نسبت ابعادی و جهت گیری بهینه ساختمان بر اساس دریافت انرژی خورشیدی در اقلیم های مختلف ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار معماری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران (نویسنده مسئول).

2 دکتری برنامه ریزی شهری و منطقه ای، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

10.22034/aaud.2020.222272.2147

چکیده

طراحی ساختمان های سازگار با اقلیم و بهره مند از انرژی خورشیدی باعث کاهش مصرف سوخت های فسیلی می شود. هدف این پژوهش، تعیین مناسب ترین نسبت ابعادی و جهت گیری ساختمان ها برای دریافت تابش بهینه خورشید در شهرهای اردبیل، رشت، کرمان و بوشهر می باشد که به ترتیب در اقلیم سرد، معتدل، گرم- خشک و گرم- مرطوب قرار دارند. در این تحقیق فرم های مربع و مستطیل با راستای شمالی- جنوبی و شرقی- غربی مورد بررسی قرار گرفت. تمامی فرم های مورد مطالعه دارای مساحت و ارتفاع یکسان و راستای رو به جنوب می باشند. نسبت های ابعادی فرم مستطیل1/2: 1 تا 1:3 (با فاصله 2/ 0) و جهت گیری نسبت های بهینه مورد مطالعه 105 تا 180 درجه (با فاصله 15 درجه) جنوب شرقی و جنوب غربی می باشد. میزان انرژی مستقیم دریافتی سطوح قائم ساختمان ها با استفاده از روش محاسباتی «قانون کسینوس» برای ماه های مختلف و در 24 جهت جغرافیایی به تفکیک دوره های سرد و گرم سال محاسبه و پردازش شد. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار انرژی دریافتی سطوح قائم در دوره سرد و گرم، به ترتیب مربوط به فرم مستطیل با جهت شرقی- غربی و شمالی- جنوبی می باشد. نتایج تحقیق نشان می دهد که فرم مناسب ساختمان ها در شهرهای مورد مطالعه مستطیل با جهت شرقی- غربی است. مناسب ترین نسبت ابعادی برای فرم مستطیل شرقی- غربی در اردبیل 2/ 1:1 ، در رشت 4/ 1:1 و در شهرهای کرمان و بوشهر 6/ 1:1 است. بهترین جهت گیری برای نسبت های تعیین شده در اردبیل 165 درجه جنوب شرقی و در شهرهای رشت، کرمان و بوشهر 180 درجه جنوب می باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimal Aspect Ratio and Orientation of the Building, Based on Solar Energy Receiving in Different Climates, Iran

نویسندگان [English]

  • Hassan Akbari 1
  • Fatemeh Sadat Hosseini Nezhad 2
1 Department of Architecture, Faculty of Engineering, University of Mohaghegh Ardabili
2 Ph.D. in Urban and Regional Planning, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The design of climate compatible buildings that use solar energy efficiently causes to reduce
fossil fuels’ consumption. The aim of this research is to determine the most appropriate aspect
ratio and orientation of the buildings for receiving optimal solar radiation in the cities of Ardabil,
Rasht, Kerman and Bushehr with cold, temperate, hot-dry and hot-humid climates, respectively. In
this research, the square and rectangular forms with North-South and East-West orientation were
studied. All of the studied forms had the same floor area and elevation with orientation to the South.
The aspect ratios of the rectangle form were 1:1.2 to 1:3 (by step 0.2), and the orientation of the
studied optimum aspect ratios were 180º to 105º (by step 15º) SE and SW. The amount of direct
energy received by vertical surfaces of buildings is calculated and processed, using the “Law of
Cosines” computational method, for different months and in 24 geographic directions, in terms of
the cold and hot periods of the year. The maximum amount of energy received by vertical surfaces in
cold and hot periods is related to the rectangular form with East-West and North-South orientation,
respectively. The results of the research show that the appropriate form of the buildings in studied
cities is the rectangle with East-West orientation. The most suitable aspect ratio for EW rectanglular
form is 1:1.2 in Ardabil, 1:1.4 in Rasht and 1:1.6 in Kerman and Bushehr cities. The best orientations
for the determined aspect ratios in Ardabil is 165º SE and in Rasht, Kerman and Bushehr cities is
180º South.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aspect ratio
  • Building Orientation
  • vertical surfaces
  • Solar Energy performance