بهينه سازي جهت سازه هاي ساختماني بر اساس تابش انرژي خورشيد در همدان
محورهای موضوعی :سيد محمد حسيني 1 , زهرا حجازي زاده 2 , علیرضا کربلایی 3 , عبدالرضا كاشكي 4
1 - جغرافیا
2 - دانشگاه خوارزمي
3 - دانشگاه خوارزمی
4 - دانشگاه حكيم سبزواري
کلید واژه: اقليم معماري, تابش خورشيد, جهت ساختمان, كسينوس استيونسون, همدان,
چکیده مقاله :
امروزه ارتباط اقليم معماري در طراحي جهت سازه هاي ساختماني و تابش انرژي خورشيد كاملاً مشهود است. لذا بهينه سازي جهت اين سازه ها در دوره ي گرم و سرد سال سبب كاهش مصرف انرژي و افزايش بهره وري مي گردد. در اين راستا، پژوهش حاضر سعي دارد ضمن واكاوي شرايط تابشي در همدان، جهت بهينه ساختمان در مواقع گرم با کمترین دريافت انرژي و در مواقع سرد با بیشترین انرژي خورشيدي شناسايي شود. براي نيل به اين هدف و محاسبه ي شدت تابش خورشيدي بر سطوح قائم ساختما ن ها در همدان از برنامه نویسی در نرم افزار Excel و روش محاسباتي كسينوس استيونسون محاسبه و براي تفكيك دوره هاي سرد و گرم از نمودار محاسب دماي مؤثراستفاده شد. نتايج نشان داد كه موقعيت ويژه جغرافيايي همدان شامل قرارگيري آن در نيمه ي غربي كشور، سردسير بودن و همجواري آن با رشته كوه زاگرس- الوند سبب شده است كه در اغلب ماه هاي سال(مگر در تابستان و ميانه ي روز)، نياز به انرژي خورشيدي بالا باشد. همچنين نتايج حاكي از اين است كه مناسب ترين جهت براي نماي ساختمان هاي يك طرفه جهت جنوب با انحراف 15 درجه اي به سمت شرق و غرب است. براي ساختمان هاي دوطرفه جهت شمال- جنوب ايده آلترين جهت است زيرا 6/18درصد انرژي تابيده شده خورشيد مربوط به دوره ي گرم سال و 4/81 درصد انرژي مربوط به دوره سرد سال است. در ساختمان هاي چهارطرفه به ويژه مجتمع هاي طبقاتي و آپارتماني نيز امتداد 75+، 105- ، 165+ و15- بهترين جهات است. در اين جهات، 5/29 درصد از انرژي خورشيدي مربوط به دوره ي گرم سال و 5/70 درصد انرژي به دوره سرد سال تعلق دارد.
Today, the relationship between architectural climate and design for building structures and solar radiation is quite evident. Therefore, optimization of these structures during the warm and cold years will reduce energy consumption and increase productivity. In this regard, the present study tries to investigate the radiation conditions in Hamedan to optimize the building in hot weather with the lowest energy intake and in cold weather with the highest solar energy. In order to achieve this goal and calculating the solar radiation intensity on the vertical surfaces of buildings in Hamedan, using Excel software, the computational method was calculated by Cisco Stevenson, and the effective temperature calculations were used to distinguish between cold and hot periods. The results showed that the special geographical position of Hamedan, including its placement in the western half of the country, its coldness and its proximity to the Zagros-Alvand mountain range, has caused the need for energy in most months of the year (except in the summer and middle of the day) The sun is high. Also, the results indicate that the most suitable direction for the view of one-way buildings is to the south with a deviation of 15 degrees eastward and west. For the two-way buildings, the north-south direction is the ideal direction, because 18.6% of the sun's energy is related to the warm year and 81.4% of the cold year's energy. In four-sided buildings, especially class and apartment complexes, there are +75, 105, +165 and -15 best ones. In this regard, 29.5 percent of the solar energy is related to the warm year and 70.5 percent of the energy to the cold season
1. اكبري، حسن؛ هادوي، فرامرز؛ زماني، مهدي و عليپور، يوسف(1395)، تعیین جهت¬هاي مناسب استقرار ساختمان به منظور دریافت بهینه تابش خورشیدي در شهر زنجان، فصلنامه آمایش محیط، شماره 33، 173-155.
2. برزگر، زهرا و حیدري، شاهین(1392)، بررسی تاثیر تابش دریافتی خورشید در بدنه¬هاي ساختمان بر مصرف انرژي بخش خانگی، نشریه هنرهاي زیبا، معماري و شهرسازي، شماره 18، 56-45.
3. بهادري¬نژاد، مهدي و یعقوبی، محمود(1385)، تهویه و سرمایش طبیعی در ساختمان¬هاي سنتی ایران، مرکز نشر دانشگاهی، تهران.
4. حجازی¬زاده، زهرا، کربلایی، علیرضا (1395). مقدمه‌ای بر اقلیم آسایش حرارتی و شاخص‌های آن. تهران: انتشارات آکادمیک و انجمن جغرافیای ایران.
5. حسین¬آبادي، سعید؛ لشکري، حسن و سلمانی¬مقدم، محمد(1391)، طراحی اقلیمی ساختمان¬هاي مسکونی شهر سبزوار با تاکید بر جهت¬گیري ساختمان و عمق سایبان، فصلنامه جغرافیا و توسعه، شماره 27، 116-103.
6. خسروي، محمود؛ جهانبخش¬اصل، سعيد؛ درخشي، جعفر(1392)، برآورد و پهنه¬بندي تابش خورشيدي دريافتي در سطح افقي با استفاده از پارامترهاي اقليمي در محيط GIS، مطالعه موردي: استان آذربايجان شرقي، فضاي جغرافيايي، شماره 43، 39-63
7. سبزپوشانی، مجید؛ خراساني¬زاده، حسين و شيخ¬زاده، قنبرعلي(1385)، بررسی تاثیر جهت گیري، جنس و رنگ جداره بیرونی ساختمان بر حرارت اکتسابی از خورشید، پنجمین همایش بهینه سازي مصرف سوخت در ساختمان، سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور، تهران.
8. شمس، مجيد و خداكرمي، مهناز(1389)، بررسي معماري سنتي همساز با اقليم سرد، مطالعه موردي: سنندج، فصلنامه آمايش محيط، شماره 10، 115-100.
9. عزیزي، قاسم(1383)، تغییر اقلیم، نشر قومس، چاپ اول، تهران.
10. عيالي، حامد و موحد، خسرو(1394)، تعيين جهت بهينه ي حياط مركزي خانه¬هاي دوره¬ي قاجار شيراز بر اساس ميزان دريافت تابش انرژي خورشيدي، جغرافيا و توسعه، شماره 42، 182-161.
11. فرج¬زاده، منوچهر و عباسي، محمد حسين(1391)، بهینه سازي جهت ساختمان¬هاي شهر قیر در رابطه با تابش آفتاب با استفاده از روش روابط کسینوس، فصلنامه جغرافیایی سرزمین، شماره 35، 59-43.
12. كسمايي، مرتضي(1384)، اقليم و معماري، انتشارات خاك، چاپ دوم، تهران.
13. لشكري، حسن؛ سلکی، هیوا و طاهائی، فاطمه(1391)، بهینه¬سازي جهت-گیري بناهاي ساختمانی در شهر سقز بر اساس شرایط اقلیمی، مجله جغرافیا و توسعه ناحیه اي، شماره 18، 97-75.
14. لشكري، حسن؛ موزومی، سارا؛ سلکی، هیوا و لطقی، کورش(1390)، بهینه¬سازي جهت گیري بناهاي ساختمانی در شهر اهواز بر اساس شرایط اقلیمی، جغرافیاي طبیعی، شماره 12، 62-45.
15. مبنا، مشاوران بهسازي و نوسازي انرژي(1392)، گزارش قرارداد طراحي و ساخت ساختمان انرژي صفر، شماره قرارداد 120/815، 81-1.
16. محمدزاده، رحمت؛ جهاني، مقصود و قرخاني¬شجاعي، رضا(1394)، مطالعه ميزان انطباق مساكن شهر جلفا با زاويه تابش آفتاب، فصلنامه¬ علمی پژوهشی فضای جغرافیایی، شماره 52، 135-117.
17. مديري، مهدي؛ سميه، ذهاب ناظوري؛ علي¬بخشي، زهرا؛ افشارمنش، حميده و عباسي، محمد(1391)، بررسي جهت مناسب استقرار ساختمان¬ها بر اساس تابش آفتاب و جهت باد (مطالعه موردي: شهر گرگان)، فصلنامه جغرافيا (برنامه ريزي منطقه اي)، شماره 2، 156-141.
18. واتسون، دانلد؛ کنت، لابز(1387)، طراحي اقليمی، اصول نظری و اجرایی کاربرد انرژی در ساختمان، برگردان: قبادیان، وحيد و مهدوي، محمد فيض، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ هشتم، تهران.
19. Borong, L., Gang, T., Peng, W., Ling, S., Yingxin, Z., Guangkui, Z., (2004), Study on the thermal performance of the Chinese traditional vernacular dwellings in summer, Energy and Building, 36: 73-79.
20. Camuffo, D, (1998), Microclimate for Cultural Heritage, Elsevier, New York.
21. Capeluto, G., (2002), Energy performance of the self-shading building envelope, Energy and Buildings, 327-336.
22. Espriella, C, (2002), Improving Comfort by Using Passive Climatic Design: The Case of an Existing Medium scaled Institutional Building in Bogotá, Colombia, Architecture, Energy & Environment HDM– Housing Development and Management, Lund University, Sweden, 1-14.
23. Jaber, S., Ajib, S. (2011), Optimum, technical and energy efficiency design of residential building in Mediterranean region, Energy and Buildings, 43: 1829-1834.
24. Jahansson, E., (2006), Influences of urban geometry on outdoor thermal comfort in a hot dry climate; A Study in Fez, Morocco, Building and Environment, 41 (10): 1326-1338.
25. Kaza, N. (2010), Understanding the spectrum of residential energy consumption: A quintile regression approach, Energy Policy, 38: 6574-6585.
26. Moghadam, H., Farshchi Tabrizi, F., Zolfaghari Sharak, A., (2011), Optimization of Solar Flat Collector Inclination, Desalination, 1-3: 107-111.
27. Scofield, M. P., (1985), the impact of building orientation on residential heating and cooling, Energy and Buildings, 8: 205- 224.
28. Wan, Kevin K.W., Cheung, K. L., Dalong, Liu, Lam, Joseph C., (2008), Impact of modeled global solar radiation on simulated building heating and cooling loads, Energy Conversion and Management, 662-667.
29. Yao, J., Zhu, N., (2011), Enhanced supervision strategies for effective reduction of building energy consumption–A case study of Ningbo, Energy and Buildings, 43:2197-2202.
30. Zamani, Mahdi, Akbari, Hassan, Hadavi, Faramarz (2016). Best Orientation Determination of Buildings in Zanjan City Based on Solar Radiation. Armanshahr Architecture & Urban Development, 16: 85-94
