31972

طراحي مركز آموزشي با رويكرد بررسي نقش پارامترهاي مختلف بازشوها در ميزان بهره گيري از نور روز (شهر تهران)

كارشناسي ارشد

مهندسي معماري-گرايش پايداري

بهمن 1399

1403/10/24

دكتر هانيه صنايعيان-دكتر محسن فيضي

-

معماري و شهرسازي

ويژگي‌هاي كالبدي بناي مدارس تاثير چشمگيري بر فرآيند يادگيري دانش‌آموزان دارد. نور روز يكي از اركان اساسي معماري بوده و روشنايي كافي تاثير بسزايي بر سلامت،آسايش و عملكرد دانش‌آموزان دارد. پس ميتوان اذعان كرد كه درصد قابل توجهي از كيفيت بصري محيط‌هاي آموزشي وابسته به كيفيت نورگيري فضاهاي آن ميباشد. امروزه با توجه به افزايش جمعيت و نياز به مدارس بيشتر و كمبود مدارس استاندارد و گاها استفاده از بناهاي مسكوني قديمي به عنوان مدرسه، طراحي مدارس با نورگيري كافي و نور با كيفيت بسيار ضروري است و با توجه به اينكه پنجره دريچه‌ي ورورد نور به داخل بنا مي‌باشد و كيفيت نور روز در بنا ارتباط مستقيمي با طراحي پنجره دارد، شناخت پارامترهاي مختلف بازشو و تاثير هر يك بر شاخص هاي سنجش نور روز و در نتيجه بهينه‌سازي پنجره در مراحل اوليه‌ي طراحي براي طراحان بسيار حائز اهميت است. هدف اين پژوهش شناخت پارامترهاي كالبدي پنجره‌ و شاخص‌هاي سنجش نور روز و اندازه‌گيري تاثير اين مولفه‌ها بر هم و در نهايت ارائه‌ي چهارچوبي كلي براي طراحي پنجره‌ها در مدارس شهر تهران مي‌باشد. در اين پژوهش ابتدا يك كلاس درس با ابعاد متداول طبق استانداردهاي ساخت در ايران، در محيط راينو-گرس هاپر مدلسازي شده و يك پنجره براي اين كلاس تعبيه گرديد و با تغيير ويژگي‌هاي كالبدي اين پنجره به بررسي شاخص‌هاي مختلف نور روز و احتمال خيرگي و تاثير جداگانه‌ي هر پارامتر بر هر شاخص پرداخته شد. ابتدا شاخص‌هاي روشنايي و خيرگي در مدل پايه پژوهش به دست آمده و سپس با تغيير هر يك از پارامترهاي بازشو به تفكيك، مدل‌ها با هم و با مدل پايه مقايسه شده‌اند و در مرحله‌ي بعد بهينه‌ترين تيپ پنجره‌ها بر اساس نورگيري و خيرگي و استاندارد روشنايي معرفي شدند. نتايج حاصل از پژوهش نشان مي‌دهد كه به طور كلي زمانيكه امكان استفاده از المان‌هاي كنترل نور روز ممكن نيست، قرارگيري پنجره در جبهه‌ي شمالي به دليل مقدار بسيار كم شاخص قرارگيري در معرض نور ساليانه، سودمندتر است. در هر دو جبهه بيشترين تاثير بر مقدار نورگيري مختص موقعيت قرارگيري پنجره ميباشد و پس از موقعيت، تعداد و شكل پنجره تاثير زيادي بر شاخص‌هاي قرارگيري ساليانه در معرض نور خورشيد و كفايت فضايي نور روز، كه اصلي‌ترين شاخص‌هاي مورد بررسي بر اساس استانداردها ميباشند را دارند. در نهايت از مجموع 146 تيپ كلاس درس مدل شده با پنجره‌هاي مختلف، 43 تيپ پنجره داراي حداقل‌هاي روشنايي معرفي شدند كه در نهايت با تطبيق آنها با استانداردهاي ساخت مدارس در ايران، دو مدل پنجره‌ي نهايي براي كلاس‌هاي درس تهران با ابعاد مشخص در جبهه‌‌هاي شمالي و جنوبي معرفي گرديد.

1403/11/02

Designing an Educational Center with an Approach to Examining the Role of Different Opening Parameters in Daylight Utilization (in Tehran)

1/1/1900 12:00:00 AM

The physical characteristics of a school building have a significant impact on student learning. Daylight is one of the most important elements in architecture. Adequate lighting has a significant effect on the physical and physiological health, comfort, and performance of students. Therefore, a considerable percentage of the visual quality of educational environments depends on the quality of the lighting in their spaces. Nowadays, due to the increase in population and the extensive need for schools, we are witnessing the construction of schools with minimum standards, often without considering the issue of daylighting. Therefore, it is crucial to design schools with adequate and high-quality lighting. The quality of daylight in the building directly correlates with the window, which serves as the main gateway for daylight to enter the building. So it is essential for designers to recognize the various window parameters and the impact of each on the daylight metrics, and consequently optimize the window configuration in the early design stages. The aim of this research is to identify the physical parameters of windows and daylight metrics, measure their interactions, and ultimately provide a general framework for window design in schools in Tehran. In this study, a typical classroom based on standard construction dimensions in Iran was modeled in Rhino-Grasshopper, and a window was placed at the southern facade. Various daylighting metrics and glare were assessed by modifying the physical characteristics of the window and analyzing the impact of each parameter on each metric. Initially, the lighting and glare indicators were determined for the base model, and then, by changing each window parameter, the models were compared with one another and with the base model. In the next stage, the most optimal window types, based on daylighting, glare, and lighting standards, were introduced. The results of the research show that, in general, when the use of daylight control elements is not possible, placing windows on the northern facade is more beneficial due to the very low annual sunlight exposure metric. In both facades, the greatest impact on daylighting comes from the window position, and after that, the number and shape of the windows have a significant effect on the annual sunlight exposure metric and the spatial daylight autonomy, which are the primary metrics based on standards. Ultimately, from a total of 146 classroom types modeled with different window configurations, 43 window types were found to meet the minimum lighting requirements. By aligning these configurations with the standards for school construction in Iran, two final window models with specific dimensions were introduced for classrooms in Tehran, one for the northern and one for the southern facades.

نور روز , پارامترهاي كالبدي پنجره , شاخص‌هاي ايستا و پوياي نورگيري , نورگيري مدارس

daylight , window physical parameters , static and dynamic daylighting metrics , school daylighting

Ronak NejadeAbdolhoseiny

Dr. Haniyeh Sanaieian, Dr. Mohsen Faizi