تطبیق الگوی حرکتی گل مهتاب با الگوریتم حرکتی نمای ساختمان در راستای بهبود رفتار حرارتی در اقلیم گرم و خشک
الموضوعات : Technology and energy in architecture
زهرا یارمحمودی
1
,
لیلا جاهدی
2
1 - گروه معماری، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ايران
2 - گروه معماری، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ايران
الکلمات المفتاحية: الگوریتم حرکتی, گل مهتاب, نمای ساختمان, رفتار حرارتی, اقلیم گرم و خشک.,
ملخص المقالة :
در دوران معاصر با افزایش مصرف روزافزون انرژیهای تجدیدناپذیر، همچنان آسایش حرارتی مناسب برای کاربران وجود نداشته، همین امر باعث شده رویکردهایی که در بهینهسازی مصرف انرژی راهکارهایی کارامدند در طراحی پوستههای نمایی مورد اقبال واقع شوند. ازآنجا که پوسته ساختمان به عنوان مرز بین فضای داخل و خارج نقش مهمی در رفتار حرارتی ساختمان دارد، لذا ابتکارهای نوین در کیفیت طراحی آن نقش قابل توجهی در کاهش مصرف به ارمغان خواهد آورد. در این میان الگوگیری از ساختار طبیعت که از سیستمهای بهینه قابل دسترس میباشد، در افزایش کارایی و بهینهسازی حرارتی مثمرثمر است. باتوجه به ضرورت مسئله، هدف کلان پژوهش حاضر، طراحی پوستهی نمای ساختمان در راستای بهبود آسایش بصری حرارتی است. ضمن اینکه، الگوی گیاهی (گل مهتاب) بهعنوان منبع الهام در الگوریتم حرکتی پوسته انتخاب شده، چراکه گیاهان کنشگری قابل توجهی درکاهش بار حرارتی فضا بهخصوص در طراحی نمای ساختمان دارند. به منظور بررسی کارایی ایده در پژوهش حاضر از فرایند دیجیتالی مدلسازی-شبیهسازی، توسط افزونهی گرسهاپر در نرمافزار راینو6 و مدلسازی توسط افزونهی هانیبی و لیدیباگ در تحلیلهای نوری بهرهبرداری شده است. گل مهتاب چنانچه از وجه تسمیه آن نیز برمیاید به هنگام طلوع ماه، باز شده و درحضور خورشید بسته میشود، لذا الگوی رفتارحرکتی آن دوری از حضور در برابر آفتاب و حرکت چرخشی گلبرگها به سمت مرکز آن، باز و بسته میشود. کاربست این الگوی حرکتی در طراحی الگوریتم حرکتی پنلهای پوستههای هوشمند ساختمان میتواند در بهبود کیفی کنترل ورود نور به فضای داخلی کارامد و بهینه باشد. نتیجه به دست آمده موّید این مطلب است که سایبان در حالت باز 50 درصد، در حالت نیمهباز 63 درصد، در حالت بسته 77 درصد، از انرژی جذب شده توسط سطوح شفاف نمای ساختمان و سایبان در حالت باز 48 درصد، در حالت بسته 80 درصد و در حالت نیمه باز 62 درصد از میزان ورود نور روز کاسته و دارای عملکرد مطلوب در اقلیم گرم و خشک یزد است.
1. زارعی، محمد ابراهیم و میردهقان اشکذری، سید فضلاله. (1398). بررسی تعامل اصول معماری مسکونی دورههای آلمظفر و قاجار شهر یزد از منظر جهتگیری با انرژی خورشیدی. معماری و شهرسازی آرمان شهر، 12(27)، 87-98. doi: 10.22034/aaud.2019.92451
2. زبردست، علیرضا و درسخوان، رسول. (1400). تبیین مولفههای دستیابی به توسعه پایدار محیطی در ساختار مدیریت شهری کلانشهر تبریز. پایداری، توسعه و محیط زیست، 3(2)،21-40. https://jsde.srbiau.ac.ir/article_19243.html
3. جعفریان، سپیده؛ سرکرده ئی، الهام؛ منصفی پراپری، دانیال و مجاهدی، محمدرضا. (1400). بررسی تاثیر سایهبان غشایی سبک انعطافپذیر در ایجاد آسایش حرارتی در اقلیم گرم و خشک. معماری و شهرسازی پایدار، 9(2)، 64-47. doi: 10.22061/jsaud.2021.7420.1795
4. خطیبی، اشکان؛ شهبازی، مجید و ترابی، زهره. (1401). ارزیابی شدت روشنایی در فضاهای اداری و ارائه راهکار مداخله گرانه برای کاهش خیرگی در آنها (موردپژوهی: یک ساختمان اداری در تهران). معماری و شهرسازی پایدار، 10(2)، 153-164. doi: 10.22061/jsaud.2022.8185.1928
5. شجری، سعید؛ بهبهانی نیا، آزیتا و عبدالی سوسن، اشکان. (1401). برآورد پتانسیل کاهش گازهای گلخانه ای از طریق بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان اداری در شهر تهران با استفاده از نرم افزار انرژی پلاس. پایداری، توسعه و محیط زیست، 1(3)، 1-11. https://jsde.srbiau.ac.ir/article_20070.html
6. صفایی تبار، مژده؛ فرحزا، نریمان و کوششگران، علی اکبر. (1396). تحلیل و ساخت الگوهای پارامتریک در ایجاد نمای دوم به منظور کنترل نور در فضای داخلی مسکن. معماری و شهرسازی پایدار، 5(2)، 15-26. 20.1001.1.25886274.1396.5.2.2.8
7. فرشی حقی، زهره؛ محمودی نژاد، هادی؛ ناصری، غلامحسین و داداشی، مهدی. (1400). ارزیابی کاربست دانش بیومیمیکری در آموزش طراحی معماری با روش قیاس از طبیعت. معماری و شهرسازی پایدار، 9(2)، 112-97. doi: 10.22061/jsaud.2021.7748.1859
8. قنبران، عبدالحمید و حسین پور، امین. (1393). بررسی رفتار حرارتی نماهای دوپوسته در اقلیم شهر تهران. معماری و شهرسازی پایدار، 1(2)، 43-53. 43–53. 20.1001.1.25886274.1392.1.2.4.2
9. قدوسی فر، سیدمهدی و فرامرزی اصلی، مهسا. (2022). تحلیل نمای دو پوسته متحرک در بهرهوری مصرف انرژی در پایداری ساختمانهای مسکونی شهر تبریز. پایداری، توسعه و محیط زیست، 4(3)، 21-41. https://jsde.srbiau.ac.ir/article_21574.html
10. مضطرزاده، حامد و حجتی، وحیده. (1394). تحلیل و ارزیابی معیارهای کالبدی پایداری در محلات شهری در اقلیم گرم و خشک ایران. معماری و شهرسازی پایدار، 3(2)، 59-74. 59–74. 20.1001.1.25886274.1394.3.2.6.8
11. نصر، طاهره و یارمحمودی، زهرا. (1401). مقایسهی عملکرد انواع سایبان ثابت در جهت کنترل نور روز ساختمان (مطالعه موردی: جبههی جنوبی در اقلیم یزد). علوم و تکنولوژی محیط زیست، 5(24)، 45-33. https://doi.org/10.30495/jest.2022.61515.5423
12. نصر، طاهره؛ یارمحمودی، زهرا و احمدی، سیدمحمد. (1399). تاثیر هندسه پوسته متحرک بر بهینهسازی مصرف انرژی با الهام از الگوریتم حرکتی گیاه قهر و آشتی. نقش جهان - مطالعات نظری و فناوریهای نوین معماری و شهرسازی، 10(3)، 219-230. 20.1001.1.23224991.1399.10.3.3.3
13. یارمحمودی، زهرا؛ نصر، طاهره و مضطرزاده، حامد. (1403). انطباق الگوریتم حرکتی سایبان هوشمند نمای ساختمان با الگوی رفتاری گیاه اگزالیس در راستای کنترل نور روز (نمونهموردی: شهر شیراز). طراحی و برنامه ریزی در معماری و شهرسازی، 3(2)، 66-85. https://doi.org/10.71930/dpau.2024.1045628
14. یارمحمودی، زهرا؛ نصر، طاهره و مضطرزاده، حامد. (1402). طراحی سایبان متحرک در جهت کنترل نور روز در اقلیم گرم و نیمهخشک (با الهام از الگوی حرکتی گیاه گوشتخوار). فضای زیست،1(3)، 135-158. 10.22094/lsj.2023.704902
15. یارمحمودی، زهرا؛ نصر، طاهره و مضطرزاده، حامد. (1402). طراحی الگوریتمیک نمای هوشمند ساختمان در جهت کنترل نور روز با الهام از الگوی حرکتی گل زنبق. نقش جهان - مطالعات نظری و فناوریهای نوین معماری و شهرسازی، 13(2)، 1-24. 20.1001.1.23224991.1402.13.2.1.0
مو یارمحمودی، زهرا و نصر، طاهره. (1402). .بهرهگیری از الگوی تغییرپذیر جهت طراحی پوستهی ساختمان در راستای کنترل نور روز (نمونهموردی: گل میمون). معماری و محیط پایدار، 1(1). https://sanad.iau.ir/fa/Article/782691?FullText=FullText
17. یارمحمودی، زهرا و مضطرزاده، حامد. (1403). ارائه مدل سایبان متحرک جهت بهینهسازی مصرف انرژی با الهام از الگوریتم حرکتی گل آفتابگردان. علوم و تکنولوژی محیط زیست، 5(26)، 117-127. https://sanad.iau.ir/fa/Article/836947
18. یارمحمودی، زهرا. (1403).انطباق الگوی رفتاری گل زعفران با الگوریتم حرکتی سایبان هوشمند نمای ساختمان در راستای کنترل نور روز. مطالعات بین رشته ای در تعالی معماری و شهرسازی، 2(3)، 79-95. https://sanad.iau.ir/Journal/jisaud/Article/1106194
19. Bano, F., & 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
20. Climate Yazd, averages - Weather and Climate. (n.d.). Retrieved February 14, 2023, from https://weather-and-climate.com/average-monthly-Rainfall-Temperature-Sunshine,Yazd,Iran
21. Hosseini, S. M., Fadli, F., & Mohammadi, M. (2021). Biomimetic kinetic shading facade inspired by tree morphology for improving occupant’s daylight performance. Journal of Daylighting, 8(1), 65–82. DOI:10.15627/jd.2021.5
22. Liu, Q., Han, X., Yan, Y., & Ren, J. (2023). A Parametric Design Method for the Lighting Environment of a Library Building Based on Building Performance Evaluation. Energies, 16(2), 832. DOI:10.3390/en16020832
23. Lubis, B., Saputri, I. N., Ajartha, R., Bangun, S. M. B., Pranata, C., Purba, N., & Turnip, N. (2019). Anti-inflammatory activity test for ethanol extract Moon flower (Tithonia diversifolia) leaves to male white mice. ICHIMAT. DOI:10.5220/0009974705510557
24. Mahmoud, A. H. A., & Elghazi, Y. (2016). Parametric-based designs for kinetic facades to optimize daylight performance: Comparing rotation and translation kinetic motion for hexagonal facade patterns. Solar Energy, 126, 111–127. https://doi.org/10.1016/j.solener.2015.12.039
25. Mangkuto, R. A., Koerniawan, M. D., & Yuliarto, B. (2022). On the interaction between the depth and elevation of external shading devices in tropical daylit classrooms with symmetrical bilateral openings. Buildings, 12(6), 818. DOI:10.3390/buildings12060818
26. Mohamed Abd El-Rahman, S., Ibrahim Esmail, S., Bakr Khalil, H., & El-Razaz, Z. (2020). Biomimicry inspired Adaptive Building Envelope in hot climate. Engineering Research Journal, 166, 30–47. DOI:10.21608/erj.2020.135274
27. Nadiri, P., Mahdavinejad, M., & Pilechiha, P. (2019). Optimization of building façade to control daylight excessiveness and view to outside. Journal of Applied Engineering Sciences, 9(2), 161–168. https://doi.org/10.2478/jaes-2019-0022
28. Razazi, S., Mozaffari Ghadikolaei, F., & Rostami, R. (2022). The effect of external and internal shading devices on energy consumption and co2 emissions of residential buildings in temperate climate. Space Ontology International Journal, 11(1), 75–89. https://doi.org/10.22094/soij.2022.1950918.1476
29. Sadegh, S. O., Haile, S. G., & 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. Tabares-Velasco, P. C., Christensen, C., & 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
31. Wagdy, A., Elghazi, Y., Abdalwahab, S., & Hassan, A. (2015). The balance between daylighting and thermal performance based on exploiting the kaleidocycle typology in hot arid climate of Aswan, Egypt. In AEI, 300–315. https://doi.org/10.1061/9780784479070.028
32. Yzadi, Y., Shemirani, S. M. M., & 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. https://doi.org/doi: 10.22034/bagh.2020.170445.3984
33. Zarkesh, A., Mahyari, H., & Mahdavinejad, M. (2022). An intelligent adaptive skin from a biomimetic approach for energy consumption reduction. Hoviatshahr, 14(4), 23-35. DOI:10.30495/hoviatshahr.2022.64865.12140
