بررسی تاثیر طراحی پارامتریک پوسته ورونئی در بهبود بهره وری نور روز در ساختمان اداری در شهر شیراز (مقاله علمی وزارت علوم)

چکیده

اهداف: بررسی عملکرد و میزان تاثیر پوسته ساختمان بر مولفه های روشنایی طبیعی و دریافت تابش، به عنوان مولفه های موثر بر کیفیت فضای داخلی، درقالب طراحی یک پوسته با الگوریتم ورونوی، هدف اصلی مقاله است. ابزار و روش: با استفاده از الگوریتم ژنتیک و شاخص های روشنایی مفیدنور روز و انرژی دریافتی ازتابش خورشید، حالتهای بهینه از بین گزینه های طراحی پوسته ارایه شده اند. روش کار به صورت بهینه یابی چندهدفه -با استفاده ازالگوریتم ژنتیک رتبه بندی نامغلوب و مدل سازی پارامتریک در پلتفرم راینو و افزونه گرسهاپر با بهره گیری از ابزارهای آنالیز محیطی همچون انرژی پلاس و رادیانس برای محاسبات عددی- بوده است. طراحی پوسته دوم برای تمامی جهه هاحالات ممکن بررسی شدو برای هر جبهه به حالت بهینه نهایی دست یافتیم ودر انتها پوسته های طراحی انتخاب شده درسه حالتِ 1- بدون پوسته دوم، 2- لوورهای افقی و 3- ایجاد پوسته ورنوی؛ موردآنالیز و مقایسه قرار گرفتند. یافته ها: در حالت بهینه نهایی پوسته ورنوی به عنوان پوسته دوم میزان افزایش روشنایی مفید نور روز نسبت به حالت بدون پوسته دوم برابر با۶۳.۲۹ درصد افزایش و نسبت به حالت استفاده از لوور های افقی ۲۱.۰۲ درصد افزایش داشته است. همچنین استفاده از این ایده طراحی، میزان دریافت تابش خورشیددر مقایسه با حالت بدون پوسته دوم برابر با ۶۳.۸۶درصد کاهش و نسبت به حالت استفاده از لوورهای افقی به عنوان پوسته دوم ۱۵.۳۸ درصد کاهش یافته است. نتیجه گیری: پوسته طراحی شده حاصل فرایند بهینه سازی و استفاده از هندسه ورونویی عملکرد مناسبی در بهبود شاخص روشنایی مفید نور روز و کاهش دریافت تابش خورشید دارد.