نقش حرارت و روشنایی در بهینه‌سازی پنجره‌های شمالی و جنوبی

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری معماری، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، تهران، ایران

2 استادیار گروه معماری، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، تهران، ایران

3 دانشیار گروه علم و فناوری معماری، دانشگاه هنر تهران، تهران، ایران

چکیده

بهینه‌سازی سطح پنجره در صرفه‌جویی مصرف انرژی بسیار مؤثر است. روشنایی طبیعی موجود در فضای نشیمن که یک فضای جمعی چندمنظوره است، باید پاسخگوی نیازهای گوناگون کاربران در این فضا باشد. هدف از این تحقیق بهینه‌یابی سطح پنجره شمالی و جنوبی در طبقات یک ساختمان‌ مسکونی است که با توجه همزمان به عملکرد حرارتی و روشنایی صورت گرفته‌است. به همین منظور بهینه‌سازی پنجره برمبنای مدل‌سازی پارامتریک با استفاده از نرم‌افزار گرس‌هاپر و با هدف کمینه‌سازی مصرف انرژی حرارتی با موتور انرژی پلاس و روشنایی با موتور ردینس و دیسیم انجام شده است. عملیات بهینه‌سازی برای تمام حالات موجود با هدف کمینه‌سازی تابع هدف حرارتی و بیشینه‌سازی تابع هدف روشنایی انجام شده‌ا‌ست. نتایج نشان می‌دهد که سطح بهینه پنجره در هر طبقه و وجه ساختمان متفاوت است. با بهینه شدن سطح پنجره در طبقات واحد شمالی شاخص نور روز پویا از حدود 50% به بالاتر از 80% ارتقا پیدا کرده و درصد ارتقای شاخص نور پویا در طبقات واحد جنوبی بین 2% تا 9% بوده است. براساس نتایج این تحقیق طراحان می‌توانند در ساختمان‌های مشابه از گرمایش و روشنایی مطلوب در طول سال به همراه صرفه‌جویی در مصرف انرژی اطمینان حاصل نمایند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[۱] حیدری, شاهین. معماری و روشنایی. انتشارات دانشگاه تهران, 1392.
[۲] طاهباز, منصوره. دانش اقلیمی: طراحی معماری. دانشگاه شهید بهشتی, 1397.
[۳] شهپرنیا, مهسا و نیکقدم, نیلوفر. سامانه‌های نوری طبیعی ارگونومیک در موزه‌های هنری. نشریه معماری و شهرسازی آرمانشهر, 29(12):65--80, 1398.
[۴] میری, مجید و کمپانی سعید, محسن. عارضه‌یابی مقررات ملی ساختمان در حوزه بهره‌مندی از نور روز در شهر قزوین. نشریه معماری و شهرسازی آرمانشهر}, 7(اولین ویژه‌نامه نورپردازی):109--121, 1393.
[۵] قیابکلو, زهرا. مبانی فیزیک ساختمان ۵: نور روز. جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیرکبیر, 1395.
[۶] حبیبی, عباس, نامداری, محمدرضا, و باقی, حدیثه. نورپردازی در معماری داخلی. سازمان انتشارات جهاد دانشگاهی, 1395.
[7] Fayaz, R. Optimal window level of residential buildings in ardabil and tehran. Journal of Architecture and Urban Planning, 5(10):105–119, 2012.
[8] Heiranipour, M. Optimization of window dimensions according to light and heat factors in cold climate residential buildings case study: Ilam city. Master’s thesis, Tehran University of Arts, 2015.
[9] Montaser Kouhsari, A. Optimal dimensions of windows from the perspective of heat and light in residential buildings of temperate and humid climate. Master’s thesis, Tehran Unviersity of Arts, 2014.
[۱۰] احدی, امین‌اله, مسعودی‌نژاد, مصطفی, و پیریایی, آرمین. طراحی صحیح پنجره ها به منظور دستیابی به میزان نور روز مناسب در خانه های آپارتمانی شهر تهران. نشریه هویت شهر, 10(1):41--50, 1395.
[11] Sharifah Fairuz, SF., Adel, A., and Wan Mariah Maulin, W. The impact of varied orientation and wall window ratio (wwr) to daylight distribution in residental rooms. in International Symposium in Developing Economies: Commonalities Among, Diversities, pp. 478–486, Iran, 2013. International Symposium in Developing Economies: Commonalities Among, Diversities.
[12] Acosta, I., Campano, M., and Molina, J. Relationship between window-to-floor area ratio and single- point daylight factor in varied residential rooms in malaysia. Indian Journal of Science and Technology, 9(33):1–8, 2016.
[13] Iranian National Building Regulations, Nineteenth, Energy Saving, 2015.
[14] Iranian National Building Regulations, Chapter Four, Energy Saving, 2017.
[15] Acosta, I., Campano, M., and Molina, J. Window design in architecture: Analysis of energy savings for lighting and visual comfort in residential spaces. Instituto Universitario de Arquitectura y Ciencias de la Construcción. Universidad de Sevilla, 10(168):493–506, 2016.
[۱۶] پورناصری, شهناز. مدل‌یابی تأثیر متغیرهای کالبدی پنجره جهت دستیابی به الگوی پنجره مطلوب کلاس از دیدگاه دانش‌آموزان مدارس
راهنمایی تهران}. پایان‌نامه دکترا, دانشگاه علم و صنعت ایران, 1391.
[۱۷] صادقی‌پی, ناهید. طرح معماری: طراحی خانه مسکونی. فاطمی, 1390.
[۱۸] زلنیک, مارتین, پانرو, جولیوس, و دی‌کیارا, جوزف. استانداردهای جامع معماری داخلی و طراحی فضا. ترجمه‌ی سیفی, امیرحسین و بیات, محمدرضا. شهرآب, 1389.