توسعه معماری پایدار و نماهای دو پوسته: کاربرد نماهای دو پوسته در کاهش آلودگی های محیط زیست و جلوگیری از هدر رفت انرژی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه معماری، دانشکده معماری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد جلفا، جلفا، ایران

2 استادیار، گروه معماری، دانشکده معماری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، تهران، ایران،

3 گروه معماری، دانشکده معماری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد جلفا، جلفا، ایران

10.22034/ias.2021.304985.1725

چکیده

در مسکن معاصر آلودگی‌های ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی افزایش پیدا کرده است؛ از همین روی توسعه مبحث معماری پایدار با راه‌کارهایی به‌دنبال کاهش آلودگی‌های ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی بوده است. در همین راستا، پیشنهاداتی در معماری معاصر غرب ارائه شده و استانداردها و الزاماتی برای ساخت بهینه خانه‌های مسکونی هم‌سو با معماری سبز پیشنهاد شده است. لذا این پژوهش با هدف هموارسازی چنین زمینه‌ای به‌دنبال بررسی اثر نمای دوپوسته در کنترل آلودگی‌های محیطی و کاهش هدررفت انرژی در ساختمان‌های مسکونی عصر معاصر با بررسی نمونه موردی شهر اهواز می‌باشد. ابزار مورد استفاده در این پژوهش نرم‌افزار شبیه‌ساز آلودگی design builder& energy plus می‌باشد. در ابتدا با استفاده از داده‌های اقلیمی منطقه گرمسیری موردنظر و همچنین بررسی ساختمان مورد بحث کار شبیه‌سازی با انرژی پلاس صورت می‌گیرد و سپس با نرم‌افزار دیزاین بیلدر به کار شبیه‌سازی آلودگی و میزان حرکت مسیر باد در ساختمان پرداخته می‌شود. نتایج پژوهش نشان می‌دهد اضافه کردن یک لایه به‌عنوان پوسته دوم در فاصله 80 سانتی‌متری می‌تواند به کاهش مصرف انرژی گرمایشی در زمستان و افزایش مصرف انرژی سرمایشی در تابستان شود. و همچنین با شبیه‌سازی در ضلع جنوبی ساختمان مورد نظر در این فاصله می‌توان بار گرمایشی را 14درصد و بار سرمایشی را 7 درصد و در آخر میزان کل مصرف انرژی در ساختمان را 6 درصد کاهش داد که این امر باعث کاهش هزینه‌ها نیز می‌شود.
اهداف پژوهش:

تبیین راهبردها و راه‌کارهای معمارانه کنترل آلودگی‌های محیطی برای ارتقای کیفیت محیط زندگی در ساختمان‌های مسکونی معاصر.
کنترل آلودگی‌های محیطی حاصل از سوخت‌های فسیلی در ساختمان از طریق بهینه‌سازی تبادل انرژی پوسته ساختمان.

سؤالات پژوهش:

برای کنترل آلودگی‌های محیطی ساختمان‌های مسکونی معاصر در راستای ارتقای کیفیت محیط زندگی چه راه‌کارهای معمارانه‌ای وجود دارد؟
میزان تبادل انرژی پوستۀ خارجی ساختمان (وضع موجود ساختمان‌ها) چه تأثیری بر میزان آلودگی‌های محیطی ساختمان دارد؟

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Development of sustainable architecture and two-shell facades: Application of double shell facades in reducing environmental pollution and preventing energy waste

نویسندگان [English]

  • Anahid Sasan 1
  • Reza Behbahani 2
  • Hasan Ebrahimy Asl 3
1 PhD Student, Department of Architecture, Faculty of Architecture, Islamic Azad University, Jolfa Branch, Jolfa, Iran
2 Assistant Professor, Department of Architecture, Faculty of Architecture, Islamic Azad University, Central Tehran Branch, Tehran, Iran,
3 Department of Architecture, Faculty of Architecture, Islamic Azad University, Jolfa Branch, Jolfa, Iran
Abediniangerabi, B., Shahandashti, S. M., Bell, B., Chao, S. H., & Makhmalbaf, A. (2018). Building energy performance analysis of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete (UHP-FRC) façade systems. Energy and Buildings, 174, 262-275.
Ahmed, M. A. A. E. D., & Fikry, M. A. (2019). Impact of glass facades on internal environment of buildings in hot arid zone. Alexandria Engineering Journal, 58(3), 1063-1075.
Chen, X., Yang, H., & Peng, J. (2019). Energy optimization of high-rise commercial buildings integrated with photovoltaic facades in urban context. Energy, 172, 1-17.
Danesh, M., Escamilla, E., Pariafsai, F., & Ostadalimakhmalbaf, M. (2019). Characteristics of Glazing Layers of Double-Skin Facades and Energy Consumption: A Case Study in Arid Climate of Tehran. In AEI 2019: Integrated Building Solutions—The National Agenda (pp. 204-215). Reston, VA: American Society of Civil Engineers.
Du, H., Huang, P., & Jones, P. (2019). Modular facade retrofit with renewable energy technologies: The definition and current status in Europe. Energy and Buildings, 205, 109543.
Gelesz, A., Lucchino, E. C., Goia, F., Serra, V., & Reith, A. (2020). Characteristics that matter in a climate façade: A sensitivity analysis with building energy simulation tools. Energy and Buildings, 229, 110467.
Graamans, L., Tenpierik, M., van den Dobbelsteen, A., & Stanghellini, C. (2020). Plant factories: Reducing energy demand at high internal heat loads through façade design. Applied Energy, 262, 114544.
Graiz, E., & Al Azhari, W. (2019). Energy efficient glass: A way to reduce energy consumption in office buildings in Amman (October 2018). IEEE Access, 7, 61218-61225.
Hasheminasab, H., Hashemkhani Zolfani, S., Bitarafan, M., Chatterjee, P., & Abhaji Ezabadi, A. (2019). The Role of Façade Materials in Blast-Resistant Buildings: An Evaluation Based on Fuzzy Delphi and Fuzzy EDAS. Algorithms, 12(6), 119.
Jalali, Z., Noorzai, E., & Heidari, S. (2020). Design and optimization of form and façade of an office building using the genetic algorithm. Science and Technology for the Built Environment, 26(2), 128-140.
Juaristi, M., Monge-Barrio, A., Sánchez-Ostiz, A., & Gómez-Acebo, T. (2018). Exploring the potential of smart and multifunctional materials in adaptive opaque façade systems. Journal of Facade Design and Engineering, 6(2), 107-117.
Kosorić, V., Huang, H., Tablada, A., Lau, S. K., & Tan, H. T. (2019). Survey on the social acceptance of the productive façade concept integrating photovoltaic and farming systems in high-rise public housing blocks in Singapore. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 111, 197-214.
Kosukhin, M. M., Kosukhin, A. M., & Komarova, K. S. (2018, August). Increasing of the energy efficiency in civilian buildings applying fixed type of facade systems. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1066, No. 1, p. 012012).
Krstić-Furundžić, A., Vujošević, M., & Petrovski, A. (2019). Energy and environmental performance of the office building facade scenarios. Energy, 183, 437-447.
Luna-Navarro, A., Loonen, R., Juaristi, M., Monge-Barrio, A., Attia, S., & Overend, M. (2020). Occupant-Facade interaction: a review and classification scheme. Building and Environment, 106880.
Martinez, A., & Choi, J. H. (2018). Analysis of energy impacts of facade-inclusive retrofit strategies, compared to system-only retrofits using regression models. Energy and Buildings, 158, 261-267.
Mifsud, L., Pomponi, F., & Moncaster, A. M. (2020). Comparative life cycle analysis of façade passive systems in the Mediterranean: Comfort, energy, and carbon. Renewable Energy, 149, 347-360.
Minaei, M., & Aksamija, A. (2019). A Framework for Performance-Based Facade Design: Approach for Multi-Objective and Automated Simulation and Optimization. Building Technology Educator's Society, 2019(1), 40.
Nalcaci, G., & Nalcaci, G. (2020, June). Modeling and Implementation of an Adaptive Facade Design for Energy Efficiently Buildings Based Biomimicry. In 2020 8th International Conference on Smart Grid (icSmartGrid) (pp. 140-145). IEEE.
Pugsley, A., Zacharopoulos, A., Mondol, J. D., & Smyth, M. (2020). Vertical Planar Liquid-Vapour Thermal Diodes (PLVTD) and their application in building façade energy systems. Applied Thermal Engineering, 179, 115641.
Romano, R., Aelenei, L., Aelenei, D., & Mazzuchelli, E. S. (2018). What is an adaptive façade? Analysis of Recent Terms and definitions from an international perspective. Journal of Facade Design and Engineering, 6, 65-76.
Sánchez, M. N., Giancola, E., Blanco, E., Soutullo, S., & Suárez, M. J. (2020). Experimental validation of a numerical model of a ventilated façade with horizontal and vertical open joints. Energies, 13(1), 146.
Santos, R. A., Flores-Colen, I., Simões, N. V., & Silvestre, J. D. (2020). Auto-responsive technologies for thermal renovation of opaque facades. Energy and Buildings, 109968.
Saretta, E., Caputo, P., & Frontini, F. (2019). A review study about energy renovation of building facades with BIPV in urban environment. Sustainable Cities and Society, 44, 343-355.
Shahbazi, Y., Heydari, M., & Haghparast, F. (2019). An early-stage design optimization for office buildings’ façade providing high-energy performance and daylight. Indoor and Built Environment, 28(10), 1350-1367.
Valitabar, M., Moghimi, M., Mahdavinejad, M., & Pilechiha, P. (2018). Design optimum responsive façade based on visual comfort and energy performance.