تحلیل رفتار فرم حیاط مرکزی در تهویه ‌طبیعی خانه‌های ‌سنتی اقلیم گرم ‌و خشک ساحلی به‌روش CFD (مطالعه موردی: عمارت دهدشتی در شهر بوشهر)

محورهای موضوعی : دو فصل‌نامه فضای زیست

ملیحه تقی پور ¹ , ندا قهرمان‌ایزدی ² , حمید اسکندری ³ , خسرو موحد ⁴

1 - دانشیار معماری، گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران‌.
2 - دانشجوی دکتری، گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران.
3 - استادیار معماری، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران.
4 - دانشیار معماری، گروه معماری و شهرسازی پایدار، دانشگاه کلمبیا، واشینگتن، آمریکا.

تاریخ دریافت : 1402/01/26 تاریخ پذیرش : 1402/07/08 تاریخ انتشار : 1403/02/13

کلید واژه: توده, تهویه طبیعی, تناسبات, فرم حیاط, روش CFD,

چکیده مقاله :

بوشهر با رطوبت نسبی بالا نیاز به تهویه دارد، حیاط‌مرکزی از اجزای موثر در تهویه طبیعی است. هدف این پژوهش کشف زوایای پنهان عملکردی تهویه‌ی طبیعی حیاط‌مرکزی، از منظر شکل هندسی حیاط، تناسبات و میزان توده بهینه در خانه‌های منطقه‌ی گرم و خشک ساحلی بوشهر است. در این مقاله به‌روش تحقیق ترکیبی و با استفاده از راهبردی تجربی، ابتدا متغیرهای مستقل تاثیرگذار شناسایی، متغیرهای وابسته توسط دستگاه‌های دقیق دیجیتال در یک نمونه موردی (عمارت دهدشتی) اندازه‌گیری و داده‌های آن برای اعتبارسنجی نرم‌افزار، استفاده شد. پس از گونه‌شناسی حیاط، به روشCFD و با استفاده از نرم‌افزارAutodesk CFD 2018 ، شبیه‌سازی برای ۹ گونه‌ی مختلف ترکیب اتاق و حیاط به شکل‌های مستطیل عمودی، مربع و مستطیل افقی، در ۳ تراز ارتفاعی طبقه‌ی همکف، اول و دوم اجرا و براساس دو مولفه‌ی سرعت جریان هوا، عمرمتوسط هوا انجام شد. فرم حیاط، فرم اتاق و نسبت توده به فضا، به‌عنوان متغیرهای مستقل و کیفیت جریان هوای داخل اتاق (سرعت و عمر هوا) به عنوان متغیر وابسته درنظر گرفته شد. یافته‌ها نشان می‌دهد، فرم هندسی اتاق و حیاط بر میزان تهویه طبیعی تاثیرگذار است و فرم‌های کشیده عمودی سرعت باد بیشتری را نشان می‌دهند. افزایش نسبت عرض به طول مستطیل از 1 به 15/1 و 1 به 3 در حالت مستطیل عمودی ابتدا سرعت جریان هوا در فضای اتاق افزایش و سپس کاهش می‌دهد، ولیکن در مستطیل افقی سرعت تقریبا از روند یکنواخت‌تری پیروی می‌کند. نتایج بیانگر آن است که گونه‌های حیاط‌ و اتاق مستطیل عمودی به ویژه گونه شماره ۲، به دلیل کشیدگی فرم، از نظر هر دو مولفه‌ی سرعت جریان هوا، عمر هوا نتایج بهتری را نشان داده‌اند. از بعد تناسبات بهینه حیاط، نسبت 1 به 3/1 هم فراوانی مطلوبی در نمونه‌های واقعی و هم مقدار کشیدگی لازم برای برجسته‌کردن تفاوت‌ مولفه‌های کیفیت هوا را دارد. همچنین تغییرات ضخامت توده بر سرعت و کیفیت هوا‌ تاثیر قابل‌توجهی دارد.

چکیده انگلیسی:

The essence of the spatial organization of traditional houses in Iran's hot and humid climate should be found in the pattern of the central courtyard. An integrated and integrated structure that provides appropriate answers for the material and spiritual life of its residents over the years. Due to the lack of documented and systematic researches in examining and analyzing the characteristics, typology, classification, function and effect of the geometric shape of the central courtyard on the natural ventilation of the interior of hot and dry coastal climates, this research investigates the geometric structure and various types of the central courtyard in Bushehr traditional houses from the perspective of Climatic and factors affecting the behavior of natural ventilation. Therefore, the study of the form of the yard was done with the assumption that by changing the geometric shape of the yard, can control the velocity, local mean age of air inside the room. In order to determine the most optimal mode of benefiting from the wind for natural ventilation in the interior spaces, the most common characteristics of Bushehr traditional houses in terms of the form of the yard and room, the location of the openings and the classification of floors was classified in 9 different types. 9 different types of combination of geometric shapes of vertical rectangle, square and horizontal rectangle for the form of courtyard and room, 4 different modes of aligned and non-aligned openings and three height levels of ground floor, first floor and second floor, a total of 108 different simulation modes have been considered. In this article, by using a combined research method and using an experimental strategy, independent variables affecting the quality of natural ventilation were first identified, dependent variables were measured by precise digital devices in a case study (Dehdashti Building) and its data was used for software validation. In continuation and after typology of the yard, by cfd method and using Autodesk CFD 2018 software, 9 different types of combination of room and yard in the form of vertical rectangle, square and horizontal rectangle, in 3 height levels of ground floor, first and second floor was simulated. And it was analyzed based on the three components of "velocity", "local mean age of air". The shape of the yard, the shape of the room and the ratio of mass to space are considered as independent variables and the quality of air flow inside the room (velocity and life of air) is considered as a dependent variable. The findings show that with the increase in the length-to-width ratio of the rectangle from 1.15 to 1.3, in the case of a vertical rectangle, the velocity in the room first increases and then decreases, but in a horizontal rectangle, the velocity follows a more uniform trend. Since the more elongated shapes of 1/2 and 1/3 are less common for central courtyards and create tighter ventilation conditions, as a result, 1.1/3 proportions are desirable in real examples and this ratio has the amount of elongation which is necessary for good ventilation. In terms of Air flow speed: The contours show that vertical rectangular courtyards are the most optimal form of courtyards in terms of velocity, which has a relative advantage over square courtyards and has a better performance by a large difference compared to horizontal rectangular courtyards. According to Local mean age of air: The data shows that vertical rectangular courtyards with a small difference compared to the square and with a large difference compared to the horizontal rectangle have a shorter air life and fresher air quality. in general, considering the life of the air, the types of "vertical rectangular yard" have the most optimal air circulation in the yard and the types of "vertical rectangular yard" and "square yard" have the most optimal quality. Provides fresh air in the room. Meanwhile, type number 2 provides the most optimal quality of natural ventilation. From the direction of the pattern of wind movement in the yard, it can be said that in most species. The ground floor shows better air quality in the room, but with the increase in height, all three components increase. Key words: Natural ventilation, courtyard form, room form, opening, CFD method.

متن کامل:



 

­

تحلیل رفتار فرم حیاط مرکزی در تهویه ‌طبیعی خانه‌های ‌سنتی اقلیم گرم ‌و خشک ساحلی به‌روش CFD (مطالعه موردی: عمارت دهدشتی در شهر بوشهر)

 

¹ ندا قهرمان‌ایزدی، ملیحه تقی‌پور 2*، حمید اسکندری 3، خسرو موحد 4

 

1 پژوهشگر دکتری، گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران.

2 دانشیار معماری، گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران‌.

3 استادیار معماری، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران.

4 دانشیار معماری، گروه معماری و شهرسازی پایدار، دانشگاه کلمبیا، واشینگتن، آمریکا.

 

 

تاریخ دریافت: 26/01/1402                تاریخ پذیرش نهایی: 08/07/1402

 

n چکیده

اقلیم بوشهر با رطوبت نسبی بالا نیاز مبرمی به تهویه دارد، حیاط‌مرکزی یکی از اجزای موثر در تهویه طبیعی است. هدف این پژوهش کشف عملکرد تهویه‌ی طبیعی حياط‌مرکزي، از منظر شکل هندسی حیاط، تناسبات و توده بهینه در خانه‌های منطقه‌ گرم و خشک ساحلی بوشهر است. در این مقاله به‌روش تحقیق ترکیبی و با استفاده از راهبردی تجربی، ابتدا متغیرهای مستقل تاثیرگذار بر کیفیت تهویه طبیعی شناسایی، متغیرهای وابسته توسط دستگاه‌های دقیق دیجیتال در یک نمونه موردی (عمارت دهدشتی) اندازه‌گیری و داده‌های آن برای اعتبارسنجی نرم‌افزار، استفاده شد. درادامه و پس از گونه‌شناسی حیاط، به روشCFD¹  و با استفاده از نرم‌افزارAutodesk CFD 2018 ، شبیه‌سازی برای ۹ گونه‌ی مختلف ترکیب اتاق و حیاط به شکل‌های مستطیل عمودی، مربع و مستطیل افقی، در ۳ تراز ارتفاعی طبقه‌ همکف، اول و دوم اجرا و براساس دو مولفه‌ «سرعت جریان هوا»، «عمرمتوسط هوا» انجام شد. فرم حیاط، فرم اتاق و نسبت توده به فضا، به‌عنوان متغیرهای مستقل و کیفیت جریان هوای داخل اتاق (سرعت و عمر هوا) به عنوان متغیر وابسته درنظر گرفته شده‌است. یافته‌ها نشان می‌دهد، در حیاط فرم‌های کشیده عمودی سرعت باد بیشتری را نشان می‌دهند. با افزایش نسبت عرض به طول مستطیل از 1 به 15/1 و 1 به 3 در حالت مستطیل عمودی ابتدا سرعت جریان هوا در فضای اتاق افزایش و سپس کاهش می‌یابد، ولیکن در مستطیل افقی سرعت تقریبا از روند یکنواخت‌تری پیروی می‌کند. همچنین گونه‌های حیاط‌ و اتاق مستطیل عمودی به ویژه گونه شماره ۲، به دلیل کشیدگی فرم، از نظر هر دو مولفه‌ی سرعت جریان هوا، عمر هوا نتایج بهتری را نشان داده‌اند. از بعد تناسبات حیاط، نسبت 1 به 3/1 هم فراوانی مطلوبی در نمونه‌های واقعی و هم مقدار کشیدگی لازم برای برجسته‌کردن تفاوت‌ مولفه‌های کیفیت هوا را دارد. همچنین تغییرات ضخامت توده بر سرعت و کیفیت هوا‌ تاثیر قابل‌توجهی دارد.

 

n واژگان کلیدی: تهویه طبیعی، فرم حیاط، تناسبات، توده، روش CFD.

n مقدمه

طراحی ساختمان با توجه به خصوصیات اقلیمی، نه تنها می‌تواند شرایط آسایش در محیط مصنوع را ایجاد کند، بلکه در کاهش مصرف انرژی نیز کمک خواهد کرد. از این رو به‌کارگیری تمهیدات لازم به منظور بهره‌وری از سامانه‌های ایستای انرژی و کاهش بار سرمایشی ساختمان در اقلیم‌های گرم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. تهویه طبیعی در بسیاری از مناطق از جمله در بوشهر کمک شایانی به افزایش کیفیت آسایش حرارتی ساکنان می‌کند و این در حالیست که  در بسیاری از خانه‌های امروزی حتی در موارد غیر ضروری نیز از تهویه مطبوع استفاده می‌شود که عمده‌ترین دلیل آن بی‌اعتمادی به تهویه طبیعی است. معماری و خصوصیات کالبدی ساختمان از مهمترین مسائل مربوط به استفاده از سامانه‌های ایستا در ساختمان هستند که می‌توانند با ارتقا بهره‌گیری از جریان هوا، تهویه طبیعی و کاهش بار سرمایشی ساختمان، میزان انرژی مصرفی را به‌طور قابل ملاحظه‌ای تغییر دهند. حیاط‌ مرکزی الگوی بسیار کهنی است که در بسیاری از کشورهای آسیا، شمال آفریقا، جنوب آمریکا، اروپا و نیز در ایران مورد استفاده قرارگرفته‌ و معلول شرایط محیط طبیعی و عوامل اقلیمی مناطق مختلف بوده‌است. در خانه‌های سنتی اقلیم گرم‌ و خشک ساحلی جنوب ایران با نیاز اصلی تهویه طبیعی، جوهره‌ی سازماندهی فضایی را باید در الگوی حیاط مرکزی جست، که در طی سالیان پاسخ‌های مناسبی را برای زندگی مادی و معنوی ساکنان خود فراهم می‌آورد. این ساختار چه در زمینه شکلی (هندسه‌ کلی طرح و هندسه‌ جزئى عناصر) و چه در روش پدیداری مصالح فن‌آوری، به‌شدت از ویژگی‌های بستر و توانمندی‌های محلی اثر پذیرفته و بدین‌ترتیب با حداقل دخل و تصرف در محیط (تغییر شکل- آلایندگی) حداکثر بهره‌مندی را نصیب کاربران کرده است(احمدی، 1384، 91). از دیدگاه محیطی نیز، حیاط مرکزی به عنوان عضوی از معماری بادآهنگ، وظیفه خود را در حفاظت ساکنین از شرایط نامساعد جوی و محیطی و بهره‌مندی از سیستم‌های غیرفعال تامین انرژی در مناطق مختلف به خوبی انجام داده‌است. این عنصر به واسطه بهره‌گیری از سامانه‌های سرمایش تبخیری، تهویه عبوری، سرمایش تابشی و سایه‌اندازی به خنک‌سازی و کاهش بار سرمایشی ساختمان کمک می‌کند(وکیلی نژاد و همکاران، 155،1392). در این میان مولفه‌های کالبدی حیاط مرکزی اعم از شکل کلی حیاط، تناسبات حیاط و ساختار فرمی جداره‌های آن نقش موثری در سرمایش ایستا دارند و امری مهم و  قابل پژوهش هستند. پژوهش حاضر در پی آن است تا نقش یکی از ویژگی‌های مهم حیاط مرکزی یعنی ابعاد و تناسبات را در یافتن پتانسیل تهویه طبیعی در فضای داخلی و حیاط مرکزی بررسی نماید. از این رو مطالعه‌ فرم حیاط با این فرض صورت گرفته که با تغییر در تناسبات و شکل هندسی حیاط می‌توان سرعت جریان هوا، و عمر هوای فضای داخل اتاق را کنترل کرد و هدف اصلی، بررسی تهویه فضای داخلی با توجه به نقش حیاط بوده است. چنین پژوهش‌هایی پیش‌زمینه تدوین الگوهایی جهت ارائه تهویه بهینه در ساختمان‌ها خواهد بود. لذا شناخت مولفه‌های حیاط که موثر بر تهویه طبیعی هستند، از نتایج بدیع این تحقیق ‌است.

 

n پیشینه پژوهش

با توجه به این‌که حیاط مرکزی، عنصری دیرینه در معماری ایرانی و یکی از روش‌های بهره‌گیری از سامانه‌های ایستا بوده که با استراتژی‌های مختلف، همواره از بار سرمایشی ساختمان کاسته است، نیاز است تا برخی از تحقیقات انجام شده که به جهت ماهیت، روش و موضوع با تحقیق حاضر اشتراکاتی دارند مورد بازبینی قرارگیرند. مطالعات انجام شده، هریک از جنبه‌های متفاوتی حیاط مرکزی را بررسی کرده‌اند. یکی از بهترین پژوهش‌های انجام شده در زمینه تاثیر تناسبات حیاط بر نحوه‌ رفتار باد، تحقیقات لیترفر است که نشان می‌دهد نسبت ابعادی طول به عرض کمتر، بهترین حالت از نظر گردش هوا است (Littlefair et al, 2000). از پژوهش‌های انجام شده در حوزه‌ی تاثیر حیاط مرکزی بر کاهش بار سرمایشی و گرمایشی فضاهای داخلی می‌توان به پژوهش‌های پرتا و همکاران (Porta et al, 2002) اشاره کرده که خرد اقلیم ایجادشده به‌واسطه حیاط مرکزی را علت آن دانستند. همچنین  پژوهش، راجاپاکشا و همکاران (Rajapaksha et al, 2003)، نشان داد که قابلیت‌های حیاط مرکزی به عنوان بخشی از معماری بادآهنگ، تابعی از جریان هوای داخلی است و حیاط مرکزی به صورت یک القاکننده مکشی برای تهویه عمل می‌کند. تبلادا و همکاران(Tablada et al, 2005) به مقایسه‌ بین هندسه‌های مختلف حیاط‌ها از نظر ویژگی‌های جریان باد و سرعت هوای داخلی بر اساس اعتبارسنجی شبیه‌سازی‌های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و تونل باد پرداخته و بیان می‌کنند اتاق‌هایی با تهویه متقاطع دارای مقادیر سرعت هوای داخلی بالاتر نسبت به تهویه یک طرفه دارند. ابعاد حیاط، موقعیت اتاق و جهت‌گیری جنبه‌های مهمی هستند که بر سرعت هوای داخل و راحتی حرارتی تأثیر می‌گذارند. پژوهش تابان و همکاران (۱۳۹۲) با استفاده از شبیه‌سازی نرم‌افزاری، به تعیین الگوی بهینه حیاط مرکزی بر اساس تناسبات در خانه‌های سنتی دزفول پرداختند. المحفدی و همکاران (Almhafdy et al, 2013) نسبت ابعاد یک حیاط و جهت‌گیری آن در قالب حیاط U شکل در یک بیمارستان در مالزی را ارزیابی و سه متغیر دمای هوا، رطوبت و الگوهای باد را ثبت کردند. نتیجه تأیید می‌کند که دستکاری پیکربندی حیاط و جهت‌گیری آن بر توانایی تغییر اقلیم آن تأثیر می‌گذارد. دو سال بعد در پژوهشی مشابه المحفدی و همکاران (Almhafdy et al, 2015) با روش CFD نسبت ابعاد حیاط و سقف کنسولی را بررسی مولفه سرعت باد، دمای هوا و آسایش حرارتی (PMV) را ارزیابی کردند. نتایج نشان داد که نسبت ابعاد و سقف کنسولی تأثیر قابل‌توجهی بر سرعت باد و در نتیجه آسایش حرارتی دارد. مانی‌اوغلو و کوچلار اورال در (Manioglu & Koçlar Oral, 2015) به بررسی تاثیر شکل حیاط‌مرکزی بر بار سرمایشی و گرمایشی در مناطق گرم و خشک پرداختند. براساس این پژوهش، شکل حیاط مرکزی (تناسبات حیاط) بر میزان سایه‌اندازی و انرژی تابشی دریافتی و به تبع آن بار سرمایشی وگرمایشی ساختمان تاثیر قابل توجهی دارد. میکالف و همکاران(Micallef, 2016) در پژوهش خود تأثیر ارتفاع حیاط بر تهویه متقاطع اتاق مورد توجه قرار داده و بیان می‌کنند که با افزایش ارتفاع ساختمان، دبی تهویه افزایش می‌یابد. نرخ جریان تهویه با افزایش ارتفاع حیاط افزایش می‌یابد. زارعی و میردهقان (1395) با نرم افزار اکوتک نقش تناسبات موجود میان حیاط مرکزی و جداره ها در میزان سرعت باد و سایه بررسی کردند. زینلیان و اخوت(1396) تحلیل فرمی، تناسبات حیاط (طول به عرض)، عمق حیاط، زاویة دید انسانی، الگوی ارتفاعی، نسبت فضای بسته به باز، مساحت سبزینگی و آب، مصالح و رنگ جدارة حیاط را در دو اقلیم متفاوت مورد بررسی تطبیقی و تحلیل قرار دادند. مارتینلی و ماتزاراکیس (Martinelli & Matzarakis, 2017) با گونه‌شناسی حیاط در ایتالیا به یک تحلیل عددی بلندمدت با تمرکز بر تأثیر نسبت‌های ارتفاع/عرض بر آسایش حرارتی در طول سال رسیدند و دمای هوا، فشار بخار، سرعت هوا را ارزیابی کردند. مرادی و همکاران(1397) با بررسی 64 خانه حیاط دار از منظر تناسبات و جهت دریافتند که  امتداد و کشیدگی حیاط ها عمدتا شمالی- جنوبی هستند و کوچک شدن و افزایش محصوریت حیاط‌ها منجر به افزایش سطوح تحت سایه شده و گرمایش غیر فعال فضاهای مجاور حیاط‌ها را در فصول سرد با دشواری مواجه می‌سازند. قدسی و همکاران(1397) با بررسی ١٠ حجم مختلف، شاخص‌های هندسی موثر بر رفتار حرارتی ساختمان‌های اقلیم گرم‌وخشک را بررسی و دریافتند که حیاط‌هایH شکل کمترین و حیاط‌های Lشکل بیشترین نیاز سرمایشی را دارند. زو و همکاران(Xu et al, 2018,4) در پژوهشی کشور چین را بررسی و به این نتیجه رسیدند که ترکیب مناسب طرح کلی حیاط و تناسبات آن می‌تواند تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر میزان و نحوه تهویه در فصل تابستان و جلوگیری از باد نامطلوب در زمستان داشته باشد. آریانی و همکاران(Aryani et al, 2019) با شبیه‌سازی 36 گونه فرم حیاط به بررسی ابعاد و فرم با روش پرداخته و مولفه جریان باد را در این گونه‌ها بررسی کردند. طالب و همکاران (Taleb et al, 2020) طرح‌های مختلف حیاط در ساختمان‌های اداری به منظور بهینه‌سازی تهویه طبیعی با استفاده از تحلیل CFD را بررسی کرده و حیاط از نظر مصرف انرژی، رطوبت داخلی و محدوده آسایش پیشنهاد و تحلیل شد. مشخص شد که یک حیاط خارجی بهتر از یک حیاط داخلی بسته عمل می‌کند. سلیقه و سعادت جو(1399) با آنالیزهای CFD به بررسی نقش تناسبات حیاط‌مرکزی در میزان سایه‌اندازی، انرژی تابشی دریافتی، میزان بار سرمایشی و پتانسیل تهویه طبیعی در اقلیم گرم و مرطوب پرداختند. رهایی و عظمتی (1399) با استفاده از تحلیل CFD جریان هوای داخل حیاط مرکزی درخانه‌های قاجار را بررسی کرده و نتایج نشان می‌دهد بزرگتر شدن ابعاد حیاط‌های قاجاری نسبت به صفوی، موجب افت کیفیت تهویه طبیعی آن‌ها شده است. مردانی و روسایی(1400) ارتباط بین تناسبات حیاط و الگوی جریان هوا در خانه‌های سنتی شوشتر را مورد با روش CFD و بر اساس مولفه سرعت باد ارزیابی قرار داده‌است. تغییرات صورت گرفته در تناسبات و الگوی هندسی حیاط‌ها بر شرایط کیفیت جریان هوا و شرایط آسایش حرارتی ساکنان تأثیرگذار بوده‌است. کابزا و همکاران(Cabeza et al, 2022) در مطالعه خود یک نمونه اولیه در مقیاس واقعی برای مسابقات Decathlon خورشیدی 2019 در مجارستان را به عنوان یک مطالعه موردی برای تجزیه و تحلیل اثرات اینرسی حرارتی و تهویه بر عملکرد حرارتی حیاط‌ها ساخته‌ و دما و سرعت باد را بررسی کردند. ژو و همکاران (Zhu et al, 2023) با جستجوی 798 مقاله به بررسی اثرات هندسه و جهت‌گیری بر سایه و تهویه، و همچنین ترکیب آن‌ها بر بهبود میکرواقلیم در مناطق مختلف آب و هوایی پرداختند. جدول شماره 1 مولفه‌های تاثیرگذار و متغیرهای مورد بررسی توسط محققین و پژوهشگران در راستای بررسی تهویه طبیعی حیاط را نشان می‌دهد.

 

جدول 1 . شاخصه­های تاثیرگذار و متغیرهای مورد بررسی توسط محققین و پژوهشگران جهت بررسی تهویه طبیعی(نگارندگان)

محققان و پژوهشگران	شاخصه­های تاثیرگذار بر تهویه طبیعی (متغیر مستقل پژوهش­ها)	روش­ها و پارامتر­های مورد بررسی (متغیر وابسته پژوهش)
میگل آنخل پرتا گاندارا، ادواردو روبیو، خوزه لوئیس فرناندز، ویکتور گومز مونوز(2002). Miguel Ángel Porta Gándara, Eduardo Rubio, José Luis Fernández, Vı́ctor Gómez Muñoz (2002)	حیاط- جزئیات طراحی ترکیب ساختمان	جریان هوا- کاهش بار سرمایشی
ایندریکا راجاپاکشا، ناگیا و اکومیایا(2003). Indrika Rajapaksha, Nagai H, Okumiya M (2003)
عبدالباسط المحفدی، نورهتی ابراهیم، ​​صابرینه ش احمد، یاسمین یحیی Abdulbasit Almhafdy*, Norhati Ibrahim, Sabarinah Sh Ahmad, Josmin Yahya (2013 & 2015).	تناسبات – جهت گیری- بازشو	دمای هوا، رطوبت، جریان باد
گلتن مانی اوغلو، گول کوچلار اورال(2015). Gülten Manioğlu, Gül Koçlar Oral (2015).	فرم ساختمان - شکل - تناسبات	انرژی تابشی - سایه
دانیل میکالف، وینسنت بوهاگیار، سیمون پی بورگ Daniel Micallef, Vincent Buhagiar, Simon P. Borg (Micallef, 2016)	تناسبات(ارتفاع بنا)	دبی -نرخ جریان هوا
نفیسه زینلیان و هانیه اخوت(1396).	فرم- تناسبات- مصالح- رنگ	دما و باد
لتیزیا مارتینلی، آندریاس ماتزاراکیس(2017) Letizia Martinelli, Andreas Matzarakis (2017).	تناسبات (ارتفاع/عرض )	دمای هوا، فشار بخار، سرعت هوا
سیادونگ زو، فنلان لو، وی وانگ، تیانژن هنگ(2018). Xiaodong Xu, Fenlan Luo, Wei Wang, Tianzhen Hong (2018).	تناسبات- جهت	سرعت - فشار
سیلفیا مونا آریانی، سوپونو ساسونگکو، ایف بامبانگ سولیستونو، نور هدایتی(2019). Silfia Mona Aryani, Soepono Sasongk, If. Bambang Sulistyono, Nur Hidayati (2019).	ابعاد و فرم	جریان باد
پل لیتلفر، مت سانتاموریس، سرواندو آلوارز، آلبرت دوپاین(2000). Paul Littlefair, Mat Santamouris, Servando Álvarez, Albert Dupagne (2000)	تناسبات- الگوی هندسی	دما- سرعت  باد
محمد ابراهیم زارعی و سید فضل الله میردهقان (1395).
آبل تبلادا، برت بلوکن، یان کارملیت، فرانک دی ترویر(2005). Abel Tablada, Bert Blocken, Jan Carmeliet, Frank De Troyer (2005).
مهرنوش قدسی، خسرو دانشجو، خسرو، سیدمجید مفیدی‌شمیرانی (1397).
محسن تابان، محمدرضاپورجعفر، محمودرضا بمانیان، شاهین. حیدری (1392).
الهام سلیقه و پریا سعادت جو(1398).
امید رهایی و حمیدرضا عظمتی(1399).
ساسان مرادی، ، مهرداد متين راد، ریما فیاض مزین دهباشی شریف، (1397).
حنان م طالب، تقوی وریکات، حنان شیخ (2020). Hanan M. Taleb, Taqwa Wriekat, Hanan Hashaykeh (2020).	فرم	رطوبت داخلی و محدوده آسایش -دما - سرعت
ویکتوریا پاتریشیا لوپز-کابزا، کارلوس ریورا-گومز، خورخه روآ-فرناندز، میگل هرناندز-والنسیا، رافائل هررا-لمونز(2022). Victoria Patricia López-Cabeza, Carlos Rivera-Gómez, Jorge Roa-Fernández, Miguel Hernandez-Valencia, Rafael Herrera-Limones (2022).	هندسه و جهت‌گیری	دما و سرعت
جیایین ژو، خوانجوان فنگ، جیفو لو، یو چن، ویلین لی، پایجی لیان، شی ژائو (2023). Jiayin Zhu, Juanjuan Feng, Jifu Lu, Yu Chen, Weilin Li, Peiji Lian, Xi Zhao (2023).

 

در مجموع، با مطالعات انجام شده در پیشینه تحقیق، مبانی پژوهش و با توجه به جدید بودن مباحث مربوط به تهویه طبیعی و روش CFD هنوز پژوهشی با این عنوان که تاثیر فرم حیاط بر بهبود تهویه داخلی در اقلیم‌های گرم و خشک ساحلی را مورد بررسی قرار دهد، صورت نگرفته‌است. بنابراین تکراری نبودن موضوع و برخورداری از نگاهی نو به فرم فضا، به ویژه فرم حیاط و بهبود تهویه طبیعی ضرورت بررسی حاضر را موجه می‌سازد. همچنین، می‌توان گفت در بررسی تجارب مختلف در مورد وضعیت و یا عوامل داخلی و خارجی تأثیرگذار بر بهبود تهویه طبیعی، علاوه بر این که مطالعات چندانی صورت نگرفته، بیشتر به بحث محاسباتی و کاهش بار سرمایشی از بعد مصرف انرژی پرداخته شده است، این در حالیست که نوشتار حاضر با روش CFD به بحث کیفی تهویه پرداخته‌است. لذا نقش فرم و استفاده حداکثری از جریان باد طبیعی برای بهبود تهویه در اقلیم‌های بحرانی مثل اقلیم گرم‌ و خشک ساحلی محققین را برآن‌داشت تا با نگاهی متفاوت به این موضوع پرداخته شود و دستاورد آن در قالب یک استراتژی جامع در بعد طراحی و از منظر توسعه پایدار استفاده گردد.

 

n تهویه طبیعی

تهویۀ هوا به عمل جانشین کردن و یا جابجا کردن هوا در یک فضا گفته می‌شود که به منظور تأمین هوای تازه، خارج کردن هوای گرم و خنک کردن فضا و تأمین آسایش حرارتی انسان انجام می‌شود. در روش تهویه طبیعی عمل جابجایی هوا از طریق اثر دودکشی که مبتنی بر حرکت هوای گرم به بالا و ورود هوای سرد از پایین به جای آن است و یا از طریق کوران هوا که جابجایی هوا از طریق فشار مثبت و منفی باد انجام می‌شود (قبادیان، 135،1387). نیروهایی که باعث تهویه طبیعی می‌شوند در دو عامل کلی خلاصه می‌شوند (10 2005, CIBSE,): نیروهای باد و خاصیت شناوری. این نیروها مکانیزم‌های مربوط به تهویه طبیعی را مشخص می‌کند. سه حالت برای تهویه طبیعی می‌توان درنظر گرفت: تهویه یک‌طرفه، تهویه دو‌طرفه (تصویر 1) و تهویه دودکشی. (Andersen, 2007, 535) تهویه طبیعی بر سه پدیده اقلیمی سرعت باد، جهت باد و اختلاف دمایی مبتنی است. موارد زیر مهم‌ترین پارامترهای موثر در عملکرد تهویه طبیعی است که در این پژوهش به آن‌ها پرداخته شده‌است. 

سرعت باد²: مسافت طی شده توسط ملکول‌های هوای متحرک را در واحد زمان بر حسب متر در ثانیه، کیلومتر در ساعت و یا مقیاس قدیمی گره (معدل یک مایل دریایی یا 1.85 کیلومتر در ساعت) بیان می‌کند. عمرمتوسط موضعی هوا:³ به عنوان زمان عمرمتوسط هوا در موقعیت خاصی در داخل فضا نسبت به زمانی که هوا براي اولین بار وارد فضا شده است، تعریف می‌شود و در واقع عمرمتوسط موضعی هوا معیاري از تازگی هوا بدست می‌دهد. تصویر 1 تهویه یک‌طرفه و دوطرفه را نشان می‌دهد.

 

 

تصویر 1.  مقایسه تهویه یک طرف و دوطرفه (لکنر، 1385)

 

n  حیاط و گونه شناسی آن در معماری بوشهر

جهت بررسی جنبه‌های مورفولوژیکی خانه‌های بوشهر، بررسی خانه‌ها در مناطقی انجام شده که دارای پیشینه تاریخی و معماری سنتی و بومی غنی می‌باشند. در شروع کار تعدادی از ساختمان‌های مهم بومی این منطقه به ‌صورت هدفمند انتخاب شده تا بتوان از میان آن‌ها گونه‌شناسی فرمی را برای تهویه درنظر گرفت و شرایط آن‌ها را با معیارهای از پیش تعیین شده که براساس هدف و سوال اصلی پژوهش تدوین شده‌اند، سنجید. بررسی کتابخانه‌ای انجام شده نشان می‌دهد که براساس آمار اداره اسناد سازمان میراث فرهنگی استان بوشهر، تعداد 34 عمارت عمارت ثبت‌شده در بافت تاریخی بوشهر وجود داشته که 2 عمارت جعفری و رحیم‌پور تخریب شده و هم‌اکنون 32 عمارت ثبت‌شده و سالم که اغلب آن‌ها دارای کاربری هستند، وجود دارد که در جدول 1 آورده شده‌است. از میان این 32 عمارت، اجازه دسترسی از طرف مالک یا بهره‌بردار به 22 عمارت به‌دلیل نوع کاربری و شرایط استفاده در طول سال وجود ندارد. با توجه به تمرکز این پژوهش بر روی حیاط، می‌توان گفت حیاط مرکزي در بوشهر هسته‌ مرکزي خانه، فضایی با نظم هندسی، درون‌گرا، مستقل، محوري و مرکزي، سرگشوده و رو به آسمان است که ابعاد آن تابع اندازه زمین و متناسب با تعداد و نوع اتاق است. به‌دلیل رطوبت بالاي منطقه در حیاط خانه بوشهري، حوض آب وجود ندارد. (رنجبر و همکاران، 1389، 29). در این خانه‌ها سه گروه فضاي نيمه‌باز، توده و فضاي تهي با يکديگر ترکيب شده‌اند و هريک از اين فضاها در امتداد ديگري معنا می‌یابند. ‌به اين معني که فضاها به تدريج، درجه‌ باز و بسته‌بودن خود را از دست می‌دهند و يکي به ديگري تبديل مي‌شود. (اخوت، 1392، 211) این پژوهش، درصدد است نقش اقلیمی و محیطی، حیاط را برحسب شکل هندسی و تاثیر آن بر تهویه فضای داخلی بررسی کند. در تمام موارد، حیاط در وسط خانه قرار دارد و برای آشکار شدن تاثیر فرم حیاط، از لحاظ کردن فضاهای نیمه باز صرف‌نظر شده ‌است. تصویر 2 دیاگرام حیاط را به عنوان ریه تنفسی یک بنا نشان می‌دهد.

 

تصویر 2. حیاط به عنوان ریه تنفسی ساختمان (نگارندگان)

 

برای بررسی حیاط نیاز به شناخت گونه‌های مختلف آن احساس می‌شود. گونه‌شناسی به نوعی دسته‌بندی اشاره دارد که در آن تعدادی اشیا مختلف بر اساس یک یا مجموعه‌ای از ویژگی‌های مشترک سازمان‌دهی می شوند. پژوهشگران مختلف به بحث گونه‌شناسی بنا و عناصر معماری بوشهر پرداخته‌اند. رئیسی (1385، 12-7 ) در پژوهش خود با عنوان "ریخت‌شناسی حیاط ‌مرکزی در خانه‌های بوشهر" جهت بررسی جنبه‌های مورفولوژیکی حیاط در خانه‌های بوشهر بیان می‌کند که این گونه‌شناسی از منظرهای زیر قابل بررسی می‌باشد:

-       موقعیت حیاط در خانه و همجواری

-       جهت قرارگیری و کشیدگی

-       نسبت ابعاد

-       فرم حیاط

-       بدنه‌های طبیعی و مصنوعی حیاط

رئیسی بیان می‌کند شکل حیاط عمدتاً چهار ضلعی منظم است. از آن‌جایی که هدف این پژوهش بررسی تاثیر تناسبات و ضخامت توده بنا بر تهویه است از میان موارد فوق در این نوشتار تمرکز بر تناسبات و فرم حیاط است.

جدول شماره 2 تعدادی از خانه‌های ارزشمند شهر بوشهر که دارای حیاط مرکزی هستند را نشان می‌دهد. در مجموع، بررسی گونه‌های مختلف نشان داد، فرم‌های مربع، مستطیل افقی و مستطیل عمودی متداول‌ترین شکل هندسی برای فرم حیاط بودند.

 

جدول2.  معرفی عمارت‌های ثبت‌شده واقع در بافت‌تاریخی بوشهر بر اساس اسناد سازمان میراث فرهنگی استان بوشهر-تمرکز بر روی فرم حیاط (نگارندگان برگرفته از آرشیو اداره کل میراث فرهنگی,صنایع دستی و گردشگری استان بوشهر)

طاهری محله بهبهانی سالم-اداری	مرادی محله بهبهانی سالم-مسکونی	علوی محله‌بهبهانی سالم-مسکونی	گلشن محله بهبهانی سالم-اداری	تجارتخانه‌ایرانی محله بهبهانی سالم- اداری		طیب محله‌بهبهانی سالم-اداری
امیریه محله کوتی سالم اداری	دهدشتی محله شنبدی سالم فرهنگی اداری	حاج رئیس محله شنبدی سالم فرهنگی-اداری	کمندی محله بهبهانی سالم بدون کاربری	جعفری محله بهبهانی تخریب‌شده		رفیعی محله کوتی سالم مسکونی
نجفی محله کوتی  سالم بدون کاربری	آذین  محله کوتی سالم مسکونی	هفته محله کوتی سالم فرهنگی اداری	آسیایی محله‌کوتی سالم-مسکونی	جان نثار محله‌کوتی سالم مسکونی		رشیدی محله کوتی سالم  اقامتی
فرم غالب حیاط در خانه‌ها
فرم غالب اتاق در خانه‌ها					رستمی  محله کوتی سالم- مسکونی		نوذری محله کوتی سالم- اداری آموزشی

 

n  اتاق در معماری بوشهر

اتاق در خانه‌هاي سنتی بوشهر، فضایی محصور و مسقف، با نظم هندسی و متکی به حیاط است. بیشتر اتاق‌ها از یک سو از طریق بازشو با هم ارتباط دارند و می‌توان با باز گذاشتن بازشو بین اتاق‌ها باعث گستردگی فضا شد و از سوي دیگر از طریق بازشوهاي متعدد با فضاي بیرون و حیاط ارتباط داشت در فصول گرم با باز گذاشتن بازشوهاي دو طرف، اتاق را به فضایی نیمه‌باز با امکان تهویه دوطرفه و بهره‌گیري از کوران بیشتر هوا تبدیل کرد. در این نوشتار تلاش شده تا فرم اتاقی که می‌تواند تعامل بهتری در جهت تهویه با فضای حیاط ایجاد کند نیز بررسی شود. تصویر 3 تلاش دارد تا رابطه اتاق و حیاط را از منظر تهویه نشان دهد.

 

 

تصویر 3. ایجاد حداکثر کوران هوا در اتاق عمارت طبیب (نگارندگان برگرفته از آرشیو اداره کل میراث فرهنگی, صنایع دستی و گردشگری استان بوشهر)

n  چارچوب نظری پژوهش

باتوجه به گونه‌شناسی انجام شده فرم مربع، مستطیل عمودی و مستطیل افقی برای این تحقیق مبنای ارزیابی قرار گرفته‌است. پس از بررسی‌ها و انجام مطالعات بر روی تهویه طبیعی آنچه واضح به نظر می‌رسد این است که، می‌توان معیارهای متعددی را مرتبط با کیفیت تهویه مطرح ساخت. ممکن است بر حسب شرایط محلی و تفاوت‌های موجود، به معیارهای دیگری نیز به توان اشاره کرد. اما سعی بر این بوده تا با بررسی‌های صورت گرفته و مطالعات انجام شده به اصلی‌ترین معیارها اشاره گردد. با توجه به محدودیت‌های پژوهش و گسترده بودن معیارها، سرعت هوا و عمر هوا را می‌توان به عنوان مرتبط‌ترین معیار‌ نام برد. نمودار 1 ساختار و چارچوب نظری پژوهش را نشان می‌دهد.

 

 

نمودار 1. ساختار و چارچوب نظری پژوهش(نگارندگان)

 

 

n روش تحقیق

مطابق ادبیات مطروحه، تحقیق حاضر ماهیت بین‌رشته‌ای دارد و روش تحقیق آن ترکیبی است. روش تحقیق به‌کار رفته در این مقاله شامل دو بخش کیفی و کمی است. در مرحله شناخت حیاط خانه‌های بوشهر از روش تحقیق کیفی استفاده شده‌است. بدین صورت که ابتدا با گردآوری اطلاعات از منابع کتابخانه‌ای و نیز برداشت‌های میدانی از خانه‌های بوشهر به تکمیل دانش پایه در مورد حیاط و مسکن در این اقلیم پرداخته شده‌است. در مرحله تحلیل داده‌ها، از روش تحقیق کمی استفاده شده‌است. بدین صورت که ابتدا پارامترهای موثر بر کیفیت تهویه طبیعی هوای داخل اتاق مشخص شد. در این مرحله با استفاده از یک راهبرد تجربی، آزمون‌هایی صورت پذیرفت و متغیرهای مستقل تاثیرگذار شناسایی شدند. فرم حیاط، فرم اتاق و نسبت توده به فضا، به‌عنوان متغیرهای مستقل و کیفیت جریان هوای داخل اتاق (سرعت و عمر هوا) به عنوان متغیر وابسته درنظر گرفته شده است. در این پژوهش از مدل‌سازی CFD به کمک نرم‌افزارAutodesk cfd 2018  استفاده شده‌است. باتوجه به فرم غالب خانه‌ها در بوشهر، 9 گونه در 3 طبقه انتخاب گردید(جدول 4) که از نظر نسبت توده به فضا، دارای حالت‌های مختلف با تاثیرات متفاوت هستند. همچنین بازشوهای ورودی و خروجی اتاق‌ها برای تمامی مدل‌ها یکسان و به‌صورت بازشوی ورودی در طرفین و بازشوهای خروجی در وسط تعیین شد. این 27 گونه به وسیله مهندسی محاسبات باد و با استفاده از روش تحقیق شبیه‌سازی و به کمک نرم‌افزار جهت ساخت مدل بهینه‌ای از ترکیب توده، حیاط و اتاق و ایجاد شبکه مش در اطراف و داخل مدل تحلیل شدند. برای برداشت میدانی داده‌ها و اعتبارسنجی نرم‌افزار عمارت دهدشتی (فضاهای طبقه دوم، حیاط و بام) آن درنظر گرفته شدکه پس از تطببیق داده‌های تجربی با شبیه‌سازی، صحت نرم‌افزار مورد تایید قرار گرفت. روش تحقیق در این پژوهش از منظر هدف در گروه پژوهش‌های کاربردی قرار می‌گیرد. لازم به ذکر است، به جهت خلاصه‌سازی انبوه داده‌های خام اولیه، برش افقی شبیه‌سازی تونل باد (در هر دو فاکتور سرعت جریان هوا، عمر هوا) صرفا در تراز ارتفاعی 150 سانتیمتری از کف و برش عمودی از مرکز اتاق به عنوان ناحیه استنشاقی⁴ ساکنان درنظر گرفته شده‌است. ارتفاع ۱۵۰ سانتیمتری معیار مناسبی برای سنجش آسایش حرارتی یک فرد نشسته (130 سانتیمتر) روی صندلی و نیز یک فرد ایستاده (با قد متوسط 170 سانتیمتر) می‌باشد. 

 

n شرایط محیطی بوشهر و الگوی شکلی خانه‌ها

شبه جزیره بوشهر در ساحل شمالی خلیج فارس با ابعاد تقریبی 20 در 8 کیلومتر استقرار یافته‌است. با توجه به روش دومارتن⁵ که روشی برای تعیین اقلیم یک منطقه براساس درجه حرارت و بارندگی سالانه است و بر مبنای شاخص خشكی⁶ شده‌است، بوشهر شهری گرم و خشک تلقی می‌شود ⁷ که به واسطه‌ خلیج فارس طراوت می‌یابد. جدول شماره 3 جایگاه اقلیمی بوشهر را بر اساس روش دومارتن نشان می‌دهد.

 

جدول 3. محاسبه ضریب خشکی و ناحیه بندی ایستگاه های هواشناسی با استفاده از روش جغرافیائی دومارتن(خام‌چین مقدم و پژند، 98،1388)

اقلیم	شاخص خشکی	دما(C)	بارش (MM)	ایستگاه
خشک	8.1	24.6	279.1	بوشهر
خشک	8.5	25.1	297.9	بوشهر ساحلی

 

 دمای خشك بندر بوشهر، حداکثر دما، حداقل دما و متوسط دمای مربوط به هر ماه در تصویر 4 و سرعت و جهت باد در تصویر 5 مشخص شده‌است. میانگین بالاترین دما در بازه زمانی از 10 تیر تا 9 شهریور برابر 36 درجه سانتیگراد است و از 11 دی تا 9 اسفند، در روز و شب نیاز به گرمایش می‌باشد. طبق تصویر 4، از 10 آبان تا 10 دی و از 11 اسفند تا 11 فروردین در شب‌ها نیاز به گرمایش بوده و در روزهای این ماه‌ها شرایط آسایش برقرار است. در شب ها و روزها از 10 تیر تا 9 شهریور نیاز به سرمایش و در شب های بقیه ماه‌های سال آسایش برقرار و روزها هوا گرم می‌باشد. میانگین رطوبت نسبی در بندر بوشهر به طور متوسط بین 60% تا 70 % است.

 

تصویر4. نمودار دما درماه های سال در شهر بوشهر (برگرفته از نرم افزار climate consultant) (محمدی، 1397)	تصویر5. متوسط سرعت و جهت بادهای محلی بوشهر در کل سال (برگرفته از نرم افزار climate consultant) (محمدی، 1397)

 

پیرامون ویژگی‌های گونه‌های غالب مسکونی در بوشهر باید توجه داشت که، گونه‌شناسی‌ها انجام شده، گونه خانه‌های سنتی حیاط‌مرکزی را دربرمی‌گیرد. کشیدگی این خانه‌ها، شرقی-غربی است تا در فصل تابستان کمترین میزان تابش و در فصل زمستان بیشترین میزان تابش را دریافت نمایند. پنجره‌ها به صورت کشیده عمودی هستند و فاصله پنجره‌ها تا کف تمام شده در فضاهای داخلی مدل‌های مذکور 20 سانتیمتر است. جدول شماره 4 جمع‌بندی حاصل از این گونه‌شناسی را بیان می‌کند.

 

جدول 4. دسته‌بندی گونه‌ها(نگارندگان)

گونه	1	2	3	4	5	6	7	8	9
پلان
اتاق	مستطیل عمودی	مستطیل عمودی	مستطیل عمودی	مربع	مربع	مربع	مستطیل افقی	مستطیل افقی	مستطیل افقی
حیاط	مربع	مستطیل عمودی	مستطیل افقی	مربع	مستطیل عمودی	مستطیل افقی	مربع	مستطیل عمودی	مستطیل افقی

 

درنتیجه‌ این یافته‌ها، جدول 5 کلیات حجمی برای مدل پایه جهت اجرای شبیه‌سازی را نمایش می‌دهد.

 

جدول 5. ویژگی‌های گونه‌های غالب مسکونی در بوشهر(نگارندگان)

مساحت هر طبقه بدون حیاط	مساحت اتاق‌ها	ارتفاع اتاق‌ها	مساحت حیاط	مساحت بازشوها
تقریبا 560 مترمربع	تقریبا 20 مترمربع	4 متر	تقریبا 150	40 درصد از سطح نما (4.5 مترمربع)
اتاق‌ها: اغلب مستطیل شکل (متوسط ابعاد 3.5*6 متر با ارتفاع 4 متر)، حیاط‌ها: مربع یا مستطیل شکل. در خانه‌هاي بررسی شده بین 25 % تا 35 % مساحت زمین به حیاط اختصاص دارد. در خانه‌هاي بررسی شده بین 15 % تا 17 % سطح زیربنا به حیاط اختصاص دارد.

 

4 حالت بازشو، مطابق جدول 6 در طبقات مختلف با شرایط مرزی یکسان در مقایسه با یکدیگر ایجاد شده‌اند. که این شرایط مرزی با شرایطی که برای اعتبار سنجی در نظر گرفته شده است یکسان است.

جدول 6. حالت‌های مختلف بازشوهای ورودی/خروجی در گونه اتاق مربع(نگارندگان)

حالت	الف	ب	ج	د
نوع بازشو	بازشوهای ورودی هوا در وسط بازشوهای خروجی هوا در وسط	بازشوهای ورودی هوا در وسط بازشوهای خروجی هوا در طرفین	بازشوهای ورودی هوا در طرفین بازشوهای خروجی هوا در وسط	بازشوهای ورودی هوا در طرفین بازشوهای خروجی هوا در طرفین
پلان	بازشوهای ورودی   بازشوهای خروجی	بازشوهای ورودی   بازشوهای خروجی	بازشوهای ورودی   بازشوهای خروجی	بازشوهای ورودی   بازشوهای خروجی

 

در این پژوهش با دسته‌بندی گونه‌ها، شبیه‌سازی تونل باد برای کلیه 9 مدل در سه طبقه و با 4 نوع بازشو انجام گرفت(جمعا 108 حالت)، که برای رهایی از پرداختن به انبوه داده‌ها، ناچار به مطرح کردن نتیجه نهایی اکتفا شده‌است. ( با توجه به این‌که در شبیه‌سازی‌های اولیه گونه شماره 2 با ورودی و خروجی‌های غیر همراستا، موفقیت بیشتری کسب کرد، شبیه‌سازی‌های بعدی، بر روی این گونه صورت گرفته‌است.)

 

n اعتبار سنجی

برای برداشت میدانی داده‌ها و اعتبارسنجی نرم‌افزار عمارت دهدشتی(تصویر6) درنظر گرفته‌شد. عمارت دهدشتی بلندترین بنای بوشهر در زمان قاجار بوده که در چهار طبقه و از دیگر بناهای بوشهر بلندتر ساخته شده‌ تا در فصل گرما با ورود باد از طریق پنجره های طبقات بالاتر چرخش هوای بیشتری اتفاق بیفتد و خانه به راحتی خنک شود. این عمارت به خاطر سیستم ارتفاع بلند و ساخت در جهت وزش باد از خنک‌ترین خانه‌های شهر بوشهر در زمان قاجار محسوب می‌شده‌است، لذا در این پژوهش این عمارت برای اعتبارسنجی انتخاب شده‌است.

 

تصویر 6. موقعیت عمارت دهدشتی(نگارندگان برگرفته از آرشیو اداره کل میراث فرهنگی,صنایع دستی و گردشگری استان بوشهر)

 

 

در راستای اعتبار سنجی، پس از تطببیق داده‌های تجربی برداشت شده در محل توسط دستگاه دقیق دیجیتال (جدول 5) با شبیه‌سازی صحت نرم‌افزار مورد تایید قرار گرفت. به منظوربرداشت اطلاعات دقیق جریان هوا از دستگاه بادسنج دیجیتال هات‌وایراستفاده شده‌است. که، دارای پاسخ فرکانس بسیار بالا می‌باشد و تقریباً برای مطالعه دقیق جریان‌های متلاطم یا هر جریانی که نوسانات سرعت سریع در آن استفاده شود به کار می‌روند و سنسورهای آن سرعت و دما را اندازه می‌گیرند. اطلاعات اقلیمی در روز 30 شهریورماه 1400 و در ارتفاع 1.5 متر (برای فرد ایستاده در ناحیه استنشاقی) در 4 فضا (دو اتاق واقع در طبقه دوم، حیاط و بام) اندازه‌گیری شدند. جدول 7 به معرفی دستگاه‌های مورد استفاده می‌پردازد.

 

جدول 7. اطلاعات دستگاه‌های اندازه‌گیری براي جمع‌آوري داده‌هاي اقليمي(نگارندگان)

نوع دستگاه	تصویر دستگاه	فاکتور	محدوده اندازه‌گیری	دقت اندازه‌گیری	رزولوشن
Hotwire anemometer. testo 405i		دما	-4° تا140 °F  -20 تا +60 °C	±0.9 °F / ±0.5 °C	0.1 °F / 0.1 °C
		باد	0 تا 5906 fpm / 0 تا 30 m/s	± (19.7 fpm + 5 % of mv) (0 تا 394 fpm) / ± (0.1 m/s + 5 % of mv) (0 تا 2 m/s) ± (59.1 fpm + 5 % of mv) (394 تا 2953 fpm) / ± (0.3 m/s + 5 % of mv) (2 تا 15 m/s)	1.97 fpm / 0.01 m/s
Klima logger		رطوبت نسبي	0% 100 %

 

نتایج نشان می‌دهد(نمودار 2)، که بین داده‌های مدل برداشت شده (عمارت دهدشتی- تصویر 7) و مدل شبیه‌سازی شده، عدم انطباق اندکی(حدود 0.5 درصد) دیده شد که طبق استاندارد اشری⁸ کمتر از 10 درصد و قابل قبول است.

 

تصویر 7. فضای داخلی عمارت دهدشتی(نگارندگان)	نمودار 2. مقایسه سرعت هوا در  شبیه‌سازی و آزمون تجربی برای اعتبار سنجی(نگارندگان)

n بررسی استقلال از شبکه⁹ 

برای بررسی عدم وابستگی حل به مش، پس از ساختن مدل‌ها شبکه‌بندی آن‌ها به صورت خوکار(اتوماتیک)انجام شد. در گام اول تعداد شبکه به صورت اتوماتیک پانصد هزار سلول محاسباتی می‌باشد، در قدم بعدی هفتصد پنجاه هزار سلول محاسباتی برای شبیه‌سازی در نظر گرفته‌شده و در هر گام شبکه ریزتر می‌شود. طبق نمودار 3 نتایج نشان می‌دهد که متغییر سرعت هوا در 2 میلیون گره به بالا تغییرات محسوسی ندارد، از این رو تعداد 2 میلیون گره برای شبکه‌بندی در نظر گرفته‌است(تصویر 9). با توجه به این‌که قصد انتخاب بهینه‌ترین اندازه برای شبکه‌بندی است، باید تعداد شبکه یکی مانده به آخر را برای ارائه نتایج شبیه‌سازی انتخاب نمود تا هزینه محاسباتی افزایش پیدا نکند.

 

 

نمودار3. استقلال از شبکه(نگارندگان)

 

 

n شرایط مرزی معادلات حاکمه

جهت انجام آزمون‌ها، کلیه‌ مدل‌ها با شرایط مرزی یکسان و برابر شرایط مرزی با شرایطی که برای اعتبارسنجی درنظرگرفته‌شده و بر اساس استاندارد تونل باد (تصویر 8) در مقایسه با یکدیگر ایجاد شده‌اند.

 

 

تصویر 8. تونل باد(نگارندگان)	تصویر 9. شبکه مش(نگارندگان برگرفته از نرم‌افزار Autodesk CFD 2018)

 

در این روش ابتدا دامنه محاسباتی تعیین و پس از آن جهت حل عددی معادلات حاکمه عملیات گسسته‌سازی آغاز می‌شود. در این مطالعه، دامنه محاسباتی یک ساختمان سه طبقه محصور در حیاط خانه می‌باشد که در معرض جریان هوای پایا قرار گرفته‌است. جهت گسسته‌سازی حجم دامنه از المان‌های شبکه چهاروجهی (Tetrahedral) مطابق تصویر 10 و جهت گسسته‌سازی سطوح هندسه از المان‌های مثلثی (Triangular) طبق تصویر 11 استفاده شده‌است و در نواحی دارای گرادیان شدید، تراکم بالاتری از شبکه ایجاد شده‌است.

تصویر10.  المان چهار وجهی(نگارندگان)	تصویر11. المان مثلثی(نگارندگان)

 

پس از گسسته‌سازی دامنه، معادلات حاکم بر جریان هوای تراکم‌ناپذیر، پایا و آشفته به صورت عددی و به روش تکرار حل گردید. این معادلات عبارتند از معادله پیوستگی، مومنتوم و معادلات مدل آشفتگی k-ε که در ذیل آورده شده‌است(wilcox, 2006).

 

 

 

معادله مومنتوم برای جریان آشفته به همراه ویسکوزیته آشفته () در معادله زیر آمده‌است.

(1). (wilcox, 2006)

 

در معادلات فوق  سرعت سیال،  دانسیته سیال و  فشار می‌باشد.

با توجه به عدد رینولدز بالای 4.5 میلیون در این شبیه‌سازی، جریان آشتفه بوده و مدل آشفتگی به‌کار رفته، مدل دو معادله‌ای k-ε می‌باشد. معادلات این مدل در روابط (4) تا (6) آورده شده است. انرژی جنبشی آشتفه با نماد k به صورت تابعی از زمان بوده که از معادله زیر به دست می‌آید و یکی از پارامترهای مهم این معادله  می‌باشد که تولید انرژی جنبشی آشفته به علت گرادیان‌های سرعت متوسط می‌باشد. لازم به ذکر از که در این معادله نرخ استهلاک انرژی جنبشی آشفته با نماد  نیز وجود دارد. بنابراین با توجه به اضافه شدن یک متغیر جدید، نیاز به حل یک معادله دیگر اجتناب ناپذیر می‌باشد.

(2). (wilcox, 2006)

این معادله جدید به صورت زیر به مجموعه معادلات اضافه شده و معادله اپسیلون نامیده می‌شود.

(3). (wilcox, 2006)

 

ویسکوزیته سینماتیکی آشفته نیز از روابط (7)  و (8) به‌دست می‌آید.

(4). (wilcox, 2006)
(5). (wilcox, 2006)
(6). (wilcox, 2006)

 

سایر پارامترها نیز توسط روابط (9) تا (14) به‌دست می‌آیند.

 

(7). (wilcox, 2006)
(8). (wilcox, 2006)

در معادله زیر  تانسور نرخ متوسط چرخش می‌باشد که به سرعت زاویه ای () وابسته می‌باشد. نمادهای  و  ثابت‌های معادله می‌باشند.

(9). (wilcox, 2006)

 

ثابت‌های این مدل که ضرایب تجربی مدل دو معادله‌ای k-ε هستند، مطابق رابطه (15) به‌دست می‌آیند.

(10). (wilcox, 2006)
(11) . (wilcox, 2006)
(12) . (wilcox, 2006)	cos(ϕ)
(13) . (wilcox, 2006)
(14) . (wilcox, 2006)

جهت حل این معادلات نیاز است تا شرایط مرزی تعیین گردد. شرایط مرزی دریچه‌ها بدون محدودیت و آزاد درنظر گرفته شده تا در شرایط پرفشار یا کم‌فشار حاکم بر آن‌ها عملکرد صحیح دریچه‌‌ها مشخص گردد. سیال مورد استفاده هوا می‌باشد. در مطالعه حاضر جریان هوا به صورت پایا می‌باشد. به دلیل ورود هوا از محیط به داخل ساختمان، پس از گذشت زمان، دمای اتاق برابر با دمای محیط اطراف خواهد شد و به دلیل عدم حضور منبع حرارتی در ساختمان و مشخص بودن نتیجه توزیع دما، از حل معادله انرژی صرف نظر شده‌است. علاوه بر این، تمرکز مطالعه حاضر روی تهویه هوای ساختمان و میزان تازگی جریان هوای ورودی می‌باشد.

سیال جریان باتوجه به سرعت‌ورودی 7.6 متر بر ثانیه (سرعت باد در محل) غیر‌قابل‌تراکم¹⁰ فشار  101325 پاسکال¹¹ است. در انتخاب مدل لزجت¹² باتوجه به شرایط جریان؛ از مدل آشفتگی k- epsilon استفاده گردید. معادلات پیوستگی¹³، ممنتوم¹⁴ و epsilon k-، حاکم بر جریان بودند و محدوده خطا برای حل این معادلات 04-le و تعداد تکرار معادلات 5000 درنظر گرفته‌شد و پس از 1000 تا 1500 تکرار همگرا گردیدند. در آنالیز مدل‌ها از بردارهای سرعت، فشارهای دینامیکی و اختلاف فشار ایجاد شده در اطراف و داخل مدل استفاده‌شد. زاویه برخورد باد به ساختمان زاویه عمود و به صورت 90 درجه است. مصالح بنا آجر و دمای محیطی 33.2 سانتی‌گراد (دمای برداشت‌شده در محل) درنظر گرفته‌شد. 

 

(15) . (wilcox, 2006)

حالت حل: حالت ثابت تراکم پذیری: تراکم ناپذیر مدل آشفتگی: آشفته. k-epsilon فضا: سه بعدی فشار عملیاتی: 101325 پاسکال

شرایط مرزی: سرعت: 7.6 (بر اساس داده‌های انرژی پلاس) دما: 33.2 سانتیگراد فشار: 0 پاسکال تکرار برای اجرا: 5000 تعداد مش: 2 میلیون جنس مصالح : آجر

 

 

n  تحلیل یافته‌ها

فرم و ویژگی‌های کالبدی یک ساختمان تاثیر بسزایی بر نحوه رفتار باد دارد. پژوهش حاضر به خاطر نیاز مبرم بوشهر به تهویه طبیعی، بر مبنای طراحی بادمحور است. تغییر تناسبات کالبدی حیاط مرکزی اعم از شکل کلی حیاط، تناسبات حیاط و نیز ساختار فرمی جداره‌های آن(میزان توده) بر روی فرایند تهویه طبیعی نقش دارد. بررسی جریان هوای داخل حیاط مرکزی تحت تاثیر باد خارج و مکانیزم تلطیف هوای داخلی در دست‌یابی به راهبردهای طراحی‌های اقلیمی و بادمحور بسیار مؤثر است. 

 

n تاثیر تناسبات بر تهویه

 

همان‌طور که اشاره شد، شکل‌های هندسی مربع و مستطیل (در دو حالت افقی و عمودی) متداول‌ترین شکل‌های هندسی برای حیاط می‌باشد. درنتیجه، با احتساب حیاط مربع (با نسبت اضلاع ۱به۱)، در این مرحله نیاز است تا دیگر نسبت‌های حیاط مستطیل‌شکل نیز مقایسه و گونه بهینه به‌دست آید. به همین منظور، ابتدا ۴ نسبت دیگر اضلاع حیاط با احتساب ضخامت 7متر توده مطابق جدول 8 درنظر و شبیه‌سازی برای مولفه‌ سرعت جریان هوا انجام شد. یافته‌ها نشان می‌دهد، با افزایش نسبت طول به عرض مستطیل از ۱.۱۵/۱ به ۳/۱، در حالت مستطیل عمودی ابتدا سرعت جریان هوا در فضای اتاق افزایش و سپس کاهش می‌یابد، ولیکن در مستطیل افقی سرعت تقریبا از روند یکنواخت‌تری پیروی می‌کند. از آنجایی که شکل‌های کشیده‌تر ۲/۱ و ۳/۱ برای حیاط‌مرکزی هم کمتر متداول بوده و هم شرایط فشرده‌تر تهویه‌ای ایجاد می‌کند، درنتیجه، تناسبات ۱.۳/۱ هم فراوانی مطلوبی در نمونه‌های واقعی و هم مقدار کشیدگی لازم برای برجسته‌کردن تفاوت‌ مولفه‌های کیفیت هوا را دارد.

 

 

 

 

جدول 8. شبیه‌سازی سرعت جریان هوا برای تناسبات مختلف حیاط(نگارندگان برگرفته از نرم‌افزار Autodesk CFD 2018)

نسبت عرض به طول حیاط				گونه	راهنما سرعت (متر/ثانیه)
1 به 3	1 به 2	1 به 3/1	1 به 15/1
				حیاط مستطیل عمودی و اتاق مستطیل عمودی
				حیاط مستطیل افقی و اتاق مستطیل عمودی

 

n تاثیر ضخامت توده بنا بر تهویه

پیرامون نحوه تاثیر «ضخامت توده» بر کیفیت‌ تهویه‌ طبیعی، یافته‌ها نشان می‌دهد، تغییرات ضخامت توده بر سرعت و کیفیت تهویه‌ حیاط و اتاق تاثیر قابل‌توجهی دارد. به همین منظور، در سه قسمت، تاثیر تغییرات ضخامت توده بررسی شد. نام‌گذاری اضلاع در تمام مراحل شبیه‌سازی از روش زیر(تصویر 12) پیروی می‌کند: ضلع A در جبهه‌ی رو به باد، ضلع D در جبهه‌ی پشت به باد و اضلاع B و C در جبهه‌های عمود بر راستای باد قرار دارند.

 

تصویر 12.  نامگذاری اضلاع(نگارندگان)

 

در تمامی حالت‌ها، ضخامت ضلع D (که در آن اتاق قرار دارد) ثابت ماند. در قسمت اول هر سه ضلع A، B و  Cبه صورت یکسان تا طول ۱۵متر افزایش پیدا کرد. در قسمت دوم ضلع A به طول 7 متر ثابت و اضلاع B و C تغییر کردند و درنهایت در قسمت سوم با ثابت ‌ماندن ضلع‌های B و C (7متر)، تغییرات ضلع A بررسی شد. یافته‌ها نشان می‌دهد، با افزایش هم‌زمان ضخامت توده هر سه ضلع حیاط از ۱ متر به ۱۵ متر مطابق جدول 9، میزان سرعت باد در حیاط و اتاق کاهش می‌یابد.

 

 

 

 

جدول 9. ضخامت توده یکسان برای ضلع‌های A، B و C (نگارندگان برگرفته از نرم‌افزار Autodesk CFD 2018)

راهنما سرعت (متر/ثانیه)	ضخامت (متر)	15	11	7	3	1
	اتاق
	حیاط
	توده

 

همچنین یافته‌های جدول 10 نشان می‌دهد، با ثابت ماندن ضخامت توده ضلع A به میزان ۷ متر و افزایش ضخامت توده‌ ضلع‌های B و C از ۱ تا ۱۵متر، افزایش ضخامت موجب افزایش قابل‌توجه سرعت باد در اتاق می‌شود، ولیکن بر روی سرعت جریان هوا در حیاط اثر محسوسی ندارد.

 

جدول 10. ضخامت توده ضلع A ثابت (7 متر)، ضخامت توده ضلع B و C متغیر(نگارندگان برگرفته از نرم‌افزار Autodesk CFD 2018)

راهنما سرعت (متر/ثانیه)	ضخامت (متر)	15	11	7	3	1
	اتاق
	حیاط
	توده

 

جدول 11 نشان می‌دهد، با ثابت ماندن ضخامت توده ضلع‌های B و C به میزان 7 متر و افزایش ضخامت توده ضلع A از ۱ متر به ۱۵ متر، کاهش سرعت چشمگیری در سرعت جریان هوای حیاط و اتاق نمایان است. همچنین در ادامه و در جدول 10 کانتورهای حاصل از شبیه‌سازی گونه شماره ۲ به عنوان یک گونه نمونه برای مقایسه هر سه مولفه‌ کیفیت هوا، در چهار حالت مختلف بازشو و برای سه تراز ارتفاعی (طبقه همکف، اول و دوم) ارایه می‌گردد.

جدول 11. ضخامت توده ضلع‌های B و C ثابت (7متر)، ضخامت توده ضلع A متغیر(نگارندگان برگرفته از نرم‌افزار Autodesk CFD 2018)

راهنما سرعت (متر/ثانیه)	ضخامت (متر)	15	11	7	3	1
	اتاق
	حیاط
	توده

 

جدول شماره 12 اطلاعات مربوط به گونه شماره 2 را نشان می‌دهد.

 

جدول12. کانتورهای حاصل از شبیه‌سازی گونه شماره 2 (نگارندگان برگرفته از نرم‌افزار Autodesk CFD 2018)

---

[1]  * نویسنده مسئول: E-mail: [e-mail]

این مقاله برگرفته از رساله دکتری نویسنده اول با عنوان “بهبود بهره‌وری تهویه طبیعی در ساختمان‌های مسکونی اقلیم گرم و مرطوب با اولویت بخشی به پارامترهای موثر فضاهای نیمه باز (نمونه موردی: شهر بوشهر)” می‌باشد که به راهنمایی نویسنده دوم و مشاوره نویسنده سوم و چهارم در دانشکده هنر و معماری دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز انجام شده‌است.

 

---

[1] n  پی‌نوشت‌

 Computational Fluid Dynamic

[2] velocity

[3]  Local mean age of air

[4]  Living zone

[5]  De Martonne

[6]  Aridity index

[7] 7فرمول محاسبه) -A=P/(T+10) ضریب خشکی دومارتنA=  / میزان بارندگی سالانه به میلیمتر P = (mm)/ درجه حرارات سالانهT = (c))

خشک: A<10 (خام‌چین مقدم و پژند، 1388:98)

[8] ASHRAE

[9]  Grid study

[10]  incompressible

[11]  Pascal

[12]  Viscose Model

[13]  Continuity

[14]  Momentum

n  فهرست منابع

§       احمدی، فرهاد.(1384). شهر خانه حیاط مرکزی(شهر-خانه پایدار، شهر خانه آیینی). صفه، 41، 90-113.

§       اخوت، هانیه. (1392). بازشناسی هویت دینی در مسکن سنتی (نمونه موردی: شهر یزد). استاد راهنما محمدرضا بمانیان، مجتبی انصاری، رساله دکتری رشته معماری. دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده هنر و معماری، تهران، ایران.

§       آرشیو اداره کل میراث فرهنگی,صنایع دستی و گردشگری استان بوشهر.

§       تابان، محسن، پورجعفر، محمدرضا، بمانیان، محمودرضا، حیدری، شاهین. (1392). تعیین الگوی بهینه حیاط مرکزی در مسکن سنتی دزفول با تکیه بر تحلیل سایه دریافتی سطوح مختلف حیاط. باغ نظر، 27(10)، 39-48.

§       خام‌چین مقدم، فرهاد، رضائی پژند، حجت. (1388). نقد روش اقلیم‌بندی دومارتن برای بارش حداکثر روزانه در ایران به کمک روش گشتاورهای خطی. مجلۀ فنی مهندسی دانشگاه آزاد اسلامی مشهد، 2(2)، 93-103.

§       رنجبر، حسان و پورجعفر، محمدرضا و خلیجی، کیوان. (1389). خلاقیت‌هاي طراحی اقلیمی متناسب با جریان باد در بافت قدیم بوشهر. باغ نظر، 13(7)، 34-17.  

§       رهایی، امید، و عظمتی، حمیدرضا. (1399). ارتقای کیفیت تهویه طبیعی در کلاس های مدارس استان مازندران بر اساس وضعیت بازشوها با روش CFD. معماری و شهرسازی ایران، 11(19 )، 57-71.

§       رئیسی، ایمان.(1385).  ریخت شناسی حیاط مرکزی درخانه های بوشهر. شارستان ، 13-14، 7-12.

§       زارعی محمدابراهيم، و ميردهقان سيدفضل الله. (1395). نقش الگوی حياط مرکزی در تعدیل شرایط سخت اقليم گرم و خشک منطقه یزد. مطالعات شهر ایرانی اسلامی، 6(23)، 5-18.

§       زینلیان، نفیسه، و اخوت، هانیه. (1396). ساختارشناسی حیاط در خانه های قجری اقلیم گرم و خشک و گرم و مرطوب با تمرکز بر گونه «حیاط مرکزی» (مطالعه موردی: خانه های یزد و دزفول). مطالعات شهر ایرانی اسلامی، 8(30 )، 15-29.

§       سلیقه، الهام، و سعادت جو، پریا. (1398). بررسی نقش تخلخل در خودسایه اندازی و کاهش انرژی دریافتی جداره‌ها در ساختمان های اقلیم گرم و مرطوب. نقش جهان، 9(4 )، 271-257. 

§       قبادیان، وحید. (1382). بررسی اقلیمی ابنیه سنتی ایران. تهران، دانشگاه تهران.

§       قدسی، مهرنوش، دانشجو، خسرو، مفیدی‌شمیرانی، سیدمجید. (1397). تبیین ﺷﺎﺧﺺ ﻫﺎی ﻫﻨﺪﺳﯽ ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺮ رﻓﺘﺎر ﺣﺮارﺗﯽ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎنﻫﺎی ﻣﺴﮑﻮﻧﯽ در اﻗﻠﯿﻢ ﮔﺮم و ﺧﺸﮏ (نمونه موردی: یزد). نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری‌های نوین معماری و شهرسازی، 8(3)، 143-148.

§       لکنر پ، ن.(1385). گرمایش، سرمایش و روشنایی. دانشگاه هنر اسلامی تبریز.

§       مرادی، ساسان، متين راد، مهرداد، فیاض، ریما، دهباشی شریف، مزین(1397). گونه شناسی خانه‌های سنتی حياط‌دار تبریز بر اساس معيارهای کالبدی مؤثر بر عملکرد اقليمی حياط مرکزی. مدیریت شهری، 51، 105.87.

§       محمدی امین. (1397). تاثیر راه‌کارهای غیرفعال بر مصرف انرژی در مناطق گرم و مرطوب: بررسی موردی روش‌های سرمایشی بومی در ساختمان‌های مسکونی متداول شهر بوشهر. استاد راهنما: محمودرضا ثقفي، منصوره طاهباز، استاد مشاور: فرشاد نصرالهي،پايان‌نامه دکتري، دانشگاه هنر اصفهان.

§       مردانی، علی، روسایی، امین. (1400). تأثیر الگوی هندسی حیاط مرکزی بر جریان هوا در خانه‌های سنتی شوشتر. مطالعات شهر ایرانی-اسلامی، 11(43)، 71-80.

§       وکیلی‌نژاد رزا، مهدی‌زاده سراج فاطمه، مفیدی شمیرانی سیدمجید. (1392). اصول سامانه‌های سرمایش ایستا در عناصر معماری سنتی ایران. معماری و شهرسازی ایران، 5، 147-159.

 

§       Almhafdy, A, Ibrahim, n, Ahmad, s sh, Yahya, j. (2013). Analysis of the Courtyard Functions and its Design Variants in the Malaysian Hospitals. Social and Behavioral Sciences, 105, 171–182.

§       Almhafdy, A, Ibrahim, n, Ahmad, s sh, Yahya, j. (2015). Thermal performance analysis of courtyards in a hot humid climate using Computational Fluid Dynamics CFD method. Social and Behavioral Sciences, 170, 474-483.

§       Andersen K. T. (2007). Airflow rates by combined natural ventilation with opposing wind unambiguous solutions for practical use. Building and Environment, 42(2), 534-542.

§       Aryani, S M, Sasongko, s, Sulistyono, I b, Hidayati, N. (2019). Courtyard Placement for Maintaining Air Movement of Natural Ventilation inside a Transformed House. Advances in Economics, Business and Management Research, 41, 355-359.

§       Cabeza, Patricia López Victoria, Gómez, Carlos Rivera, Fernández, Jorge Roa, Valencia, Miguel Hernandez, Limones, Rafael Herrera (2022). Effect of thermal inertia and natural ventilation on user comfort in courtyards under warm summer conditions. Building and Environment, 228,  109812

§       CIBSE (Chartered Institution of Building Services Engineers). (2005). Natural ventilation in nondomestic buildings. London: CIBSE.

§       Littlefair PJ, Santamouris M, Alvarez S, Dupagne A. (2000). Environmental Site Layout Planning: Solar Access, Microclimate and Passive Cooling in Urban Areas, CRC, ISBN: 1860813399.

§       Manioglu, G, Koçlar Oral, G. (2015). Effect of Courtyard Shape Factor on Heating and Cooling Energy Loads in Hot-Dry Climatic Zone. 6th International Building Physics Conference, IBPC, Energy Procedia 78, 2100 – 2105.

§       Martinelli, L, Matzarakis, A. (2017). Influence of height/width proportions on the thermal comfort of courtyard typology for Italian climate zones. Sustainable Cities and Society, 29,97-106.

§       Micallef, D, Buhagiar, V, Borg, sp. (2016). Cross-ventilation of a room in a courtyard building. Energy and Buildings, 133,658-669.

§       Porta‐Gándara MA, Rubio E, Fernandez JL, Muñoz VG. (2002). Effect of passive techniques on interior temperature in small houses in the dry, hot climate of Northwestern Mexico. Renew Energy, 26(1), 121‐35.

§       Rajapaksha I, Nagai H, Okumiya M. (2003). A ventilated courtyard as a passive cooling strategy in the warm humid tropics. Renew Energy, 28(11), 1755‐78.

§       Tablada A, Blocken B, Carmeliet J, Troyer F, Verschure H. (2005). The influence of courtyard geometry on air flow and thermal comfort: CFD and thermal comfort simulations. 22nd Conference on Passive and Low Energy Architecture, Beirut, Lebanon 13‐16.

§       Taleb H., Wriekat T., Hashaykeh H. (2020). Optimising natural ventilation using courtyard strategies: CFD simulation of a G+1 office building in Madinah. Sustainable Energy, 39, 659-684.

§       Wilcox, David C. (2006). Turbulence modeling for CFD. DCW Industries.

§       Xu X, Luo F, Wang W, Hong T, Fu X. (2018). Performance‐based evaluation of courtyard design in China’s cold winter hotsummer climate regions. Sustainability, 10, 1‐19.

§       Zhu, Jiayin, Feng, Juanjuan, Lu, Jifu, Chen, Yu, Li, Weilin, Lian, Peiji, Zhao, Xi (2023), A review of the influence of courtyard geometry and orientation on microclimate. Building and Environment, 236.

 

 

---