Multi-Criteria Optimization of Roof Systems in Airport Warehouses through Generative Design and Climate Simulation: A Case Study in Airport Industrial Architecture

Authors

  • Jhordan Renzzo Cabel Aguilera Colegio de Arquitectos del Perú Regional Lima, Av. San Felipe 999, Jesús María, Lima, Perú

DOI:

https://doi.org/10.17268/

Keywords:

Generative Design, Climate Simulation, Parametric Architecture, Industrial Roof Systems, Multi-Objective Optimization

Abstract

This research explores the application of generative design and early-stage climate simulation to optimize industrial roof systems in semi-open warehouses at Jorge Chávez International Airport. Three design solutions are compared: the client’s original scheme, an architectural proposal developed during professional practice, and an alternative generated through multi-objective optimization algorithms supported by machine learning. Using tools such as Ladybug Tools and Wallacei X, environmental performance was assessed based on EPW data, with emphasis on shading coverage, UTCI, and MRT. The results indicate that, although the client-delivered solution complies with the evaluated parameters, the generative design alternative enhances the technical performance of the original proposal by achieving a more optimized geometry under multiple optimization criteria. The study highlights the potential of computational design in the early stages of industrial projects, improving passive performance under real technical and operational constraints.

 

References

Cabel, J. (2023). Diseño Generativo para el Centro de I+I+D de la Sede Regional de IMARPE Huanchaco. SCIÉNDO, 26(2), 133–138.

Chi, D. A., González M., E., Valdivia, R., & Gutiérrez J., E. (2021). Parametric design and comfort optimiza-tion of dynamic shading structures. Sustainability, 13(14), 7670. https://doi.org/10.3390/su13147670

Fernández Gómez, J. (2021). Eficiencia energética en el sector industrial (Cuadernos Orkestra, 02/2021). Orkestra - Instituto Vasco de Competitividad, Fundación Deusto. https://www.orkestra.deusto.es/images/investigacion/publicaciones/informes/cuadernos-orkestra/210005-Eficiencia-Energ%C3%A9tica-Sector-Industrial-INFORME-COMPLETO-.pdf

Guo, H., Aviv, D., Loyola, M., Teitelbaum, E., Houchois, N., & Meggers, F. (2020). On the understanding of the mean radiant temperature within both the indoor and outdoor environment, a critical re-view. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 117(109207), 109207. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.06.014

Han, T., Huang, Q., Zhang, A., & Zhang, Q. (2018). Simulation-based decision support tools in the early de-sign stages of a green building—A review. Sustainability, 10(10), 3696. https://doi.org/10.3390/su10103696

Hibbeler, R. C. (2020). Structural analysis (10th ed., SI Units). Pearson Education, Inc

Ladybug Tools LLC. (s.f.). EPW map. Ladybug Tools. https://www.ladybug.tools/epwmap

Makki, M., Showkatbakhsh, M., & Song, Y. (2019). Wallacei Primer 2.0 [Manual]. Wallacei. https://www.wallacei.com/

Matzarakis, A., Muthers, S., & Rutz, F. (2014). Application and comparison of UTCI and PET in temperate climate conditions. Finisterra, 49(98), 21–31. https://doi.org/10.18055/Finis6453

Rhino Plugin. (s/f). Pollination.solutions. Recuperado el 3 de agosto de 2025, de https://www.pollination.solutions/rhino-plugin.

Swearingen, C. (2023). Innovating Sustainability with Generative Design. SME (Society of Manufacturing Engineers). https://www.sme.org/technologies/articles/2023/june/innovating-sustainability-with-generative-design

Tumini, I., & Higueras Garcia, E. (2013). Alcances y limitaciones de las herramientas de simulación para el estudio del microclima urbano. Dyna energia y sostenibilidad, 2(3), [17 p.]-[17 p.]. https://doi.org/10.6036/es6921

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Published

2026-10-03

Issue

Vol. 22 No. 3 (2026): Julio - Septiembre

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How to Cite

Multi-Criteria Optimization of Roof Systems in Airport Warehouses through Generative Design and Climate Simulation: A Case Study in Airport Industrial Architecture. (2026). SCIÉNDO INGENIUM, 22(3), 13-32. https://doi.org/10.17268/