معاصرسازی پوسته‌های سنتی (شباک) معماری ایرانی، جهتِ بهینه‌سازی دریافت نور و انرژی؛ نمونه مطالعاتی: بناهای اداری تهران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده هنر و معماری، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشجوی دکتری تخصصی معماری، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران

چکیده

معماری سنتی ایرانی نمونه­ای از معماری سرآمد و توجه همه جانبه به مسائل فنی و اقلیمی، در کنار سایر مفاهیم بومی و فرهنگی است. به عنوان نمونه عنصر "شباک" نه تنها حافظ محرمیت و پوشش‌دهنده نمای ساختمان بوده، بلکه تأثیر بسزایی در تأمین نور فضای داخلی و بهره­وری و مصرف هوشمندانه انرژی داشته و ایده­ای برای دستیابی به معماری سرآمد است. هدف اصلی این پژوهش، تجزیه و تحلیل کارکردهای اقلیمی عنصر شباک، و بهینه­سازی فرم و شکل آن، بر اساس مشخصات معماری اقلیم گرم و خشک ایران است. در این راستا، پژوهش حاضر، باهدف ارتقا کیفیت و عملکرد شباک، با تغییر ابعاد و نحوه پراکنش روزنه‌ها روی پوسته شباک،  به بررسی بهینه‌ترین حالت ممکن برای دریافت نور روز و کاهش مصرف انرژی پرداخته است. روش تحقیق در این پژوهش توصیفی- تحلیلی بوده و علاوه بر مطالعات میدانی، بررسی داده‌ها با نرم‌افزار راینو و پلاگین‌های گرس‌هاپر، لیدی‌باگ و هانی‌بیو درنهایت کدنویسی و بهینه‌سازی با الگوریتم ژنتیک انجام‌شده و شرایط تابش خورشیدی در تهران و برای ساختمانی با کاربری اداری، طراحی و مورد تحلیل قرارگرفته است. نتایج نشان می‌دهد که فرم هندسی روزنه در دریافت نور مؤثر بوده و بیشترین میزان دریافت مربوط به فرم هندسی ترکیبی است؛ از طرفی در تمامی نمونه‌ها، تغییر در پراکنش روزنه‌ها بر مبنای طرح بهینه، موجب افزایش کمیت و کیفیت روشنایی و کاهش مصرف انرژی به‌صورت سالیانه است. این اطلاعات می‌تواند، در جهت بهره‌برداری بهینه از این سنت، متناسب با معماری امروز راهگشا باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Contemporarization of traditional facade skins (lattice) in Iranian architecture for optimization of daylight and energy. Case study: Tehran office buildings

نویسندگان [English]

  • Mohammadjavad Mahdavinejad 1
  • Anoosha Kia 2
1 Associate Professor, Department of Architecture, Tarbiat Modares University, Tehran
2 Department of Architecture, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj
چکیده [English]

Traditional architecture of Iran is an exemplar of high-performance architecture which answers technical problems alongside conceptual and socio-cultural issues. For example, Shobak not only covers the building and has preserves privacy, but also has an important role in providing sufficient daylight and smart energy use for achieving optimum design. This research, with the goal of upgrading the quality and performance of the Shobak, by changing the dimensions and distribution of the apertures on it, examined the best possible mode of useful daylight and optimization of energy consumption. The research method used is descriptive-analytic and includes data analysis using Rhinoceros software, Grasshopper plugin, and ladybug and honeybee plugins for energy and daylighting simulation and finally optimization using genetic algorithms to analyze daylighting for an office building in Tehran. The results show that the opening’s form affects daylighting with combined geometries having the most effect; furthermore, changing openings distribution based on the optimum design leads to an increase in quantity and quality of daylighting and reduction in annual energy usage. Finally, the results can be used for the optimum use of this traditional element in contemporary architecture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Iranian architecture
  • office buildings
  • building energy use reduction
  • optimum architecture

مراجع

- بمانیان، محمدرضا و نیکودل، فهیمه. (1393)، بررسی انواع نورگیری و روش‌های تأمین نور در مساجد دوره قاجار تهران. پژوهش‌های معماری اسلامی. 3، 60-73.
- پارسا، محمدعلی. (1390) خاستگاه‌های معماری پنجره: جستاری در مفهوم پنجره در زبان فارسی و فرهنگ ایرانی. مسکن و محیط روستا. 134، 75- 94.
- حیدری، شاهین. (1392)، معماری و روشنایی. تهران: انتشارات دانشگاه تهران.
- سیدالعسکری، ملیحه و نصر الهی، نازنین. (1394)، بررسی اهمیت استفاده از نور روز برای بهینه‌سازی مصرف انرژی. مشهد: دومین کنفرانس ملی معماری و منظر شهر پایدار.
- گنجی خیبری، ابوالفضل. دیبا، داراب. مهدوی‌نژاد، محمدجواد و شاهچراغی، آزاده. (1394). طراحی الگوریتمیک پالکانه برای افزایش بهره مندی از نور روز در ساختمان. معماری و شهرسازی آرمانشهر. 7(1)،  صص 35-52.
- مهدوی نژاد، محمدجواد؛ بمانیان، محمدرضا و مطور، سها. (1391) تخمین کارایی کانال‌های انتقال نور افقی در ساختمان‌های عمیق: نمونه بناهای اداری تهران. هنرهای زیبا. 17(4) ، 41-48.
- مهدوی نژاد، محمدجواد و مسعودی تنکابنی، ساناز. (1397) خودسایه اندازی و بهره وری انرژی در الگوی معماری سرآمد، مورد مطالعاتی: فرم کلی ساختمان های میان مرتبه تهران. آرمانشهر. 11(25) ، 201-208.
- مهدوی نژاد، محمدجواد (1398). معماری سرآمد: دستور زبان معماری آینده ایران. تهران: انتشارات دانشگاه تربیت مدرس.
- نعمت گرگانی، ام البنین. (1381)، پیشینه نور در معماری و وسایل روشنایی در هنر اسلامی ایران. اثر. 35،  316-323.
-  Babaei, M., Soltanzadeh, H., & Islami, S. Y. (2013). A study of the lighting behaviour of Moshabak in Kashan's houses with emphasis on the notion of transparency. Architectural Science
-  Baker, A. Steemers, K. (2005). Daylighting in Architecture: A European Reference Book. Published by Earthscan Publications Ltd.
-  Blanco, J. M., Buruaga, A., Rojí, E., Cuadrado, J., & Pelaz, B. (2016). Energy assessment and optimization of perforated metal sheet double skin façades through Design Builder; A case study in Spain. Energy and Buildings, 111, 326-336.
-  Capeluto, G. & Ernesto Ochoa, C. (2017). Intelligent Envelopes for High-Performance Buildings Design and Strategy, Springer International Publishing AG.
-  Eskandari. H., Saedvandi. M. & Mahdavinejad, M. (2017). The impact of Iwan as a traditional shading device on the building energy consumption, Buildings, 2-18
-  Fang, Y. (2017). Optimization of Daylighting and Energy Performance Using Parametric Design, Simulation Modeling, and Genetic Algorithms, A dissertation submitted to the Graduate Faculty of North Carolina State University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Ph.D. in Design.
-  Gagne, J. & Andersen, M. (2012). A generative facade design method based on daylighting performance goals, Journal of Building performance simulation, 5(3), 141-154.
-  Fernandes, L. L., Lee, E. S., McNeil, A., Jonsson, J. C., Nouidui, T., Pang, X., & Hoffmann, S. (2015). Angular selective window systems: Assessment of technical potential for energy savings. Energy and Buildings, 90, 188-206.
-  IEA. (2000). Daylight in building: a source book on daylighting systems and components, Paris: ECBCS Annex.
-  Javanroodi. K., Nik. V. M. & Mahdavinejad, M. (2019). A novel design-based optimization framework for enhancing the energy efficiency of high-rise building in urban areas.
-  Lechner, N., (2001). Heating, Cooling, and Lighting: Design Methods for Architects. Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey.
-  Mahdavinejad, M. & Setayesh Nazar, N. (2017). Daylightophil High-Performance Architecture: Multi-Objective Optimization of Energy Efficiency and Daylight Availability in BSk Climate, Energy Procedia 115, 92-101
-  Mahdavinejad, M. & Mohammadi, S. (2016). Parametric optimization of daulight and thermal performance through louvers in hot and dry climate of Tehran. Journal of fundamental and applied sciences, 8(3), 1221-1236
-  Mahdavinejad, M., Bemanian, M., Abolvardi, G. & Elhamian, S.M. (2012). Analyzing the state of seismic consideration of architectural non-structural components (ANSCs) in design process (based on IBC), International Journal of Disaster Resilience in the Built Environment, 3(2), 133-147.
-  Mahdavinejad, M. & Matoor, S. (2012). The Quality of Light Openings in Iranian Domes, Naqshejahan, 2(2), 31-42.
-  Mahdavinejad, M., Matoor, S., Fayaz, R. & Bemanian, M. (2012). Estimation of Daylight Availability and Illuminance on Vertical South Facing Surfaces in Tehran, Advanced Materials Research. 518-523, 1525-1529
-  Makani’ V., Khorram, A. & Ahmadipur, Z. (2012). “Secrets of Light in Traditional Houses of Iran”, International Journal of Architecture and Urbanism, 2(3), 50-45.
-  Motazedian, F. & Mahdavinejad, M. (2014). Light Shelves: Typology and Their Characteristics, Armanshahr Architecture & Urban Development Journal, 7(1), 91-104.
-  Montaser Koohsari, A., Fayaz, R. &; Mohammad Kari, B. (2018). Integrating Thermal and Lighting Analysis to Optimize Window Size of Educational Buildings; naghshe jahan journal, Published by TMU (Tarbiat Modares University).
-  Nabil, A. & Mardaljevic, J. (2006). Useful daylight illuminances: A replacement for daylight factors. Energy and Buildings, 38, 905–913.
-  Reinhart CF, Walkenhorst O. (2001). Dynamic RADIANCE-based daylight simulations for a full-scale test office with outer venetian blinds. Energy and Buildings 2001; 33(7), 683-97.
-  Tsangrassoulis. A, Santamouris, M. (2000). A method to estimate the daylight efficiency of round skylights”, Energy and Buildings 32, 41-45.
-  Valitabar, M., Moghadami, M., Mahdavinejad, M. & Pilechiha, P. (2010). Design optimum responsive façade based on visual comfort and energy performance, CADDRIA, 93-102
-  Wagdy, A., Elghazi, Y., Abdalwahab, S. & Hassan, A. (2015). The balance between daylighting and thermal performance based on exploiting the kaleidocycle typology in hot arid climate of Aswan, Egypt. Paper presented at the Architectural Engineering National Conference 2015: Birth and Life of the Integrated Building, AEI 2015.
معماری اقلیم گرم و خشک
دوره 7، شماره 9
تیر 1398
صفحه 69-82

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار