← 論文一覧に戻る

Envelope Design Trade-offs for Low-carbon Residential Buildings in Dubai: A Simulation-based Multi-objective Optimization Study

ドバイにおける低炭素住宅建築のための外皮設計のトレードオフ：シミュレーションベース多目的最適化研究 (AI 翻訳)

Mohamad Khaled Bassma, Ghayth Tintawi

International Journal of Science and Research Archive📚 査読済 / ジャーナル2026-06-06#省エネ
DOI: 10.30574/ijsra.2026.19.3.1228
原典: https://doi.org/10.30574/ijsra.2026.19.3.1228
📄 PDF

🤖 gxceed AI 要約

日本語

ドバイの気候条件下で住宅の外皮設計を最適化し、年間エネルギー消費を55%削減可能に。窓面積比、Low-Eガラス、断熱屋根、日除けが有効。運用エネルギーと快適性のバランスを重視し、初期炭素も考慮。

English

Optimizes envelope design for a Dubai villa, achieving 55% reduction in annual site energy. Favored solutions include moderate window-to-wall ratios, low-e glazing, insulated roofs, and shading. Balances operational energy, thermal comfort, and embodied carbon.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本の建築省エネルギー基準やZEH普及に資する設計知見。特に高温多湿地域（沖縄など）での応用が期待できる。エンボディドカーボン評価の導入事例としても参考になる。

In the global GX context

Provides evidence for balancing operational and embodied carbon in cooling-dominated climates. Relevant to global building energy codes and net-zero building design, especially in hot regions.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Demonstrates a simulation-based multi-objective optimization framework for building envelope design that can be adapted to other climates.

🏢実務担当者:Offers practical design guidance for low-energy residential buildings in hot climates, including specific envelope parameters.

🏛政策担当者:Supports the development of building energy codes that consider both operational and embodied carbon.

📄 抄録（日本語訳）

ドバイの住宅建物は、極端な気候条件により高い冷房需要を経験しており、運用エネルギー消費と炭素関連の環境影響の両方を増加させている。これまでの研究は一般的に運用エネルギー削減に焦点を当ててきたが、住宅外皮最適化において温熱快適性と体積炭素の影響を同時に検討した調査は少ない。本研究は、シミュレーションベースの多目的最適化フレームワークを通じて、ドバイにおける低炭素住宅建物の外皮設計トレードオフを調査する。2階建て住宅ヴィラのプロトタイプをDesignBuilderで開発し、EnergyPlusシミュレーションエンジンと時間別気象データを用いてドバイの気候条件下で評価した。窓壁比、ガラス種類、外部日よけ深さ、壁構造、屋根構造を含む5つの外皮関連変数を最適化し、一方で居住状況、HVAC性能、換気、運用スケジュールは固定したままとした。最適化は、主に年間サイトエネルギー消費量と温熱不快感に基づいてバランスの取れた外皮ソリューションを特定するために実施され、体積炭素は補助的な材料影響指標として保持された。ベースラインモデルは、年間サイトエネルギー使用量40,427.48 kWh/年（189.44 kWh/m²·年に相当）を記録し、年間不快時間は3,036.50時間であった。最適化されたソリューションは、年間サイトエネルギー使用量を約18,107 kWh/年まで削減し、ベースラインケースと比較して約55%の改善を達成した。結果は一貫して、中程度の窓壁比、低放射率ガラス、断熱屋根アセンブリ、外部日よけ戦略を支持した。これらの知見は、ドバイにおける気候応答型住宅外皮設計の実践的指針を提供し、冷房卓越気候における運用環境性能と体積環境性能のバランスに関するエビデンスに貢献する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

Residential buildings in Dubai experience high cooling demand due to extreme climatic conditions, increasing both operational energy consumption and carbon-related environmental impacts. While previous studies have commonly focused on operational energy reduction, fewer investigations have simultaneously examined thermal comfort and embodied carbon implications within residential envelope optimization. This study investigates envelope design trade-offs for low-carbon residential buildings in Dubai through a simulation-based multi-objective optimization framework. A two-story residential villa prototype was developed in DesignBuilder and evaluated under Dubai climatic conditions using an EnergyPlus simulation engine and hourly weather data. Five envelope-related variables were optimized, including window-to-wall ratio, glazing type, external shading depth, wall construction, and roof construction, while occupancy, HVAC performance, ventilation, and operational schedules remained fixed. Optimization was conducted to identify balanced envelope solutions based primarily on annual site energy consumption and thermal discomfort, while embodied carbon was retained as a supporting material-impact indicator. The baseline model recorded an annual site energy use of 40,427.48 kWh/year, corresponding to 189.44 kWh/m²·year, with 3,036.50 annual discomfort hours. Optimized solutions achieved reductions in annual site energy use to approximately 18,107 kWh/year, representing an improvement of nearly 55% relative to the baseline case. Results consistently favored moderate window-to-wall ratios, low-emissivity glazing, insulated roof assemblies, and external shading strategies. The findings provide practical guidance for climate-responsive residential envelope design in Dubai and contribute evidence for balancing operational and embodied environmental performance in cooling-dominated climates.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

🔔 こうした論文の新着を逃したくない方は キーワードアラート に登録（無料・3キーワードまで）。

gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。