نور روز

میزان سطح نور در فضاهای داخلی ساختمان های اداری از جمله تأثیرگذارترین عوامل بر بهره وری، رضایت شغلی و وضعیت سلامتی کارمندان ادارات است. دست یابی به سطوح بصری بهینه در ساختمان های اداری، به ویژه در عمق فضاهای داخلی این گروه ساختمانی، با کاهش تأثیرات نامطلوب مختلف ناشی از به کارگیری روشنایی مصنوعی، به زیستی کارمندان را متضمن شده و می تواند به صورتی مؤثر بر وجوه مختلفی از ساختمان تأثیر گذارد. از جمله رایج ترین ابزارهای ارزان و کارا به منظور حداکثرسازی حصول پذیری نور روز در فضاهای داخلی ساختمان های اداری، شیشه ها و سیستم های سایه انداز هستند. از سوی دیگر جهت گیری ساختمان به عنوانی عاملی بنیادین به منظور دریافت مستقیم نور روز تأثیرگذار بوده و می بایست تأثیر این عامل مد نظر قرار گیرد. پژوهش حاضر با به خدمت گیری مدل سازی نور روز مبتنی بر اقلیم در پی آن است تا با بررسی شیشه ها و سیستم های مختلف سایه اندازی، تسهیل در امر حداکثرسازی دستیابی نور روز در فضاهای داخلی ساختمان های اداری، در چهار جهت گیری اصلی را بررسی نماید. بدین منظور شهر اصفهان با اقلیمی که امکان استفاده و بهره مندی حداکثری از نور مستقیم روز را دارد، انتخاب شده است. نتایج پژوهش حاضر نشان دهنده ی اهمیت استفاده از لوور بازتابی (با پیکربندی های مختلف مطابق با جهت گیری مورد بررسی) است. با این حال، یافته ها تفاوت چندانی میان استفاده از شیشه ی دو جداره ی شفاف و سه جداره ی شفاف به منظور حداکثرسازی حصول پذیری نور روز در فضاهای داخلی ساختمان های اداری را بازگو نمی کنند.

امروزه بخش ساختمان، از مصرف کننده ترین بخش ها در ارتباط با مصرف انرژی الکتریکی می باشد. تلاش برای کاهش مصرف انرژی، انسان ها را در پی یافتن جایگزینی مناسب برای آن، از میان انرژی های تجدید پذیر، به سمت تحقیق و مطالعه بیشتری سوق داده است. یکی از نتایج محقق شده در این زمینه، استفاده از روشنایی طبیعی در طول ساعات روز به جای روشنایی مصنوعی می باشد که این جایگزینی، خود به تمهیدات ویژه ای نیاز دارد. از آنجایی که شهر تهران دارای ساعات آفتابی زیادی در طول سال می باشد، این منبع روشنایی می تواند مورد مطالعه دقیق تر قرار گرفته و ابزار و راهکارهای مناسب در جهت استفاده بهینه از آن شناسایی شود. در این پژوهش به شناسایی و تخمین کارایی یکی از سیستم های پیشرفته نور روز به نام کانال انتقال نور افقی پرداخته شده است تا جایی که بتواند برآورده کننده نیازهای کمی و کیفی روشنایی در اتاقی اداری با پلان عمیق باشد. روش تحقیق در این پژوهش توصیفی- تحلیلی می باشد. در این راستا از نرم افزارهای شبیه سازی اکوتکت و ردینس استفاده شده و کانال انتقال نوری منطبق با شرایط تابش خورشیدی در تهران طراحی و مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج حاکی از افزایش کمیت و کیفیت روشنایی در اتاق مورد مطالعه برای اکثر ماه های سال در صورت استفاده از این سیستم می باشد.

نور طبیعی تاثیر بسزایی روی سلامت انسان ها دارد. براساس پژوهش های صورت گرفته در مورد خانه های قدیمی ایران، مشخص گردید که در ایران نورگیرهای متنوعی برای تامین روشنایی طبیعی در داخل ساختمان ها وجود دارد و این سوال را مطرح می کند که آیا تنوع موجود در نوع نورگیرهای فضاهای داخلی خانه های سنتی موجب استفاده بهتر از شرایط روشنایی و گرمایی در داخل این فضاها شده است؟ به منظور یافتن پاسخ این سئوال، شرایط نورپردازی و شرایط گرمایی فضاهای اصلی زندگی در یکی از خانه های سنتی شهر کرمان، شامل اتاقی با نورگیر سقفی و اتاق هایی دارای در-پنجره (دو دری و پنج دری) مورد بررسی قرار می گیرد. در این بررسی، اندازه گیری های میدانی و شبیه سازی شده تحت شرایط آسمانی صاف و آفتابی است و میزان روشنایی اتاق ها توسط دستگاه نورسنج و شبیه سازی ها به کمک نرم افزار اکوتکت (با پشتیبانی محاسباتی ریدینس) انجام شده است و در نهایت نحوه توزیع و میزان روشنایی و حرارت فضاهای فوق با هم مقایسه و تحلیل گردید. نتایج نشان دهنده تاثیر تنوع نورگیری فضا بر میزان گرما و روشنایی آن می باشد که تحت تاثیر موقعیت محل، چگونگی ارتباط با فضای پیرامون و نوع عملکرد آن قرار می گیرد.

ضرورت بهینه سازی مصرف انرژی و تلاش برای کاهش مصرف آن، معماریمعاصر را بخصوص در کشورهای در حال توسعه به سمت استفاده از انرژی های تجدید پذیر سوق داده است. یکی از راهکارها در این زمینه، استفاده حداکثری از انرژی خورشید و روشنایی آن در طول روز می باشد. استفاده از نور روز در گستره وسیعی از شهرهای ایران از جمله شهر تهران به سبب برخورداری از ساعات آفتابی زیاد در طول سال، قابل توصیه است. این پژوهش، با تاکید بر تناسبات بهینه جهت استفاده حداکثری از نور روز در فضای داخلی، با استفاده از یک سطح بازتابنده و انتقال دهنده نور به عمق فضا برنامه ریزی شده است. سیستم رف نوری با پیشنهادی همزمان از دو ویژگی سایه اندازی در فضای مجاور پنجره و افزایش نور در عمق فضا، باعث فراهم آمدن نوری یکنواخت در فضای داخلی می شود. از این رو از نرم افزارهای شبیه سازی اکوتکت و ردینس برای بررسی نحوه عملکرد رف نوری و تناسبات آن برای شهر تهران استفاده شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که استفاده از سامانه های ترکیبی از طریق تلفیق رف نوری به همراه سایبان می تواند نوری یکنواخت با میانگین شدت روشنایی 300 لوکس در سطح میز دانش آموزان در کلاس درس مورد آزمایش ایجاد کند.  

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.

مجموعه تأثیرات نور طبیعی بر انسان را می توان در قالب دو فرایند روان شناسی و زیست شناسی موردبررسی قرار داد. امروزه، مردم بخش عمده ای از ساعات عمر خود را در طول روز در فضاهای سرپوشیده سپری می کنند. بنابراین فراهم سازی امکان ورود نور مناسب روز به این فضاهای بسته، برای ارتقای کیفیت زیستی و ﻧﯿﺰ اﻓﺰایﺶ ﺳﻄﺢ ﺳﻼﻣﺘﯽ، آﺳﺎیﺶ و کارایی آن ها کاملاً مطلوب به شمار می آید. هدف اصلی این پژوهش ارائه راهکارهای طراحی و نحوه درست چیدمان فضایی و مبلمان به منظور بهره مندی از نور طبیعی در فضای داخلی خانه های مسکونی جهت ارتقای کیفی زندگی ساکنین و بهبود شرایط روحی آن ها است. روش به کارگرفته در مقاله روش توصیفی - تحلیلی در بستر مطالعات پیمایشی است و از روش اسنادی و روش گردآوری داده ها به شیوه میدانی (مصاحبه و مشاهده) و همچنین از ابزار سنجش نور لایت متر بهره گرفته شده است. جامعه آماری شامل ساکنین شش خانه مسکونی کوتاه مرتبه در محله شاهکلا بابل است که با یکدیگر رابطه همسایگی دارند. طبق بررسی به عمل آمده از وضعیت نورگیری خانه های موردمطالعه، مشخص شد در فصول بهار و تابستان بیشترین حجم نور طبیعی وارد فضاهای داخلی خانه ها می شود. همچنین پس از مصاحبه مشخص شد که افراد در فضاهای دارای نور طبیعی کافی که اکثر این فضاها از نور جنوب برخوردارند، آرامش بیشتری را حس کرده و در فضاهای با نور طبیعی نامطلوب احساس بی انگیزگی می کنند. درنتیجه با لحاظ کردن تمهیداتی نظیر به کارگیری بازشوهای کف تا سقف در جبهه جنوب و بازشوهای عریض تر در جبهه های شرقی و غربی می توان تا حد ممکن نور طبیعی بیشتری را در فضاهای داخلی دریافت کرد. در چیدمان فضاهایی نظیر نشیمن و یا پذیرایی بهتر است از نظام U شکل استفاده کرد، چراکه اگر دهانه باز به سوی بازشوها قرار گیرد، نور طبیعی برای همگی افرادی که از این فضا استفاده می کنند یکسان خواهد بود.

اهداف: استفاده دوباره از بناهای میراثی بهترین استراتژی برای حفظ آن می باشد. عدم توجه به بناهای میراث صنعتی به نسبت بناهای میراثی دیگر سبب تخریب آنان شده است در حالیکه با مقیاس عظیم آن میتوان کاربری متناسب داد. به علاوه این بناها معمولا استاندارد های نور روز را برای سلامت و بهره وری فراهم نمی کنند. واکاوی وضعیت نور روز و چاره اندیشی برای کاهش خیرگی و استفاده بهینه از نور روز به جای نور مصنوعی می باشد. روش ها: مطالعه موردی، ساختمان دیگ بخار قدیم در مجموعه کارخانه نساجی قائمشهر در استان مازندران است. مدلسازی ساختمان با راینو و گرسهاپر انجام شده و نور روز در پلاگین هانی بی و لیدی باگ براساس رادیانس شبیه سازی شده است. پارامترهای طراحی سایبان پنجره برای لوور افقی و عمودی به ترتیب پهنای تیغه ها، فاصله ی بین آنان و زاویه مورد بررسی قرار گرفته و برای قاب ، پهنا، در نظر گرفته شده است. این پارامترها به روش بهینه سازی دستی مورد بررسی قرار گرفته و با بررسی دقیق و اعتبار سنجی به انتخاب بهتر سایبانِ برای بهره وری هر چه بهتر می انجامد. یافته ها: به کمک سیستم های سایبان می توان به کاهش خیرگی و همزمان وجود نور کافی در فضا دست یافت. از میان سایبان ها لوور عمودی بیشترین تاثیر را در کاهش خیرگی گزارش می دهد. نتیجه گیری: نتیجه به عنوان راهنمای طراحی برای ساختمان های میراث صنعتی در اقلیم نیمه گرمسیری مرطوب ارائه می شود تا با کمترین مداخله بتوان از بنا استفاده دوباره کرد.

نور روز علاوه بر بهینه کردن مصرف انرژی بر کیفیت سلامت فضاهای داخلی، تقابل معماری با رفتارهای اجتماعی و سلامت افراد در فضا مؤثر است. استفاده از یک سامانه کنترل نور روز، علاوه بر افزایش کیفیت روشنایی طبیعی فضا، مصرف انرژی الکتریکی ساختمان را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد. مسئله این پژوهش تلاش برای پاسخ به میزان و نحوه تأثیر کیفیت بازشوهای جداره های ساختمان بر کیفیت نور روز دریافتی است. به همین جهت به بررسی تأثیر میزان بازشو گره ایرانی طراحی شده بر کارایی روشنایی طبیعی در فضای اداری بر اساس استاندارد های بین المللی، با استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی نور روز و آنالیزهای سالانه منطبق بر اطلاعات آب و هوایی شهر مشهد، در ساعات اشغال فضا می پردازد. در گام نخست تلاش شده است تا مفاهیم اساسی پژوهش مورد مطالعه قرار گیرد. در گام دوم با ابزار تحلیلی دست به مورد پژوهی زده شده است و نحوه تأثیر کیفیت بازشو ها بر کیفیت دریافت نور مورد واکاوی قرار گرفته است و در گام آخر با استدلال منطقی و مبتنی بر ابزار تحلیلی نتیجه نهایی صورت بندی شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که ضریب بازشو در توزیع روشنایی طبیعی و آسایش بصری در جهت گیری های مختلف به خصوص در جبهه جنوبی تأثیر بسیاری دارد. اهمیت نور روز در بهینه کردن مقدار مصرف انرژی، کیفیت سلامت فضاهای داخلی و همین طور تقابل معماری با رفتارهای اجتماعی و سلامت افراد در فضا از طریق طراحی نظام مند که قابلیت کنترل نور روز را با توجه به نیازها و ضروریات فضای زیست داشته باشد مؤثر می گردد.

به کارگیری نورگیرهای سقفی در فروشگاه های بزرگ، با توجه به تقاضای بالای انرژی این کاربری و پتانسیل بهره مندی آن از نور طبیعی، می تواند باعث کاهش مصرف انرژی و انتقال نور روز به فضاهای عمیق تر شود. این پژوهش به بهینه سازی مشخصات نورگیر سقفی و جانبی با هدف تأمین روشنایی مناسب و کاهش مصرف انرژی در کاربری فروشگاهی و به طور خاص شعبه آل احمد فروشگاه شهروند در شهر تهران می پردازد. به منظور دستیابی به این هدف، پس از تعریف پارامترهای تأثیرگذار بر عملکرد انرژی و روشنایی در دو مدل دارای نورگیر سقفی و نورگیر جانبی به کمک فرایند بهینه سازی دو هدفه، مشخصات بهینه نورگیرها مشخص شد. در نهایت جهت بررسی میزان تأثیرگذاری متغیرهای بررسی شده بر خروجی، تحلیل حساسیت انجام شد. مطابق نتایج به دست آمده، نورگیر سقفی در نسبت مساحت سطح نورگذر خود به مساحت ساختمان در بازه 4.97% تا 6.09% با کمترین ارتفاع دیواره ها و شیشه دوجداره با ضریب گسیلندگی 0.10، و نورگیر جانبی با ارتفاع زیاد در جبهه شمالی و جنوبی و ارتفاع کم در جبهه شرقی و غربی با شیشه دوجداره با ضریب گسیلندگی 0.10 بهترین عملکرد را از نظر نور و انرژی داراست. همچنین نورگیر سقفی در مقایسه با نورگیر جانبی در شرایط یکسان، با 35% سطح شیشه کمتر اما با 12 کیلووات ساعت بر مترمربع شدت مصرف انرژی بیشتر، سطح مشابهی از نور روز با یکنواختی بیشتر فراهم می کند.

بیان مسئله: نور روز ماهیتی پویا و متغیر دارد که می تواند با توجه به مشخصه های معمارانه طراحی جداره های نور گذر، به خصوص هندسه آن، لکه های تیره و روشن متفاوتی در فضای داخلی خلق کند و با تأثیر بر حواس و ادراکات حسی ساکنان که از طریق واکنش های احساسی آن ها بروز می یابد، تجربه فضایی متمایز و معناداری برای آن ها فرآهم کند. بااین حال، به نظر می رسد ساختمان های مسکونی امروزی، حد مطلوبی از تأثیرات ادراکی نور روز در فضاهای داخلی را برای ساکنان خود فراهم نمی آورند که این امر می تواند ریشه در عدم آگاهی قاعده مند، شفاف و دقیق معماران از اثرات ادراکی نور روز داشته باشد. هدف پژوهش: این پژوهش با هدف تبیین رابطه الگوهای هندسی انتشار نور روز، ادراکات حسی ساکنان و شناسایی قابل اتکاترین شاخص های عددی پردازش تصویر به منظور پیش بینی رابطه بین این دو در بستر ساختمان های مسکونی انجام شده است.روش پژوهش: این پژوهش با استفاده از روش تحقیق پیمایشی و روش پردازش تصویر در محیط شبیه سازی شده انجام شده است.نتیجه گیری: یافته های پژوهش پیمایشی نشان می دهد با تغییر الگوهای هندسی انتشار نور روز، میانگین شاخص های ارزیابی ادراکات حسی به شکل معناداری تغییر می کند که این امر به اهمیت توجه معماران بر هندسه جداره های نورگذر و دستکاری آن برای خلق حس یا مجموعه حس های مطلوب محیطی تأکید دارد. همچنین یافته های ارتباط بین پژوهش پیمایشی با شاخص های پردازش تصویر مطالعه شده حاکی از آن است که شاخص های Michelson, mean-RMS, Fractal D، حجم فایل در قالب GIF و RAW-PRIM8، به ترتیب قابل اتکا ترین شاخص ها در پیش بینی حس خوشایندی، شاخص های TIFF-SOBEL, JPEG -PERIM, Michelson، حجم فایل در قالب JPEG و حجم فایل در قالب PNG به ترتیب قابل اتکا ترین شاخص ها در پیش بینی حس جذابیت، شاخص های TIFF-SOBEL, Mean mSC, JPEG-PERIM8، حجم فایل در قالب JPEG و JPEG-PERIM 4 به ترتیب قابل اتکاترین شاخص ها در پیش بینی حس هیجان و شاخص هایRAW-PRIM 4 ،RAW-PRIM 8 ، Michelson، Fractal D و CANNY 2014-RAW  به ترتیب قابل اتکاترین شاخص ها در پیش بینی حس آرامش فضا هستند. 

اهداف: بهره گیری از عناصر معماری غیرفعال به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی و استفاده بهینه از نور روز راهکاری متداول در در معماری سنتی ایران است. عوامل مختلف از قبیل شکل و جهت گیری ساختمان، موقعیت بازشوها، بهره گیری از مصالح بومی و سایه اندازها به عنوان عناصر معماری اسلامی ایرانی در اقلیم گرم و مرطوب شناخته می شود. هدف اصلی این پژوهش ارزیابی کارآمدی و بهینه سازی عناصر معماری در آب و هوای گرم و مرطوب شهر بوشهر با تمرکز بر کنترل مصرف انرژی و بهره مندی از نور طبیعی است.  روش ها: نخست به وسیله منابع کتابخانه ای عناصر اقلیمی مسکونی معماری بوشهر شناسایی شد. سپس در محیط نرم افزار راینو و پلاگین گرسهاپر متغیرهای منتخب به صورت پارامتریک مدلسازی و توسط از ابزارهای انرژی پلاس و رادیانس آنالیز داده های کمی انجام می شود. در نهایت الگوهای بهینه توسط الگوریتم ژنتیک انتخاب و ارائه می شود. یافته ها: نتایج نشان می دهد با بهینه سازی عناصر معماری به کار رفته در مسکن بوشهر، روشنایی مفید نور روز را تا 96% افزایش و مصرف انرژی را تا 174.1کیلو وات ساعت بر متر مربع کاهش می یابد. در اقلیم گرم و مرطوب علاوه بر اهمیت استفاده از تهویه طبیعی توجه به حداقل جذب تابش خورشید اهمیت فراوانی دارد. نتیجه گیری: نتایج پژوهش نشان می دهد که توجه به مجموعه عناصر معماری غیرفعال مانند استفاده از شناشیر، تناسبات اتاق موقعیت پنجره ها باعث افزایش عملکرد ساختمان  می شود. یادگیری از مسکن سنتی بوشهر می تواند راهبردی برای چالش های معماری امروزی، به ویژه مصرف انرژی بالا و تنظیم شرایط محیطی فراهم نماید.