PROPOSAL FOR AN ARTIFICIAL NEURAL NETWORK TO ESTIMATE THERMAL COMFORT

Authors

  • Fernanda Marcielli Santos Universidade Federal de Mato Grosso
  • Carlo Ralph de Musis Universidade Federal de Mato Grosso https://orcid.org/0000-0001-6047-1304

DOI:

https://doi.org/10.14393/RCG2510071275

Keywords:

Thermal comfort, Machine learning, Urban climatology

Abstract

The study presents the development of a procedure using an Artificial Neural Network (ANN) capable of predicting a thermal comfort model. The data used in the research were made available in the ASHRAE database, which gathers climatological data from world scientific studies. For the ANN architecture, we used a Feed-Forward (FF) model with a three-stage triangular network, an Adam optimizer with a learning rate of 0.01, and a ReLu activation function in the three stages. The data was divided into 70% for training and 30% for testing, using a batch size of 512 and running 1,500 epochs. The input parameters used were the thermal resistance index of the clothes, individual metabolism rate, air temperature, relative air humidity, air velocity, and monthly external air temperature; the output parameter was thermal comfort. The neural network development was conducted in Python using existing libraries (Tensorflow and Keras) and was later made available on GitHub. The results found that an adjusted ANN presented an error of 13.7%, considered a good fit for estimating thermal sensation.

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Author Biographies

Fernanda Marcielli Santos, Universidade Federal de Mato Grosso

Doutora em Física Ambiental na UFMT (2022) em Climatologia Urbana na área de Análise e Modelagem de Sistemas Urbanos com a tese: "PROPOSTA DE REDE NEURAL ARTIFICIAL PARA PREVISÃO DO CONFORTO TÉRMICO UTILIZANDO O ASHRAE COMFORT DATABASE II". Mestrado em Física e Meio Ambiente pela UFMT (2005) na área de concentração de Mudanças Climáticas Globais e Linha de Pesquisa em GeoHidro com a dissertação: "APLICAÇÃO DE MÉTODOS GEOFÍSICOS NO ESTUDO DA CONTAMINAÇÃO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS NO LIXÃO DE CUIABÁ - MT". Graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Uberlândia (2002).

Carlo Ralph de Musis, Universidade Federal de Mato Grosso

Doutor em Educação pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo. Mestre em Agricultura Tropical e Engenheiro civil pela Universidade Federal de Mato Grosso. Atua como orientador de mestrado e doutorado nos Programas de Estudos Pós-graduados em Física Ambiental da Universidade Federal de Mato Grosso, e em Ciências Ambientais na Universidade de Cuiabá. Atua também como perito criminal na área de Computação na POLITEC/MT. Tem se dedicado a estudos e pesquisas multidisciplinares tendo como referentes estatística multivariada, teoria das representações sociais, conforto ambiental, interação biosfera-atmosfera, modelagem por sistemas dinâmicos e física ambiental.

Published

2024-08-01

How to Cite

SANTOS, F. M.; MUSIS, C. R. de. PROPOSAL FOR AN ARTIFICIAL NEURAL NETWORK TO ESTIMATE THERMAL COMFORT. Caminhos de Geografia, Uberlândia, v. 25, n. 100, p. 64–76, 2024. DOI: 10.14393/RCG2510071275. Disponível em: https://seer.ufu.br/index.php/caminhosdegeografia/article/view/71275. Acesso em: 25 aug. 2024.

Issue

Section

Artigos