شماره ركورد
34180
پديد آورنده
محيا اردستاني قهي
عنوان
ارائه مدل هاي بهينه سازي معيارهاي پايداري در ساختمانهاي مسكوني
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي و مديريت ساخت
سال تحصيل
1404
تاريخ دفاع
1404/07/28
استاد راهنما
دكتر سيد سجاد ميرولد
استاد مشاور
-
دانشكده
مهندسي عمران
چكيده
تحقق پايداري در حوزه ساخت از ضروريترين رويكردها در مواجهه با چالشهاي زيستمحيطي، اجتماعي و اقتصادي امروز است. در اين چارچوب، پژوهش حاضر با هدف بررسي و بهبود نوع و ضخامت عايق حرارتي در ديوارهاي خارجي ساختمانهاي مسكوني طراحي شد تا بتوان بهطور همزمان به سه بعد كليدي پايداري شامل ابعاد زيستمحيطي، اجتماعي و اقتصادي دست يافت. براي دستيابي به اين اهداف، يك ساختمان نمونه در اقليم شمال ايران با استفاده از نرمافزار DesignBuilder شبيهسازي گرديد. پنج نوع عايق حرارتي در سه ضخامت مختلف ارزيابي شدند و نتايج به محيط MATLAB منتقل شد تا با بهرهگيري از روش تحليل چندهدفه و جبهه پارتو (دوبعدي و سهبعدي) بهترين تركيبها شناسايي شوند. علاوه بر تحليل پارتو، بهمنظور بررسي دقيقتر رفتار سناريوها و فراهمسازي امكان مقايسه مستقيم عملكرد، فرآيند نرمالسازي شاخصها نيز اجرا شد تا ميزان همخواني نتايج پارتو و تحليل عددي مشخص شود.
در بهترين سناريو اين پژوهش (عايق پلييورتان با ضخامت 10 سانتيمتر)، در بعد زيستمحيطي، انرژي كل سالانه به مقدار 01/13٪، مصرف برق 29/8٪، مصرف گاز 69/13٪ ، بار سرمايش 79/15% ، بار گرمايش 36/15% و انتشار دياكسيدكربن 78/11٪ نسبت به حالت پايه كاهش يافت. در بعد اجتماعي ساعات عدمآسايش 96/8٪ كاهش پيدا كرد؛ شاخص PPD نيز حدود 6/1٪ بهبود نشان داد. همچنين از نظر اقتصادي، استفاده از عايق باعث كاهش 09/19 درصدي در هزينه سالانه انرژي گرديد، هرچند اين اقدام باعث افزايش هزينه اوليه مربوط به خريد و نصب عايق حرارتي شد.
در مجموع يافتهها نشان دادند كه عايقكاري موجب كاهش محسوس مصرف انرژي و بهبود شرايط آسايش حرارتي ميشود. با اين حال، به دليل تعرفههاي پايين انرژي در ايران، از نظر اقتصادي فاقد توجيه كافي است. مقايسه بينالمللي با كشورهايي همچون تركيه، آمريكا، آلمان و دانمارك نشان داد كه در كشورهايي با تعرفه متوسط و بالا، عايقكاري علاوه بر مزاياي زيستمحيطي و اجتماعي، از نظر اقتصادي نيز بسيار بهصرفه است. اين پژوهش با تركيب مدلسازي دقيق اقليمي، تحليل چندمعياره و مقايسه بينالمللي، نوآوريهايي ارائه ميدهد كه ميتواند مبناي سياستگذاري انرژي، تدوين مقررات ملي ساختمان و تصميمگيريهاي فني در طراحي پايدار قرار گيرد. نتايج همچنين نشان ميدهند كه در صورت اصلاح سياستهاي يارانهاي يا تغيير تعرفهها، عايقكاري در ايران نيز ميتواند به يك گزينه اقتصادي و ضروري تبديل شود.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/09/25
عنوان به انگليسي
Developing Optimization Models for Sustainability Criteria in Residential Buildings
تاريخ بهره برداري
10/20/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محيا اردستاني قهي
چكيده به لاتين
Achieving sustainability in the construction sector is one of the essential approaches for addressing today’s environmental, social, and economic challenges. In this context, the present study was designed to investigate and improve the type and thickness of thermal insulation applied to the exterior walls of residential buildings, with the aim of simultaneously meeting the three key dimensions of sustainability: environmental, social, and economic. To achieve these objectives, a representative building located in the northern climate of Iran was simulated using the DesignBuilder software. Five types of thermal insulation in three different thicknesses were evaluated, and the results were transferred to MATLAB for multi-objective analysis and identification of optimal combinations through two-dimensional and three-dimensional Pareto front assessment. In addition to Pareto analysis, a normalization process was applied to the performance indicators to enable more direct comparison of scenarios and to examine the consistency between the numerical evaluation and the optimization outcomes.
In the best scenario identified in this research (polyurethane insulation with a thickness of 10 cm), significant improvements were observed. Environmentally, total annual energy consumption decreased by 13.01%, electricity use by 8.29%, natural gas consumption by 13.69%, cooling load by 15.79%, heating load by 15.36%, and CO₂ emissions by 11.78% compared to the base case. Socially, annual hours of thermal discomfort were reduced by 8.96%, and the PPD index showed an improvement of approximately 1.6%. Economically, the use of insulation led to a 19.09% reduction in annual energy costs, although it introduced higher upfront costs due to the purchase and installation of the insulation layer.
Overall, the results demonstrated that the application of thermal insulation significantly reduces energy consumption and improves indoor thermal comfort. However, due to Iran’s low energy tariffs, this measure does not currently offer strong economic justification. A comparative assessment with countries such as Turkey, the United States, Germany, and Denmark revealed that in regions with medium to high energy prices, insulation not only provides environmental and social benefits but is also economically advantageous. By integrating detailed climatic modelling, multi-criteria analysis, and international comparison, this research offers contributions that can support energy policy development, building code refinement, and technical decision-making for sustainable design. The findings also indicate that with future adjustments in subsidy policies or changes in energy tariffs, thermal insulation could become an economically viable and essential solution in Iran.
كليدواژه هاي فارسي
پايداري ساختمان , عايق حرارتي , تحليل زيست محيطي , تحليل اجتماعي , تحليل اقتصادي
كليدواژه هاي لاتين
Building sustainability , thermal insulation , environmental analysis , social analysis , economic analysis
Author
Mahya Ardestani Ghehi
SuperVisor
Dr. Seyyed Sajad Mirvalad