بررسی اصول طراحی ساختمان های مسکونی در اقلیم معتدل و مرطوب با رویکرد تهویه طبیعی (نمونه موردی: تحلیل بازشو شبیه سازی شده در بنای مسکونی در شهر آمل)

محورهای موضوعی : انرژی های تجدید پذیر

رضا رهسپار منفرد ¹ , سعید کاردار ² , ایرج شهروز تهرانی ³

1 - کارشناسی ارشد مهندسی معماری، گروه معماری، دانشکده ابن سینا، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 - استادیار، گروه معماری، دانشکده ابن سینا، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. *(مسوول مکاتبات)
3 - استادیار، گروه معماری، دانشکده ابن سینا، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

تاریخ دریافت : 1397/08/14 تاریخ پذیرش : 1397/12/01 تاریخ انتشار : 1399/12/01

کلید واژه: توسعه پایدار, اصول معماری پایدار, سامانه خورشیدی, تهویه طبیعی,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: عدم توجه به ویژگی های اقلیمی مناطق مختلف و نبود شناخت کافی از اصول طراحی مناسب جهت استفاده بهینه از پتانسیل محیط طبیعی، منجر به هدر رفت انرژی و ایجاد هزینه های بالا در زمینه های مختلف می شود. بر همین اساس به دلیل رطوبت زیاد در آمل و هزینه زیاد جهت تهویه و کاهش رطوبت در فصل تابستان ، هدف اصلی این پژوهش ، بررسی و تحلیل بازشوی شبیه سازی شده در بنای مسکونی با رویکرد بهره گیری از تهویه طبیعی می باشد. روش بررسی: درگام نخست با مرور متون موضوع به شناخت مفاهیم و اصول طراحی بنای مسکونی در حوزه انرژی پرداخته شد و سپس با تهیه فایل اطلاعات اقلیمی آمل از سایت سازمان هواشناسی برای نرم افزارClimate Consultant ، مولفه های طراحی ارائه گردید. در ادامه مولفه ها به وسیلهExpert choice بر مبنای تکنیک AHP مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و با محاسبه وزن مولفه ها به تصمیم گیری نهایی در انتخاب مهم ترین مولفه منجر گردید. در نهایت با شبیه سازی ساختمان در نرم افزار Flow Design به بررسی تاثیر تهویه طبیعی در ساختمان های مسکونی با سقف شیبدار پرداخته شد. یافته ها: 7 مولفه به عنوان اصول طراحی و جداول تفسیر اقلیم از نرم افزار Climate Consultant استخراج شد. با روش تحلیل سلسله مراتبی AHP مولفه تهویه طبیعی با وزن 399/0 به عنوان اصلی ترین مولفه سامانه خورشیدی ایستا در این پژوهش به دست آمد. بحث و نتیجه گیری: یک الگوی ایجاد تهویه طبیعی در ساختمانی با ابعاد مشخص و دارای سقف شیبدار در اقلیم آمل طراحی شد. با تغییر جانمایی دو بازشویی به ابعاد 1 متر مربع بر روی دو دیواری با ارتفاع 7/2 متری روبروی هم در دو ارتفاع 1 و 7/1 متری از کف ساختمان 4 حالت گردش هوا با در نظر گرفتن سرعت باد منطقه در نرم افزارFlow Design شبیه سازی شد . در این شبیه سازی با قرار گیری در تونل باد عمود به دو دیوار ، می توان بیان کرد که بهترین راندمان تهویه طبیعی از بین 4 حالت ارائه شده، دو بازشوی زیر سقف سازه ای در ارتفاع 7/1 متری با بیشترین ضریب مکش باد به میزان 19/1 می باشد که باعث گردش طبیعی هوا به صورت معقول در بنای مسکونی شبیه سازی شده می گردد.

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: Inattention to the climatic features of different regions and the absence of sufficient knowledge of the design principles for optimal use of the potentials of the natural environment leads to higher costs and waste of energy in various fields. Accordingly, due to high humidity in Amol and high cost of ventilation and reduction of moisture in summer, the main objective of this research is to examine and analyze the simulated openings of a residential building with a natural ventilation approach. Method: the present study was carried out in the first step by reviewing the subject literature on this issue and identifying the concepts and principles of residential building design in the field of energy. Then, by supplying the climate information file of Amol from the Weather Meteorology Center for the Climate Consultant software, Design elements were presented. Subsequently, the components were analyzed by Expert Choice software based on the AHP method and computation of component weight led to the final decision in choosing the most important component. Finally, with the simulation of the building in the Flow Design software, the impact of natural ventilation on residential slopes was investigated. Findings: seven components were extracted from the above software as principles of the design and tables of climate interpretation. In the following, with the hierarchical analysis method (AHP), a natural ventilation component with a weight of 0.399 was found to be the main component of the static solar power system. Discussion and conclusion: A natural ventilation pattern was designed in a building with a sloping roof and specific dimensions in the Amol climate. By changing the layout of two 1-square-meter openings on two walls with a height of 2.7 meters in opposite directions at two heights of 1 and 1.7 meters from the floor of the building, 4 airflow modes were simulated with regard to the wind speed of the area in the Flow Design software. In this simulation, by placing the wind tunnel perpendicular to two walls, it can be stated that the best natural ventilation efficiency from these four conditions, is the one with two under-roof structures at 1.7-meter height with the highest wind-suction coefficient of 1.19, which will make a reasonable ventilation and air flow in the simulated residential building.  

منابع و مأخذ:

1. Shahrouz Tehrani, Iraj , Guides to Sustainability Architecture , Edward , Brian , First Edition , Tehran , Mehrzan Publications , 2011. (In Persian)


2. Khoshnevis , Mohammad hosein , Basic concepts in sustainable architecture , Friedman , Evi , second edition , Tehran , Intuitive book , 2016. (In Persian)


3. Rezaian , Rozita , Concepts and reviews of theories and components of sustainability in architecture and building , The first national conference of the city, life, peace , 2015 , Feb , Islamic Azad University, Minoodasht Branch. (In Persian)


4. Sayadi , Ehsan , Madahi , Seyed Mahdi , Mohammad pour , Ali , Sustainable Architecture , Second Edition , Tehran , Lotes Publishing , September 2012. (In Persian)


5. Yazdi , Mohammad , Structural architecture with two approach of nature and architectural geometry , Master's Thesis , Tehran , University of Tehran , College of Fine Arts , College of Architecture , 2012. (In Persian)


6. Golabchi , Mahmood and Morteza khorsandi , Bionic architecture , First Edition , Tehran , Tehran University Publishing , 2014. (In Persian)


7. Melatparast , Mohammad , Sustainable architecture in desert cities of Iran , Aramshahr , 2009 , Number 3 , Autumn and Winter , 121-128. (In Persian)


8. Ghobadian , Vahid , Feyz Mahdavi , Mohammad , Climatic design (Theoretical and Applied Principles of Energy Use in Building) , Watson , Donald , Labs , Kenneth , Fifteenth Edition , Tehran , Tehran University Publishing , 2014. (In Persian)


9. Attmann, Osman (2010), Green Architecture: Advanced Technologies and Materials ,McGraw-Hill-Yoga Studio Press.

10.Frank LIoyd Wright, Writings and Buildings, Cleveland world Publishing Company, 1960, p.294.

1. Ebrahimzadeh , Siamak , Modern Building Technologies , First Edition , Tehran , Water City Publishing , 342-365 , 2017. (In Persian)

12.Mclennan, Jason F. The philosophy of sustainable design: The future of architecture. Kansas city,Mo : Ecotone, 2004.

13.Johnston,David and Scott Gibson. Green from ground up: Sustainable, Healthy and Energy – Efficient home construction Newtown, CT: Taunton,2008.

1. Amato.A, Haase. M,(2008)An investigation of the potential for natural ventilation and building orientation to achieve thermal comfort in warm and humid climates


2. GUIRGUIS. N.M,HASSAN. M.A,(2009) Investigation of effects of window combinations on ventilation characteristics for thermal comfort in buildings


3. Gao, C.F. Lee ,W.L,(2011), Evaluating the influence of openings configuration on natural ventilation.


4. Telatar, B. Bostancioglu , E (2013) Effect of Window Size on Residential Buildings ’Energy Costs


5. AmirKamali , Zahra , Mahmoodi Zarandi , Mahnaz , The principles of the design of openings to increase natural ventilation and reduce energy consumption in a moderate and humid climate , Third International Conference on Applied Research in Civil Engineering, Architecture and Urban Management , 2015. (In Persian)