Projetos de Pesquisa

Desenvolvimento projetual com suporte de métodos de otimização

Compreende os subprojetos relacionados à otimização do desempenho da edificação, bem como os métodos projetuais que lidem com o problemas nas diversas fases do projeto. Envolve simulações e interoperabilidade com programação visual e ferramentas de desempenho, tais como Grasshopper, DIVA, HoneyBee e LadyBug.

Suprojetos:

  • Otimização da forma de uma edificação de fachadas multifacetadas e de sua relação com o entorno para a geração distribuída fotovoltaica e consumo de energia - concluído

Objetivo Geral: Identificar as relações entre parâmetros da volumetria de uma edificação e do entorno sob critérios de geração e consumo de energia elétrica para diferentes cidades brasileiras.

Objetivos Específicos:

- Criar um modelo parametrizado de museu de fachadas multifacetadas com painéis fotovoltaicos integrados às fachadas, tendo como base o estudo da forma do Museu da Imagem e do Som (MIS) de Copacabana-RJ

- Parametrizar condicionantes urbanísticos de dois arranjos espaciais de quadras conforme uma configuração urbana adequada à inserção da edificação modelada e otimizar a volumetria da edificação com painéis fotovoltaicos integrados às fachadas multifacetadas e a relação edificação-entorno para três diferentes combinações de latitudes/alturas solares e zonas bioclimáticas brasileiras.

 

  • Impactos de arquivos climáticos em projetos de edifícios em sua fase inicial de concepção - concluído

Objetivo Geral: Investigar o impacto de arquivos climáticos de formatos distintos em aspectos intervenientes no projeto de edifícios em suas fases iniciais.

Objetivos Específicos:

- Avaliar novo método de tratamento de dados meteorológicos para gerar novo arquivo climático

- Criar quadros bioclimáticos baseados nos formatos existentes; parametrizar características formais e construtivas de um metamodelo com base em requisitos projetuais

- Otimizar o metamodelo com objetivos que atendam ao desempenho térmo-energético

- Avaliar as diferenças formais e construtivas decorrentes dos processos de otimização do desempenho com formatos de arquivos climáticos distintos.

 

  • Desenvolvimento de protótipo de uma cobertura modular baseado no desempenho - concluído

Objetivo Geral:

- Investigar o processo de projeto baseado no desempenho para uma cobertura modular com uso de técnicas de parametrização, de simulação computacional e física e de otimização.

Objetivos Específicos:

- Explorar o processo de criação de superfícies complexas em arquitetura, baseadas no Origami, da concepção teórica à simulação

- Definir parâmetros formais no plug-in Grasshopper® para Rhinoceros® para execução de simulações de radiação, iluminação, ventilação e posterior otimização

- Avaliar aspectos envolvendo modelagem, facilidade de montagem, transporte e variáveis relacionadas à execução em modelos digitais e protótipos físicos para o módulo da cobertura proposta.

 

  • Benchmark de algoritmos de otimização multiobjetivo na plataforma rhino+grasshopper: um estudo aplicado a problemas de desempenho térmico, luminoso e termoenergético - concluído

Objetivo Geral: Avaliar o desempenho de diferentes algoritmos aplicados a processos multiobjetivo de Otimização Baseada em Simulação (OBS) térmica, luminosa e termoenergética, na plataforma Rhino+Grasshopper. Objetivos Específicos:

- Identificar o estado da arte em processos de Otimização Baseada em Simulação (OBS), na arquitetura, e os algoritmos e motores de otimização multiobjetivo disponíveis na plataforma Rhino+Grasshopper

- Selecionar uma edificação a ser modelada como metamodelo, voltado a problemas de desempenho térmico, luminoso e termoenergético

-Selecionar os algoritmos de otimização multiobjetivo, a partir dos disponíveis no Grasshopper e otimizar os modelos

- Comparar estatisticamente os resultados obtidos nas avaliações dos metamodelos e o desempenho dos algoritmos em processos de OBS térmica, luminosa e termoenergética

- Criar recomendações quanto à escolha do algoritmo, de acordo com o processo de OBS, a partir do desempenho observado.

 

  • Performance Investigation of a Responsive Solar Control Canopy Developed with Generative Processes
                       Objetivo geral: to investigate a thermal and luminous responsive canopy´s potential to enhance daylight and reduce thermal loads and electric energy expenditure in a high-performance non-residential building. 
                      Objetivos específicos: 
                                           - Formulating a state-of-the-art review for climate-responsive building envelopes; 
                                           - Designing and optimizing a parameter-based responsive canopy for thermal and luminous simulations; 
                                           - Calibrating the thermal simulation and producing digitally manufactured prototypes;
                                           - Evaluating the thermal, luminous, and electric energy benefits of adopting a responsive canopy in non-residential buildings for the eight Brazilian Bioclimatic Zones according to NBR15220.

Projeto financiado pela Fapemig - APQ 00266_21

 

Resultados:

Parameterization and solar radiation simulation for optimization of a modular canopy (artigo)

Parametric modeling simulation for an Origami shaped canopy (artigo)

 

Performance assessment of RBFMOpt, NSGA2, and MHACO on the thermal and energy optimization of an office building (artigo)

 

Galeria de Imagens