ارزیابی اثر شاخص هندسی خیابان(جهت و H/W) بر جذب تابش خورشیدی مسکن شهری اقلیم سرد همدان

الموضوعات :

حجت قیاسوند ¹

1 - استادیار، گروه معماری، واحد ملایر، دانشگاه آزاد اسلامی، ملایر، ایران

تاريخ الإرسال : 13 الإثنين , جمادى الأولى, 1442 تاريخ التأكيد : 18 الأحد , شوال, 1442 تاريخ الإصدار : 23 الأربعاء , ذو القعدة, 1443

الکلمات المفتاحية: مسکن شهری همدان, جهت خیابان, شاخصH/, جذب تابش خورشید, &ndash,

ملخص المقالة :

در اقلیم سرد، دسترسی ساختمان‌ها به نور خورشید بر اثر شاخص هندسه خیابان، برای کاهش بار گرمایشی، ضروری بوده و بر عملکرد حرارتی ساختمان‌ها موثر است. لذا هدف این مطالعه؛ ارائه نتایجی است که می‌تواند در طراحی بافت جدید شهرهای در حال توسعه، مورد استفاده قرار گیرد. روش تحقیق؛ کمی و در تحلیل یافته‌ها از روش‌های آماری استفاده شده است. این مطالعه در سه مرحله‌ی؛ (جهت، نسبت H/W و الگوی پیشنهادی) انجام شده است. ‌استقرار شرقیغربی 9/17 درصد جذب تابش بیشتر نسبت به جهات دیگر را دارد. میانگین جذب‌تابش‌ در قطعات‌شمالی، بیشتر از ‌جنوبی است و در خیابان‌ها با نسبت H/W پایین، میزان جذب تابش‌ افزایش و یک همبستگی معکوس برقرار است. در الگوی پیشنهادی با افزایش عمق حیاط و ایجاد سایه‌بان‌افقی پنجره‌ها، برای قطعات شمالی و جنوبی افزایش 7/2 و 8/25 درصدی جذب تابش‌ در زمستان و کاهش7/11 و 94/4 درصدی جذب‌تابش در تابستان رخ می‌دهد.

المصادر:

1. تابان، محسن؛ پورجعفر، محمد­رضا؛ بمانیان، محمد­رضا؛ و حیدری، شاهین. (1392). تعیین الگوی بهینه حیاط مرکزی در مسکن سنتی دزفول با تکیه بر تحلیل سایه دریافتی سطوح مختلف حیاط. فصلنامه نظر، 10(27)، 39-48. http://www.bagh-sj.com/article_3966.html


2. ثناگردربانی، الهام؛ رفیعیان، مجتبی؛ حنایی، تکتم؛ و منصفی­پراپری، دانیال. (1399). کاهش تأثیرات جزایر حرارتی شهری بر سلامت انسان­ها از طریق تغییرات فرم شهری در اقلیم گرم و خشک شهر مشهد، نمونه موردی: الگوی بافت شطرنجی محله شاهد و بافت ارگانیک محله پاچنار. علوم و تکنولوژی محیط زیست، 22(4)، 387-375. 10.22034/jest.2020.33354.4134


3. خداکرمی، جمال؛ نوری، شهلا؛ و منصوری، رضا. (1399). تاثیر فرم هندسی ساختمان‌های بلند بر پراکنش ذرات معلق و آلودگی هوا در محیط پیرامون آنها. نقش جهان. ۱۰(۳)، ۱۹۳-۲۰۳. https://bsnt.modares.ac.ir/article-2-41481-fa.html


4. علیجانی، بهلول؛ طولابی­نژاد، میثم؛ و صیادی، فریبا. (1396). محاسبه شدت جزیره حرارتی بر اساس هندسه شهری مورد مطالعه: محله کوچه باغ شهر تبریز. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. 4(3)، 99-112. https://jsaeh.khu.ac.ir/article-1-2752-fa.html


5. کرمی­راد، سینا؛ بنازاده، بهاره؛ زارعی، هانی؛ و قزلباش، ابراهیم. (1398). ارزیابی و تحلیل آسایش حرارتی در حیاط خانه‌های تاریخی شهر شیراز در دوره قاجاریه. پژوهش­های باستان شناسی ایران. 9(20)، 183-202. 10.22084/nbsh.2019.17023.1792


6. مجرد، فیروز؛ فتح­نیا، امان­الله؛ و رجایی­نجف­آبادی، سعید. (1396). ارزیابی تغییرات فضایی ـ زمانی تابش خورشیدی دریافتی سطح زمین در استان کرمانشاه با مدل "لیو و جُردن". تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. 17(44)، 43-25. http://jgs.khu.ac.ir/article-1-2748-fa.html


7. موسوی، سیده حمیده؛ حافظی، محمدرضا؛ دلفانی، شهرام؛ و نعمتی­مهر، مرجان­السادات. (1397). بررسی تغییرات الگوهای تراکم (حاصل از تغییرات سطح اشغال و ارتفاع ساختمان) بر جابه­جایی هوای حوزه­ی شهری. صفه. 28(2)، 33-46. 20.1001.1.1683870.1397.28.2.3.2


8. مهدیزاده­سراج، فاطمه؛ میرزائی، فهیمه؛ فیاض، ریما؛ و مفیدی­شمیرانی، سیدمجید. (1389). اثر شاکله بافت بر میزان جذب تابش خورشیدی بنا در واحدهای همسایگی مناطق با اقلیم سرد (مطالعه موردی: روستای چهرقان). مسکن و محیط روستا. 38(167)، 19-34.


9. 
   

   Aboelata A. (2020). Vegetation in different street orientations of aspect ratio (H/W 1:1) to mitigate UHI and reduce buildings’ energy in arid climate. Building and Environment, 172, 106712.

   
   

   https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2020.106712

   
   
   
   
   10. Ahmad, K., Khare, M., & Chaudhry, K. K. (2005). Wind tunnel simulation studies on dispersion at urban street canyons and intersections a review. Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 93, 697–717.
   
   
   
   

   https://doi.org/10.1016/j.jweia.2005.04.002

   
   
   
   
   11. Bellos, E., Tzivanidis, C., Zisopoulou, E., Mitsopoulos, G; & Antonopoulos, A.A. (2016). An innovative Trombe wall as a passive heating system for a building in Athens-A comparison with the conventional Trombe wall and the insulated wall. . Energy and Buildings, 133, 754–769.
   
   
   
   

    https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.10.035

   
   
   
   
   12. Bourbia, F., & Boucheriba, F. (2010). Impact of street design on urban microclimate for semiarid climate (Constantine). Renewable Energy, 35(2), 343-347. https://doi.org/10.1016/j.renene.2009.07.017
   
   
   13. Bustamante, W., Uribe, D., Vera, S., (2017). An integrated thermal and lighting simulation tool to support the design process of complex fenestration systems for office buildings. Applide Energy, 198, 36–48.
   
   
   
   

   https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.04.046

   
   
   
   
   14. Buyak, N.A., Deshko, V.I., & Sukhodub, I.O. (2017). Buildings energy use and human thermal comfort according to energy and exergy approach. Energy and Buildings, 146, 172–181.
   
   
   
   

   https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.04.008

   
   
   
   
   15. Chang, H., Liu, Y., Shen, J.,Xang, C,. He, S., Wan, Z., Jiang, M., Duan, C,. & Shu, S. (2015). Experimental study on comprehensive utilization of solar energy and energy balance in an integrated solar house. Energy Conversion and Management. 105, 967–976. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.08.061
   
   
   16. Conceicao, E.Z.E., & Lucio, M.M.J.R. (2008). Thermal study of school building in winter conditions. Building and Environment, 43(5), 782–792. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2007.01.029
   
   
   17. Dussault, J.M., Gosselin, L., & Galstian, T. (2012). Integration of smart windows into building design for reduction of yearly overall energy consumption and peak loads. Solar Energy, 86(11), 3405–3416.
   
   
   
   

   https://doi.org/10.1016/j.solener.2012.07.016

   
   
   
   
   18. Georgakis Ch., & Santamouris, M. (2006). Experimental investigation of air flow and temperature distribution in deep urban canyons for natural ventilation purposes. Energy and Buildings, 38(4), 367–376.
   
   
   
   

    https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2005.07.009

   
   
   
   
   19. Gugliermetti, F., & Bisegna, F. (2007). Saving energy in residential buildings: the use of fully reversible windows. Energy, 32(7), 1235–1247. https://doi.org/10.1016/j.energy.2006.08.004
   
   
   20. Huang, K.T., & Li, Y.J. (2017). Impact of street canyon typology on building’s peak cooling energy demand: a parametric analysis using orthogonal experiment. Energy and Buildings, 154, 448-464.
   
   
   
   

   https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.08.054

   
   
   
   
   21. Jingjing A, Yan D., Guo, S., Gao, Y., Peng, J., & Hong, T. (2020). An improved method for direct incident solar radiation calculation from hourly solar insolation data in building energy simulation. Energy & Buildings, 227(15) , 110425. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110425
   
   
   22. Leng, H., Chen, X., Ma, Y., Wong, N.H., & Ming, T. (2020). Urban morphology and building heating energy consumption: Evidence from Harbin, a severe cold region city. Energy and Buildings, 224, 110143.
   
   
   
   

   https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110143

   
   
   
   
   23. Li, Z., Zhang, H., Wen, C.Y., Yang, A.S., & Juan, Y.H. (2020). Effects of height-asymmetric street canyon configurations on outdoor air temperature and air quality. Building and Environment, 183, 107195.
   
   
   
   

   https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2020.107195

   
   
   
   
   24. Loughner, C.P., Allen, D.J., Zhang, D.L., Pickering, K.E., Dickerson, R.R., & Landry, L. (2012). Roles of urban tree canopy and buildings in urban heat island effects: Paramterization and preliminary results. Applied Meteorology and Climatology, 51(10), 1775-1793. https://doi.org/10.1175/JAMC-D-11-0228.1
   
   
   25. Mangan S.D, Oral, G.K., Kocagil I.E., & Sozen I. (2021). The impact of urban form on building energy and cost efficiency in temperate-humid zones. Building Engineering, 33, 101626.
   
   
   
   

   https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.101626

   
   
   
   
   26. Martin, J.P.S., Garcia-Alegre, M.C., & Guinea, D. (2017). Reducing thermal energy demand in residential buildings under Spanish climatic conditions: qualitative control strategies for massive shutter positioning. Building Simulation. 10 (5), 643–661.
   
   
   
   

   https://link.springer.com/article/10.1007/s12273-017-0360-5?noAccess=true

   
   
   
   
   27. Martinez-Rubio, A., Sanz-Adan, F., Santamaria-Pena, J., & Martinez, A. (2016). Evaluating solar irradiance over facades in high building cities, based on LiDAR technology. Appl Energy, 183, 133–147.
   
   
   
   

    https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.08.163

   
   
   
   
   28. Mihai, M., Tanasiev, V., Dinca, C., Badea, A., & Vidu, R. (2017). Passive house analysis in terms of energy performance. Energy and Buildings, 144, 74–86. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.03.025
   
   
   29. Mingfang, T. (2002). Solar control for buildings. Building and environment, 37(7), 659–664.
   
   
   
   

   https://doi.org/10.1016/S0360-1323(01)00063-4

   
   
   
   
   30. Mohajeri, N., Upadhyay, G., Gudmundsson, A., Assouline, D., Kampf, J., & Scartezzini J.L. (2016). Effects of urban compactness on solar energy potential. Renewable Energy, 93, 469-482. https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.02.053
   
   
   31. Mohajeri N, Gudmundssonc A, Kuncklera T, Upadhyayd, G, Assoulinea, D., Kampfe, J.H., & Scartezzini, J.L. (2019). A solar-based sustainable urban design: The effects of city-scale street-canyon geometry on solar access in Geneva, Switzerland. Applied Energy, 240(15), 173-190. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.02.014
   
   
   32. Oh, J., Koo, Ch., Hong, T., & Cha S.H. (2018). An integrated model for estimating the technoeconomic performance of the distributed solar generation system on building façades: Focused on energy demand and supply. Appl Energy, 228(15), 1071-1090. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.06.119
   
   
   33. Sarralde J.J., Quinn D.J., Wiesmann, D., & Steemers K. (2015). Solar energy and urban morphology: Scenarios for increasing the renewable energy potential of neighbourhoods in London. Renewable Energy, 73, 10-17. https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.06.028
   
   
   34. Shi, Zh, Hsieha, Sh, Fonseca, J.Aj.a, Schluetera,A. (2020). Street grids for efficient district cooling systems in high-density cities. Sustainable Cities and Society, P:1-14(102224). https://doi.org/10.1016/j.scs.2020.102224
   
   
   35. Shishegar, Nstaran. (2013). Street Design and Urban Microclimate: Analyzing the Effects of Street Geometry and Orientation on Airflow and Solar Access in Urban Canyons. Clean Energy Technologies. 1(1), 52-56.
   
   
   
   

    10.7763/JOCET.2013.V1.13

   
   
   
   
   36. Steemers, K. (2003). Energy and the City: density, buildings and transport. Energy and Buildings, 35(1), 3-14. https://doi.org/10.1016/S0378-7788(02)00075-0
   
   
   37. 37. Stromann-Andersen J., & Sattrup P.A. (2011).The urban canyon and building energy use: Urban density versus daylight and passive solar gains. Energy and Buildings, 43(8), 2011-2020.
   
   
   
   

   ,https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.04.007

   
   
   
   
   38. Vallati, A., Grignaffini, S., Romagna, M., Mauri, L., & Colucci, C. (2016). Influence of street mcanyon’s microclimate on the energy demand for space cooling and heating of buildings. Energy Procedia, 101, 941–947.
   
   
   
   

   https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.11.119

   
   
   
   
   39. Van Esch, M.M.E., Looman, R.H.J., & De.Bruin-Hordijk, G.J. (2012). The effects of urban and building design parameters on solar access to the urban canyon and the potential for direct passive solar heating strategies. Energy and Buildings, 47, 189-200. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.11.042
   
   
   40. Xue, P., Li, Q., Xie, J., Zhao, M., & Liu J. (2019). Optimization of window-to-wall ratio with sunshades in China low latitude region considering daylighting and energy saving requirements. Applied Energy, 233–234, 62–70. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.10.027
   
   
   41. Zhang, j., Xu, L., Shabunko, V., En.Rong.Tay, S., Sun, H., Siu.Yu.Lau, S., & Reindl, T. (2019). Impact of urban block typology on building solar potential and energy use efficiency in tropical high-density city. Applied Energy, 240 (15), 513-533. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.02.033