تحلیل پارامتریک عملکرد نور روز و مصرف انرژی در مدارس اقلیم گرم و نیمه ‌مرطوب؛ مطالعه موردی مدرسه لقمان حکیم دزفول

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی گروه معماری دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول

2 کارشناس‌ارشد، گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه صنعتی جندی‌شاپور دزفول، دزفول، ایران

10.22034/ahdc.2026.24799.1929

چکیده

نحوه‌ی نورگیری در فضای آموزشی که دانش‌آموزان در این فضاها به انجام فعالیت‌های بصری می‌پردازند، ضرورت بسیار دارد. چنانچه این پژوهش با هدف ارزیابی وضع موجود عملکرد نورگیری و حرارتی نمونه مدرسه واقع در شهر دزفول و ارائه‌ی راهکارهایی همچون تغییر تناسبات پنجره، بهره‌گیری از عایق مناسب در دیوارهای خارجی و سقف و استفاده از پنجره با U-Value و SHGC مناسب به‌منظور دریافت نور روز کافی در کلاس‌های درس ضمن دستیابی به رده‌ی انرژی D مطابق با مبحث 19 مقررات ملی ساختمان در ایران است. در این پژوهش از نرم‌افزار راینو و پلاگین‌های گرس‌هاپر، لیدی‌باگ و هانی‌بی جهت مدلسازی و شبیه‌سازی نور روز و انرژی استفاده شده‌است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد حداکثر درصد بهینه‌ی پنجره به دیوار برای کلاس‌هایی که از محدوده‌ی جنوب تا جنوب غرب نور روز دریافت می‌نمایند برابر با 40% و این تناسبات بهینه‌ی پنجره برای نورگیری از محدوده‌ی شمال تا شمال شرق برابر با 50% هست. همچنین با توجه به آنالیزهای میزان مصرف انرژی برای کلاس درس 6 از نمونه مدرسه‌ی مورد مطالعه، که دارای تناسبات بهینه‌ی پنجره بوده، می‌توان عنوان نمود که مناسب‌ترین عملکرد در مصرف انرژی با استفاده از عایق 9 (عایق پشم‌سنگ با ضریب هدایت حرارتی 046/0 (W/m.k) و چگالی 150 (kg/m3)) در دیوارهای خارجی، عایق 4 (عایق حرارتی پلیمری با ضریب هدایت حرارتی 047/0 (W/m.k) و چگالی 15 (kg/m3)) در سقف و با بهره‌گیری از پنجره با SHGC برابر 3/0 و U-Value برابر با 92/1 حاصل می‌شود. چنانچه با استفاده از تناسبات بهینه‌ی پنجره و بهره‌گیری از عایق مناسب در دیوارهای خارجی و سقف و نیز به‌کارگیری پنجره با مشخصات حرارتی مناسب میانگین مصرف انرژی کل ارزیابی‌شده برابر با 07/129 کیلووات ساعت بر مترمربع بوده که با توجه به کاربری و اقلیم مورد مطالعه به حداقل رده‌ی انرژی D مطابق با مبحث 19 مقررات ملی ساختمان در ایران دست یافته‌ است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Parametric analysis of daylight performance and energy consumption in schools in hot and semi-humid climates: A case study of Loghman Hakim School in Dezful

نویسندگان [English]

  • mohsen taban 1
  • َAnis Fatholah Gandomi 2
1 faculty of architecture and urban planning, Jundi-shapur university of technology, dezful, iran
2 Master's of architecture, Faculty of Architecture and Urban Planning, Jundi-Shapur University of Technology, Dezful, Iran
چکیده [English]

Daylighting performance in educational environments, where students engage in visually demanding tasks, is of critical importance. Accordingly, the present study aims to evaluate the existing daylighting and thermal performance of a school building located in Dezful, Iran, and to propose optimization strategies, including modifications to window-to-wall ratio (WWR), the application of appropriate thermal insulation in external walls and roofs, and the use of glazing systems with suitable U-value and Solar Heat Gain Coefficient (SHGC). These measures are intended to ensure adequate daylight availability in classrooms while achieving Energy Efficiency Class D in accordance with Chapter 19 of the Iranian National Building Regulations.In this research, Rhinoceros 3D software and the Grasshopper platform, together with the Ladybug and Honeybee plugins, were employed for daylighting and energy-performance modeling and simulation. The results indicate that the optimum window-to-wall ratio for classrooms receiving daylight from orientations ranging between south and southwest is 40%, whereas the optimal ratio for classrooms oriented between north and northeast is 50%. Furthermore, based on the energy-consumption analyses conducted for Classroom 6 of the case-study school, which exhibited the optimal window configuration, the most favorable energy performance was achieved by employing Insulation Type 9 (rock wool insulation with a thermal conductivity of 0.046 W/m·K and a density of 150 kg/m³) in the external walls, Insulation Type 4 (polymeric thermal insulation with a thermal conductivity of 0.047 W/m·K and a density of 15 kg/m³) in the roof assembly, and glazing characterized by an SHGC of 0.30 and a U-value of 1.92 W/m²·K. The findings demonstrate that, through the implementation of the optimized window-to-wall ratio, appropriate thermal insulation for external walls and roofs, and glazing with suitable thermal properties, the average total annual energy consumption can be reduced to 129.07 kWh/m². Considering the building function and the climatic conditions of the study area, this level of performance satisfies the minimum requirements for Energy Efficiency Class D as specified in Chapter 19 of the Iranian National Building Regulations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Energy efficiency
  • daylight
  • schools
  • warm and semi-humid climate
  • Dezful