طراحی اقلیمی فرم، نسبت ابعادی و جهت استقرار ساختمان بر اساس تابش خورشید در شهر تهران (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
با توجه به شرایط خاص جغرافیایی- اقلیمی و مصرف بسیار بالای انرژی های فسیلی در شهر تهران، طراحی و ساخت بناها و فضاهای شهری همساز با اقلیم و در راستای بهره مندی مطلوب از انرژی های تجدیدپذیر از جمله انرژی خورشیدی ضروری است. ویژگی های کالبدی ساختمان ها نقش بسیار مهمی در تنظیم شرایط خرد اقلیم و وضعیت حرارتی فضاهای داخلی و بیرونی ساختمان ها دارد. هدف این تحقیق تعیین فرم، نسبت ابعادی و جهت گیری مناسب ساختمان ها بر اساس میزان دریافت تابش خورشیدی در شهر تهران است. در این تحقیق شش فرم هندسی از جمله مربع، مستطیل، شش ضلعی، هشت ضلعی، شانزده ضلعی و سی و دو ضلعی (دایره) با مساحت و ارتفاع برابر و در راستای رو به جنوب مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از نرم افزار Q-BASIC، زاویه سمت و ارتفاع خورشید استخراج شده، سپس بر اساس روش محاسباتی "قانون کسینوس"، میزان انرژی تابشی دریافتی سطوح قائم ساختمان ها در 32 جهت جغرافیایی محاسبه گردید. نتایج نشان می دهد که بیشترین میزان انرژی دریافتی سالانه مربوط به فرم مستطیل با راستای شمالی- جنوبی و کمترین نیز مربوط به فرم مستطیل با راستای شرقی- غربی است. بهترین فرم ساختمان در شهر تهران، مستطیل با راستای شرقی- غربی و بعد از آن فرم مربع است. مناسب ترین نسبت ابعادی برای فرم مستطیل با راستای شرقی- غربی در شهر تهران، نسبت 4/1:1 است. مناسب ترین جهات استقرار ساختمان برای نسبت ابعادی تعیین شده، جهت جهت 165 درجه جنوب شرقی و غربی و بعد از آن جهت رو به جنوب است.Climatic Design of Form, Aspect Ratio and Building’s Orientation Based on Solar Radiation in Tehran
Considering the special geographical-climatic conditions and the high consumption of fossil fuels in Tehran, the design of buildings, consistent with the climate and in order to benefit from renewable energies such as solar energy is necessary. The physical characteristics of buildings have a very important role in the regulation of microclimate conditions and thermal situation of interior and exterior spaces of buildings. The aim of this research is to determine the proper form, aspect ratio and orientation of buildings, based on the amount of received solar radiation in Tehran. In this research, six geometric forms, including square, rectangle, hexagonal, octagonal, hexadecagon and triacontadigon with an equal area and elevation were studied. Using the Q-BASIC software, the azimuth angle and altitude of the sun were extracted, then, based on “Law of Cosines” computational method, the amount of energy received at the vertical surfaces was estimated in 32 geographic directions. The results show that the highest amount of annual received energy is related to the rectangular form with the North-South orientation and the least amount is related to the rectangular form with East-West orientation. The best form of building in Tehran is a rectangle with East-West orientation and after that is the square form. The most suitable aspect ratio for the rectangular form with the East-West orientation is the ratio of 1: 1.4. The most appropriate orientations for the specified aspect ratios, are the 165 degrees South-East and South-West and then is the directions to the South.
تبلیغات
