The Effect of the Performance of the Optical Shelf (External) in Creating a Comfortable Environment in Architectural Studios in Latitude 35

Subject Areas : Architecture

zohreh  salahsoor ¹ (PhD student in architecture; North Tehran Branch, Azad University; Tehran Iran)
Mahnaz  Mahmoody Zarandi ² (Architecture department, North Tehran branch, Islamic Azad university, Tehran, Iran)

Received: 2023-01-23 Accepted : 2023-04-27 Published : 2023-05-22

Keywords: Dazzle, Using Natural Light, Visual Comfort, Static Stare, Light Shelf,

Abstract :

Architecture students are in the studios for many hours during the day. Therefore, the use of natural light is important. If these lights exceed a certain limit, they cause disturbance, which is called glare, and one of the ways to solve it is to use a light shelf or a light window. These shelves are implemented in different forms. The purpose of this article is to investigate the effect of the angle on the (external) shelves in the climate of Tehran. The research method of the article is practical and since the response to glare is done into two categories: dynamic and static. Used. In the simulation environment, a cube with dimensions of 8 x 6 is simulated with 30% windows in the south view, and the work surface is proportional to the height of the tables of 1 meter; The sky is considered to be at the solar surface. In this simulation, UDI, ASE, UDA, and DF have been implemented in four modes (without optical shelf; optical shelf with 180 degrees and 30 < X < 60 degrees (external, internal)). After the simulation, contrary to what we expected; It has been observed that the optical shelf performs better than the 180 degree optical shelf in two angled modes. The DF performs better when angled inward, and the UDI when angled outward receives close to 100 lux of natural light in bright mode. The SDA parameter is suitable in two angular modes. ASE, the annual light level in the maximum mode receives more than 60% of natural light, which is desirable.

References:

ابونوری، آندیا ، گرجی مهلبانی،یوسف، فاضلی، نسیم ، 1399، طراحی و بهینه سارزی رف نوری با بهره گیری از نور روز و کاهش مصرف انرژی مطالعه موردی ساختمان های اداری شهر سمنان، پایان نامه کارشناسی ارشد؛ گرایش انرژی ، دانشگاه بین المللی امام خمینی

احدی، امین اله، خان محمدی، محمد علی،1393، عملکرد بهینه دانشجویان با بهره گیری مناسب از نور روز در کلاس های آموزشی بررسی نمونه موردی دانشکده معماری دانشگاه علم و صنعت ایران، نشریه نامه معماری و شهرسازی ، پاییز و زمستان  شماره15

اوغازیان، فرزانه، دانشجو، خسرو ، مهدوی نژاد، محمد جواد ،1395، بازخوانی الگوهای هندسی عنصر شباک بر مبنای بهینه سازی نور روز( نمونه موردی طراحی ساختمان شیشه ای قزوین در تهران)، پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس ، دانشگاه هنر و معماری

پوراحمدی، محبوبه،خان محمدی، محمد علی،فرهنگ، مظفر ،1398، بهینه سازی بازشوها ساختمانی براساس عملکرد خیرگی درَفضاهای آموزشی اقلیم گرم وخشک ایران-مطالعه موردی ساختمان دانشگاهی شهریزد، نشریه معماری و شهرسازی پایدار ، دوره:7، شماره:1، صفحات :113-128

پوردیهیمی، شهرام،زمردیان، زهراسادات ، 96، ارزیابی عملکرد حرارتی

و بصری پنجره در کلاس های درس در اقلیم شهر تهران، نشریه

صفه ،سال:1396 ، دوره:27 ،شماره:78 ،صفحات :5-24

جلیلی زاده، صبا؛ مهدوی نژاد، محمد جواد؛ انصاری، مجتبی؛ 1394، تأثیر الگوی سایه اندازی بر کیفیت استفاده از نور روز با هدف بهره وری در مصرَف انرژی در ساختمان های اداری نمونه طراحی مرکز مطالعات شهرداری تهران در خیابان ایران زمین منطقه شهرک غرب تهران، پایانه کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده هنرو معماری

 رستم زاد، سحر؛ فیضی، محسن؛ صنایعیان؛ خاکزند، مهدی؛ 1400، طراحی پارامتریک های متحرک با هدف ارتقا بهره وری روشنایی و آسایش بصری بررسی موردی ساختمان های بصری، فصلنامه شهرسازی، دوره 13، شماره 31، صفحه 85-100

سالاروند، سمیه؛ فرج پور مختاری، هیوا؛ اخلاصی، احمد، بهرامیان، آرمین؛ 1393، استفاده از نور روز به منظور کنترل گرمایشی به شیوه های پارامتریک پوسته؛ پایان نامه دانشکده هنر اصفهان، گروه معماری.

شفوی مقدم، نسترن، زمردیان، زهراسادات، تحصیلدوست ،محمد، 1398 ،کارایی شاخص نورروز درتضمین کافی در فضا براساس ارزیابی کاربران نمونه موردی آموزشی دانشکده معماری شهر تهران، نشریه صفه ،دوره:29 ،شماره:86 صفحات :37-56

شفیعی، سمانه؛ اخترکاوان، مهدی؛ 1398، طراحی مجتمع مسکونی در مقیاس محله با رویکرد نورگیری طبیعی بهینه در شهر اصفهان، دانشکده کاشان، پایانه کارشناسی ارشد دانشگاه کاشان، دانشکده هنر

فدایی اردستانی، محمدعلی، ناصری مبارکی، حیدر،آیت الهی، محمدرضا، زمردیان زهراسادات ،1397،ارزیابی نور روز و خیرگی در کلاس های درس با استفاده از شاخص های پویا مطالعة موردی: دانشکدة معماری و شهرسازی دانشگاه شهید بهشتی, مجله علمی و معماری شهرسازی صفه، دوره 28، شماره 4 - شماره پیاپی 84  صفحه 25-40

 کارگر، سارا السادات، محمودی زرندی مهناز، خاک زند، مهدی، 1400، بررسی تأثیر مؤلفه‌های کاربردی مؤثر در طراحی پنجره کلاس‌های دروس عملی با تاکید بر استفاده بهینه از بازتابش نور روز در تهران، فصلنامه هویت شهر، دوره 15، شماره 3 - شماره پیاپی 47مهر صفحه 73-88

مفیدی شمیرانی، سید جواد ، پور ناصری، شهناز ، 1390،مدل یابی میزان و نحوه تأثیر متغیرهای کالبدی پنجره بر بهره گیری مناسب از نور روز در کلاس های مدارس راهنمایی تهران، نشریه فناوری آموزش (فناوری و آموزش) ،دوره:6 ،شماره:1 ، صفحات :29-44

مهدوی نژاد ، محمد جواد ، طاهباز، منصوره،دولت‌آبادی، مهناز  ،1395، بهینه سازی تناسبات و نحوه استفاده از رَف نوری در معماری کلاس های آموزشی،  نشریه هنرهای زیبا معماری و شهرسازی دوره 21 شماره 2

 معتضدیان، فهیمه، مهدوی نژاد، محمدجواد ،حبیب، فرح ، دیبا، داراب ، 1394، گونه شناسی انواع و مشخصات فنی رَف های نوری، فصلنامه آرمانشهر، دوره 8، دومین ویژه نامه نورپردازی، صفحه 91-103

گهواره، روژین ،زمردیان، زهرا سادات ، رهبر، مرتضی ،1399، تدوین الگوهای طراحی سایبان بهینه مبتنی بر تاثیر همزمان شاخص نور روز و مصرف انرژی، فصلنامه معماری و شهرسازی آرمان شهر ، دوره:13 ،شماره:31، صفحات :145-156

نصیری، بهاره سادات ، محمودی زرندی، مهناز ، 1399، دستیابی به  اصول طراحی رَف نوری با کارایی بالا در ساختمان های آموزشی، فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره 22، شماره 2 - شماره پیاپی 1393صفحه 359-369

نوایی، صبا ، مهدوی نژاد، محمد جواد، ایمانی، نادیه ،1399، تأثیر انواع سایبان ها و زاویه چرخش آن بر کارایی نور روز در کلاس های آموزشی نمونه موردی مدرسه ابتدایی در شهر تهران ،موسسه آموزش عالی هنرمعماری پارس ، دانشکده معماری

نیکزاد، امیرحسین ، ملک، نیلوفر ، غفاری ،عباس، 1399، ارزیابی شرایط متغییر های مؤثر بر آسایش بصری نوری در فضاهای آموزشی دانشگاه صنعتی شاهرود، نشریه نقش جهان ،سال:1399 ، دوره،10 ،شماره:3 ،صفحات ،173-182

فیاض، ریما؛ سلامی، ثمن؛ مهدوی نیا، مجتبی؛ 1395، طراحی ساختمان اداری با رویکرد کاهش مصرَف انرژی الکتریکی از طریق استفاده از سیسنم نور روز، پایان نامه تحصیلی جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد، رشته معماری، پردیس بین المللی  فارابی، ص52 ص7.

نخعی، جلال، شیرخانی، نگار، غلامی، مهدی،1394، برنامه ریزی معماری استفاده بهینه از نور روز در کلاس درس مدارس  نمونه موردی دبستان و مجتمع آموزشی هدایت قم، دومین کنفرانس بین المللی پژوهش های نوین در عمران ، معماری و شهرسازی،24 اسفند ماه 1394

فروزنده شهرکی، نیما؛ احمدی جوشقانی، هانیه؛ نورکجوری، هانیه؛ زمردیان ، زهراسادات؛ 1400، ارزیابی کمیت و کیفیت نور در سالن‌های مطالعه و عرضۀ راهکارهای اصلاحی نمونۀ موردی: کتابخانه‌های دانشگاه شهید بهشتی،، دوره 31، شماره 4 - شماره پیاپی 95 دی 1400صفحه 31-48

Amir Ebrahimi Moghadam, Paria Ildarabadi,a, Karim Aliakbari, Faramarz Fadaee، 2020،Sensitivity analysis and multi-objective optimization of energy consumption and thermal comfort by using interior light shelves in residential buildings، Renewable Energy، Volume 159، Pages 736-755

Cristian Lavin a , Francesco Fiorito،  2016، Optimization of an external perforated screen for improved daylighting and thermal. performance of an office space،Procedia Engineering 180 ( 2017 ) 571 – 581.

Cüneyt KURTAYa, Okay ESENb؛2017،Effectiveness of a perforated light shelf for energy saving؛ Energy and Buildings؛Volume 144, 1 June 2017, Pages 144-151.

Heangwoo Lee , Hyang-In Jang , Janghoo Seo ،2018،A preliminary study on the performance of an awning system with a built-in light shelf،Building and Environment،255-265

Khaoula Lakhudari،  Leila sriti، Birgit painter، 2021،Parametric optimization of daylight, thermal and energy performance of middle school classrooms, case of hot and dry regions Building and EnvironmentVolume 204, 15 October 2021, 108173

Ramit Debnath a, Ronita Bardhan ، 2016 ، Daylight performance of a naturally ventilated building as parameter for energy management, Energy Procedia 90 ( 2016 ) 382 – 394

Yaik-Wah Lim a, b،  C.Y.S. Heng، 2016، Dynamic internal light shelf for tropical daylighting in high-rise office buildings، Building and Environment، 155-166

References List:

Abunouri, Andia, Gorji Mahlbani, Yusuf, Fazeli, Nasim, 2020, Design and Optimization of Optical Shelf Using Daylight and Reducing Energy Consumption, A Case Study of Office Buildings in Semnan City, Master's thesis; Department of Energy, Imam Khomeini International University. [In Persian]

Ahadi, Amin Allah, Khan Mohammadi, Mohammad Ali, 2014, Optimal Performance of Students with Appropriate Use of Daylight in Educational Classes, A Case Study of the Faculty of Architecture of the University of Science and Technology of Iran, Journal of Architecture and Urban Development, Autumn and Winter No. 15. [In Persian]

Amir Ebrahimi Moghadam, Paria Ildarabadi,a, Karim Aliakbari, Faramarz Fadaee؛ 2020؛Sensitivity Analysis and Multi-Objective Optimization of Energy Consumption and Thermal Comfort by Using Interior Light Shelves in Residential Buildings؛ Renewable Energy؛ Volume 159، Pages 736-755.

Cristian Lavin a, Francesco Fiorito; 2016، Optimization of an External Perforated Screen for Improved Daylighting and Thermal Performance of an Office Space؛Procedia Engineering 180 ( 2017 ) 571 – 581.

Cüneyt KURTAYa, Okay ESENb؛ Effectiveness of a Perforated Light Shelf for Energy Saving؛ Energy and Buildings؛Volume 144, 1 June 2017, Pages 144-151.

Fadaei Ardestani, Mohammad Ali, Naseri Mobaraki, Haider, Ayat Allahi, Mohammad Reza, Zomorrodian Zahrasadat, 2018, Evaluation of Daylight and Glare in Classrooms Using Dynamic Indicators, A Case Study: Faculty of Architecture and Urban Planning, Shahid Beheshti University, Scientific and Architectural Journal Safeh Urbanization, Volume 28, Number 4 - Serial Number 84, Pages 25-40. [In Persian]

Fayaz, Rima, Salami, Saman, Mahdavinia, Mojtabi, 2016, Designing an Office Building with the Approach of Reducing Electrical Energy Consumption through the Use of Daylight, academic thesis for obtaining a master's degree, field of architecture, Farabi International Campus , p. 52 p. 7. [In Persian]

Forouzandeh Shahraki, Nima, Ahmadi Joshaghani, Haniyeh, Nourkajuri, Haniyeh, Zomorrodian, Zahrasadat, 2021; Evaluation of the Quantity and Quality of Light in Study Halls and Providing Corrective Solutions, A Case Study: Shahid Beheshti University Libraries;, period 31, number 4 - serial number 95 December 1400, pages 31-48. [In Persian]

Gahvareh, Rojin, Zomorrodian, Zahra Sadat, Rahbar, Morteza, 2020, Compilation of Optimal Canopy Design Patterns Based on the Simultaneous Effect of Daylight and Energy Consumption Index, Armanshahr Architecture and Urbanism Quarterly, Volume: 13, Number: 31, Pages: 145- 156. [In Persian]

Heangwoo Lee , Hyang-In Jang , Janghoo Seo ؛2018؛A Preliminary Study on the Performance of an Awning system with a Built-In Light Shelf؛Building and Environment؛255-265.

Jalilizadeh Saba; Mahdavinejad Mohammad Javad; Ansari Mojtaba 2015; The Effect of the Shading Pattern on the Quality of Daylight Use with the Aim of Efficiency in Energy Consumption in Office Buildings, A Sample of the Design of the Tehran Municipal Studies Center in Iranzamin St., Shahrek e Gharb, Tehran; Tarbiat Modares University Master's Terminal; College of Arts and Architecture. [In Persian]

Kargar, Sara Sadat, Mahmoudi Zarandi Mahnaz, Khak Zand, Mehdi, 2021, Investigating the Effect of Effective Functional Components in the Design of Windows of Classrooms for Practical Lessons with Emphasis on the Optimal Use of Daylight Reflection in Tehran, Hoviyat e Shahr Quarterly, Volume 15, Number 3 - Number Serial 47 Mehr, page 73-88. [In Persian]

Khaoula Lakhudari؛  Leila sriti، Birgit painter ،15 October 2021, Parametric Optimization of Daylight, Thermal and Energy Performance of Middle School Classrooms, Case of Hot and Dry Regions, Building and EnvironmentVolume 204, , 108173.

Mahdavinejad, Mohammad Javad, Tahbaz, Mansoureh, Dolatabadi, Mahnaz, 2016, Optimizing Proportions and How to Use a Light Shelf in the Architecture of Educational Classes, Journal of Fine Arts, Architecture and Urban Planning, Volume 21, Number 2. [In Persian]

Mofid Shemirani, Seyyed Javad, Pour Naseri, Shahnaz, 2011, Modeling the Extent and Manner of the Effect of Window Physical Variables on the Proper Use of Daylight in Middle School Classes in Tehran, Education Technology (Technology and Education) magazine, Volume: 6, No. :1, pages :29-44. [In Persian]

Motazedian, Fahimeh, Mahdavinejad, Mohammad Javad, Habib, Farah, Diba, Darab, 2015, Typology of Types and Technical Characteristics of Optical Shelves, Armanshahr Quarterly; Volume 8, Second Special Issue on Lighting, Pages 103-91. [In Persian]

Nakhai, Jalal, Shirkhani, Negar, Gholami, Mehdi, 2015, Architectural Planning of Optimal Use of Daylight in the Classroom of Elementary Schools and Case Study: Qom Hedayat Educational Complex, the second international conference on modern researches in civil engineering, architecture and urban planning; 24 March 2014. [In Persian]

Nasiri, Bahare Sadat, Mahmoudi Zarandi, Mahnaz, 2020, Achieving the Design Principles of High-Performance Light Shelves in Educational Buildings, Environmental Science and Technology Quarterly, Volume 22, Number 2 - Serial Number 2013, Pages 359-369. [In Persian]

Navaei, Saba, Mahdavinejad, Mohammad Javad, Imani, Nadiyeh, 2020, The Effect of Different Types of Canopies and Their Angle of Rotation on the Efficiency of Daylight in the Classrooms of a Sample Elementary School in Tehran, Pars Institute of Art and Architecture Higher Education, Faculty of Architecture. [In Persian]

Nikzad, Amir Hossein, Malek, Nilofar, Ghafari, Abbas, 2020, Evaluation of the Variables Affecting Visual Comfort in the Educational Spaces of Shahrood University of Technology, Naqsh e Jahan, year: 2019, volume, 10, number: 3, pages, 173- 182. [In Persian]

Oghazian, Farzaneh, Daneshjoo, Khosro, Mahdavinejad, Mohammad Javad, 2016, Reinterpreting the Geometric Patterns of Lattice Element Based on Daylight Optimization (A Case Study of Qazvin Glass Building Design in Tehran), master's thesis of Tarbiat Modares University, University of Art and architecture. [In Persian]

PourAhmadi, Mahbobeh, Khan Mohammadi, Mohammad Ali, Farhang, Mozafar, 2019, Optimization of Building Openings Based on Glare Performance in the Educational Spaces of Hot and Dry Climate of Iran - A Case Study of Yazd University Building, Journal of Architecture and Sustainable Urban Development, Volume: 7, Number: 1 Pages: 113-128. [In Persian]

Pourdayhimi, Shahram, Zomorrodian, Zahrasadat, 2017, Evaluation of Thermal and Visual Performance of Windows in Classrooms in the Climate of Tehran, Soffeh Journal, Year: 2016, Volume: 27, Number: 78, Pages: 5-24. [In Persian]

Ramit Debnath a, Ronita Bardhan ؛ 2015 ، Daylight Performance of a Naturally Ventilated Building as Parameter for Energy Management, Energy Procedia 90 ( 2016 ) 382 – 394.

Rostamzad, Sahar, Faizi, Mohsen, Sanyeiyan, Haniyeh, Khakzand, Mehdi, 2021, Designing Movable Parametrics with the Aim of Improving Lighting Efficiency and Visual Comfort, A Case Study of Visual Buildings, Urbanism Quarterly, Volume 13, Number 31, Page 85- 100. [In Persian]

Salarvand Somayeh, Farajpour Mokhtari, Hiva; Ekhlasi Ahmad, Bahramian Armin, 2014, Using Daylight to Control Heating by Parametric Shell Methods; Dissertation of Isfahan Faculty of Arts, Department of Architecture. [In Persian]

Shafavi Moghadam, Nastaran, Zomorrodian, Zahrasadat, Tahsildoost, Mohammad; 2019, The Effectiveness of the Daylight Index in Ensuring Adequate Space Based on the Evaluation of the Users of the Educational Case Study: Faculty of Architecture in Tehran, Soffeh Magazine, Volume: 29, Number: 86, Pages: 37-56. [In Persian]

Shafiei Samaneh; Akhtarkavan, Mehdi; 2019; Designing a Neighborhood-Scale Residential Complex with an Optimal Natural Lighting Approach in the City of Isfahan; Kashan College; Master's degree terminal of Kashan University; art University. [In Persian]

Yaik-Wah Lim a, b؛  C.Y.S. Heng؛ 2016؛ Dynamic Internal Light Shelf for Tropical Daylighting in High-Rise Office Buildings ,Building and Environment؛ 155-166.