تدوین استراتژیهای طراحی اقلیمی برای ساختمان‌های آموزشی در شرایط اقلیمی شهر دزفول | ||
| فصلنامه علمی توسعه پایدار محیط جغرافیایی | ||
| دوره 4، شماره 7، بهمن 1401، صفحه 129-141 اصل مقاله (1.75 M) | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.52547/sdge.4.7.129 | ||
| نویسندگان | ||
| ژاله نتاج انصار1؛ رضا برنا* 2؛ جعفر مرشدی3 | ||
| 1دانشجوی دکتری تخصصی آب و هواشناسی، گروه جغرافیا، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران | ||
| 2دانشیار گروه جغرافیا، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران | ||
| 3استادیار گروه جغرافیا، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران | ||
| چکیده | ||
| چکیده مبسوط پیشینه و هدف؛ طراحی اقلیمی ساختمان روشی است که به کاهش تقاضای انرژی ساختمان برای گرمایش و سرمایش کمک می‌کند و همچنین هدف آن استفاده از منابع انرژی طبیعی به‌منظور ایجاد آسایش بیشتر و کاهش استفاده از سوخت های فسیلی در ساختمانها است. اهداف این استراتژی شامل کاهش اتلاف انرژی حرارتی ساختمانها، کاهش اثرات باد بر اتلاف انرژی حرارتی ساختمان، تأمین تهویه فضاهای داخلی، بهره‌مندی از شرایط اقلیمی مناسب بیرون، بهره‌مندی از انرژی خورشیدی برای تقاضای گرمایش ساختمان و حفاظت ساختمان در برابر نور خورشید می باشد. مواد و روش‌ها؛ در این تحقیق به تدوین استراتژی طراحی ساختمان‌های آموزشی در شرایط اقلیمی شهر دزفول پرداخته شده است. برای این کاراز داده‌های ساعتی ایستگاه سینوپتیک دزفول در بازه زمانی (2019-1986) در محیط نرم افزار مشاور اقلیم به روش استاندارد(اشری 55) استفاده شده است. پس از دریافت و استاندارسازی داده‌های ساعتی عناصر مختلف جوی، و بارگذاری این داده ها در نرم افزار مشاور اقلیم نتایج تجزیه‌وتحلیل شده و مناسب ترین الگوی معماری برای مراکز آموزشی شهر دزفول ارائه شده است. یافته‌ها و بحث: بر اساس استراتژی های خروجی از نرم افزار مشاور اقلیم و بازدیدهای میدانی از مدارس شهر دزفول هم در معماری مدارس قدیم و مدارس جدید التاسیس ، 9 استراتژی برای طراحی پایدار مدارس در این شهر تدوین و ارائه شد.بر پایه اصول و عوامل اصلی موثر بر آسایش و رعایت اصولی همچون : سایه‌اندازی پنجره‌ها، جرم حرارتی بالا، سرمایش تبخیری، تهویه اجباری فن و گرمایش به اضافه رطوبت ، ارائه می شود.برای استفاده حداکثر از توانمندی‌های اقلیمی شهر دزفول در دوره فعالیت مدارس و پرهیز از شرایط نامطلوب اقلیمی مناسب‌ترین جهتگیری برای ساز‌های نورگیر و بازشوها جهت جنوب مناسب ترین جهت گیری و جهت‌های نزدیک به آن در رتبه دوم برای مدارس شهر دزفول توصیه می‌گردد. برای مدارسی که قبلاً احداث شده و چاره‌ای بجز استفاده از این مدارس وجود ندارد. با کاشت درخت در امتداد دیوارها و باز شو‌های نامطلوب ، اثرات نامطلوب حاصل از تابش خورشید را به حداقل رساند. نتایج حاصل از بازدید میدانی از مدارس شهر نشان می دهد که در طراحی و ساخت مدارس تازه تأسیس، جهتگیری جنوب بیشتر از مدارس قدیم رعایت شده است. نتیجه‌گیری: تضاد بین معماری و اقلیم منجر به افزایش مصرف انرژی برای سرمایش و گرمایش ساختمان می‌شود؛ و این موضوع علاوه بر آسیب های سلامتی روحی و روانی برای ساکنین، پیامد‌های منفی اقتصادی و زیست‌محیطی دارد؛ بنابراین شناخت شرایط اقلیمی هر سکونتگاه و تعیین استاندارد برای فضاها با توجه به اقلیم هر منطقه ضروری است. در نتیجه طراحی ساختمان‌های آموزشی با کارایی بالا نیازمند استفاده از مدل ها و نرم افزارهای دقیق و علمی دارد. نتایج این تحقیق نشان داد نرم‌افزار Climate Consultant 5.5مشاور اقلیم برای کشف ایده‌های طراحی اقلیمی در ساختمان‌های آموزشی از کارآیی بالایی برای طراحی فضاهای آموزشی دارد.لذا استفاده از این نرم افزار برای طراحی فضاهای آموزشی سایر شهرهای استان نیز استفاده شود. با توجه به این که کودکان و نوجوانان که در قیاس با بزرگسالان آسیب پذیری بیشتری در مقابل شرایط نامطلوب اقلیمی در فضاهای سکونتگاهی و آموزشی دارند، و همین طور در این فضاها آسایش اقلیمی و آرامش روحی برای افزایش کیفیت آموزش بسیار مهم می باشد،طراحی ساختمانی همساز با شرایط اقلیمی بسیار با اهمیت می باشد.برای دستیابی به این الگوی مطلوب کار گذاری دیوارها و بازشوها در امتداد جنوب جغرافیایی و یا جهات نزدیک به آن با تمایل به سمت جنوب شرق مناسب ترین جهت برای طراحی فضاهای آموزشی می باشد.به همین منظور 17 استراتژی برای طراحی و ساخت مدارس این شهر تدوین و ارائه شد. این استراتژی ها می‌تواند مستندی برای طراحان و مهندسان برای دستیابی به طراحی ساخت مدارس و فضاهای آموزشی شهر دزفول با توجه به شرایط اقلیمی این شهر باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| آب و هوا؛ استراتژی؛ ساختمان؛ شهر؛ طراحی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Development of Climate Design Strategies for Educational Buildings in the Climatic Conditions of Dezful | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Jaleh Nattag Ansar1؛ Reza Borna2؛ Jafar Morshedi3 | ||
| 1Department of Geography, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran | ||
| 2Department of Geography, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran | ||
| 3Department of Geography, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Extended Abstract Background and purpose Design of buildings based on climate is a method that helps to reduce energy demand of buildings for heating and cooling to use natural energy sources in order to create more comfort and reduce the use of fossil fuels in buildings. The objectives of this strategy include reducing the loss of thermal energy of buildings, reducing the effects of wind on the loss of thermal energy of buildings, providing ventilation of the interior spaces, benefiting from suitable outside climate, benefiting from solar energy for the heating demand of buildings and protecting buildings from sunlight. Materials and Methods In this study, the design strategy of educational buildings based on climate of Dezful has been developed. For this purpose, the hourly data of the Dezful synoptic station during1986-2019 were used by Climate Consultant and ASHRAE Standard 55. After receiving and standardizing the hourly data of various atmospheric elements, and loading these data into Climate Consultant, the results have been analyzed and the most suitable architectural model for the educational centers of Dezful has been proposed. Findings and discussion Based on the output strategies of Climate Consultant and field visits to the schools of Dezful, the architecture of both the old and new schools, 9 strategies were developed and proposed for the sustainable design of schools in this city based on the factors affecting comfort and the principles such as window shading, high thermal mass, evaporative cooling, forced ventilation by fan and heating in addition to humidity, for the maximum use of the climatic capabilities of Dezful for school activities and avoidance of adverse climate, the most suitable orientation for light-reflecting structures and openings is the south first and second directions close to it for the schools of Dezful. For schools that have already been built and there is no other choice but to use these schools, by planting trees along the walls and undesired openings, the adverse effects of solar radiation can be minimized. The results of the field visits to the city's schools showed that for the design and construction of the new schools, the direction of the south is observed more than the old schools. Conclusion: The conflict between architecture and climate leads to an increase in energy use for cooling and heating of buildings; which has negative economic and environmental consequences in addition to mental and psychological health damage for the residents. Therefore, it is necessary to know the climate of each region and determine the standard for spaces according to the climate of each region. As a result, the design of high-performance educational buildings requires the use of accurate and scientific models and software. The study results showed that Climate Consultant 5.5 is highly effective on the design of educational spaces to discover climate design ideas in educational buildings. Therefore, this software should be used for the design of educational spaces in other cities of the province. Given that children and adolescents are more vulnerable to adverse climate in residential and educational spaces compared to adults, and in these spaces, climatic comfort and peace of mind are very important to increase the quality of education. The building design compatible with the climate is very important. To achieve this desired model, the use of walls and openings along the south or directions close to it towards the southeast is the most suitable for the design of educational spaces. 17 strategies were developed and proposed for the design and construction of schools in this city. These strategies can be a document for designers and engineers to achieve the design and construction of schools and educational spaces in Dezful based on its climate. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Climate, Strategy, Building, City, Design | ||
| مراجع | ||
|
خورشید، باد و نور )استراتژیهای طراحی در معماری همساز با اقلیم( مطالعه موردی: شهر یزد، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 20 ( 56 ،) 240-223 . http://jgs. khu.ac.ir/article-1-3026fa. html - لشکری، ح. و محمدی، ز.، 1394 . تحلیل رابطه جهت و زاویه تابش خورشید و جهتگیری دیوار در انتقال انرژی گرمایی به داخل ساختمان در شهرهای گرمسیری )مطالعه موردی شهر لار(، نگرشهای نو در جغرافیای انسانی، 7 ( 2 ،) 1-20 . http://geography. journals. iau-garmsar.ac.ir/article_664561. html - مدیری، م.، ذهاب ناظوری، س.، علی بخشی، ز.، افشارمنش، ح. و عباسی، م.، 1391 . بررسی جهت مناسب استقرار ساختمانها براساس تابش آفتاب و جهت باد مطالعه موردی: شهرگرگان، جغرافیا )برنامهریزی منطقهای(، 2 ، 156-141 . https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper. aspx?ID=173878 - Alghamdi, S., Tang, W., Kanjanabootra, S. and Alterman, D., 2022. Effect of Architectural Building Design Parameters on Thermal Comfort and Energy Consumption in Higher Education Buildings, Buildings, 12(3), 329. https://doi.org/10.3390/buildings12030329. - Allab, Y., Pellegrino, M., Guo, X., Nefzaoui, E. and Kindinis, A., 2017. Energy and comfort assessment in educational building: Case study in a French university campus”, Energy and Buildings, 143, 202-219. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.11.028 - Ascione, F., Bianco, N., Böttcher, O., Kaltenbrunner, R. and Vanoli, G.P., 2016. Net zero-energy buildings in Germany: Design, model calibration and lessons learned from a case-study in Berlin, Energy and Buildings, 133, 688-710. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.11.028 - Ashwani, K., 2018. Climate Consultant: A Software for Designing Energy Efficient Building, International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET), 2321-9653. https://docplayer.net/140037813 - Baranova, D., Sovetnikov, D., Semashkina, D. and Borodinecs, A., 2017. Correlation of energy efficiency and thermal comfort depending on the ventilation strategy, Procedia Engineering, 205, 503-510. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.10.403 - Gangrade, S. and Sharma, A., 2022. Study of thermal comfort in naturally ventilated educational buildings of hot and dry climate-A case study of Vadodara, Gujarat, India. International, Journal of Sustainable Building Technology and Urban Development, 122-146. https://doi.org/10.3390/buildings5030917 - Hoque, S. and Weil, B., 2016. The relationship between comfort perceptions and academic performance in university classroom buildings, Journal of Green Building, 11(1), 108-117. https://doi.org/10.3390/buildings12030329 http://ijaup. iust.ac.ir/browse. php?a_id=152&sid=1&slc_lang=en&ftxt=1 https://doi.org/10.22712/susb. 20220010 - Humphreys, M.A., 1977. A Study of the Thermal Comfort of Primary School Children in summer, Building and Environment, 12, 231 239. https://doi.org/10.1016/0360-1323(77)90025-7 - Indraganti, M. and Rao, K.D., 2010. Effect of age, gender, economic group and tenure on thermal comfort: A field study in residential buildings in hot and dry climate with seasonal variations, Energy and buildings, 42(3), 273-281. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2009.09.003 - Karjalainen, S., 2012. Thermal comfort and gender: a literature review, Indoor air, 22(2), 96-109. https://doi.org/10.1111/j.1600-0668.2011.00747.x - Larriva, M.T.B., Mendes, A.S. and Forcada, N., 2022. The effect of climatic conditions on occupants’ thermal comfort in naturally ventilated nursing homes, Building and Environment, 214, 108930. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2022.108930 - Li, J., Yu, Z. J., Haghighat, F. and Zhang, G., 2019. Development and improvement of occupant behavior models towards realistic building performance simulation: A review, Sustainable Cities and Society, 50, 101685. https://doi.org/10.1016/j.scs.2019.101685 - Liang, H.H., Lin, T.P. and Hwang, R.L., 2012. Linking Occupants’ Thermal Perception and Building Thermal Performance in Naturally Ventilated School Buildings, Applied Energy, 94, 355-363. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.02.004 - Mishra, A.K., Derks, M.T.H., Kooi, L., Loomans, M.G.L.C. and Kort, H.S.M., 2017. Analysing thermal comfort perception of students through the class hour, during heating season, in a university classroom, Building and Environment, 125, 464-474. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2017.09.016 - Mors, S.T., Hensen, J.L.M., Loomans, M.G.L.C. and Boerstra, A.C., 2011. Adaptive Thermal Comfort in Primary School Classrooms: Creating and Validating PMV-Based Comfort Charts, Building and Environment, 46(12), 2454-2461. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2011.05.025 - Pereira, L.D., Raimondo, D., Corgnati, S.P. and da Silva, M.G., 2014. Assessment of indoor air quality and thermal comfort in Portuguese secondary classrooms: Methodology and results, Building and environment, 81, 69-80. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2014.06.008 - Pérez-Lombard, L., Ortiz, J., Coronel, J.F. and Maestre, I.R., 2011. A review of HVAC systems requirements in building energy regulations, Energy and buildings, 43(2-3), 255-268. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2010.10.025 - Singh, M.K., Ooka, R. and Rijal, H.B., 2018. Thermal comfort in Classrooms: A critical review, In Proceedings of the 10th Windsor Conference—Rethinking Comfort, Windsor, UK, 12-15. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2012.05.388 - Telia, D., Jentschb, M.F. and James, A.B.P., 2012. Naturally Ventilated Classrooms: An Assessment of Existing Comfort Models for Predicting the Thermal Sensation and Preference of Primary School Children, Energy and Build-ings, 53, 166-182. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2012.06.022 - Tushar, W., Wang, T., Lan, L., Xu, Y., Withanage, C., Yuen, C. and Wood, K.L., 2017. Policy design for controlling set-point temperature of ACs in shared spaces of buildings, Energy and Buildings, 134, 105-114. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.10.027 - Wang, Y., Kuckelkorn, J., Zhao, F.Y., Liu, D., Kirschbaum, A. and Zhang, J.L., 2015. Evaluation on classroom thermal comfort and energy performance of passive school building by optimizing HVAC control systems”, Building and Environment, 89, 86-106. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2015.02.023 - Zhang, G., Zheng, C., Yang, W., Zhang, Q. and Moschandreas, D.J., 2007. Thermal comfort investigation of naturally ventilated classrooms in a subtropical region, Indoor and Built Environment, 16(2), 148-158. DOI: 10.1177/1420326X06076792 - Zhang, G., Zheng, C., Yang, W., Zhang, Q. and Moschandreas, D.J., 2007. Thermal Comfort Investigation of Naturally Ventilated Classrooms in a Subtropical Region, Indoor and Built Environment, 16(2), 148-158. - Zomorodian, Z.S. and Nasrollahi, F., 2013. Architectural design optimization of school buildings for reduction of energy demand in hot and dry climates of Iran, International Journal of Architectural Engineering and Urban Planning, 23(1, 2), 41-50. http://ijaup.iust.ac.ir/article-1-152-en.html | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 534 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 442 |
||