Uma pergunta permanecendo no fundo da minha mente
Quando comecei meu doutorado, meu objetivo period claro: eu queria explorar como as estratégias de design passivas poderiam reduzir o superaquecimento interno em climas tropicais. Minha pesquisa incluiu vários estudos de caso, variando de edifícios modernos em Cingapura de alta renda a moradias de baixa renda em Honduras. Mas foi o último que permaneceu mais próximo do meu coração –moradia de baixa renda, onde as pessoas geralmente sofrem mais por calor extremo. Em países como Honduras, onde o ar condicionado é um luxo muito além do alcance da maioria das famílias, o design passivo não é apenas uma opção sustentável – geralmente é o único caminho viável para alcançar o conforto térmico.
O que eu continuava me perguntando foi o seguinte: Quanta luz do dia estamos sacrificando quando tentamos reduzir o superaquecimento? Ou o contrário –Quanto mais quente fazemos casas permitindo mais luz do dia?
A luz do dia pure não é apenas uma questão de conforto visible. Mais luz do dia pode reduzir as contas de eletricidade e melhorar o bem -estar. No entanto, muitas estratégias que reduzem o superaquecimento – como pequenas janelas, saliências profundas ou pátios sombreados – também podem tornar os interiores escuros e sombrios.
Eu não sabia isso então, mas essa pergunta aparentemente simples mais tarde me levaria a avaliar um método matemático quase nunca usado na construção de pesquisas sobre desempenho.
Quatro anos depois: uma nova direção
Faz quase quatro anos desde que completei meu doutorado. Hoje, eu trabalho no Instituto de Ciência de Dados e Inteligência Synthetic (DATAI) na Universidade de Navarra, onde me concentro nas abordagens orientadas por AI- e dados para criar desempenho e design urbano sustentável. Cercado por novas ferramentas e novas maneiras de pensar, vi uma oportunidade de revisitar minha antiga pergunta através de uma lente nova.
Meu colega e supervisor da Datai, Jesús López Fidalgoum especialista líder no Design excellent de experimentossugeriu que eu olhasse para uma técnica chamada Metodologia da superfície de resposta (RSM). No começo, parecia algo de outro campo – e de muitas maneiras, period. O RSM foi usada de maneira abrangente em estatísticas, fabricação e até pesquisa farmacêutica, mas à medida que eu me aprofundou, fiquei surpreso ao encontrar algo impressionante:
O RSM mal havia sido usado no campo da simulação de desempenho da construção.
Essa lacuna period grande demais para ignorar.
O ato de equilíbrio: calor vs. luz
Na construção da ciência, o conflito entre conforto térmico e luz do dia não é novo. O que é Novo é como estamos começando a resolvê -lo. Muitos métodos de otimização existentes – como algoritmos genéticos – são altamente eficazes, mas têm um custo: eles exigem a execução de milhares de simulações.
Em vez de usar a otimização de força bruta, voltei-me para o RSM-tudo desenvolvido usando um laptop computer básico de escritório. Você pode pensar em RSM como um atalho inteligente. Em vez de testar todos os projetos possíveis, ele constrói um modelo estatístico – um “Superfície de resposta”– com base em um pequeno número de simulações cuidadosamente selecionadas. Esse modelo orienta a busca pelas melhores combinações de design, economizando tempo e esforço computacional enquanto ainda oferece informações poderosas.
Mas otimizar para dois resultados – superação e luz do dia – exige mais do que apenas um mapa. Requer uma bússola.
Essa bússola, neste estudo, foi funções de conveniência.
Pontuação de conveniência
As funções de conveniência levam vários objetivos – como “O menor superaquecimento possível” e “O máximo de luz do dia possível”– e transformá -los em uma única pontuação composta. Cada resultado é transformado em uma escala de 0 a 1 (indesejável para o excellent), e o algoritmo procura projetos onde ambos são maximizados simultaneamente.
Dessa forma, em vez de tratar a luz do dia e superaquecer como rivais, os tratamos como co-jogadores em um jogo de compromisso.
O resultado?
Um processo de design que exigia apenas 138 simulações – não milhares – para encontrar soluções que reduzam o superaquecimento interno sem Sacrificando a luz do dia. Isso não é apenas uma conquista acadêmica. É algo que poderia ser genuinamente usado em configurações de baixo recurso.
E os resultados não foram apenas palpites – eles vieram com confiança estatística. Ao usar 1.000 replicações de bootstrap, o estudo foi capaz de validar a confiabilidade dos valores ideais. Aqui está como isso parecia:
-
Razão de janela para o oeste (WWR): 3,76% ± 2%
-
WWR voltado para o sul: 29,3% ± 2,75%
-
Profundidade de Opeu do telhado (fachadas oeste e sul): 3,78 m ± 0,25 m
Esses valores atingem um compromisso cuidadosamente equilibrado entre reduzir o superaquecimento interno e maximizar a disponibilidade da luz do dia –adaptado especificamente para moradias tropicais de baixa renda. É um lembrete de que um bom experimento não precisa ser caro. Só tem que ser inteligente.
