بهبود وضعیت تهویه طبیعی در فضاهای راهرویی یک ساختمان‌ اداری موردی در اهواز از طریق مداخله در معماری به روش CFD

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه معماری، دانشکده مهندسی معماری و شهرسازی، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

2 مؤسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی خوزستان، اهواز، ایران

3 پژوهشکده علوم و فناوری‌های هوایی، پژوهشگاه هوافضا، تهران، ایران

4 دانشگاه آزاد علوم تحقیقات خوزستان، اهواز، ایران

چکیده
یکی از مهم‌ترین مشکلات ساختمان‌های اداری در شهرهای گرم و مرطوبی نظیر اهواز، عدم تهویه مؤثر فضاهای بسته راهرویی است. به دلیل کم تردد بودن و نیز کاهش هزینه‌های انرژی، استفاده از سامانه‌های تهویه مطبوع در این راهروها چندان موردتوجه مالکین آنها نیست. هدف اصلی این پژوهش بهبود وضعیت تهویه در فضاهای راهرویی ساختمان‌های اداری اهواز است که از طریق اصلاح الگوی جریان هوای داخل، با مداخله مؤثر در معماری و موقعیت دمنده‌ها و مکنده‌ها امکان‌پذیر می‌باشد. تحقیق حاضر، از نوع کاربردی بوده و روش انجام آن، به لحاظ ماهیت بین‌رشته‌ای موضوع، روشی ترکیبی و ابداعی است و راهبردهای تحقیق تجربی، شبیه‌سازی و پژوهش موردی را درگیر می‌نماید. بدین ترتیب که ابتدا مطالعه تجربی روی جامعه آماری پژوهش (فضاهای راهرویی ساختمان‌های اداری اهواز) انجام شد و پس از انتخاب نمونه‌های موردی و برداشت‌های میدانی و آزمون‌های تجربی دوره‌ای، با روش شبیه‌سازی، مداخلاتی در معماری و متغیرهای تحقیق صورت گرفت. در این پژوهش، از روش دینامیک سیالات محاسباتی به‌منظور انجام شبیه‌سازی‌ها و تحلیل‌ها استفاده شد و پیش پردازشگر گمبیت و نرم‌افزار فلوئنت (پس از اعتبارسنجی) مورداستفاده قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که استفاده از دمنده‌های سقفی و تغییر در ابعاد و شکل راهروها مطابق نتایج این پژوهش و پیش‌بینی مکنده پشت به باد، به نحو مؤثری الگوی جریان هوای داخل را ارتقا داده و با کاهش سن هوای ساکن و برقراری جریان دائمی هوا، تهویه مؤثری را برقرار می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


۹- مراجع
 [1] a. Raja, o. Raja, usage of CFD method in architecture, in: 5th international congress of civil, architecture, urban development, Tehran, Iran, 2017. (in Persian)
[2] D. F. Burton, Industrial Ventilation Work Book, Salt Lake City: DJBA Inc, 1997.
[3] R. J. De Dear, G. S. Brager, Thermal comfort in naturally ventilated buildings: revisions to ASHRAE Standard 55, Energy and buildings, Vol. 34, No. 6, pp. 549-561, 2002.
[4] B. Givoni, Climate Considerations in Building and Urban Design, John Wiley & Sons, 1998.
[5] Z. Q. Zhai, I.D. Metzger, Taguchi-Method-Based CFD Study and Optimisation of Personalised Ventilation Systems, Indoor and Built Environment, Vol. 21, No. 5, pp. 690-702, 2012.
[6] Guoa Weihong, b. Xiao Liua, b. Xu Yuan, Study on Natural Ventilation Design Optimization Based on CFD Simulation for Green Buildings, 9th International Symposium on Heating, Ventilation and Air Conditioning (ISHVAC) , the 3rd International Conference on Building Energy and Environment (COBEE) Procedia Engineering, No. 121, pp. 573-581, 2015.
[7] M. A. Hassana, N.M. Guirguisa, M.R. Shaalanb, K.M. El-Shazlyc Desalination, Investigation of effects of window combinations on ventilation characteristics for thermal comfort in buildings, No. 209, pp. 251-260, 2007.
[8] Liu Jiying, Zhu Shengwei, Kim Moon Keun, Srebric Jelena, A Review of CFD Analysis Methods for Personalized Ventilation (PV) in Indoor Built Environments, 2019.
[9] Yang An-Shik, Cheng Chiang-Ho, Wu Jen-Hao, Juan Yu-Hsuan, CFD Simulations to Examine Natural Ventilation of a Work Area in a Public Building, World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering, Vol.8, No.7, 2014.
[10]  Muhsin Fakhriah, Mohammad Yusoff  Wardah Fatimah, Mohamed Mohd Farid, Sapian Abdul Razak, The Effects of Void on Natural Ventilation Performance in Multi-Storey Housing, Buildings, Vol. 6, No. 3, pp. 35, 2016.
[11]  Wang Bing, Dogan Timur, Pal Debashree, Reinhart Christoph, SIMULATING NATURALLY VENTILATED BUILDINGS WITH DETAILED CFDBASED WIND PRESSURE DATABASE, Fifth National Conference of IBPSA-USA, Madison, Wisconsin, pp.1-3, 2012.
[12]  Driss Slah, Driss Zied , Kammoun Imen Kallel, Elsevier: Energy and Buildings, Vol. 119, pp. 28-40, 2016.
[13]  S. Torno, J. Toraño, J. Velasco, Study of ventilation reversion of airflow in mining roadways and tunnels by CFD and experimental methods, WIT Transactions on Engineering Sciences, Vol. 69, pp. 1743-3533, 2010.
[14]  Raji Babak, J. Tenpierik Martin, Bokel Regina, Dobbelsteen Andy van den, Natural summer ventilation strategies for energy-saving in high-rise buildings: a case study in the Netherlands, International Journal of Ventilation, Vol. 19,No. 1, pp. 25-48, 2020.
[15]  Kim Hyeong-Ill, Study on Integrated Design Workflow for Natural Ventilated Tropical Office Building Using CFD, Archit Eng Tech, Vol. 170, No. 5, pp. 4172-4177, 2016.
[16]  Wang Fulin, Chen Zheliang, Chen Chen, Liu Yansheng, Natural Ventilation Design in a Large Factory Building Using Simulation, 14th Conference of International Building Performance Simulation Association, Hyderabad, India, No. 14, pp. 7-9, 2015.
[17]  D.Prakash, P.Ravikumar, Analysis of thermal comfort and indoor air flow characteristics for a residential building room under generalized window opening position at the adjacent walls, 2019.
[18]  R Widiastuti, M I Hasan, C N Bramiana, P U Pramesti, CFD Simulation on the Natural Ventilation and Building Thermal Performance, Earth and Environmental Science, pp. 448, 2020.
[19] Omid Rahaei, Hamid Reza Azemati, Improving the Quality of Natural Ventilation in Classrooms of Mazandaran Province Based on the Position of the Openings Using CFD Method. IRANIAN ARCHITECTURE AND URBANISM, Vol. 11 , No. 19, pp. 57-71, 2020. (in Persian)
[20]   J. I. Peren, T. van Hooff, B. C. C. Leite, B. Blocken, CFD analysis of cross-ventilation of a generic isolated building with asymmetric opening positions: Impact of roof angle and opening location. Building and Environment, Vol. 85, No. 2, pp. 263-276, 2020.
[21]  O. Rahaei, S. Abi, A. Shams Taleghani, Uniformization of the Ventilation Process in the Internal Exhibition Halls of
the Shush Antiquities Museum With Limited Interventions, Scientific Journal of Fluid Mechanics and Aerodynamics, Vol. 11, No. 1, Spring and Summer 2022, pp.41-55. (in Persian)
[22]  J. Park, , G. H. Rhee, Comparison of volume flow rate and volume-averaged local mean age of air for evaluating ventilation performance in natural ventilation, Mech Sci Technol,Vol. 31, pp. 5801-5812, 2017.
[23]  wu Wentao, wang Bing, Malkawi Ali, Yoon Nari, Sehovic Zlatan, Yan Bin, A Method toward Real-Time CFD Modeling for Natural Ventilation, Harvard Center for Green Buildings and Cities, Harvard University, Cambridge, 2018.
[24]  M. Hazbaei, natural ventilation in Shavadans of Dezoul with CFD modeling, Bagh-e-nazar, Vol. 11, No. 30, 2014. (in Persian)
[25]  Q. Chen, Ventilation performance prediction for buildings: a method overview and recent applications, Build Environ, Vol. 44, No. 4, pp. 848-858, 2009.
[26]  Deza Baskar, Mirka Ganapathy, subr amanian, He Shan, Ulrike Passe, High Fidelity CFD Modeling of Natural Ventilation in a Solar House, Mechanical Engineering Conference Presentations, Papers, and Proceedings, 2015.
[27]  g. Memarian, wind behavior analyses in natural ventilation of vernacular houses of Ghal’e-no with CFD method, Maskan-va-mohit-roosta, Vol. 36, No. 157, pp. 21-36, 2017. (in Persian)
[28]  G. Blake, E. Schlichting, U. Zimmermann, Water recharge in a soil with shrinkage cracks, Soil Science Society of America Journal, Vol. 37, No. 5, pp.669-672, 1973.
[29]  Q. Chen, Comparison of different k-ε models for indoor air flow computations, Numerical Heat Transfer, Part B Fundamentals, Vol. 28, No. 3, pp.353-369, 1995.
[30]  H. Versteeg, W.Malalasekera, An introduction to computational fluid dynamics, Finite Volume Method, Essex, Longman Scientific & Technical, 1995.
[31]  H.Schlichting, E. Truckenbrodt, Aerodynamics of the Airplane, McGraw-Hill Companies, 1979.
[32]  W.Rudy, The universities of Europe, Fairleigh Dickinson University Press, London, Cranbury,pp.1100-1914, 1984.
[33]  D. C. Wilcox, Turbulence modeling for CFD, DCW industries La Canada, CA, 1998.
[34] Alan T. McDonald, Philip J. Pritchard, Robet W. Fox,  Introduction to Fluid Mechanics,Vol. 9, JOHN WILEY & SONS INC,2015. (in Persian)
[35] Tablada, Abel, Bert Blocken, Jan Carmeliet, Frank De Troyer, Han Verschure, The influence of courtyard geometry on air flow and thermal comfort: CFD and thermal comfort simulations, In Proceedings of 22nd conference on passive and low energy architecture, Vol. 1, pp. 75-80, 2005.
 
 

  • تاریخ دریافت 12 آذر 1401
  • تاریخ بازنگری 09 بهمن 1401
  • تاریخ پذیرش 13 اردیبهشت 1402