ارزیابی تأثیر حفره میانی در عملکرد مصرف انرژی سرمایشی نمای دوپوسته گسترده در اقلیم گرم و مرطوب (جزیره کیش)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران

2 استادیار گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، واحد قزوین، دانشگاه بین المللی امام خمینی، قزوین، ایران

3 استادیار گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران

چکیده

عمده تبادلات انرژی در ساختمان وابسته یا حداقل مرتبط با پوسته خارجی بناست. پوسته‌های خارجی محل تبادل حرارت بنا با محیط اطراف، جذب انرژی‌های خورشیدی، تهویه، و نفوذ نور و صدا به محیط داخلی می‌باشند که نقش مهمی در صرفه‌جویی انرژی ساختمان‌ها خواهند داشت. در این میان نماهای دوپوسته به‌عنوان یک راهکار برای ایجاد شفافیت، کنترل تأثیر محیط بر ساختمان و عملکرد مفید آن از دیدگاه کاهش مصرف انرژی، مورد توجه قرار گرفته‌اند. با توجه به مشکلات افزایش حرارت ناشی از اثر گلخانه‌ای موجود در حفره به‌ویژه در اقلیم گرم و مرطوب، لزوم پژوهش حاضر جهت دستیابی به فاصله بهینه دو پوسته در راستای کاهش مصرف انرژی دیده می‌شود. روش پژوهش حاضر بر اساس جمع‌آوری اطلاعات، شبیه‌سازی مطالعه موردی در نرم‌افزار دیزاین بیلدر و تحلیل و بررسی داده‌های کمی حاصل از شبیه‌سازی ساختمان مورد نظر در اقلیم گرم‌و‌مرطوب جزیره کیش می‌باشد؛ که نمای دو پوسته گسترده در فواصل مختلف حفره میانی جهت بررسی میزان مصرف انرژی، شبیه‌سازی شده است. یافته‌های پژوهش میزان مصرف انرژی سرمایشی در فواصل حفره 30 تا 200 سانتی‌متر می‌باشد. چارچوب نظری تحقیق بر این اساس است که جبهه جنوبی نمای دوپوسته گسترده در مقایسه با انواع نماهای دو پوسته تأثیر به‌سزایی در میزان کاهش مصرف انرژی دارد. نتایج پژوهش حاکی از آن است که عمق حفره در میزان کاهش انرژی سرمایشی نقش مؤثری ایفا می‌نماید و نمای دوپوسته با عمق بین 50 تا 70 سانتی‌متر، بهینه‌ترین فاصله در کاهش مصرف انرژی سرمایشی در مقایسه با فواصل دیگر در ساختمان اداری کوتاه‌مرتبه در اقلیم گرم و مرطوب خواهد بود

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of the Intermediate Cavity Impact on the Cooling Energy Performance of the Multi-Story Double-Skin Facade in Hot and Humid Climate (Kish Island)

نویسندگان [English]

  • Mersa Bideli 1
  • Hossein Medi 2
  • Jamaleddin Soheili 3
  • Kamal RahbariManesh 3
1 Ph.D Candidate of Architecture, Department of Architecture, Faculty of Architecture and Urban Planning, Qazvin branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran
2 Assistant Professor of Architecture, Department of Architecture, Faculty of Architecture and Urban Planning, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
3 Assistant Professor of Architecture, Department of Architecture, Faculty of Architecture and Urban Planning, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran
چکیده [English]

The majority of the energy exchanges in buildings are dependent on or at least related to the exterior skin of the building. The exterior skins are the localities of the building’s heat exchange with the peripheral environment, solar energy absorption, ventilation, and light and sound infiltration to the interior environment. These spots play an important role in energy savings in buildings. The double-skin facades have been considered a solution to create transparency, control the effect of the environment on the building, and its useful performance in terms of climatic consistency and energy consumption. Given the heat pileup problems stemming from the greenhouse effect of the intermediate cavity, especially in hot and humid climates; it was deemed necessary to carry out a study to figure out the optimum clearance between two skins to reduce energy consumption. The present study is conducted using information collection, simulation of case study with Design builder software, and analysis of the quantitative data obtained from the simulation of the studied buildings in the hot and humid climate of Kish Island. The multi-story DSF is simulated at various distances between the two skins to investigate the amount of cooling energy consumption. The research findings show the amount of cooling energy used at cavity intervals of 30 to 200 centimeters. The research theoretical foundation is laid on the idea that the southern front of the multi-story DSF, compared to the various types of DSF, has a considerable effect on the optimum conditions of the reduction in energy consumption. The results of this study indicate that the cavity depth plays an important role in the reduction of cooling energy, and a double skin facade with the depth of 50 to 70 centimeters is the optimum distance in reducing cooling energy consumption, compared to other intervals in the low-rise office building in the hot and humid climate

کلیدواژه‌ها [English]

  • Double-Skin Facade
  • Intermediate Cavity
  • Consumed Cooling Energy
  • hot and humid climate
Afshin mehr,V., Aref, F., & Shanesaz, M. (2015). Double Skin Facade Numerical Analysis for the Summer Season.NaqsheJahan, 5(2), 77-85. https://bsnt.modares.ac.ir/article-2-10843-en.html

Ahmed, M.S., Abel-Rahman, A.K., Ali, A.H., & Suzuki, M. (2016). Double Skin Façade: The State of Art on Building Energy Efficiency. Journal of Clean Energy Technologies, 4(1), 84-89. https://pdfs.semanticscholar.org/e75a/21a63c93bd9af4dbcc4ccce1d56f5a2e3a3d.pdf

Aleksandrowicz, O., & Yezioro, A. (2018). Mechanically Ventilated Double-Skin Facade in a Hot and Humid Climate: Summer Monitoring in an Office Tower in Tel Aviv. Journal Architectural Science Review, 61(3), 171-188. https://doi.org/10.1080/00038628.2018.1450726

Farrokhzad, M., & Nayebi, Z. (2014). Double Skin Glass Façade and Its Effect on Saving Energy. International Journal of Architectural Engineering & Urban Planning, 24(2), 65-74. http://ijaup.iust.ac.ir/browse.php?a_code=A-11-363-1&slc_lang=en&sid=1

Gratia, E., & De Herde, A. (2007). Greenhouse Effect in Double-Skin Façade. Energy and Buildings, 39(2), 199–211. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2006.06.004

Hadian pour, M., Mahdavi Nejad, M.J., & Bemanian, M.R. (2014). Capacitance Measurement of Double Skin Facade in Iran’s Dry and Warm Climate Design to Reduce Energy Consumption (Case Study of Yazd), Fine Arts Magazine, 19( 3), 29-38.

Haggag, M.A. (2007). Building Skin and Energy Efficiency in a Hot Climate with Particular Reference to Dubai, Energy and Sustainability. WIT Transactions on Ecology and the Environment, 105, 287-297. DOI: 10.2495/ESUS070291

Halawa, E., Ghaffarianhoseini, A.H., Ghaffarianhoseini, A., Trombley, J., Hassan, N., Baig, M., YusmahYusoff, S., & Ismaile, M.A. (2017). A Review on Energy Conscious Designs of Building Façades in Hot and Humid Climates: Lessons For (And From) Kuala Lumpur and Darwin. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 82(3), 2147-2161. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.08.061

Hendriksen, O.J., Sorensen, H., Svenson, A., & Aaqvist, P. (2000). Double Skin Façades – Fashion or a Step towards Sustainable Buildings. Proceedings of ISES, Eurosun. https://pdfs.semanticscholar.org/aee4/307bf972c53165606f5195f2f81bd7ad011a.pdf

Jafari, L., Khyrossadat, A.S., & Mirhosseini, S.M. (2017). Performance Assessment of Double Skin Façade in Optimizing Building Energy Consumption (Case Study in Shiraz). International Journal of Applied Arts Studies, 2(3), 7-20. http://ijapas.org/index.php/ijapas/article/view/149

Klein, T. (2013). Integral Facade Construction towards a New Product Architecture for Curtain Walls, Delft University of Technology, Faculty of Architecture, Architectural Engineering, Technology Department.

Lembo, F., Marino, F., & Lacava, G. (2009). DSF Performance Exchanging Skins, Sbeidco – SBEIDCO: 1st International Conference on Sustainable Built Environment Infrastructures in Developing Countries ENSET Oran (Algeria), 197-204.

Mulyadi, R. (2012). Study on Naturally Ventilated Double-skin Façade in Hot and Humid Climate, a Dissertation for the Degree of Doctor of Engineering, Department of Enviro Mental Engineering and Architecture, Graduate School of Enviromental Studies, Nagoya University.

Poirazis, H. (2004). Double Skin Façades for Office Buildings, Department of Construction and Architecture, Lund Institute of Technology, Sweden.

Qahtan, A.M. (2019). Thermal Performance of a Double-skin Façade Exposed to Direct Solar Radiation in the Tropical Climate of Malaysia: A Case Study. Case Studies in Thermal Engineering, 14, 1-9. https://doi.org/10.1016/j.csite.2019.100419

Radhi, H., Sharples, S., & Fikiry, F. (2013). Will Multi-Facade Systems Reduce Cooling Energy in Fully Glazed Buildings? a Scoping Study of UAE Buildings. Energy and Buildings, 56, 179–188. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2012.08.030

Rahmani, B., Kandar, M.Z., & Rahmani, P. (2012). How Double Skin Facade’s Air-Gap Sizes Effect on Lowering Solar Heat Gain in Tropical Climate? World Applied Sciences Journal, 18(6), 774–778. DOI: 10.5829/idosi.wasj.2012.18.06.3184

Souza, L.C.O., Souza, H.A., & Rodrigues, E.F. (2018). Experimental and Numerical Analysis of a Naturally Ventilated Double-skin Façade. Energy & Buildings, 165, 328-339. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.01.048

Spastri, M., Noble, D., Kensek, K., & Choi, J. (2015). The Use of Dynamic Environmental Control Systems (DECS) in Cavities of Double Skin Facades for Energy Savings. Procedia Engineering, 118, 833–841. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.521