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Article|
인용수 6
·2024
Genetic Algorithm-Driven Optimization of Pattern for Parametric Facade Design Based on Support Position Data to Increase Visual Quality
Mojgan Rezakhani, Sung-Ah Kim
IF 3.1 (2024) Buildings
초록

건축물 외피(façade) 디자인에서 건축가들이 가장 직면하는 중요한 과제 중 하나는, 주요 역할이 개구부를 덮어 일사(日射)와 온도를 제어하는 데 있음에도 불구하고, 사용자에게 실내에서 실외로의 효과적인 시야를 제공하는 것이다. 본 연구는 기하학적 패턴을 기반으로 하는 파라메트릭 외피에 대해, 노드의 개수와 배치 및 필요한 지지대의 위치를 최적화하고 평가하기 위해 유전 알고리즘을 사용한다. 유전 알고리즘이 적용된 데이터셋은 외피의 노드와 지지대를 감소시키거나 대체하는 데 효과적임이 확인되었다. 또한 창(window) 주변에서만 더 넓고 불규칙한 패턴을 형성하여, 거주자(occupants)가 경험하는 시각적 방해를 감소시킨다. 따라서 건축 외피의 운영은 건축의 심미성과 성능 모두의 관점에서 중요하다. 본 연구에서 사용한 방법은 노드 위치를 기준으로 한 세 가지 기하학적 격자(grid) 패턴을 통해 검증되었으며, 이를 통해 데이터가 반영된 패턴에 대한 잠재적인 불규칙한 외피 확장(extension)을 분석하는 데 활용할 수 있다. 노드는 Galapagos 프로그램을 이용하여 단면(cross-section) 최적화를 분석함으로써 고려되며, 이후 Karamba를 통해 반력(reaction force), 노드 힘(node force), 변형 에너지(deformation energy)에 기반한 데이터를 얻는다. 그 결과 세 가지 격자 패턴인 삼각형(triangular), 사각형(square), 육각형(hexagonal) 중에서 육각형 격자가 가장 효율적이며, 사각형 격자 패턴에 비해 반력은 최대 60% 낮고 노드 힘은 40% 낮으며 변형 에너지는 30% 적은 것으로 나타났다. 제안된 GA는 또한 패턴을 갖는 파라메트릭 외피의 성능을 향상시키는 데 그 효과가 입증되었고, 그로써 거주자들의 시각적 경험을 개선한다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.

키워드
FacadeGenetic algorithmParametric statisticsPosition (finance)Node (physics)GridComputer scienceSquare (algebra)Hexagonal crystal systemDeformation (meteorology)
타입
Article
IF / 인용수
3.1 / 6
게재 연도
2024