بهینه‌سازی ابعاد پنجره با توجه به عوامل نور و حرارت در ساختمان‌های مسکونی اقلیم سرد؛ مورد مطالعاتی: شهر ایلام

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد انرژی و معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه هنر، تهران، ایران.

2 دانشیار گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه هنر، تهران، ایران

3 استادیار گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه هنر، تهران، ایران.

چکیده

یکی از عناصر ساختمان که می‌تواند تأثیر زیادی بر صرفه‌جویی انرژی بگذارد جداره‌های خارجی آن در جبهه‌های مختلف است. جداره خارجی ساختمان شامل سه بخش شفاف، نیمه شفاف و کدر است. هدف از این پژوهش طراحی مدل پارامتریک برای تعیین ابعاد بهینه پنجره با رویکرد کاهش مصرف انرژی و حداکثر استفاده از روشنایی طبیعی در ساختمان‌های مسکونی اقلیم سرد (شهر ایلام) است. در این راستا، ابتدا مدل پایه شبیه‌سازی با توجه به تیپولوژی ساختمان‌های مسکونی شهر ایلام تعیین‌شده و در ادامه با استفاده از آمار به‌دست‌آمده از اداره آب و هواشناسی شهر ایلام، فایل آب و هوایی مورد استفاده در شبیه‌سازی اعتبارسنجی شد. سپس مدل‌سازی و شبیه‌سازی بر اساس پارامترهای مصرف انرژی و همچنین محدودیت‌های در نظر گرفته‌شده در نرم‌افزار راینو1 پلاگین هانی‌بی2 و لیدی‌باگ3 صورت گرفت و درنهایت ابعاد بهینه پنجره در حالت‌های مختلف برای دو جبهه شمالی و جنوبی ارائه شد. نتایج نشان می‌دهند که میزان سطح بهینه پنجره به دیوار در جبهه جنوبی در حالت بدون سایه‌بان برابر 24 درصد و همراه سایه‌بان پیشنهادی مبحث 19 برابر 19 و در جبهه شمالی برابر 4 درصد است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimization of Window Dimensions Regarding Light and Heat Parameters in Residential Buildings of Cold Climate; Case Study: Ilam City

نویسندگان [English]

  • Milad Heirani Pour 1
  • Rima Fayaz 2
  • Mojtaba Mahdavinia 3
1 M.A. of Energy and Architecture, Faculty of Architecture and Urbanism, Tehran University of Art, Tehran, Iran.
2 Associate Professor of Architecture, Department of Architecture, Faculty of Architecture and Urbanism, Tehran University of Art, Tehran, Iran
3 Assistant Professor of Architecture, Department of Architecture, Faculty of Architecture and Urbanism, Tehran University of Art, Tehran, Iran.
چکیده [English]

One of the building elements having an essential impact on energy conservation is the external envelope of various facades. The building’s external envelope consists of three parts: transparent, semi-transparent, and opaque. The main objective of this study is to design a parametric model to determine the optimal dimensions of the window to reduce energy consumption and maximize the use of daylighting in residential buildings of cold climate (Ilam). In this regard, first, the basic simulation model concerning the typology of residential buildings in Ilam was determined , and using weather statistics of Ilam’s weather station, the weather file for simulation was validated. Then the modeling and simulation based on energy consumption parameters were performed and the optimization process was carried out using Rhino software, Honeybee & Ladybug plugins, and finally, the optimal window dimensions for various cases and south and north facades were introduced. The results show that the optimal window to wall ratio on the south façade without any shading devices is 24 % and with Code No. 19 suggested shadings it is 19%, while the value for the north façade is 4%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Optimal window area
  • energy conservation
  • light
  • Heat
Akbari, T., Hosseinzadeh, J., & Shiri, A. (2017). Investigation of the Desirability of Spaces to Spend Leisure Time for Ilam Citizens (Case Study: the Urban Green Spaces), 17(52.53), 25-39. Investigation of the Desirability of Spaces to Spend Leisure Time for Ilam Citizens (Case Study: The Urban Green Spaces) Farhangeilam.ir
Alwetaishi, M. (2019). Impact of Glazing to Wall Ratio in Various Climatic Regions: A Case Study. Journal of King Saud University-Engineering Sciences, 31(1), 6-18. https://doi.org/10.1016/j.jksues.2017.03.001
Ashrae. (2000). ANSl/ASHRAE Standard 55-2000, Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers.
Bakhtiari Morjani, V., & Mohammad Kari, B. (2013). Determination of Optimum Window Status in Views of Office Buildings in Shiraz, Iran Lighting and Lighting Specialist Conference, Shiraz, Iran. https://civilica.com/doc/239655/
Fayaz, R. (2013). Optimum Window Area for Residential Buildings in Ardabil and Tehran, 5(10), 105-119. https://dx.doi.org/10.30480/aup.2013.122
Ghiabaklou, Z. (2013). "Fundamentals of Building Physics 5 (Daylighting)." Tehran: University Jihad Organization Publications. 
Goia, F. (2016). Search for the Optimal Window-to-wall Ratio in Office Buildings in Different European Climates and the Implications on Total Energy Saving Potential. SolarEnergy, 132,467-492. https://doi.org/10.1016/j.solener.2016.03.031
Heidari, SH. (2001). Architecture and Lighting, First Printing, Tehran, Tehran University Press.
Heidari, Sh. (2012). Architecture and Lighting. University of Tehran.
Kasma'i, M., Mohammad Kari, B., & Nazari, N. (2010). "Functional Properties and Details of Thermal Insulation in Different Climatic Zones of Iran", Ministry of Housing and Urban Planning, Building and Housing Research Center.
Kordjamshidi, M. (2010). "Understanding Housing Typology in Ilam Based on Energy Conservation Optimization Indicators", Intra-University Research Project. Faculty of Engineering, Ilam University.
Montaser Koohsari, A., Fayaz, R., & Mohammad Kari, B. (2014). Window Dimension Optimization on the South Side of Moderate and Wet Climate Residential Buildings to Achieve Sustainable Architecture, 2nd International Congress of Structural Architecture and Urban Development, Tabriz, Permanent Congress of the Secretariat International Structural, Architectural and Urban Development. https://civilica.com/doc/353524/
Ochoa, C.E., Aries, M.B., Van Loenen, E.J., & Hensen, J.L. (2012). Considerations on Design Optimization Criteria for Windows Providing Low Energy Consumption and High Visual Comfort. Applied Energy, 95, 238-245. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.02.042
Scott, C., Bekker, A., Reinhard, C., & Lyons, T.W. (2009). Late Archean Euxinia as a Window into Early Biogeochemical Cycles. In AGU Fall Meeting Abstracts, B13A-0510.  https://ui.adsabs.harvard.edu/#abs/2009AGUFM.B13A0510S/abstract
https://fa.wikipedia.org/wiki/ایلام