Modelimizin kısıtlarında aşağıda verilen iç mekân çevresel kontrol elementleri göz önünde bulundurulmuştur.

a. Gün ışığı

İlk olarak gün ışığı analizi için Radiance alt yapısını kullanan Honeybee/Ladybug eklentisinden faydalanılmıştır. Modelimizde kullanımı güncel ve yaygın olan gün ışığı parametreleri “Useful Daylight Illuminance” ve “Spatial Daylight Autonomy” dikkate alınmıştır.

i. Useful Daylight Illuminance (UDI)

Aydınlatma koşullarının kabul edilebilir (100-2000 lux) aralıkta olduğu durumların yıllık saat bazında yüzdesini içeren bir değerdir.  Kısıt aşağıdaki gibi en az yüzde 50 oranında kabul edilebilir aralıkta gün ışığı alacak şekilde formülize edilmiştir.

ii. Spatial Daylight Autonomy (sDA)

sDA’ya göre yüzde 54 altındaysa gün ışığı kalitesi açısından kabul edilebilir bir durum değildir. Yüzde 55 ve 74 arası kabul edilebilir aralık iken 75 ve üstü iyi olarak kabul edebileceğimiz değerlerdir. Bu nedenle sDA kısıtı aşağıdaki gibi formulize edilmiştir.

b. Termal konfor

Termal konfor analizi için PMV (Predicted Mean Vote) parametresinden faydalanılmıştır. Bunun hesabı için yine Honeybee/Ladybug eklentisi kullanılmıştır. PMV indeks değeri kış ve yaz için ayrı hesaplanmış olup her birinin uygun değer aralığı Figür 1’de görülen ASHRAE 55 and ISO 7730 standartlarına göre belirlenmiş -2 ve +2 aralığında kısıtlanmıştır. PMV değeri de değişken olan bağıl nem, giyinme seviyesi, kuru termometre sıcaklığı gibi girdiler kullanılarak Honeybee/Ladybug simülasyon programında hesaplanmıştır. Tasarım değişkenlerinde yer alan bağıl nem ve kuru termometre sıcaklıklarının değer aralığı Tablo 1’de görüldüğü gibi yine uygulanabilir aralıklarda tutulmuştur (https://comfort.cbe.berkeley.edu/).

Figür 1. PMV indeks (https://www.simscale.com/blog/2019/09/what-is-pmv-ppd/)

Bu durumda termal konfor kısıtımız aşağıdaki gibi formülize edilmiştir.

c. Akustik

Akustik simülasyonu için yansışma süresi (Reverberation Time [RT]) ve konuşma iletim indeksi (Speech Transmission Index [STI]) parametrelerinden faydalanılmıştır. Bu değerler GH’in bir eklentisi olan Pachyderm simülasyon programını kullanarak hesaplanmıştır.

Yukarıda formülize edilen kısıtlara göre örnek verecek olursak, ’nin 85 çıktığı bir oda tasarımında konuşmaların algılanması bir yaşlı için zor olacağından uygulanabilir bir tasarım olamaz. Optimizasyon algoritmamız da  değerini 60 ile 75 arasında çıkaran tasarımlar üretmeye yönelik çalışmaktadır.

Amaç fonksiyonları

a. Enerji Tüketimi

Enerji tüketimi bir odanın yıllık metrekare başına düşen ısıtma, soğutma ve aydınlatma miktarını içermektedir. kWh/m² cinsinden hesaplanmakta olup bu hesaplama için Grasshopper’ın bir eklentisi olan EnergyPlus’ı alt yapı olarak kullanan Honeybee/Ladybug programlarından faydalanılmıştır.

b. Maliyet

Maliyet hesaplaması için GH’daki hesaplama komutlarından faydalanılarak net bugünkü değer yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntem sayesinde paranın zaman değeri göz önünde bulundurulurken yatırımın zaman içindeki bütün gider ve gelirleri, yatırımın risk seviyesine uygun bir faiz oranında bugünkü karşılığına çevirip toplayarak tek bir rakama indirgemeyi sağlamaktadır. Bizim modelimizde ilk yatırım maliyeti odanın tüm inşa masraflarını içerirken, işletme maliyeti olarak enerji simülasyonu sonucunda çıkan veriyi kullanarak elektrik masrafını içermektedir.

Burada  değeri amaç fonksiyonu için hesaplanan enerji tüketimi değeri ile aynıdır ve Honeybee-Ladybug programından sonucu alınmıştır. Kullanım ömrü  değeri 40 olarak alınmıştır.