Resumen

FRAILE-NARVAEZ, Marcelo Alejandro. Otimização Energética com Padrões Geométricos Bioinspirados: Inteligência Artificial no Design Passivo Arquitetônico. An. Investig. Arquit. [online]. 2025, vol.15, n.1, e205.  Epub 01-Jun-2025. ISSN 2301-1505.  https://doi.org/10.18861/ania.2025.15.1.4048.

As alterações climáticas, aliadas ao aumento contínuo do consumo energético no setor da construção, colocam desafios críticos à sustentabilidade arquitetónica-sobretudo em climas mediterrânicos, onde a radiação solar durante o verão é particularmente intensa. Este estudo avalia a hipótese de que a biomimética, apoiada por ferramentas paramétricas e inteligência artificial (IA), pode superar as limitações do desenho passivo convencional, melhorando simultaneamente a eficiência energética e a resposta climática dos envoltórios edificados. O objetivo desta investigação é verificar essa hipótese mediante a análise de três configurações geométricas bio-inspiradas-Delaunay, Voronoi e Metaball. Os modelos foram desenvolvidos a partir de princípios biomiméticos, simulações digitais e algoritmos de IA, e aplicados a um prisma arquitetónico representativo situado na Comunidade de Madrid, de modo a avaliar a sua capacidade de reduzir a radiação solar incidente nos meses de verão. A geração dos padrões foi realizada em Rhinoceros 8/Grasshopper, enquanto o desempenho climático foi avaliado com o Ladybug Tools 1.5.0 (Radiance/Daysim). As variantes geométricas foram otimizadas através do algoritmo genético multiobjetivo NSGA-II, implementado em Python 3.10 com a biblioteca DEAP e integrado no Grasshopper via GhPython. Os objetivos específicos foram (i) diminuir a radiação solar incidente e (ii) limitar a complexidade material, garantindo assim a viabilidade construtiva das propostas. Os resultados indicam que esta abordagem não só obtém uma mitigação significativa da radiação solar, como também proporciona soluções inovadoras e adaptáveis que conciliam funcionalidade, eficiência energética e valor estético. Estas estratégias evidenciam um potencial considerável para redefinir o desenho arquitetónico sustentável, lançando as bases para novas aplicações práticas capazes de reduzir o consumo energético e responder aos desafios climáticos contemporâneos. O estudo sublinha o impacto da convergência entre biomimética, tecnologia paramétrica e inteligência artificial, abrindo caminhos para o desenvolvimento de modelos arquitetónicos mais resilientes e alinhados com as exigências energéticas globais.

Palabras clave : Biomimética; Inteligência Artificial; Design Passivo; Arquitetura Sustentável; Modelos Paramétricos; Eficiência Energética; Simulações Computacionais; Proteção Solar; Geometrias Bioinspiradas; Otimização Arquitetônica.

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