Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στη βελτιστοποίηση του φυσικού φωτισμού και της οπτικής άνεσης σε χώρους εργασίας μέσω της χρήσης δυναμικών και παραμετρικά ελεγχόμενων συστημάτων σκίασης. Η σχέση μεταξύ του φυσικού φωτός και της ανθρώπινης άνεσης είναι καθοριστική, καθώς η κυρίαρχη τάση για μεγάλες γυάλινες επιφάνειες οδηγεί συχνά σε ανεξέλεγκτη εισροή ηλιακής ακτινοβολίας, προκαλώντας φαινόμενα θάμβωσης (glare) και υπερθέρμανσης. Τα στατικά συστήματα σκίασης αδυνατούν να ανταποκριθούν στη δυναμική φύση του ήλιου, γεγονός που καθιστά αναγκαία τη μετάβαση από τον απλό γεωμετρικό σχεδιασμό στον ενεργό προγραμματισμό της λειτουργίας του κτιριακού κελύφους.

Η μεθοδολογία της έρευνας βασίζεται σε μια αυστηρά δομημένη υπολογιστική προσέγγιση, αξιοποιώντας τα λογισμικά Rhinoceros 3D και Grasshopper για τη δημιουργία παραμετρικών μορφών σκίασης. Για την περιβαλλοντική ανάλυση χρησιμοποιούνται τα Ladybug Tools και η μηχανή Radiance, η οποία εξασφαλίζει υψηλή ακρίβεια στον υπολογισμό της διανομής φωτεινότητας μέσω της μεθόδου ray-tracing. Κεντρικό στοιχείο αποτελεί η χρήση γενετικών αλγορίθμων μέσω του Galapagos για τη βελτιστοποίηση μεταβλητών όπως η γωνία κλίσης και το ποσοστό ανοίγματος, με στόχο τη μεγιστοποίηση της αυτονομίας φυσικού φωτισμού (sDA) και την ελαχιστοποίηση της θάμβωσης (DGP).

Η καινοτομία της μελέτης εντοπίζεται στην εφαρμογή της στρατηγικής «Split-Blinds», η οποία διαχωρίζει το παράθυρο σε δύο λειτουργικές ζώνες για τη βέλτιστη διαχείριση φωτός και θέας. Η άνω ζώνη (Daylight Zone) είναι υπεύθυνη για τη βαθιά διείσδυση του φωτός στο εσωτερικό, ενώ η κάτω ζώνη (View Zone) προστατεύει την επιφάνεια εργασίας από τη θάμβωση, διασφαλίζοντας παράλληλα την οπτική επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον. Η προσέγγιση αυτή στοχεύει στην κάλυψη του ερευνητικού κενού που αφορά την ενσωμάτωση ανθρωποκεντρικών απαιτήσεων, όπως αυτές ορίζονται από το πρότυπο WELL v2, σε συνδυασμό με τα ενεργειακά κριτήρια του προτύπου LEED v4.1.

Τα προσδοκώμενα αποτελέσματα αναδεικνύουν τη συγκριτική υπεροχή των δυναμικών και αυτοματοποιημένων συστημάτων έναντι των στατικών, επιτυγχάνοντας την ιδανική ισορροπία μεταξύ οπτικής άνεσης και φωτιστικής επάρκειας. Η εργασία προσφέρει ένα ολοκληρωμένο μεθοδολογικό πλαίσιο (workflow) που μπορεί να αξιοποιηθεί για τον σχεδιασμό κτιρίων υψηλής περιβαλλοντικής ποιότητας, προάγοντας την υγεία και την ευεξία των εργαζομένων. Συνολικά, η μελέτη αποδεικνύει ότι η χρήση βελτιστοποιημένων παραμετρικών συστημάτων μπορεί να ενισχύσει σημαντικά τους κιρκάδιους ρυθμούς και την παραγωγικότητα, υπερβαίνοντας την απλή εξοικονόμηση ενέργειας.

This thesis focuses on optimizing natural lighting and visual comfort in workspaces through the use of dynamic and parametrically controlled shading systems. The relationship between natural light and human comfort is critical, as the prevailing trend for large glass surfaces often leads to uncontrolled solar radiation ingress, causing glare and overheating. Static shading systems are unable to respond to the dynamic nature of the sun, making the transition from simple geometric design to active programming of the building envelope's operation necessary.

The research methodology is based on a rigorously structured computational approach, utilizing Rhinoceros 3D and Grasshopper software for the creation of parametric shading forms. For environmental analysis, Ladybug Tools and the Radiance engine are used, ensuring high accuracy in calculating luminance distribution through the ray-tracing method. Central to the study is the use of genetic algorithms via Galapagos to optimize variables such as tilt angle and opening percentage, with the aim of maximizing Spatial Daylight Autonomy (sDA) and minimizing glare (DGP).

The innovation of the study lies in the application of the "Split-Blinds" strategy, which divides the window into two functional zones for optimal light and view management. The upper zone (Daylight Zone) is responsible for deep light penetration into the interior, while the lower zone (View Zone) protects the work surface from glare while maintaining visual contact with the external environment. This approach aims to address the research gap concerning the integration of human-centric requirements, as defined by the WELL v2 standard, in combination with the energy criteria of the LEED v4.1 standard.

The anticipated results highlight the comparative superiority of dynamic and automated systems over static ones, achieving the ideal balance between visual comfort and lighting adequacy. The work offers a comprehensive methodological framework (workflow) that can be utilized for the design of buildings of high environmental quality, promoting the health and well-being of workers. Overall, the study demonstrates that the use of optimized parametric systems can significantly enhance circadian rhythms and productivity, going beyond simple energy savings.