Ön tasarım aşaması kararlarının enerji kullanımı üzerine etkisi: Duyarlıklık analizi ile kantitatif değerlendirme

Abstract

Architectural design is a complex problem which contains multiple design parameters and constraints. Particularly, early architectural design includes all the major decision-making process that defines the framework of yearly energy demand of the unit. Due to time constraints and uncertainty of the energy demand at early design it is important to analyze the process starting from the early design. To reduce the complexity of model, quantify output uncertainty and lastly understand the relation between independent and dependent variables, in the current study, Morris and Sobol' global sensitivity analysis have applied for one zone office building to support a decision-making guidance for designers with regards to specified quasi random sampling methods. As energy modelling composes from physical properties of the building and weather type, procedure has been conducted for cold climate of Erzurum and hot-humid climate of Izmir. Firstly, ineffective parameters factor fixing is implied than factor prioritization is illustrated with Morris analysis. Afterwards, by using variance based Sobol' sensitivity analysis, first and total order effects are investigated for each climate. Thirdly, a performance filtering process has been executed for 100 best high energy performances of samples to illustrate each of them by presenting the valuable range values of parameters with Parallel Coordinate Plot (PCP). Lastly, a comparison has been implemented for how input parameter and its values are changing according to climate type. For further works, it is aiming to apply all the process for specified design of building by adding Monte Carlo filtering applications.

Mimari tasarım, çoklu tasarım parametreleri ve kısıtlamaları içeren karmaşık bir sorundur. Özellikle, erken mimari tasarım, yapı yıllık enerji talebini büyük oranda tanımlayan önemli karar verme süreçlerini içerir. Zaman kısıtlamaları ve erken tasarımda enerji talebinin belirsizliği nedeniyle, erken tasarımdan başlayarak süreci analiz etmek önemlidir. Modelin karmaşıklığını azaltmak, çıktı belirsizliğini ölçmek ve son olarak bağımsız ve bağımlı değişkenler arasındaki ilişkiyi anlamak için, tek bölüm ofis binası için tasarımcılar için bir karar verme rehberliğini desteklemek üzere belirtilen rastgele örnekleme yöntemlerine göre uygulanan Morris ve Sobol' geniş duyarlılık analizini içerir. Enerji modellemesi, binanın fiziksel özelliklerinden ve hava koşullarından oluştuğundan, Erzurum'un soğuk iklimi ve İzmir'in sıcak- nemli iklimi için süreç yürütülmüştür. Öncelikle, etkisiz parametrelerin faktör tespitinin, Morris analiziyle faktör önceliklerinin daha fazla olduğu anlaşılmaktadır. Daha sonra, değişiklik tabanlı Sobol' duyarlılık analizi kullanılarak, her iklim için birinci ve yüksek dereceden etkileri araştırıldı. Üçüncüsü, 100 en iyi yüksek enerji performansının görselleştirildiği Paralel Koordinat Çizimi (PCP) ile parametrelerin değerli aralık değerlerini sunarak bir performans süzme işlemi gerçekleştirilmiştir. Son olarak, girdi parametresinin ve değerlerinin iklim türüne göre nasıl değiştiğine ilişkin bir karşılaştırma yapılmıştır. Daha ileri çalışmalar için, edilen carlo filtering uygulamalarını ekleyerek, belirtilen binanın tasarımına yönelik tüm sürecin uygulanması hedeflenmektedir.