Optimización del diseño generativo de la distribución de los árboles para mejorar el confort térmico en espacios comunes con especial referencia a climas cálidos y áridos

La calidad del entorno comunitario al aire libre es crucial para mejorar la calidad urbana y el bienestar de sus residentes. Estos espacios son esenciales para ofrecer más oportunidades de interacción social y ocio. Sin embargo, en climas cálidos y áridos como el de Egipto, lograr un confort térmico óptimo en exteriores sigue siendo un reto. En consecuencia, se necesitan metodologías más completas para mejorar el diseño basado en la investigación de los parámetros y componentes del paisaje para desarrollar el rendimiento del confort térmico exterior utilizando un proceso iterativo de exploración del diseño que emplee software basado en IA. Estas aplicaciones ayudan a los diseñadores a resolver dilemas de diseño multiobjetivo mediante la generación y evaluación de numerosas opciones de diseño.

Por lo tanto, este estudio explora la eficacia de las herramientas de diseño generativo en la optimización de la distribución de árboles basada en la evolución de mutaciones para mejorar el confort térmico exterior, proporcionando un enfoque dinámico e iterativo que se adapta a diversas morfologías urbanas. La metodología adopta un análisis basado en la simulación para enmarcar este estudio, que se clasifica en tres fases principales. En primer lugar, se analiza el entorno actual de espacios exteriores específicos con diferentes configuraciones en Madinaty, Nuevo Cairo (barrio totalmente agrupado con edificios, barrio semiconglomerado, barrio totalmente abierto). En segundo lugar, se utiliza una herramienta de diseño generativo con un algoritmo evolutivo Dynamo para optimizar la distribución de árboles en las zonas comunes de estos tres espacios teniendo en cuenta el entorno construido actual. Por último, se comprueba el confort térmico mediante simulación con Grasshopper y Ladybug para evaluar el Índice de Clima Térmico Universal (UTCIUTCI es la sigla de "Universal Thermal Climate Index" que en español se traduce como "Índice Universal de Clima Térmico". Es un índice que evalúa el impacto del clima en la sensación térmica y el confort...) entre los escenarios del caso base y los escenarios optimizados para validar la herramienta de diseño generativo.

Los resultados indican mejoras tangibles en los tres barrios. En la zona del Barrio Agrupado, el diseño optimizado con 33 árboles dio como resultado un UTCI más bajo (con una media aritmética de 37,55 °C) en comparación con el caso base con 43 árboles (38 °C). En la zona de Barrio Semiconglomerado, el diseño optimizado con 45 árboles mejora mucho el UTCI (38,01 °C), en comparación con el caso base con 27 árboles (39,40 °C). Por último, en la zona de Barrio Totalmente Abierto, el diseño optimizado con 25 árboles logra una UTCI ligeramente mejorada (39,55 °C) respecto al caso base de 31 árboles (39,60 °C).

Título Original:

"Generative design optimization of tree distribution for enhanced thermal comfort in communal spaces with special reference to hot arid climates"

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