عملکرد سایه‌اندازهای کرکره‌ای افقی و قائم متحرک در نمای دوپوسته ساختمان‌های اداری؛ ارزیابی و شبیه‌سازی پارامتریک

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
1 گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه هنر اسلامی تبریز، تبریز، ایران
2 گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه هنر، تهران، ایران
چکیده
پوسته‌ها و نماهای ساختمانی نقش موثری در کاهش مصرف انرژی دارند. نمای دوپوسته به‌عنوان یک سیستم غیرفعال خورشیدی در دوره‌ سرما بار گرمایشی ساختمان را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد، ولی در دوره‌ گرما با افزایش دمای حفره‌ میانی بار سرمایشی ساختمان و انرژی مصرفی سرمایشی افزایش می‌یابد. استفاده از سایه‌اندازها یک راهکار موثر در کاهش بار سرمایشی ساختمان است. سایه‌اندازهای ثابت عملکرد نماهای دوپوسته را در زمستان به‌دلیل ممانعت از نفوذ تشعشعات خورشیدی و کاهش جذب مستقیم، به‌طور زیادی کاهش می‌دهند. برای رفع آن باید در سایه‌اندازهای متحرک، زاویه‌ بهینه‌ قرارگیری را در طول سال محاسبه نمود. در این مطالعه، عملکرد سالیانه نماهای دوپوسته برای یک اتاق اداری در تهران با حضور سایه‌اندازهای کرکره‌ای افقی و قائم ثابت و متحرک بررسی شدند. فضا در نرم‌افزار راینو و مدل پارامتریک سایه‌اندازها در پلاگین گرس‌هاپر ایجاد شد. در مدل‌سازی، یک فضای اداری استاندارد با ابعاد ۴ در ۵متر و به ارتفاع ۳متر با پنجره‌ای رو به جنوب بررسی، سپس نمای دوپوسته با سایه‌اندازهای بهینه افقی و قائم متحرک در نرم‌افزار دیزاین‌بیلدر مدل‌سازی و میزان بهره‌وری و ذخیره سالیانه انرژی آن در مقایسه با نمای دوپوسته بدون سایه‌انداز بررسی شد. طبق نتایج سایه‌اندازهای متحرک بهینه‌تر از حالت ثابت خود و سایه‌انداز کرکره افقی متحرک نیز بهینه‌ترین گزینه است. مجموع انرژی مصرفی سایه‌انداز کرکره افقی متحرک، بهینه‌ترین گزینه پیشنهادی، نسبت به سایه‌انداز کرکره‌ای افقی ثابت ۳۴/۲۷%، نسبت به حالت کرکره‌ای قائم ثابت و متحرک به‌ترتیب ۱۱/۸۷% و ۱/۳۷% و نسبت به نمای دوپوسته بدون حضور سایه‌اندازها ۵۰/۶۹% بهینه‌تر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


نمای دوپوسته، سایه‌انداز کرکره‌ای، شبیه‌سازی پارامتریک انرژی، دیوا، دیزاین‌بیلدر
1- Zhou J, Chen Y. A review on applying ventilated double-skin facade to buildings in hot-summer and cold-winter zone in China. Renew Sustain Energy Rev. 2010;14(4):1321-8. [DOI:10.1016/j.rser.2009.11.017 Add to Citavi project by DOI]
Gratia E, De Herde A. Greenhouse effect in double-skin facade. Energy Build. 2007;39(2):199-211. [DOI:10.1016/j.enbuild.2006.06.004 Add to Citavi project by DOI]
Hashemi N, Fayaz R, Sarshar M. Thermal behavior of a ventilated double skin facade in hot arid climate. Energy Build. 2010;42(10):1823-32. [DOI:10.1016/j.enbuild.2010.05.019 Add to Citavi project by DOI]
W. Lou W, Huang M, Zhang M, Lin N. Experimental and zonal modeling for wind pressures on double-skin facades of a tall building. Energy Build. 2012;54:179-91. [DOI:10.1016/j.enbuild.2012.06.025 Add to Citavi project by DOI]
Zhou J, Chen Y. A review on applying ventilated double-skin facade to buildings in hot-summer and cold-winter zone in China. Renew Sustain Energy Rev. 2010;14(4):1321-8. [DOI:10.1016/j.rser.2009.11.017 Add to Citavi project by DOI]
Ghadamian H, Ghadimi M, Shakouri M, Moghadasi M, Moghadasi M. Analytical solution for energy modeling of double skin façades buildings. Energy Build. 2012;50:158-65. [DOI:10.1016/j.enbuild.2012.03.034 Add to Citavi project by DOI]
Ghadimi M, Ghadamian H, Hamidi AA, Shakouri M, Ghahremanian S. Numerical analysis and parametric study of the thermal behavior in multiple-skin façades. Energy Build. 2013;67:44-55. [DOI:10.1016/j.enbuild.2013.08.014 Add to Citavi project by DOI]
Mateus MN, Pinto A, Graca G. Validation of EnergyPlus thermal simulation of a double skin naturally and mechanically ventilated test cell. Energy Build. 2014;75:511-22. [DOI:10.1016/j.enbuild.2014.02.043 Add to Citavi project by DOI]
M. Farrokhzad, Z. Nayebi. Double skin glass façade and its effect on saving energy. Int J Archit Eng Urban Plan. 2014;24(2):65-74. [مهدن]
Stec WJ, Van Paassen AHC, Maziarz A. Modelling the double skin façade with plants. Energy Build. 2005;37(5):419-27. [DOI:10.1016/j.enbuild.2004.08.008 Add to Citavi project by DOI]
Yao J. An investigation into the impact of movable solar shades on energy, indoor thermal and visual comfort improvements. Build Environ. 2014;71:24-32. [DOI:10.1016/j.buildenv.2013.09.011 Add to Citavi project by DOI]
Tzempelikos A, Athienitis A. The impact of shading design and control on building cooling and lighting demand. Solar Energy. 2007;81(3):369-82. [DOI:10.1016/j.solener.2006.06.015 Add to Citavi project by DOI]
Al Dakheel J, Aoul K. Building Applications, opportunities and challenges of active shading systems: A state-of-the-art review. Energ. 2017;10(10):1672. [DOI:10.3390/en10101672 Add to Citavi project by DOI]
Lee DS, Koo SH, Seong YB, Jo JH. Evaluating thermal and lighting energy performance of shading devices on kinetic façades. Sustain. 2016;8(9):883. [DOI:10.3390/su8090883 Add to Citavi project by DOI]