23972

بهينه‌سازي جداره‌هاي آتريوم ساختمان اداري در تهران با هدف كاهش مصرف انرژي و افزايش تابش دريافتي

كارشناسي ارشد

مهندسي معماري پايدار

1396

1399/12/14

دكتر محسن فيضي - دكتر عباس تركاشوند

معماري و شهرسازي

امروزه يكي از موضوعات مهم در معماري،تامين روشنايي فضاي اداري توسط نور روز است. يكي از راه هاي تامين نور روز در فضاهاي اداري، آتريوم مي باشد. آتريوم ها در عين حال كه مي‌توانند با هدايت نور به فضاهاي داخلي ساختمان باعث كاهش مصرف انرژي شوند اما به طور همزمان مي توانند باعث تشديد گرما شده و بدين ترتيب بارهاي گرمايشي و سرمايشي را به ساختمان تحميل كنند. برقرار كردن تعادل بين متغيرهاي موجود، باعث پيچيدگي فرايند طراحي آتريوم ها مي‌شود. اﺳﺘﻔﺎده از روشﻫﺎي ﺑﻬﯿﻨﻪﺳﺎزي، يكي از راه‌هايي است كه مي‌تواند به حل اين موضوع كمك كند. پژوهش‌هايي در زمينه‌ي مشخصات آتريوم‌ها انجام شده اما به نظر مي‌رسد هنوز هم مشخصاتي از آتريوم‌ها وجود دارد كه مي‌توان به طور دقيق‌تر به آن‌ها پرداخت. از جمله اين مشخصات مي‌توان به زاويه‌ي جداره‌هاي آتريوم و درصد بازشوها پرداخت. به نظر مي‌رسد محاسبات دقيق براي طراحي آتريوم، توسط طراحان كم‌تر لحاظ شده و اين موضوع خود باعث افزايش بارهاي حرارتي و كاهش كارايي آتريوم‌ها مي‌شود. در اين راستا ‌پژوهش‌ حاضر به دنبال مشخصات بهينه براي شاخص هاي فوق در طراحي آتريوم‌ها با هدف افزايش كارايي آن‌ها در جهت كاهش مصرف انرژي مي‌پردازد . در اين پژوهش يك ساختمان اداري در شهر تهران؛ را به عنوان مدل پايه مورد استفاده قرار گرفته‌است. اين پژوهش در دو مرحله صورت گرفته است.در مرحله‌ي اول شامل،مطالعات كتابخانه‌اي و استخراج مشخصات تاثيرگذار در طراحي آتريوم‌ها ، شاخص‌هاي ارزيابي انرژي ، بهينه‌سازي و رابطه‌ي بين اين سه پرداخته مي‌شود. مرحله ي دوم به شبيه‌سازي اختصاص دارد. در اين مرحله ابتدا يك ساختمان اداري با مشخصات عمومي مدل شده و سپس از طريق يك الگوريتم بهينه‌سازي، به جستجو‌ي مقادير مناسب براي پارامترها از پيش‌گفته پرداخته شده است. در نهايت مجموعه‌اي از پاسخ بهينه كه شامل آتريوم‌هايي با درصد بازشو و زاويه جداره‌هاي بهينه استراج شده و به عنوان دستاورد در اختيار طراح قرار مي‌گيرد. يافته‌هاي اين پژوهش حاكي از آن است كه مقدار مصرف انرژي سالانه مدل پايه تا 11% كاهش پيدا كرد. اين در حالي است كه مقدار نور روز دريافتي مدل بهينه حدود 55% رشد داشته است و مقادير نامناسب نور روز به شكل قابل ملاحظه اي كاهش داشت.

1400/04/02

Optimization of the atrium walls of the office building in Tehran with the aim of reducing energy consumption and increasing the received radiation

1/1/1900 12:00:00 AM

Today, one of the most important issues in architecture is the provision of office space lighting by daylight. Atrium is one of the ways to provide daylight in office spaces. Atriums can reduce energy consumption by directing light into the building's interior, but they can also intensify the heat, thus imposing heating and cooling loads on the building. Balancing existing variables complicates the design process of atriums. The idea of ​​an optimization method is one of the ways that can help solve this issue. Research has been done on the characteristics of atriums, but it seems that there are still characteristics of atriums that can be analyzed in more detail. These characteristics include the angle of the atrium walls and the percentage of openings. Accurate calculations for atrium design seem to be less commonly used by designers, which in turn increases the thermal load and decreases the efficiency of the atriums. In this regard, this research paper seeks the optimal specifications for the above indicators in the design of atriums to increase their efficiency and to reduce energy consumption. In this research, an office building in Tehran has been used as the base model. This research has been done in two stages. In the first stage, including library research and extraction of effective features in the design of atriums, energy evaluation indicators, optimization, and the relationship between these three are discussed. The second stage is dedicated to simulation. At the first stage, an office building with general specifications is modelled and then through an optimization algorithm, the appropriate values ​​for the aforementioned parameters are searched. Finally, a set of optimal responses, including atriums with the percentage of opening and the angle of the optimal walls, are extracted and provided to the designer as an achievement. The findings of this study indicate that the annual energy consumption of the base model decreased by 11%. However, the amount of daylight received by the optimal model has increased by about 55% and inappropriate amounts of daylight have decreased significantly.

بهينه سازي , آتريوم

optimization , atrium