Effects of architectural design variables on energy and environmental performance of office buildings

• Autores: Arturo Ordoñez García
• Directores de la Tesis: Alberto Coronas Salcedo (dir. tes.), Yi Zhang (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Rovira i Virgili ( España ) en 2016
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Adolfo Palombo (presid.), Juan Carlos Bruno Argilaguet (secret.), Ljubomir Jankovic (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Física teórica
      • Energía (física)
    • Termodinámica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TDX
• Resumen

  • Aquesta tesi aborda la comprensió dels efectes que les principals variables de disseny arquitectònic tenen en les prestacions energètiques, mediambientals i econòmiques dels edificis d'oficines, mitjançant l'exploració d'alguns dels mètodes d'anàlisi que ofereixen un major potencial en l'actualitat. Busca contribuir al desenvolupament d'enfocaments, mètodes i eines que facilitin la presa de decisions durant el procés de disseny arquitectònic, especialment en les primeres etapes. També està dirigit a generar informació que ajudi a millorar els criteris aplicats en el desenvolupament de codis energètics i sistemes de certificació de sostenibilitat. La investigació ha consistit en quatre parts principals: • La primera part consisteix en el desenvolupament d'un projecte paramètric basat en els programes EnergyPlus i jEPlus. • La segona part consisteix en una anàlisi d'optimització mitjançant algoritmes evolutius. L'anàlisi es va realitzar amb el programa jEPlus + EA, i està destinat a identificar les solucions de disseny arquitectònic que produeixen impactes mediambientals i econòmics més baixos. • La tercera part consisteix en l'aplicació dels dos mètodes d'anàlisi de sensibilitat, Morris i Sobol, per tal d'establir la importància relativa de cada variable de disseny arquitectònic en les prestacions dels edificis. Esta tesis aborda el estudio de los efectos que las principales variables de diseño arquitectónico tienen en el desempeño energético, medioambiental y económico de los edificios de oficinas, mediante la exploración de algunos de los métodos de análisis que ofrecen un mayor potencial en la actualidad. Busca contribuir al desarrollo de enfoques, métodos y herramientas que faciliten la toma de decisiones durante el proceso de diseño arquitectónico, especialmente en las primeras etapas. También busca generar información que ayude a mejorar los criterios aplicados en el desarrollo de códigos energéticos y sistemas de certificación de sostenibilidad. La investigación consistió en cuatro partes principales: • Desarrollo de un proyecto paramétrico basado en los programas EnergyPlus y jEPlus, con el objeto de identificar y caracterizar las variables de diseño arquitectónico más significativas • Aplicación de un análisis de optimización mediante algoritmos evolutivos. El análisis se realizó con el programa jEPlus + EA. • Ejecución de dos métodos de análisis de sensibilidad, Morris y Sobol, con el fin de establecer la importancia relativa de cada variable de diseño arquitectónico en el desempeño energético, medioambiental y económico de los edificios This thesis addresses the understanding of the effects that main architectural design variables have on energy, environmental and economic performance of office buildings, exploring some of the analytical methods that offer greater potential nowadays. It is aimed to contribute to the development of approaches, methods and tools that facilitate the decision-making during the architectural design processes, especially in the early stages. It is also aimed to generate information that helps to improve the criteria applied in the development of building energy codes and sustainability certifications. The research consisted of four major parts: • Development of a parametric project based on the programs EnergyPlus and jEPlus software. • Implementation of Optimization analysis by means of evolutionary algorithms. The analysis is performed with the program jEPlus+EA. • Application of two sensitivity analysis methods, Morris and Sobol, in order to investigate the relative importance of each architectural design variable. • Implementation of artificial neural networks to create meta-models that are able to predict, with reasonable accuracy, the energy, environmental and economic performance of buildings