31447

بررسي تاثير مساحت و جهت گيري جداره هاي ساختمان بر تابش دريافتي

كارشناسي ارشد

معماري

1400

1403.7.15

دكتر عباس تركاشوند-دكتر هانيه صنايعيان

-

معماري و شهرسازي

جمعيت كره‌ زمين در حال افزايش است و اين مساله نيازي بر افزايش تعداد ساختمان هاي مسكوني ايجاد كرده‌است. بخش زيادي از مصرف انرژي در ساختمان هاي مسكوني ناشي از بارسرمايش و گرمايش مي‌باشد كه حدود 40 درصد از كل مصرف انرژي ساختمان ها را به خود اختصاص داده‌است. يكي از عوامل موثر بر بار سرمايش و گرمايش در ساختمان ها تابش دريافتي مي‌باشد. انرژي تابشي خورشيد توسط سطح خارجي ساختمان جذب شده و سبب افزايش دماي داخل ساختمان مي‌شود. به همين دليل مساحت و جهت گيري سطوح ساختمان يكي از عوامل مهم و تعيين كننده مقدار تابش دريافتي توسط ساختمان مي‌باشند.در حالي كه ميزان اهميت و تاثير مساحت و زاويه جداره بر مقدار تابش دريافتي مشخص نمي‌باشد و روشي براي تعيين اولويت تاثير اين دو پارامتر بر مقدار تابش دريافتي در اقليم هاي متفاوت وجود ندارد. هدف از انجام اين پژوهش بررسي نحوه تاثير مساحت و جهت‌گيري جداره‌هاي ساختمان و مشخص نمودن رابطه و ميزان همبستگي اين دو پارامتر بر مقدار تابش دريافتي مي‌باشد. روش انجام اين كار توليد حالت هاي متفاوت از فرم‌هاي مختلف با درصدهاي مختلف مساحت و زواياي مختلف براي هرجداره ساختمان مي‌باشد كه از طريق شبيه‌سازي و محاسبات براي توليد مدل مولد به صورت پارامتريك در نرم افزار راينو و گرسهاپر و براي محاسبه تابش دريافتي از افزونه ليدي باگ در محيط گرسهاپر درنمونه اقليم شهر تهران استفاده شده‌است. اين روش با پيش بيني الگوي تابش در اقليم هاي گرم و سرد در نيمكره شمالي نقش مساحت و جهت‌گيري جداره‌ها را بر تابش دريافتي ساختمان را مشخص كرده و با اطلاعات ارائه شده در مراحل ابتدايي طراحي به طراحان امكان مقايسه آلترناتيو هاي متفاوت حجمي و انتخاب بهترين گزينه از لحاظ تابش دريافتي براي مراحل بعد جهت كاهش بار سرمايش و گرمايش و درنهايت كاهش مصرف انرژي مي‌دهد . يافته هاي اين پژوهش در اقليم تهران نشانگرآن است كه پارامتر مساحت جداره در ماه هاي سرد در جداره جنوبي و در ماه هاي گرم در جداره‌هاي شرقي و غربي بيشترين تاثير را در ميزان تابش دريافتي دارد. به طوركلي در ماه‌هاي سرد سال تاثير مساحت جداره ها بر تابش دريافتي بيش از ماه‌هاي گرم سال است. در ماه هاي سرد سال بيشترين ميزان تابش دريافتي مدل به دست آمده با مقدار 414963 كيلووات ساعت ( مساحت جداره‌هاي جنوب شرقي 43.6درصد مساحت كل جداره ها) و در ماه هاي گرم سال كمترين ميزان تابش دريافتي مدل به دست آمده با مقدار 318675 كيلووات ساعت برمترمربع مي‌باشد.(مساحت جداره هاي شرقي و غربي 18 درصد مساحت كل جداره ها را به خود اختصاص داده‌اند.) براي اطمينان از نتايج به دست آمده و قابليت تعميم پذيري نتايج تابش دريافتي، روش انجام شده درشهر تهران در 2 اقليم ديگر (يك اقليم سرد و يك اقليم گرم) انجام شده است. با توجه به نتايج دريافت شده الگوي تابش در اقليم هاي سرد مشابه الگوي تابش در ماه‌هاي سرد در تهران بوده و الگوي تابش در ماه‌هاي گرم با اندكي اختلاف مشابه الگوي ماه‌هاي گرم در شهر تهران مي‌باشد.

1403/08/13

Investigating the impact of Area and Orientation of Building Facades on Incident Radiation

10/6/2025 12:00:00 AM

One of the factors influencing the amount of cooling and heating load in buildings is solar radiation. The building's exterior surface plays a key role as a link between the indoor and outdoor environment and significantly affects the heating and cooling loads of the building. Building facades, depending on their orientation and area, have a significant effect on incident radiation. However, the amount of impact of these two parameters on solar radiation received by facades in cold and hot climates, where controlling received radiation is more critical than in other climates, is not clearly defined in previous studies. Additionally, there are a lack of general methods available for calculating various facade areas and angles with adjustable accuracy in modeling. In this research, various models of facades of a quadrilateral building in different orientations and areas were produced using a generative model, and incident radiation for each specific wall configuration was calculated parametrically in the city of Tehran. A generative model was produced using the Python programming language and simulation software Grasshopper, along with the simulation of received radiation using Honeybee and the Ladybug Plugin in the Grasshopper. Results obtained from data analysis of simulations indicate the significant role of radiation on the walls of the west, southwest, and southeast in a warm climate, as well as on the southern and southeastern walls in a cold climate. Furthermore, in optimization carried out for cold and warm climates, as well as for cold and warm months (separately) in Tehran, in warm climates, the proposed optimal shape in terms of incident radiation tends towards compactness (rectangular shapes) with a reduction in the facade's surface area, while in cold climates, the elongated forms are stretched in a southeast direction. These results and method employed are suitable for architectural designers in early stages of design to achieve optimal form alternatives in terms of received solar radiation. By using this method, we are able to limit the desired forms for next steps in the cooling and heating process and reduce energy consumption.

تابش دريافتي , مساحت و جهت‌گيري جداره ساختمان , انرژي مصرفي ساختمان , بارسرمايش و گرمايش

Building Façade Orientation , Incident Radiation , Building Energy Consumption , Building Facade Area

mobina mohseni

abbas tarkashvand- hanieh sanayeian