26874

طراحي واحد همسايگي مسكوني با رويكرد كاهش مصرف انرژي از طريق بهينه‌سازي چيدمان بلوك‌ها در اقليم گرم و مرطوب (مطالعه موردي جزيره كيش)

كارشناسي ارشد

مهندسي معماري

1398-1401

1401/04/12

هانيه صنايعيان، مهدي خاكزند

معماري و شهرسازي

اولين گام براي كاهش ميزان مصرف انرژي در شهرها، توجه به جايگذاري و چيدمان درست ساختمان‌‌ها در مقياسي‌ بزرگ‌تر از مقياس يك ساختمان مي‌باشد چراكه بخش عمده‌اي از ميزان مصرف انرژي شهري مربوط به ساختمان‌هاي مسكوني بوده و يكي از عوامل مهم موثر بر آن، نحوه چيدمان اين ساختمان‌ها در محله‌ها مي‌باشد. با اين وجود اغلب پژوهش‌هايي كه تا كنون در اين حوزه انجام شده‌اند، ميزان مصرف انرژي يا عملكرد حرارتي ساختمان‌ها را در مقياس خرد بررسي نموده‌اند. هدف اين پژوهش دستيابي به بهينه‌ترين چيدمان‌هاي بلوك‌هاي ساختماني كه كمترين ميزان مصرف انرژي سرمايشي و گرمايشي را دارا مي‌باشند در اقليم گرم و مرطوب (نمونه موردي جزيره كيش) است كه به دليل شرايط خاص آب و هوايي و سرعت بالاي توسعه و ساخت و ساز از موقعيت به خصوصي برخوردار مي‌باشد. براي انجام اين پژوهش ابتدا با روش تحليل محتوا، مهم‌ترين پارامترهاي مربوط به چيدمان بلوك‌ها كه در ميزان مصرف انرژي تاثيرگذار هستند شناسايي شده و سپس با روش كمي و از طريق بهينه‌سازي چندپارامتري بوسيله الگوريتم ژنتيك، پارامترهاي شناسايي شده با هدف به حداقل رساندن ميزان مصرف انرژي سرمايشي و گرمايشي، بهينه‌سازي گشته و به دنبال آن بهترين الگو‌هاي چيدمان بلوك‌هاي مسكوني در يك واحد همسايگي كه داراي كمترين ميزان مصرف انرژي سرمايشي و گرمايشي مي‌باشند استخراج و مورد تحليل و بررسي قرار خواهند گرفت. نرم افزارهاي مورد استفاده در اين پژوهش، نرم‌افزارهاي شبيه‌سازي پارامتريك شامل Rhino و Grasshopper و پلاگين‌هاي Ladybug و Honeybee جهت محاسبه ميزان مصرف انرژي كل ساليانه خواهد بود. نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد كه از طريق بهينه‌سازي چيدمان بلوك‌‌ها مي‌توان تا حدود 37 درصد در ميزان مصرف انرژي سرمايشي و گرمايشي صرفه‌جويي نمود. همچنين طبق نتايج اين پژوهش نسبت طول به عرض بنا تاثيرگذارترين پارامتر در ميزان مصرف انرژي سرمايشي و گرمايشي در اين اقليم بوده و بهينه‌ترين چيدمان بلوك‌ها نيز، چيدمان‌هاي پلكاني با جهت‌گيري به سمت شرق و چيدمان خطي با جهت‌گيري به سمت غرب مي‌باشند.

1401/05/26

Designing of residential neighborhood unit with the approach of reducing energy consumption by optimizing blocks layout in hot and humid climate (Case study of Kish Island)

7/3/2023 12:00:00 AM

the first step to reducing energy consumption in cities is to pay attention to the correct placement and layout of buildings on a larger scale than the scale of a building, because a major part of the amount of energy consumption in cities is belong to residential buildings and the layout of these buildings in the neighborhoods is one of the most important factors affecting it. However most of the research in this area has examined the energy consumption or thermal performance of buildings on small scale of a single building. The present study aims to achieve the most optimal layouts of building blocks that have the lowest Cooling and heating energy consumption in hot and humid climate (case study of Kish Island) which has a special position due to special weather conditions and high speed of development and construction. In this study, first, the most important parameters of the blocks layout that affect the amount of energy consumption were identified by content analysis method. then by quantitative method and through Multi-parametric optimization by genetic algorithm, the identified parameters have been optimized in order to minimize cooling and heating energy consumption and subsequently the best patterns of blocks layout in a neighborhood unit with the lowest energy consumption have been extracted and analyzed. The softwares used in this research were parametric simulation software including Rhino and Grasshopper and plugins for calculating total annual energy consumption including Ladybug and Honeybee. The results of this study show that optimization of the residential blocks layout save up to 37% in Cooling and heating energy consumption and the length to width ratio of the building has been the most effective parameter in energy consumption in this climate. Also, the most optimal blocks layouts were stepped layout with orientation toward the east and linear layout with orientation toward the west.

بهينه‌سازي ‌پارامتريك , چيدمان بلوك‌ها , مصرف انرژي , نسبت طول به عرض بلوك , جهت‌گيري بلوك , نسبت ارتفاع به فاصله جانبي بين بلوك‌ها

Parametric optimization , Blocks layout , Energy consumption , Length to width ratio , Orientation , Height to width ratio (H/W)

Faezeh Hosseini

Dr. Haniyeh Sanaieian , Dr. Mehdi khakzand