تاثیر میزان جدار نورگذر بر فرم و جهت بهینه ساختمان انرژی کارا، مطالعه موردی: بناهای مسکونی کوتاه مرتبه حاشیه شهر اهواز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه معماری و شهرسازی، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران

چکیده
مصرف انرژی ساختمان مقوله‌ای چند وجهی است و تحت تاثیر عوامل متعددی قرار دارد. پوسته خارجی ساختمان به عنوان رابطی میان فضای داخل و خارج نقش مهمی در ایجاد آسایش حرارتی و محافظت ساکنین از شرایط نامطلوب محیطی ایفا می‌کند. میزان اتلاف حرارتی از طریق پوسته خارجی با مصرف انرژی رابطه مستقیم دارد و هم‌چنین میزان دریافت انرژی تابشی خورشید، مصرف انرژی را تحت تاثیر قرار خواهد داد. لذا طراحی صحیح پوسته خارجی و ایجاد تعادل در دریافت و اتلاف انرژی بر اساس شرایط اقلیمی به عنوان راهکاری غیرفعال نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی ساختمان دارد. پژوهش حاضر تلاش دارد به دنبال یافتن حد تعادل میان اتلاف حرارتی و دریافت انرژی خورشیدی و با هدف بهینه‌یابی شکلی ساختمان، تاثیر میزان بازشو بر فرم و جهت بهینه ساختمان‌های کوتاه مرتبه شهر اهواز را بررسی نماید. این پژوهش به روش کمی و مقایسه‌ای و با استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی انرژی و بر پایه بهینه‌یابی انجام شده‌است. مدل پایه ساختمانی به ابعاد 10 در 10 و مساحت 100 مترمربع است. نسبت بازشو به سطح دیوار (wwr) به عنوان متغیر مستقل اولیه و طول ضلع جنوبی و زاویه چرخش به عنوان متغیرهای مستقل ثانویه و مصرف انرژی تابع هدف پژوهش است. نتایج حاصل از پژوهش حاکی از آن است که برای wwr< 30% کشیدگی ساختمان در جهت شرقی-غربی نتیجه مطلوب‌تری دارد. در حالات wwr≥30% با افزایش دریافت تابش خورشیدی کشیدگی شمالی-جنوبی نتیجه بهتری خواهد داشت. تناسبات بهبنه وابسته به میزان بازشو متفاوت است اما زاویه چرخش بهینه در همه حالات 0 درجه است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


- مراجع

 

[1]
Z. Hesami, “Effectiveness of the implementation of the resolution of the reform of the energy consumption pattern and resources in buildings (Case study: Tehran municipality buildings),” Urban Economy, Vol. 19, No. 1, pp. 48-52, 2020. (in Persian)  
[2]
P. Wilde, “The gap between predicted and measured energy performance of buildings: A framework for investigation,” Automation in Construction, No. 41, pp. 40-49, 2014.
[3]
W. J. Suh, C. S. Park and D. W. Kim, “Heuristic vs. meta-heuristic optimization for energy performance of a post office building,” in 12th Conference of International Building Performance Simulation Association, Sydney, Australia, 2010.
[4]
Y. Fang and S. Cho, “Design optimization of building geometry and fenestration for daylighting and energy performance,” Solar Energy, No. 191, pp. 7-18, 2019.
[5]
F. Kheiri, “A review on optimization methods applied in energy-efficient building geometry and envelope design,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, No. 92, pp. 897-920, 2018.
[6]
SH. Mohammad, “Evaluating the thermal performance of wall construction materials, Case study: Residential buildings of Tehran,” Journal of Fine Arts: Architecture and Urban Planning, Vol. 18, No. 1, pp. 69-78, 2013. (in Persian)
[7]
SH. Heidari, Thermal Adaptation in Architecture First Step of Energy Saving. Tehran: University of Tehran Press, 2019. (in Persian)  
[8]
G. S. Najafi, Y. Gorji Mahlabani, and P. Pilechiha, “Sensitivity analysis and optimization of building geometry with energy-daylight efficiency approach,” Sustainable Architecture and Urban Design, Vol. 11, No. 1, pp. 45-58, 2023. (in Persian)  
[9]
V. Z. Leskovar and M. Premrov, “An approach in architectural design of energy-efficient timber buildings with a focus on the optimal glazing size in the south-oriented facade,” Energy and Buildings, No. 43, pp. 3410-3418, 2011.
[10]
K. Momeni and M. Tanoorsaz, “Comparison of the influence of exterior walls on the thermal comfort of dwellers and selection of optimal materials in hot and semi- arid climates (case study: Dezful),”  Architecture in Hot and Dry Climate, Vol. 11, No. 1, pp. 211-227, 2023. (in Persian)
[11]
M. Mahdavinia and I. Khayat, “An analytic study of the effect of envelope insulation on annual energy consumption in tall office buildings of Tehran metropolitan city,” Architecture and Urban Planning, Vol. 10, No. 20, pp. 147-160, 2018. (in Persian)
[12]
A. A. Ahadi, “The Assessment of role of orientation, Type of materials and facade construction details on the energy consumption of residential buildings in Tehran,” Hoviat Shahr, Vol. 16, No. 4, pp. 81-92, 2022. (in Persian)
[13]
J. Shaeri, R. Vakilinazhad, M. Yaghoubi, and M. Aliabadi, “The effect of materials on energy consumption, carbon production and thermal comfort in office building in hot and humid, hot and dry and cold, Iran,” Iranian Journal of Mechanical Engineering, Vol. 21, No. 4, pp. 6-33, 2020. (in Persian)
[14]
M. Pakdel and B. Alemi, “A solution to improve the thermal efficiency of the exterior shell of a building using natural non-woven composite materials,” Renewable and New Energy, Vol. 10, No. 1, pp. 110-121, 2023. (in Persian)
[15]
E. Heydari, J. Mahdinejad, and P. Doulabi, “Strategic principles of designing the form of a residential building in Bushehr based on reducing energy consumption,” Karafan Quarterly Scientific Journal, Vol. 18, No. 4, pp. 345-361, 2022. (in Persian)
[16]
R. Salimi Gargari, S. M. Mofidi, and H. Sanaieian, “Reviewing the design parameters of the building -envelope in order to reduce energy consumption (case study: contemporary residential buildings in district 15),” Iranian Islamic City Studies, Vol. 14, No. 51, pp. 113-131, 2024. (in Persian)
[17]
M. Kasmai, Climate and Architecture. Esfahan: Khak publications, 2007. (in Persian)
[18]
M. Madahi and F. Tavanaiee, “Optimization of thermal performance of external walls of residential building in cold and dry climate by utilizing the energy simulation software (A case study: Mashhad, Iran),” Energy Engineering and Management, Vol. 9, No. 3, pp. 108-121, 2019. (in Persian)
[19]
A. Khatibi, M. Shahbazi, and Z. Torabi, “Analyzing the thermal behavior of facades in order to determine the optimal performance of energy consumption (Case study: An office building in Tehran),” Renewable and New Energy, Vol. 9, No. 2, pp. 121-129, 2022. (in Persian)
[20]
H. Varmaghni and A. Kasmai, “Factors affecting the reduction of energy consumption in buildings: A case study of high-rise buildings in district 22 of Tehran,” Iranian Journal of Energy, Vol. 24, No. 1, pp. 67-100, 2021. (in Persian)
[21]
l. Balilan Asl, S. Nourivand, D. Sattarzadeh, and M. Asefi, “Simulation-based design in experimental researches of building performance: A case study of an office building in Tabriz,” Armanshahr, Vol. 14, No. 36, pp. 113-131, 2021. (in Persian)
[22]
R. Pacheco, J. Ordónez, and G. Martínez, “Energy efficient design of building: A review,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, No. 16, p. 3559–3573, 2012.
[23]
M. M. Ghiabi and A. Hossein Pour Hajjar, “The relation of energy consumption and opening ratio in high rise buildings,”  Sustainable Architecture and Urban Design, Vol. 2, No. 1, pp. 57-70, 2014. (in Persian)
[24]
Z. Ghiabaklou, Fundamentals of Builging Physics 2. Tehran: Amirkabir University of Technology Branch, 2016. (in Persian)
[25]
National Building Legislations: The Nineteenth Topic, Energy Consumtion Saving, 4 ed. Tehran: Road, Housing and Urban Development Research Center, 2023. (in Persian)
 

  • تاریخ دریافت 23 آبان 1403
  • تاریخ بازنگری 05 خرداد 1404
  • تاریخ پذیرش 11 تیر 1404