مطالعات هنر اسلامی

مطالعات هنر اسلامی

الگوهای انرژی کارا جداره خارجی ساختمان مسکونی بلند با بهره گیری از مدل سازی اطلاعات ساختمان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
حسن جبر
محمدرضا بمانیان
منصور یگانه
گروه مهندسی معماری، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.
10.22034/ias.2022.331412.1889
چکیده
هم‌زمان با افزایش سریع مصرف انرژی، نگرانی در مورد مشکلات تولید، تخریب منابع انرژی و اثرات شدید زیست‌محیطی (از بین رفتن لایه اوزون، گرم‌شدن کره زمین، تغییرات آب‌وهوا و غیره) در جهان افزایش یافته است. امروزه بهره‌وری انرژی در ساختمان هدف اصلی سیاست انرژی در سطوح منطقه‌ای، ملی و بین‌المللی است. طراحی و ساخت نامناسب، مصالح و تجهیزات غیراستاندارد، مواد به‌کار رفته در ساختمان‌ها و انتخاب نامناسب پوشش ساختمان‌ها مانند دیوارها، پنجره‌ها و سیستم عایق‌کاری از مهم‌ترین عوامل شدت بالای مصرف انرژی در ساختمان‌ها است. بهبودسازی اقدامات فوق موجب کاهش سهم تلفات انرژی داخلی از هر یک از اجزای پوسته ساختمان می‌شود. پیشرفت روزافزون فناوری و نیاز صنعت برای استفاده از آن باعث شده مدل‌سازی اطلاعات ساختمان به‌عنوان یکی از فناوری‌های نوین در صنعت ساخت در حال رشد بوده و توجه محققین را برای استفاده و چگونگی توسعه آن جلب کرده است. هدف تحقیق حاضر بررسی الگوهای انرژی کارا جدارۀ خارجی ساختمان مسکونی بلند با بهره‌گیری از مدل‌سازی اطلاعات ساختمان بود. بدین‌منظور در این پژوهش استفاده از مصالح مختلف در ساخت دیوارهای خارجی ساختمان با تکیه بر یک مطالعه موردی و با استفاده از امکانات یک مدل‌سازی اطلاعات ساختمان در اختیار می‌گذارد، از نظر مصرف انرژی بررسی شده است. مصالح مورد بررسی در این پژوهش بلوک سفالی، بلوک سیمانی با پوکه، بلوک سیمانی فوم‌دار، بلوک ایران‌وال، بلوک هوادار، و وال‌کریت می‌باشند. بلوک سیمانی با پوکه و بلوک سیمانی فوم‌دار با حدود 10 درصد صرفه‌جویی در مصرف انرژی حاصل از سوخت و 3/8 درصد صرفه‌جویی در مصرف انرژی الکتریکی، به‌عنوان بهترین دیوار انتخاب شد.
اهداف پژوهش:

بررسی تأثیر مدل‌سازی اطاعات ساختمان بر خانه‌سازی شهری.
بررسی الگوهای انرژی کارا جدارۀ خارجی ساختمان‌های مسکونی.

سؤالات پژوهش:

تأثیر مدل‌سازی اطاعات ساختمان بر خانه‌سازی شهری چگونه است؟
الگوهای انرژی کارا جدارۀ خارجی ساختمان‌های مسکونی چگونه است؟
کلیدواژه‌ها
مدل‌سازی اطلاعات ساختمان
ساختمان مسکونی
انرژی کارا

عنوان مقاله English

Energy-Efficient Patterns for Tall Residential Building Envelopes Utilizing Building Information Modeling

نویسندگان English

Hassan Jabur
Mohammad Reza Bemanian
Mansour Yeganeh
Department of Architectural Engineering, Faculty of Art and Architecture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
چکیده English

Concurrent with the rapid increase in energy consumption, concerns regarding production problems, the depletion of energy resources, and severe environmental impacts (ozone layer depletion, global warming, climate change, etc.) have grown worldwide. Today, energy efficiency in buildings is the primary goal of energy policy at regional, national, and international levels. Inappropriate design and construction, non-standard materials and equipment, the materials used in buildings, and improper selection of building envelopes such as walls, windows, and insulation systems are among the most important factors for the high intensity of energy consumption in buildings. Improving the aforementioned measures reduces the share of internal energy losses from each component of the building shell. The increasing advancement of technology and the industry's need to use it have caused Building Information Modeling to grow as one of the new technologies in the construction industry and attract researchers' attention for its use and development. The aim of the present research was to investigate energy-efficient patterns for tall residential building envelopes utilizing Building Information Modeling. For this purpose, this research examines the use of different materials in constructing the external walls of a building, based on a case study and using the capabilities of a Building Information Model, from the perspective of energy consumption. The materials investigated in this research are clay block, pumice concrete block, foamed concrete block, Iran-wall block, aerated block, and Wallcrete. Pumice concrete block and foamed concrete block, with approximately 10% savings in fuel-derived energy consumption and 3.8% savings in electrical energy consumption, were selected as the best wall.
Research Objectives:


Examining the impact of Building Information Modeling on urban housing.


Investigating energy-efficient patterns for residential building envelopes.


Research Questions:


What is the impact of Building Information Modeling on urban housing?


What are the energy-efficient patterns for residential building envelopes?

کلیدواژه‌ها English

Building Information Modeling (BIM)
Residential Building
Energy Efficiency
بردباری، محمدجواد؛ رستگار، محمد و سیفی، علیرضا. (1399). «بهینه‌‌سازی مصرف انرژی ساختمان با درنظرگرفتن عدم قطعیت‌ها». مهندسی و مدیریت انرژی، ۱۰ (۲)، 26-39.
خرد رنجبر، محمد، (1390). «مدیریت انرژی با بهینه‌سازی پوسته خارجی ساختمان». همایش منطقه‌ای عمران و معماری (با رویکرد اصلاح الگوی مصرف)، آمل، 77-56.
رسئولی، محسن؛ رهبر، نادر. (1398). «مدل‌سازی مصرف انرژی ساختمان آمفی‌تئاتر دانشگاه آزاد سمنان، با استفاده از نرم‌افزار دیزاین بیلدر». مهندسی مکانیک و ارتعاشات،10(1)،14-23.
قرمزی، میترا؛ نصراللهی، فرشاد. (1398). «اثر تیپولوژی ساختمان در کاهش مصرف انرژی مدارس شهر اصفهان». نشریه انرژی ایران، ۲۲ (۲)، 5-21.
سنی، هومن؛ اسدی بروجنی، خشایار و عبدالله، اردشیر. (1395). «بررسی جنبه‌های ایمنی در ساخت‌پذیری با استفاده از فرایند مدل‌سازی اطلاعات ساختمان». دومین کنفرانس مصالح و سازه‌های نوین در علم مهندسی عمران، شیراز، شرکت پنداراندیش رهپو.
Bucoń, R.; Tomczak, M. (2018). Decision-making model supporting the process of planning expenditures for residential building renovation. Technol. Econ. Dev. Econ. 24, 1200–1214.
Carlo Iapige De G., & Andrea, M,. & P, P. (2020). "Joint Analysis of Cost and Energy Savings for Preliminary Design Alternative Assessment," Sustainability, MDPI, vol. 12(18), 1-18.
Caruso, G., Kämpf, J.H. (2015). Building shape optimisation to reduce air-conditioning needs using constrained evolutionary algorithms. Solar Energy 118, 186–196
Cho, S.-H.; Kang, J.-S.K.; Choi, G.-S. (2016). Energy Performance Evaluation of External Insulation System for Post Remodeling in Apartment Buildings. In Proceedings of the SAREK 2016 Summer Annual Conference, Seoul, Korea, 5–7, pp. 176–178.
Choi, I.Y.; Cho, S.H.; Kim, J.T. Energy consumption characteristics of high-rise apartment buildings according to building shape and mixed-use development. Energy Build. 2012, 46, 123–131.
Das, M., Cheng, J. C., & Kumar, S. S. (2015). Social BIMCloud: a distributed cloud-based BIM platform for object-based lifecycle information exchange. Visualization in Engineering, 3(1), 1-20.
Deuble, M.P.; de Dear, R.J. (2012). Mixed-mode buildings: A double standard in occupants’ comfort expectations. Build. Environ. 2012, 54, 53–60.
Ding, L., Zhou, Y., & Akinci, B. (2014). Building Information Modeling (BIM) application framework: The process of expanding from 3D to computable nD. Automation in Construction, 46, 82-93.
Elnabawi MH. (2020). Building Information Modeling-Based Building Energy Modeling: Investigation of Interoperability and Simulation Results. Front. Built Environ. 6:573971.
Hyun Hong, J.; Jun Yeom, D.; Ji Choi, S.; Suk Kim, Y.  (2017). A Study of the Decision Support Model to Select an Appropriate Alternative Plan in Apartment Remodeling. J. Archit. Inst. Korea Struct. Constr, 33, 41–50
Jin, R., Zhong, B., Ma, L., Hashemi, A., and Ding, L. (2019). Integrating BIM with building performance analysis in project life-cycle. Autom. Constr. 106:102861.
Junpeng, Fu. & Jiuju, C. (2020). "Parametric Study on the Flow Profiles of Vertical Sinter Cooling Bed Using the DEM and Taguchi Method for Waste Heat Recovery," Energies, MDPI, vol. 13(19), 1-34.
Kim, J.,  Ryu, J., & Choo, S.  (2013). An Analysis on Effectiveness of BIM-based Area Calculation Method for Improving Quality of Korean Apartment Housing. J. Korean Hous. Assoc, 24, 45–52.
Kota, S., Haberl, J. S., Clayton, M. J., and Yan, W. (2014). Building Information Modelling (BIM)-based daylighting simulation and analysis. Energy Build. 81, 391–403.
Osello, A., Cangialosi, G., Dalmasso, D., Di Paolo, A., Turco, M. L., and Piumatti, P. (2011). “Architecture data energy efficiency simulations: BIM interoperability standards,” in Proceedings of Building Simulation 2011: 12th conference of International Building Performance Simulation Association (Sydney, NSW), 2210–2217.
Red,. M., & Nasrollahi, F. (1398). The effect of building typology in reducing energy consumption of schools in Isfahan. Iranian Journal of Energy. 22 (2): 21-5.