21695

21695

طراحي مجتمع مسكوني در اقليم گرم و خشك سمنان با استفاده از پوسته ها با تاخير حرارتي بالا

كارشناسي ارشد

معماري پايدار

1396

1398/8/29

دكتر فاطمه مهديزاده سراج - دكتر محمدعلي خانمحمدي

معماري و شهرسازي

چكيده در اين رساله سعي شده تا با تحليل شرايط محيطي و اقليمي بستر طرح به اصول و راهكارهايي جهت كاهش انتقال حرارت در مجموعه هاي مسكوني امروزي دست يافت. همچنين سعي شده است با مطالعه و طبقه بندي ساختمان هاي مسكوني بومي منطقه كه طراحي آنها در طول زمان با آزمون و خطا با توجه به شرايط اقليمي منطقه صورت گرفته ،اصول و راهكارهاي آنها استخراج شود. در اين پروسه هدف رسيدن به جوابي كاملا متفاوت نسبت به طراحي هاي معمول نبوده بلكه دستيابي به روندي منطقي براي طراحي مجتمع مسكوني با تناسبات، جهت گيري و فرم بهينه در اقليم گرم و خشك سمنان مي باشد. تاثير مقاومت حرارتي پوسته هاي خارجي ساختمان بر ميزان كاهش انتقال حرارت، بر كسي پوشيده نيست. شناخت و بررسي عملكرد حرارتي سيستم هاي پوسته خارجي رايج و سنتي، مي تواند در بهبود و افزايش مقاومت حرارتي آنها بسيار موثر باشد. در اين پژوهش ساختار بهينه پوسته خارجي ساختمان از لحاظ جنس و ضخامت لايه هاي مختلف ديوار، ضخامت بهينه پوسته خارجي و چگونگي تركيب دو لايه اصلي با يكديگر بررسي مي شوند و ساختاري كه از لحاظ انتقال حرارت بهينه و مقرون به صرفه باشد، تعيين مي گردد. روش پژوهش در اين رساله بر مبناي پژوهش علي و شبيه سازي است. ابزار مورد استفاده در اين پژوهش نرم افزار هاي Ubakus, BuildDesk,Galapagos, Grasshopper مي باشند. با توجه به نياز پژوهش، با استفاده از استانداردهاي بين المللي و مجموعه دستورالعمل هاي مبحث 19، تركيب لايه هاي مصالح تشكيل دهنده پوسته در حالات گوناگون، با بهره گيري از اين نرم افزارها مورد تحليل قرار گرفته تا بتوان به مقدار بهينه ضريب انتقال حرارت و ضخامت لايه ها در اين اقليم دست يافت. بهينه ترين حالت ضخامت پوسته در تركيب خشت و بلوك سفالي با ضخامت 41 سانتيمتر (ضخامت پوسته بدون در نظر گرفتن عايق 47 سانتيمتر) مي باشد. همچنين با ثابت در نظر گرفتن مقدار ضريب انتقال حرارت 02/1 براي پوسته خارجي، بهينه ترين حالت ضخامت پوسته با وجود يك نوع از مصالح ، پوسته بلوك سفالي با عايق هوا (با ضخامت كلي پوسته 37 سانتيمتر) مي باشد. روش پژوهش ارائه شده مي تواند به عنوان پايه و اساس توسعه دستورالعمل هاي طراحي جامع و روش هايي جهت بهينه سازي ضخامت پوسته خارجي در واحدهاي مسكوني اقليم گرم و خشك باشد. همچنين اين امر مي تواند با در نظر گرفتن عايق هاي حرارتي، نسبت پنجره به ديوار، چيدمان لايه هاي تشكيل دهنده، چگونگي اتصالات اين لايه ها به يكديگر، در نظر گرفتن تعداد لايه هاي اصلي بيشتر و حتي با در نظر گرفتن مصالح خارجي نما و ... عرصه جديدي در اين پژوهش براي ساير محققان فراهم كند. واژه‌هاي كليدي: عملكرد حرارتي، پوسته هاي خارجي، انتقال حرارت، بهينه يابي، تاخير حرارتي، مجتمع مسكوني، گرم و خشك

1398/11/15

Designing the residential complex with emphasizing on envelopes with high thermal lag materials in hot arid climates (case study: The city of Semnan)

2/4/2020 12:00:00 AM

Abstract In this dissertation, it is attempted to attain the principles and strategies for reducing heat transfer in contemporary residential buildings by analyzing the environmental and climatic conditions of the project site. It has also attempted to extract principles and solutions of vernacular residential buildings that have been tested over time by trial and error according to the local climatic conditions by studying and classifying them on their site. The purpose of this process is not to achieve a completely different solution to the usual designs, but to achieve a logical process for designing a residential complex with optimal proportion, orientation and configuration in the hot and dry climate of Semnan. The effect of the thermal resistance of the exterior envelopes of buildings, on the rate of heat transfer reduction, is quite clear. Evaluating the thermal performance of vernacular and contemporary exterior building envelopes systems can be very effective in improving and increasing their thermal resistance. In this research, the optimal and economic structure of the exterior envelope of buildings is analyzed in terms of material layers and their thickness. The research method in this paper is based on library studies, simulation, and optimization. Ubakus, BuildDesk, Galapagos, Grasshopper software are employed to simulate and calculate the thermal characteristics, which were extracted and compared to the calculated data according to the Code 19 of Iranian National Building Regulations. The composition of material layers in different scenarios has been analyzed using the above softwares to achieve the optimum amount of U-value and thickness of the layers in hot and dry climates. As a result, the optimum envelope thickness is the composition of adobe and Hollow clay block with the thickness of 41 cm (envelope thickness without insulation=47Cm). Considering the U-value of 1/02 for the exterior envelope, the most optimal exterior envelope thickness with one type of material is the Hollow clay block envelope with air insulation (with a total exterior envelope thickness of 37 cm). The proposed research method can be the basis for the development of comprehensive design thermal comfort guidelines and methods for optimizing the thermal performances of the exterior envelope in residential units of hot and dry climate. It can also provide a new field in this research for other researchers by considering insulating layers, window-to-wall ratio, layers layout (The location of individual layers), layers overlap, considering more main layers and even considering the exterior envelope materials, etc. Keywords: Thermal Performance, Exterior envelope, U-value, Optimization, Time-lag, Residential complex

طراحي مجتمع مسكوني در اقليم گرم و خشك سمنان با استفاده از پوسته ها با تاخير حرارتي بالا

Designing the residential complex with emphasizing on envelopes with high thermal lag materials in hot arid climates (case study: The city of Semnan)