انطباق الگوریتم حرکتی منظر و نمای شهرها با الگوی رفتاری گل نیلوفر ارغوانی در راستای توسعه پایدار شهری

الموضوعات :

زهرا یارمحمودی ¹ (گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران.)
طاهره نصر ² (دانشیار شهرسازی، گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران.)
حامد مضطرزاده ³ (گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران.)

تاريخ الإرسال : 06 الأحد , شعبان, 1444 تاريخ التأكيد : 09 الخميس , محرم, 1445 تاريخ الإصدار : 14 الخميس , ذو الحجة, 1445

الکلمات المفتاحية: نمای شهری, سایبان متحرک, تحلیل انرژی تابشی, توسعه پایدار شهری, شبیه‌سازی نور روز,

ملخص المقالة :

امروزه با پیشرفت تکنولوژی، مصرف انرژی افزایش یافته است. به همین دلیل، شهر هوشمند به عنوان یکی از راه‌حل‌های کنترل مصرف انرژی در شهرسازی مطرح شده است. شهر هوشمند نیازمند ساختمان‌های هوشمند می‌باشد تا بتواند به نیازهای ساکنین پاسخ دهد و کیفیت زندگی را بالا ببرد. یکی از راهکار‌هایی که برای این مسئله تاکنون ارائه شده، بهره‌گیری از سایبان خارجی هوشمند نمای ساختمان برای اقلیم گرم و خشک است. طراحی نماهای هوشمند می‌تواند دارای الگوی حرکتی و فرمی به صورت خاص باشد تا درنهایت یک نمای منحصربه‌فرد از نظر کالبدی و منطبق با محیط پیرامون و نیاز کاربران (عملکردی) طراحی شود. بنابراین، هدف پژوهش حاضر، طراحی سایبان هوشمند نمای ساختمان در اقلیم گرم و خشک یزد در راستای کنترل نور روز است. منبع الهام پژوهش حاضر، الگوی رفتاری گل نیلوفر ارغوانی است که گلبرگ‌های آن با وجود نور در محیط پیرامون، باز و با نبود نور بسته می‌شود. روش جمع‌آوری اطلاعات، کتابخانه‌ای، اسنادی اینترنتی و میدانی (بررسی الگوی رفتاری گل) است و روش پژوهش به صورت مدل‌سازی-شبیه‌سازی می‌باشد. مدل‌سازی توسط نرم‌افزار راینو6 و افزونه‌ی گرس‌هاپر به صورت پارامتریک، تحلیل انرژی تابشی توسط پلاگین لیدی‌باگ و تحلیل نور روز و دمای فضای داخلی توسط پلاگین هانی‌بی انجام گرفته است. پژوهش حاضر از نوع کاربردی و با ماهیت ترکیبی (کمی-کیفی) است. نتایج حاصل از پژوهش، حاکی از آن است که استفاده از سایبان هوشمند الهام گرفته شده از الگوی حرکتی گل نیلوفر ارغوانی بر روی نمای ساختمان می‌تواند باعث کاهش 70 درصدی انرژی تابشی جذب شده توسط سطح شفاف نما در حالت سایبان با پنل‌های بسته شود و علاوه بر آن 85 درصد از میزان نفوذ نور روز به فضای داخلی کاسته که همین امر موجب کاهش 13 درصدی دمای فضای داخلی ساختمان می‌شود. بنابراین سایبان نما در فصول گرم سال، میزان ورود نور روز به فضای داخلی ساختمان را کنترل کرده و باعث کاهش بار سرمایش و در نهایت کاهش مصرف انرژی ساختمان می‌شود.

المصادر:

1. Amoushahi, S., Salmanmahiny, A., Moradi, H., Mikaeili Tabrizi, A. R., and Galán, C, (2023). An analysis of the importance of sustainable urban development indicators in Iran and its comparison with global indicators. Town and Country Planning, 15(1), 53–71. [In Persian] 10.22059/JTCP.2022.348227.670348
2. Bano, F. and Sehgal, V, (2019). Finding the gaps and methodology of passive features of building envelope optimization and its requirement for office buildings in India. Thermal Science and Engineering Progress, 9, 66–93. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2018.11.004
3. Behzadpour, M, (2022). Identification and introduction principles of green architecture in Iran to reduce energy consumption, case study of Bushehr green building. Journal of Urban Environmental Planning and Development, 2(6), 61-76[In Persian]. https://doi.org/10.30495/juepd.2022.690527
4. Chuan, N. S. B. S., Razif, F. M., Mydin, M. A. O., Mohidin, H. H. B., and Chung, L. P. (2023). Solar responsive facade as siamese cultural aesthetic frontage in Malaysia. Journal of Advanced Research in Applied Sciences and Engineering Technology, 29(3), 62-76. https://doi.org/10.37934/araset.29.3.6276
5. El-Rahman, S. M. A., Esmail, S. I., Khalil, H. B., & El-Razaz, Z, (2020). Biomimicry inspired adaptive building envelope in hot climate. Engineering Research Journal, 166, 30-47. https://doi.org/10.21608/erj.2020.135274
6. Elkhayat, Y. O., Hamada, M., & Wahba, M. (2023). Visual comfort as a design approach for intelligent facades: A review. Delta University Scientific Journal, 6(1), 371–386. https://doi.org/10.21608/dusj.2023.291086
7. Ennos, R. A. and Clegg, M. T, (1983). Flower color variation in the morning glory, Ipomoea purpurea. Journal of Heredity, 74(4), 247–250. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.jhered.a109778
8. Gimenes, M., Araujo, L. S. and Medina, A. M, (2021). The light intensity mediates the pollination efficacy of a Caatinga morning glory Ipomoea bahiensis (Convolvulaceae). Sociobiology, 68(4), e5906–e5906. 10.13102/sociobiology.v68i4.5906
9. Habibi, H., & Nazarizadeh, F. (2023). Theoretical foundations morphology new technology of smart materials with magnetic shape memory alloys and their application in various industries. Iranian Journal of Ceramic Science & Engineering, 11(4). [In Persian] http://ijcse.ir/article-1-904-en.html
10. Hosseini, S. M., Fadli, F. and Mohammadi, M, (2021). Biomimetic kinetic shading facade inspired by tree morphology for improving occupant’s daylight performance. Journal of Daylighting, 8(1), 65–82. http://dx.doi.org/10.15627/jd.2021.5
11. Hosseini, A., Farhadi, E., Joshanpour, M., and Tayebi, A, (2022). Multi-dimensional analysis of smart city indicators in the period of the Covid-19 pandemic; The case study of Mashhad city. Urban Environmental Planning and Development, 2(7), 79–94. [In Persian]10.30495/juepd.2022.1974326.1109
12. Hosseini, S. M., Mohammadi, M., Schröder, T., and Guerra-Santin, O, (2021). Bio-inspired interactive kinetic façade: Using dynamic transitory-sensitive area to improve multiple occupants’ visual comfort. Frontiers of Architectural Research, 10(4), 821–837. https://doi.org/10.1016/j.foar.2021.07.004
13. Izadfar, N, and Izadfar, E, (2021). Identifying a conceptual model for achieving urban sustainable regeneration from the perspective of a future studies. Urban Environmental Planning and Development, 1(1), 27–44. [In Persian] 20.1001.1.27833496.1400.1.1.12.0
14. Jamali Haji Hassan Sofla, E. and Nematollahi Bonab, S, (2021). Examining and evaluating the role of citizens and their social participation in achieving sustainable urban development goals (case example: city of tabriz). Urban Environmental Planning and Development, 1(1), 95–112. 20.1001.1.27833496.1400.1.1.16.4 [In Persian]
15. Jamshidzehi, M. A., Karimian Bostani, M., and Hafez Rezazadeh, M, (2022). Analysis of smart city indicators in Zahedan City. Journal of Studies of Human Settlements Planning, 17(2), 535–546. 20.1001.1.25385968.1401.17.2.8.0 [In Persian]
16. Janghorban M., Kariminia S., Farokhi M., and Jafari M, (2022). Investigating the role of high-rise building shell elements in reducing energy consumption (case example: Isfahan Cascade doctors' residential towers). Haft Hesar J Environ Stud 11(41), 69-86. [In Persian] 10.52547/hafthesar.11.41.7
17. Jokar R. & Maleki M (2023). Investigating the effect of Voronoi shell parametric design on improving daylight efficiency in an office building in Shiraz. Naqshejahan, 12(4), 116-141[In Persian]. 20.1001.1.23224991.1401.12.4.5.1
18. Kende, H. and Hanson, A. D, (1976). Relationship between ethylene evolution and senescence in morning-glory flower tissue. Plant Physiology, 57(4), 523–527. 10.1104/pp.57.4.523
19. Ma, Y. and Sun, J, (2009). Humido-and thermo-responsive free-standing films mimicking the petals of the morning glory flower. Chemistry of Materials, 21(5), 898–902. https://doi.org/10.1021/cm8031708
20. Mahyari, H., Zarkesh, A., and Mahdavinejad, M, (2022). An intelligent adaptive skin from a biomimetic approach for energy consumption reduction. Hoviatshahr, 16(4), 23-38. [In Persian]10.30495/hoviatshahr.2022.64865.12140
21. Maroofi, N., Mahdavinejad, M., and Moradi Nasab, H, (2023). Daylightophil educational buildings; Case Study: Optimizing of the southern walls' openings of the classrooms in Semnan. Journal of Architecture in Hot and Dry Climate, 10(16), 164-181. [In Persian] 10.22034/ahdc.2023.18776.1668
22. Mohammadi Gazijahani, H. and Ezatpanah, B, (2021). Ranking of the ten districts of Tabriz metropolis based on the indicators of the creative city. Urban Environmental Planning and Development, 1(1), 61–76. [In Persian] 20.1001.1.27833496.1400.1.1.14.2
23. Nasr, T. and Yarmahmoodi, Z, (2022). Comparison of the fixed external sun shading devices performance in order to daylight control (Case study: southern facade in Yazd climate). Journal of Environmental Science and Technology, 24(5), 33-45. 10.30495/jest.2022.61515.5423 [In Persian]
24. Nasr, T., Yarmahmoodi, Z., and Ahmadi, S. M, (2020). The effect of kinetic shell’s geometry on energy efficiency optimization inspired by kinetic algorithm of Mimosa Pudica. Naqshejahan-Basic Studies and New Technologies of Architecture and Planning, 10(3), 219–230. [In Persian] 20.1001.1.23224991.1399.10.3.3.3
25. Olia S., Habib F., and Shahcheraghi A, (2021). Evaluating the effectiveness of teaching nature-based strategies on the Bioarchitecture design process. In iauh-hafthesar, 10(38), 81-94. [In Persian]10.52547/hafthesar.10.38.7
26. Pourjavan, K, (2019). Explanation of Smart City and Urban Smart Transportation Solutions. Karafan Quarterly Scientific Journal, 16(1), 15–34. 20.1001.1.23829796.1398.16.45.12.5 [In Persian]
27. Quach, Q. N., Clay, K., Lee, S. T., Gardner, D. R. and Cook, D, (2023). Phylogenetic patterns of bioactive secondary metabolites produced by fungal endosymbionts in morning glories (Ipomoeeae, Convolvulaceae). New Phytologist, 238 (4), 1351-1361. https://doi.org/10.1111/nph.18785
28. Rasuli, M., Shahbazi, Y., & Matini, M. (2019). Horizontal and vertical movable drop-down shades performance in double skin facade of office buildings; evaluation and parametric simulation. Naqshejahan-Basic Studies and New Technologies of Architecture and Planning, 9(2), 135–144. 20.1001.1.23224991.1398.9.2.7.8 [In Persian]
29. Sadegh, S. O., Haile, S. G., and Jamshidzehi, Z, (2022). Development of two-step biomimetic design and evaluation framework for performance-oriented design of multi-functional adaptable building envelopes. Journal of Daylighting, 9(1), 13–27. https://dx.doi.org/10.15627/jd.2022.2
30. Samadi-Parviznejad, P. and Soltani, Z, (2022). Identifying and evaluating smart city marketing parameters (Case study: Tabriz). International Journal of Innovation in Marketing Elements, 2(1), 35–50. https://doi.org/10.59615/ijime.2.1.35
31. Sarvar, R. and Khaliji, M. A, (2021). Urban policy in the field of wicked problems. Urban Environmental Planning and Development, 1(1), 1–16. [In Persian]10.1332/policypress/9781861341914.003.0010
32. Shams G. & Rasoolzadeh M, (2023). Bauchemie: environmental perspective to well-building and occupant health. Naqshejahan, 12(4), 51-69. [In Persian] 20.1001.1.23224991.1401.12.4.2.8
33. Shams Najafi, F. al-S., Kamyabi, S., and Arghan, A, (2022). The Presentation of the Optimal Smart City Model From the Viewpoint of Sustainable Urban Development: The Case Study of Shahr-e Ray. Town and Country Planning, 14(2), 623–649. [In Persian] 10.22059/jtcp.2022.346547.670338
34. Stock, A. J., Campitelli, B. E. and Stinchcombe, J. R, (2014). Quantitative genetic variance and multivariate clines in the Ivyleaf morning glory, Ipomoea hederacea. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 369(1649), 20130259. 10.1098/rstb.2013.0259
35. Tabares-Velasco, P. C., Christensen, C. and Bianchi, M, (2012). Verification and validation of EnergyPlus phase change material model for opaque wall assemblies. Building and Environment, 54, 186–196. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.02.019
36. Valladares-Rendón, L. G., and Lo, S.-L. (2014). Passive shading strategies to reduce outdoor insolation and indoor cooling loads by using overhang devices on a building. Building Simulation, 7(6), 671–681. https://doi.org/10.1007/s12273-014-0182-7
37. Yarmahmoodi Z., Nasr T., and Moztarzadeh H, (2023). Algorithmic Design of Building Intelligent Facade to Control the Daylight Inspired by the Rafflesia Flower Kinetic Pattern. Naqshejahan, 13(2), 1-24. [In Persian] 20.1001.1.23224991.1402.13.2.1.0
38. Yazdi, Y., Shemirani, S. M. M., and Etesam, I, (2021). An Investigation of the Relation between the Structural Components of the Vernacular Houses in Hot and Arid Areas in Iran. The Monthly Scientific Journal of Bagh-e Nazar, 18(96), 59–76. [In Persian] 10.22034/bagh.2020.170445.3984
39. Ziari K., Hataminejad H., Pourahmad A., Zanganehshahraki S., and Hamghadam N, (2023). Presentation the model of smart city governance with a future study approach; Case study: Rasht City. Naqshejahan, 12(4), 22-50. [In Persian] 20.1001.1.23224991.1401.12.4.1.7