Otimização termoenergética de uma edificação escolar: discussão sobre o desempenho de quatro algoritmos evolutivos multiobjetivo

Abstract

Resumo Obaixo desempenho termoenergético das edificações resultou em uma progressão no consumo final de energia elétrica pelos setores da construção civil. A demanda por climatização artificial contribui significativamente para esse crescimento e pode estar diretamente relacionada a um inadequado planejamento arquitetônico. Através de uma estratégia de otimização multiobjetivo é possível identificar parâmetros de melhoria do desempenho desses edifícios mediante dois ou mais objetivos. Este estudo discute o desempenho de quatro algoritmos de otimização multiobjetivo aplicados a um projeto-padrão Proinfância tipo 2, implantado na zona bioclimática 2. Foram definidas como funções-objetivo a intensidade do uso de energia elétrica (IUE) para aquecimento e resfriamento e foram alteradas cinco variáveis: a espessura do isolamento térmico das paredes externas e do piso, a absortância solar das paredes externas e da cobertura, e a orientação solar. O algoritmo SPEA2 apresentou o melhor desempenho, alcançando uma solução capaz de reduzir aproximadamente 92% de IUE por aquecimento e 52% por resfriamento, em relação ao consumo do caso base.The low thermoenergetic performance of buildings leads to increasing final consumption of electricity in the construction sector. The demand for air conditioning has contributed significantly to this increase and may be directly related to inadequate architectural planning. Through the establishment of a multi-objective optimization strategy, it is possible to identify performance improvement parameters for these buildings. This study discusses the performance of four multi-objective optimization algorithms applied to a standard project on early childhood education, developed by the Brazilian government program Proinfância, implemented in bioclimatic zone 2. Energy use intensity (IUE) for heating and cooling were defined as objective functions and five variables were changed: the thickness of the thermal insulation of the external walls and the floor, the absorptance of the external walls and roof, and solar orientation. The SPEA2 algorithm showed the best permance, achieving a solution capable of reducing IUE by approximately 92% in heating and 52% in cooling, when compared to the reference case.