تحلیل رفتار باد در تهویه طبیعی و کاهش مصرف انرژی در بنای مسکونی مبتنی بر معماری بومی، مورد مطالعاتی: تأثیر ابعاد و جانمایی بازشو بر تهویه طبیعی در شهر آمل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد معماری، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

2 استادیار گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شرق، تهران، ایران.

چکیده

بالا بودن متوسط میزان مصرف انرژی‌های تجدیدناپذیر در بخش مسکونی و عدم بهره‌وری از تکنیک‌های غیر فعال که معمولاً بر پایه مفاهیم و اصول معماری بومی و اقلیم استوار است، منجر به هدر رفت انرژی و افزایش هزینه‌ها شده است. شهر آمل به دلیل وجود رطوبت و گرمای بیش از حد در فصل تابستان هنگام ظهر از شرایط آسایش حرارتی خارج شده و نیاز به تهویه طبیعی می‌باشد. هدف اصلی این پژوهش، بررسی تأثیر ابعاد و جانمایی بازشو بر تهویه طبیعی و کاهش مصرف انرژی می‌باشد. در گام نخست با بررسی پیشینه تحقیق، تهویه طبیعی مؤلفه اصلی طراحی ساختمان در این اقلیم تعیین و اصول اجرایی مؤلفه معرفی شده با استفاده از نرم‌افزار Climate consultant استخراج شد. از بین اصول اجرایی با استفاده از روش AHP میزان سطح بازشو معیار اصلی طراحی اقلیمی تعیین شد. با شبیه‌سازی یک ساختمان مسکونی یک طبقه با مساحت 75 متر مربع در اقلیم آمل در نرم‌افزار Envi-met و همچنین ورود اطلاعات اقلیمی به‌دست آمده از آنالیز نرم‌افزار Climate consultant در Envi-met جهت باد از سمت شمال و شمال غربی به‌دست آمد. ساختمان مورد بررسی در نرم‌افزار Design Builder شبیه‌سازی شده و با مقایسه نسبت درصد پنجره به سطح و میزان مصرف انرژی سالیانه، نسبت 30 درصد با کم‌ترین میزان مصرف انرژی معادل kwh 6839.87 ملاک بررسی تأثیر بازشو در نظر گرفته شد. پنجره‌های بنای مسکونی برای بررسی تأثیر ابعاد بازشو به صورت سه‌بخشی در نظر گرفته و در دو جبهه شمالی و جنوبی حالتی که یک سوم پنجره بسته در نظر گرفته شود، کم‌ترین میزان مصرف انرژی به صورت مجموع بار سرمایش و گرمایشی معادل  kwh 7298.93 را دارا می‌باشد که نشان‌دهنده تأثیر ابعاد بازشو در تهویه طبیعی ساختمان در اقلیم معتدل و مرطوب می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of Wind Behavior in Natural Ventilation and Reduction of Energy Consumption in Residential Building Based on Vernacular Architecture: A Case Study of Effects of Dimensions and Layout of Opening on Natural Ventilation in Amol City, Iran

نویسندگان [English]

  • Reza Rahsepar Monfared 1
  • Saeed Azemati 2
1 M.A. of Architecture, Faculty of Art and Architecture, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, Iran
2 Assistant Professor of Architecture, Department of Architecture, Faculty of Art and Architecture, Islamic Azad University, East Tehran Branch, Tehran, Iran.
چکیده [English]

The increased average of non-renewable energy consumption in the residential sector and not using the passive techniques, which are often based on the vernacular architecture concepts and principles and climate, have led to energy waste and increased costs. Due to humidity and excessive heat in summer at noon, Amol exceeds the thermal comfort and needs natural ventilation. The current study aims to study the effect of dimensions and layout of the opening on the natural ventilation and reduction of energy consumption. First, reviewing the research background, natural ventilation was determined as the main component of the building design in this climate, and the operational principles of the stated component were extracted using Climate Consultant. Among the operational principles, the value of the opening area was determined as the main criterion of the climate design using the AHP method. With simulating a one-story residential building with an area of 75 square meters in Amol’s climate in Envi-Met software and inputting climate information obtained from Climate Consultant analysis in Envi-met, the wind direction was north and north-western. The building understudy was simulated in Design Builder software. By comparing the window to surface percentage ratio and annual energy consumption, the ratio of 30% with the minimum energy consumption equivalent to 6839.87 kwh was considered the criterion for studying the opening effect. Windows of the residential building were considered as three parts to study the effect of the opening dimensions. In northern and southern sides where one-third of the window was closed, the minimum energy consumption value as the total of thermal and cooling loads was 7298.93 kwh, indicating the effects of the dimensions of the opening in the natural ventilation of the building in the humid and moderate climate.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Natural Ventilation
  • Vernacular architecture
  • Thermal Comfort
  • Simulating Energy Consumption
  • opening
Bergman, D. (2017). Practical Guide to Sustainable Design, (Rahnama. H, Trans.). Tehran, First and last Publications, 2(1), 43.
Foroughian, S., & Taheri ShahrAyini, M. (2015). Investigating and Simulating the Effects of Dimensions, Orientation and Window Type on Optimization of Energy Consumption in Buildings (Sample Simulation in Mashhad), International Conference on Architecture, Urban Development, Civil, Art and Environment; Future Horizons, Looking Back, 4-6, Tehran. https://civilica.com/doc/607628
Ghiasi, M.I., Golkar , M.A.A., & Hajizade, A. (2015). Intelligent Energy Management for Zero Energy Buildings including Photovoltaic. Fuel Cell Power Sources and Plug-in Electric Vehicles, 4(1), 25. http://www.sid.ir/fa/journal/viewpaper.aspx?id=250723
Hejazizdadeh, Z., & Karbalaei Dori, A. (2015). Thermal Comfort in Iran. Geography Society of Iran, 13(46), 21. https://www.magiran.com/paper/1490749
Kasmaei, M. (2012). Climate and Architecture, Esfehan, Soil Publications, 80.
Mahmoodi Pati, F., Nikpoor, A., & Mahmoudi, M. (2016). The Impact of Climate Properties on the Design of Traditional Homes in Amol with a Sustainable Architecture Approach, The first international conference and the second national conference on identity-oriented architecture and urbanization, 5, Mashhad. https://civilica.com/doc/593058/
Pourdihimi, Sh. (2011). Climatic Language in Sustainable Environment Design, Tehran, Shahid Beheshti University, 6(1), 68.
Rasti, S., & Roshan, M. (2017). Evaluation of Energy Consumption Reduction in Residential Building by Optimal Orientation and Population Percentage in Anzali City. Renewable Energy, 4(2), 91. https://www.jrenew.ir/article_59908.html
Sohrabi, H., Ghadimi, M., & Haji Mollaali Kani, A. (2018). Sensitivity Analysis of Energy Consumption with Respect to Window to Wall Ratio in a Residential Building, in Temperate and Humid Climates, (Case Study: Ramsar City) , First National Conference on Advanced Technologies in Engineering and Environment, Tehran, Sharif University of Technology,1(1), 28. https://civilica.com/doc/848761./
Taher Tolou Del, M.S., & Aminifar, Z. (2016). Investigating Environmental Comfort Variables with Emphasis on Improving the Quality of Learning in the Educational Environment. Journal of Education Technology, 1, 1-9. https://www.sid.ir/fa/journal/viewpaper.aspx?id=286216 
Watson, D., & Lebz, K. (2013). Climatic design: energy - efficient building principles and practices,  (V. Ghobadian, & M. Mahdavi, Trans.). Tehran, University of Tehran Publications, 12.
Zakeri, M.H., Gorji, M., & Hossein Zade, M. (2014). Zero Energy House Case Study: Ghaemshahr Residential Building, 4th International Conference on New Approaches to Energy Conservation , 2, Tehran. https://civilica.com/doc/494269/