بررسی تأثیر پنجره‌ی تنفسی بر سیستم تهویه در ساختمان‌های درمانی دارای نمای دوپوسته در شهر تهران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه معماری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران

2 گروه معماری، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

در دهه های اخیر و هم‌زمان با آغاز بحران انرژی در جهان، توجه مجامع جهانی به مصرف بهینه‌ی انرژی به‌خصوص در ساختمان‌ها و جداره‌های خارجی آنها‌ تبدیل به یکی از مهم‌ترین بخش‌ها در طراحی شده‌است؛همین امر باعث به‌وجود آمدن چالش‌‌های جدیدی در رابطه با کیفیت هوای داخل ساختمان، چگونگی تأمین هوای تازه و تهویه‌ی هرچه بهتر فضاها در صنعت ساختمان گردید.در این راستا تلاش‌ها در جهت بهتر شدن تهویه در حوزه‌ی ساخت‌وساز، اهمیت بسیاری یافته و هنگامی‌که این چالش در کنار گرایش به استفاده از سطوح شیشه‌ای در ساختمان‌ها به جهت بهره‌گیری از نور و استفاده‌ی حداکثری از تهویه طبیعی در فضاهای درمانی قرار گرفت، منجر به ابداع نوع جدیدی از پنجره گردید که تا حدودی به مشکلات با شیوه‌ای نوین پاسخ می‌دهد. هدف مقاله‌ی حاضر، معرفی و بررسی پنجره‌ی تنفسی و امکان‌سنجی آن به جهت کاهش مصرف انرژی و در نهایت ایجاد تهویه‌ طبیعی در فضاهای درمانی است، چراکه در این‌گونه فضاها به جهت انتقال بیماری های واگیردار و بحث کنترل عفونت، اهمیت تأمین هوای تازه بیشتر می‌شود. برای دستیابی به این هدف،پژوهش ارائه شده با بهره‌گیری از روش تحقیق همبستگی و شبیه‌سازی با استفاده از نرم افزار دیزاین بیلدر و انجام محاسبات عددی به بررسی پنجره تنفسی و میزان تأثیرگذاری آن در ایجاد تهویه حداکثری پرداخته‌ تا در راستای آن به ساختاری بهینه با عملکردی مطلوب در اقلیم شهر تهران دست یابد.ازاین‌رو این پژوهش به دنبال پاسخ به این پرسش‌ است که استفاده از پنجره‌ی تنفسی چه تأثیری بر تهویه در نماهای دوپوسته در بیمارستان‌‌ها دارد؟نتایج پژوهش نشان می‌دهند که استفاده از این نوع پنجره با مشخصات ذکر شده در متن (هر دو جداره‌ی داخلی و خارجی دارای شیشه‌ی دوجداره) در مقایسه با حالت پایه (بدون شیشه دوجداره)؛سبب افزایش بهره‌وری نماهای دوپوسته به میزان %26.4 در بخش کاهش مصرف انرژی و مطلوب‌تر شدن کارایی تهویه نمای دوپوسته می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of the breathing window on the ventilation system in medical buildings with double skin facade in Tehran.

نویسندگان [English]

  • Nazanin Rahimi 1
  • Mahnaz Mahmoodi Zarandi 2
  • Fatemeh Mehdizadeh Saradj 3
  • Marzieh Hoomanirad 2
1 Department of Architecture, Islamic Azad University, Tehran North Branch, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Department of Architecture, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
3 School of Architecture and Environmental Design, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

In response to the global energy crisis, there has been a growing emphasis on optimizing energy consumption in buildings, especially their external facades. This trend has presented new challenges for professionals in the building industry, who must consider indoor air quality and effective ventilation. To address these challenges, the concept of breathing windows has emerged as an innovative solution, especially when combined with the use of glass surfaces in buildings. Breathing windows offer the potential to reduce energy consumption and provide natural ventilation in spaces. This paper aims to introduce and examine the potential of breathing windows in reducing energy consumption and providing natural ventilation in double-skin facades. To achieve this objective, a descriptive-analytical research methodology was employed. Computer simulations were conducted using DesignBuilder software, and numerical calculations were performed to evaluate the effectiveness of breathing windows in maximizing ventilation. The research focused on answering the question: How does the implementation of breathing windows affect ventilation in double-skin facades? The research findings indicate that the use of breathing windows featuring double glazing on both the inner and outer layers, offers significant benefits compared to the baseline case without double glazing. When combined with facade ventilation utilizing outside air, breathing windows resulted in a remarkable 26.4% improvement in the efficiency of double-skin facades. This improvement was primarily manifested in reduced energy consumption and enhanced ventilation performance in the double-skin facade system. In conclusion, breathing windows hold great promise for optimizing energy consumption and providing natural ventilation in double-skin facades. The implementation of breathing windows, equipped with double glazing on both the inner and outer layers, in conjunction with facade ventilation utilizing outside air, demonstrates substantial potential for energy reduction and improved ventilation performance. Further exploration and adoption of breathing windows could lead to more sustainable and comfortable building environments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Breathing windows"
  • double-skin facades"
  • natural ventilation"
  • Medical Space"
  • "
  • energy consumption reduction"

مراجع

ـ بای, م. (1397). ارائه الگوی بهینه نمای دو پوسته با رویکرد کاهش مصرف انرژی ساختمان ، نمونه موردی طراحی نمای دو پوسته مجتمع مسکونی در شهر مشهد. پایان نامه کارشناسی ارشد، موسسه آموزش عالی اقبال لاهوری.
ـ توکلی, آ., توکلی, آ., و محمدی, م. (1400). مقاله پژوهشی بررسی غلظت آلایندههای هوا و پارامترهای محیطی در شرایط عادی و همزمان با پاندمی کرونا، یک مطالعه موردی در بیمارستان. مجله سلامت و محیط زیست، فصلنامه علمی و پژوهشی انجمن علمی بهداشت محیط ایران, دوره چهاردهم، شماره سوم, 517-533.
ـ دفتر امور مقررات ملّی ساختمان. (1399). مبحث19 صرفه جویی درمصرف انرژی. تهران: نشر توسعه ایران.
ـ رهایی, ا. (1393). بررسی فرایند جریان هوای داخل و مدل‌های تحلیلی آن در سوله‌های صنعتی کوچک با روش CFD . مجله معماری و شهرساری پایدار, 2(2), 55-63.
ـ سرمدی, م., یغمائیان, ک., نبی زاده, ر., ندافی, ک., سعیدی, ر., و یوسف‌زاده, س. (1395). بررسی پتانسیل تهویه طبیعی بخشهای مختلف بیمارستانی در بیمارستانهای تابعه. دو ماهنامه سلامت کار ایران, دوره14، شماره14.
ـ محمدی, م., و حیدری, ش. (1394). پنجره ی هوا جریان عنصری کارآمد در کاهش مصرف انرژی ساختمان در شهر تهران. نشریه هنرهای زیبا - معماری و شهرسازی, 20(2), 13-22.
ـ وزارت بهداشت درمان و آموزش پزشکی. (1389). استاندارد طراحی و برنامه ریزی بیمارستان ایمن- جلد اول- بخش بستری. پندار نیک.
ـ وزارت بهداشت درمان و آموزش پزشکی. (1392). استاندارد طراحی و برنامه ریزی بیمارستان ایمن- جلد دهم- الزامات عمومی.
ـ هود, س. د., محمودی زرندی, م., و کامیابی, س. (1397). استقراریابی بهینه سایبانهای نماهای دوپوسته با هدف دستیابی به آسایش حرارتی در اقلیم گرم. فصلنامه علمی- پژوهشی نقش جهان, 8-3(2538-2594), 171-177.
 Jankovic, A., & Goia , F. (2021). Impact of double skin facade constructional features on heat transfer and fluid dynamic behaviour. Department of Architecture and Technology, Norwegian University of Science and Technology, NTNU,ـTrondheim, Norway.
ـ Ahmadi, J., Mahdavinejad, M., Kalyanova Larsen, O., Zhang, c., & Asadi, S. (2022). Naturally ventilated folded double-skin façade (DSF) for PV integration - Geometry evaluation via thermal performance investigation. Thermal Science and Engineering Progress.
ـ Azarbayjani, M. (2010). Energy Performance of a new, naturally ventilated double‐skin facade configuration for a high‐rise office building in Chicago [Dissertation]. Illinois: University of Illinois at Urbana‐Champaign.
ـ Fernstrom, A., & Goldblatt, M. (2013). Aerobiology and its role in the transmission of infectious diseases. Journal of pathogens.
ـ Gao, C. (2011). The study of natural ventilation in esidential buildings. The Hong Kong Polytechnic University.
 ـGoudarzi, G., Geravandi, S., Idani, E., Hosseini, S., Baneshi, M., & Yari, A. (2016). An evaluation of hospital admission respiratory disease attributed to sulfur dioxide ambient concentration in Ahvaz from 2011 through 2013. Environmental Science and Pollution Research.
 ـHashemi, N., Fayaz, R., & Sarshar, M. (2010). Termal behavior of a ventilated double skin facade in hot arid climate. Energy Build, 42(10), 1823-32.
 ـJain, N. (2016). Thermal Performance of Air Flow Windows via CFD Simulation. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, Vol. 5, Issue 7.
 ـLelieveld, J., Pozzer, A., Pöschl, U., Fnais, M., Haines, A., & Münzel, T. (2020). Loss of life expectancy from air pollution compared to other risk factors, a worldwide perspective, Cardiovascular Research. 116(11), 1910-17.
 ـMannan, M., & Al Ghamdi, S. (2021). Indoor air quality in buildings: a comprehensive review on the factors influencing air pollution in residential and commercial structure. International Journal of Environmental Research and Public Health., 18(6), 3276.
 ـPoiarzis, H. (2012). Double Skin Facades for Office buildings. Kund University, Report No EBD-R2012 .
 ـPrajongsan, p., & Sharples, S. (2011). Enhancing natural ventilation, thermal comfort and energy savings in high-rise residential buildings in Bangkok through the use of ventilation shafts.
 ـRahaei, O. (1395). Natural Ventilation: Analysis of Indoor Airflow in an Assumed Cubic Building with Opposite Openings by CFD Investigations. معماری و شهرسازی آرمان شهر, 9(16), 39-57.
 ـSadineni, B., Madala, R., & Suresh, S. (2011). Passive building energy savings, A review of building envelope components. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15, 3617-3631.
 ـShameri, A., Alghoul, M., Sopian, K., & Zain, M. (2011). ElayebPerspectives of double skin facade systems in buildings and energy saving Renewable & Sustainable Energy Reviews. 15(3), 1468-1475.
 ـSiyamand Naddaf, M., & Baper, S. (2023). The role of double‑skin facade configurations in optimizing building energy performance in Erbil city. Scientific Reports.
 ـSoleimani, Z., Goudarzi, G., Naddafi, K., Sadeghinejad, B., Latifi, S., & Parhizgari, N. (2013). Determination of culturable indoor airborne fungi during normal and dust event days in Ahvaz, Iran. Aerobiologia, 279-90.
 ـSorooshnia, E., Rashidi, M., & Rahnamayiezekavat, P. (2022). Optimizing Window Configuration Counterbalancing Energy Saving and Indoor Visual Comfort for Sydney Dwellings. Buildings 12, 1823.
 ـSultan Qurraie, B., & Havva, K. (2023). The Energy Performance of Shading Element and Double Skin Facade System Integration into Office Buildings in Turkey. JOURNAL OF MATERIALS AND ENGINEERING STRUCTURES, 293-309.
 ـWang, Y., Chen, Y., & Li, C. (2020). The Energy Performance of Shading Element and Double Skin Facade System Integration into Office Buildings in Turkey. Sustainable Cities and Society.
 
 
معماری اقلیم گرم و خشک
دوره 11، شماره 18
اردیبهشت 1403
صفحه 149-163

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار