An automated optimization process to support the design of thermally and visually comfortable buildings

In the present work the issues related to a building design based on multiobjective optimization were studied, focussing most on the thermal and visual aspects. The theoretical basis of mathematical optimization were discussed, showing its possible application in real multi-objective problems with real software. An accurate bibliographic research was conducted in order to identify, among the metrics proposed over time, the ones that could reliably represent the thermal and visual conditions of the built environment in order to include them as objective functions in the optimization process. A description of indoor air quality related issues was also provided, in order to be evaluated as a constraint. Finally the procedure was applied to a case study, the Eco-Passive House in Mascalucia, and the results of the two optimizations were shown together with the limitations and the necessary adaptation needed to deal with a real building.

Nel presente lavoro sono stati studiati gli aspetti relativi al comfort nella progettazione degli edifici basata sull’ottimizzazione multi-obiettivo, approfondendo in particolare gli aspetti termico e visivo. Il processo di ottimizzazione è poi stato introdotto e descritto da un punto di vista teorico e ne sono state mostrate le possibili applicazioni a problemi reali mediante l’impiego di software esistente. Un’accurata ricerca bibliografica è stata condotta per individuare, tra gli indicatori esistenti, quelli che potessero rappresentare in maniera affidabile le condizioni di comfort termico e luminoso dell’ambiente, con l’obiettivo di valutarle mediante funzioni obiettivo in un processo di ottimizzazione. La tematica della qualità dell’aria interna è invece stata delineata con l’obiettivo di includerla come vincolo (constraint). Infine la procedura è stata applicata ad un edificio reale, la Casa Eco-Passiva di Mascalucia, evidenziando, insieme ai risultati ottenuti, gli adattamenti e le semplificazioni a cui è stato necessario ricorrere per far fronte ad un problema reale.