Dergiler / Bilişim Teknolojileri Dergisi / 2017 / Cilt: 10 - Sayı: 4

Enerji Tasarruflu Bina Tasarımı İçin Isıtma ve Soğutma Yüklerini Regresyon Tabanlı Makine Öğrenmesi Algoritmaları İle Modelleme

Modeling heating and cooling loads by regression-based machine learning techniques for energy-efficient building design

Sayfa
443–449
Yayın Tarihi
2017-10-30
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Çıkan sonuçlara göre analiz yaptığımız veri seti için, tahmin başarımı açısından en yakın sonucu bulan algoritma Rastgele Orman Regresyon algoritması olmuştur.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Günümüzde bilişim teknolojileri hemen hemen her alanda kullanılmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Enerji talebini hafifletmenin bir yolu enerji tasarrufu özelliklerine sahip verimli binalar tasarlamaktır.
💡
Sonuç & Katkı:Çıkan sonuçlara göre analiz yaptığımız veri seti için, tahmin başarımı açısından en yakın sonucu bulan algoritma Rastgele Orman Regresyon algoritması olmuştur.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Energy Performance · Regression · SVM Regression

Özet

Günümüzde bilişim teknolojileri hemen hemen her alanda kullanılmaktadır. Enerji sektörü de bu alanlardan birisidir. Nüfusun gün geçtikçe artmasıyla birlikte bina sayısı ve binaların enerji talebi de artmıştır. Enerji talebini hafifletmenin bir yolu enerji tasarrufu özelliklerine sahip verimli binalar tasarlamaktır. Bu çalışmada sekiz giriş değeri (nispi yoğunluk, yüzey alanı, duvar alanı, çatı alanı, toplam yükseklik, yönlendirme, cam alanı ve cam alanı dağılımı) ve iki çıkış değeri (ısıtma yükü (HL), soğutma yükü (CL)) olan bir veri setinin, makine öğrenmesi algoritmaları kullanarak analizi yapılmıştır. Amaç, konutların ısıtma ve soğutma yükünü tahmin edebilen bir model oluşturmaktır. Bu parametrelerin doğru bir şekilde tahmin edilmesi, enerji tüketiminin daha iyi kontrol edilmesini kolaylaştırmakta ve ayrıca, enerji piyasasında önemli bir sorun olarak görülen enerji ihtiyacına daha iyi uyan enerji tedarikçisinin seçiminde yardımcı olmaktadır. Bu kapsamda, veri seti analiz edilirken makine öğrenmesi algoritmalarından regresyon algoritmaları (Destek Vektör Makinesi (SVM) Regresyonu, Doğrusal Regresyon, Rasgele Orman Regresyonu ve En Yakın Komşu Regresyonu) kullanılmıştır. İki çıkış değeri için sonuçlar deneysel olarak her algoritma için ayrı ayrı hesaplanmış ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Çıkan sonuçlara göre analiz yaptığımız veri seti için, tahmin başarımı açısından en yakın sonucu bulan algoritma Rastgele Orman Regresyon algoritması olmuştur.

Abstract

Today, information technology is used almost in every field. The energy sector is one of these areas. As the population grew day by day, the number of buildings and the energy demands of the buildings increased. One way to decrease energy demand is to design efficient buildings with energy-saving features. In this study, an analysis of a data set which has eight input values ​​(relative compactness, surface area, wall area, roof area, overall height, orientation, glazing area and glazing area distribution) and two output values ​​(heating load (HL), cooling load (CL)), has been carried out using machine learning algorithms. The aim is to create a model that predicts the heating and cooling load of the houses. Accurate estimation of these parameters facilitates controlling of energy consumption and also helps in selecting an energy supplier that better suits the energy requirement, which is considered a significant problem in the energy market. In this context, when analyzing the data set, regression algorithms (Support Vector Machine (SVM) Regression, Linear Regression, Random Forest Regression and Nearest Neighbor Regression) are used among machine learning algorithms. For the two output values, the results have been calculated experimentally for each algorithm and the results have been compared. For the data set we analyzed according to the results, the algorithm that found the closest result in terms of prediction success is Random Forest regression algorithm.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

PEKER, M., ÖZKARACA, O., KESİMAL, B. (2017). Enerji Tasarruflu Bina Tasarımı İçin Isıtma ve Soğutma Yüklerini Regresyon Tabanlı Makine Öğrenmesi Algoritmaları İle Modelleme. Bilişim Teknolojileri Dergisi, Cilt: 10 - Sayı: 4, 443–449. https://ajindex.com/articles/246845

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (15)

  1. Summary of analysis using the National Energy Efficiency DataFramework (NEED), https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachmen t_data/file/437093/National_Energy_Efficiency_DataFramework__NEED__Main_Report.pdf, 20.04.2017
  2. G. Özyurt, K. Karabalık, “Enerji verimliliği, binaların enerji performansı ve Türkiye’deki durum”, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Türkiye Mühendislik Haberleri, 457(54), 32-34, 2009
  3. E. Göçmen, Ş. Özdemir, “Farklı Tip Aydınlatma Aygıtlarının Harmonik Etkilerinin Karşılaştırılması”, V. Enerji Verimliliği ve Kalitesi Sempozyumu, Kocaeli, 261-265, 2013
  4. C. Perdahçı, U. Hanlı, “Verimli Aydınlatma Yöntemleri”, 3E Elektrotech Dergisi, 323-327, 2010
  5. M. Beerepoot, M. Sunikka, “The contribution of the EC energy certificate in improving sustainability of the housing stock”, Environment and Planning B: Planning and Design, 32(1), 21-31, 2005
  6. Z. Yu, F. Haghighat, B. C.M. Fung, H. Yoshino, “A decision tree method for building energy demand modeling”, Energy and Buildings, 42(10), 1637-1646, 2010
  7. W.G. Cai, Y. Wu, Y. Zhong, H. Ren, “China building energy consumption: situation, challenges and corresponding measures”, Energy Policy, 37(6), 2054-2059, 2009
  8. National Academy of Sciences; National Academy of Engineering; National Research Council, Real Prospects for Energy Efficiency in the United States, Washington: The National Academies Press, 2010
  9. M. Castelli, L. Trujillo, L. Vanneschi, A. Popovic, “Prediction of energy performance of residential buildings: A genetic programming approach”, Energy and Buildings, 102, 67-74, 2015
  10. F. Khayatian, L. Sarto ve G. Dall'O', “Application of neural networks for evaluating energy performance certificates of residential buildings”, Energy and Buildings, 125, 45-54, 2016
  11. L. Wei, E.A. Silva, R. Choudhary, Q. Meng, S. Yang, “Comparative study on machine learning for urban building energy analysis”, Procedia Engineering, 121, 285-292, 2015
  12. W. Tian, “A review of sensitivity analysis methods in building energy analysis”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 20, 411-419, 2013
  13. B. Dong, C. Cao, S. E. Lee., “Applying support vector machines to predict building energy consumption in tropical region”, Energy and Buildings, 37(5), 545-553, 2005
  14. P. Wilde, W. Tian, “Predicting the performance of an office under climate change: A study of metrics, sensitivity and zonal resolution” Energy and Buildings, 42(10), 1674-1684, 2010
  15. W. Tian,