جریان هوا

حاشیه جنوبی ایران دارای یکی از بحرانی ترین اقلیم های جهان و توجه به مولفه های اقلیمی در فرآیند طراحی خانه ها در این منطقه ضروری است. بکارگیری جریان هوا در کنار محافظت از گرما و تابش از موثرترین راهکارها در تعدیل شرایط گرمایی در مناطق گرم و مرطوب است. همچنین استفاده از تابش خورشید در ماه های سرد سال به تعدیل شرایط گرمایی خانهها در زمستان کمک میکند. خانههای بومی عمدتاً براساس پاسخگویی به نیازهای اقلیمی ساخته شدهاند و خانههای بومی بوشهر دارای الگویی برای استفاده از بادهای محلی و استفاده از مؤلفه تابش در زمستان است. این مقاله با کمک نرم افزار دیزاین بیلدر شرایط گرمایی را در این خانه بر اساس الگوی اقلیمی آن ها بررسی و به این سوال پاسخ میدهد که تابش و جریانات هوا تا چه حد در تعدیل شرایط گرمایی الگوهای اقلیمی ویژه این خانه موثرند. این مقاله دارای هدفی کاربردی و با روش تصویرسازی و شبیه سازی در نرم افزار دیزاین بیلدر نسخه 4.2.0.045  و مدل آسایش حرارتی اشری 55 و تحلیل اقلیمی با کمک نرم افزار کلایمیت کانسالتنت و مدل حرارتی تطبیقی انجام میشود. بکارگیری الگوی ویژه خانه های بوشهر در خانه گلشن توانسته است در ما ههای بسیار گرم تا اندازه قابل توجهی و در ماههای نیمهگرم کاملا تعدیل کند. این الگو در ماههای سرد نیز شرایط گرمایی داخل خانه را کاملا تعدیل کرده و نیاز به دستگاههای گرمایشی را به صفر رسانده است. با بکارگیری این الگوها در خانه های امروز میتوان در ماههای بسیار گرم بار دستگاههای مکانیکی را به اندازه قابل توجهی کم کرد و در ماههای نیمه گرم و سرد نیاز به دستگاههای مکانیکی را به صفر رساند. نتایج نشان داد مصالح دیوارها تا حد زیادی سبب گرم شدن فضاهای داخلی در طول شبهای ماههای گرم میشود؛ لذا این الگوها را میتوان با تغییر مصالح دیوارها به مصالح سب کتر بهبود بخشید.

اهداف: پس از توجه مجامع جهانی به مصرف بهینه انرژی، جداره های خارجی بناها تبدیل به یکی از مهم ترین بخش ها در پروسه طراحی شد. هدف از مطالعه حاضر، بررسی میزان تاثیرگذاری نوع جریان هوا و همچنین فاصله بهینه بین دو جداره، در اقلیم گرم و مرطوب ایران (جزیره کیش) است. مواد و روش ها: برای دستیابی به این هدف، پیکره بندی های مختلف نمای دوپوسته ، با استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری (نرم افزار فلوئنت ۱۹/۲) مورد بررسی واقع شده اند. دو نوع جریان هوای تخلیه هوا و لایه هوای خارج بررسی شد. هر یک از این دو جریان با سه فاصله متفاوت، ۱۰۰۰، ۱۵۰۰ و ۲۰۰۰میلی متر شبیه سازی شدند. در این مطالعه از روش "تحقیق شبیه سازی و مدل سازی" استفاده شده است. در بخش های شبیه سازی نرم افزاری و تحلیل عددی نوع تحقیق "کمی" و روش تحقیق "تحلیلی" است و دستیابی به نتایج براساس "استقرا" صورت می گیرد. یافته ها: نتایج نشان می دهد که در زمان های اوج گرما و رطوبت که هوای بیرون در حالت آسایش نیست، نوع تخلیه هوا، باعث بالارفتن دما و رطوبت داخل دفاتر می شود و آسایش حرارتی ساکنان و کاربران را با مشکل روبه رو می کند. نتیجه گیری: در روزها و ماه های گرم لازم است از نوع لایه هوای خارجی استفاده شود. همچنین مشخص شد که در صورت استفاده از حالت تخلیه هوا، عمق بهینه حفره هوا ۲۰۰۰ میلی متر و در حالت لایه پرده هوای خارجی، ۱۰۰۰میلی متر است.

اهداف: پس از توجه مجامع جهانی به مصرف بهینه انرژی، جداره های خارجی بناها تبدیل به یکی از مهم ترین بخش ها در پروسه طراحی شد. هدف از مطالعه حاضر، بررسی میزان تاثیرگذاری نوع جریان هوا و همچنین فاصله بهینه بین دو جداره، در اقلیم گرم و مرطوب ایران (جزیره کیش) است. مواد و روش ها: برای دستیابی به این هدف، پیکره بندی های مختلف نمای دوپوسته ، با استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری (نرم افزار فلوئنت ۱۹/۲) مورد بررسی واقع شده اند. دو نوع جریان هوای تخلیه هوا و لایه هوای خارج بررسی شد. هر یک از این دو جریان با سه فاصله متفاوت، ۱۰۰۰، ۱۵۰۰ و ۲۰۰۰میلی متر شبیه سازی شدند. در این مطالعه از روش "تحقیق شبیه سازی و مدل سازی" استفاده شده است. در بخش های شبیه سازی نرم افزاری و تحلیل عددی نوع تحقیق "کمی" و روش تحقیق "تحلیلی" است و دستیابی به نتایج براساس "استقرا" صورت می گیرد. یافته ها: نتایج نشان می دهد که در زمان های اوج گرما و رطوبت که هوای بیرون در حالت آسایش نیست، نوع تخلیه هوا، باعث بالارفتن دما و رطوبت داخل دفاتر می شود و آسایش حرارتی ساکنان و کاربران را با مشکل روبه رو می کند. نتیجه گیری: در روزها و ماه های گرم لازم است از نوع لایه هوای خارجی استفاده شود. همچنین مشخص شد که در صورت استفاده از حالت تخلیه هوا، عمق بهینه حفره هوا ۲۰۰۰ میلی متر و در حالت لایه پرده هوای خارجی، ۱۰۰۰میلی متر است.

در نیم قرن اخیر، به ویژه در شهرهای بزرگ و کلان شهرهای کشور، بر اثر تغییر شکل سازمان فضایی خانه به انواع مسکن های چندخانواری متراکم، الگویی در توده گذاری بنا درون قطعه رواج یافته است؛ بدین ترتیب که توده ساختمانی در شمال و حیاط در جنوب قطعه ساخته می شود. به سبب گستردگی و فراگیر شدن این الگو در کشور، می توان از آن به عنوان بخشی از سنت جدید شهرسازی در کشور یاد کرد. این در حالی است که بر اثر افزایش تراکم و نسبت سطوح ساختمانی، بخشی از توان خودپالایی محیط شهری از آن سلب شده و ساختمان سازی در اقلیم های مختلف با شرایط ناسازگار با اقلیم رواج یافته است. اکنون که بسیاری از شهرها در جست وجوی راه حل هایی برای فشردگی و تراکمِ هر چه بیشتر هستند، نقصان های الگوهای پیشین برجسته تر شده است و نیاز به یافتن راه حل هایی برای اصلاح وضع موجود، هردم فزاینده تر و بیشتر احساس می شود. در تحقیق حاضر، الگویی برای توده گذاری قطعات مسکونی پیشنهاد شده است که برحسب معیار آسایش حرارتی، مناسب تر از الگوی موجود است و در انطباق با شرایط موجود می تواند تحقق پذیر باشد. در این مقاله، نشان داده می شود که با تغییر الگوی توده گذاری در یک بلوک مسکونی، احساس آسایش حرارتی نیز دچار تغییراتی گسترده می گردد. همچنین، متغیرهایی چون دمای متوسط تابشی، دمای هوا، رطوبت نسبی و سرعت و جهت باد در فضای بین توده ها که مستقیم یا غیرمستقیم در ایجاد احساس آسایش حرارتی مؤثرند مورد بررسی قرار گرفته اند. برای سنجش این متغیرها، از مدل ENVI-met و نرم افزارهای Leonardo و Xtract برای خروجی گرفتن از ENVI-met به صورت داده های گرافیکی و عددی استفاده شده است.

تأمین شرایط آسایش کارکنان در فضاهای اداری امری ضروری است. این پژوهش نشان می دهد که معمولاً سامانه های تهویه مطبوع عملکرد مناسبی جهت خنک کردن فضاهای داخلی اداری با پلان باز ندارند. لذا تحقیق حاضر با هدف ارائه راهکاری ساده و اجرایی، به صورت مداخله در وضع موجود معماری انجام گرفت. روش انجام این تحقیق با توجه به ماهیت میان رشته ای آن، یک روش ترکیبی است. ابتدا پس از مشاهدات اولیه و انتخاب نمونه موردی با استفاده از یک روش تجربی متغیرهای مستقل تأثیرگذار شناسایی و متغیرهای وابسته توسط دستگاه های دیجیتال در یک نمونه موردی تصادفی (ساختمان اداری پروژه یادآوران) اندازه گیری شدند. به منظور تدقیق داده ها و تحلیل آنها از روش CFD استفاده شد و با استفاده از نرم افزار Fluent جریان هوای داخل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که وضعیت معماری و شیوه قرار گرفتن اجزای آن بر کیفیت جریان هوای داخل و مصرف انرژی دستگاه های تهویه مطبوع تأثیر بسیار زیادی دارد. همچنین آزمون ها نشان دادند که ارتفاع پارتیشن ها در فضاهای اداری، موقعیت دیواره های جداکننده و نیز موقعیت نازلهای جریان هوای مطبوع باید بر اساس شرایط هر واحد اداری محاسبه شود و طراحی صحیح آنها موجب ارتقای کیفیت تهویه مطبوع، تأمین شرایط آسایش ساکنان و نیز کاهش مصرف انرژی می شود. 

حرکت هوا در ساختمان ها توسط دیوارها، کف و سقف ها محدود می گردد و امکان دارد به صورت ناخوشایندی کند گردد؛ کند شدن علاوه بر تحمیل بار انرژی، می تواند در مواقع کمبود انرژی، اثرات منفی بر سلامت ساکنین داشته باشد. تهویه طبیعی به معماران کمک می کند تا با روشهای صحیح، هزینه انرژی مورد نیاز برای ایجاد شرایط آسایش در ساختمان را به حداقل برسانند. در ساختمان های حیاط مرکزی، شکل و تناسبات حیاط بر الگوی حرکت و سرعت باد تاثیر گذار است و اندازه بازشوها نیز بر حجم و سرعت باد ورودی به ساختمان تاثیر می گذارد. از این رو پژوهش حاضر با این فرض که می توان در خانه های مسکونی بومی، رابطه معناداری بین تناسبات بازشوها و حیاط یافت، انجام شده و اقلیم گرم و خشک به عنوان یکی از وابسته ترین اقلیم ها به تهویه و شیراز به عنوان نمونه ای از شهرهای مستقر در این اقلیم انتخاب شده است. بنابراین در جستجوی وجود نسبت های تکرار شده در بناهای موجود، نمونه های موردی در یک دوره تاریخی، با ویژگی های مشابه و حداقل عوامل مداخله گر انتخاب گردیده است. روش تحقیق تحلیلی-توصیفی است، که به کمک منابع اسنادی، عکس برداری، برداشت میدانی و آنالیز نرم افزاری انجام شده است. در نهایت این رابطه در قالب محاسبه جریان حجمی هوا و تناسب حیاط و بازشوها، حیاط و نمای جبهه رو به باد، تناسب حیاط و زیربنا و غیره از نمونه های با گونه چهارطرف محدود و دارای حیاط مرکزی استخراج گردیده است. تناسبات بدست آمده دارای الگوی مشخصی در بناهای مورد بررسی بوده و نسبت ها با توجه به ویژگی های بنا ها در بازه عددی محدودی قرار گرفته اند.

در اقلیم گرم ، جریان هوا تابعِ دمای محیط دو اثر کاملاً متفاوت بر افراد دارد. در یک حالت باعث آسایش و در حالتی دیگر باعث عدم آسایش است. در اقلیم سرد نیز تاثیر جریان هوا برآسایش در اوقات سرد منفی است. فُحص اصلی این مقاله پاسخ این پرسش است که مرز دمایی قابل قبول در فضای نیم باز سیاه چادر، ناشی از جریان هوا و در سرعت های مختلف کدام است؟ به دیگر عبارت، برهم کنش دما و جریان هوا در چه مقادیر عددی برای راحتی چادر نشینان معنا پیدا می کند؟ دست یابی به این موارد از طریق تطبیق الگوی جریان هوا با الگوی دما در داخل و خارج چادر میسر است. در مقاله حاضر ضمن برشماری خصوصیات چادر و چادر نشینان ایلامی، نیم نگاهی به تاریخ و سابقه چادرنشینی در منطقه خواهیم داشت. در پی آن به اقلیم و مولفه های آسایش این مردمان می پردازیم تا برای توضیح ارکان مطالعه میدانی که مد نظر نویسندگان مقاله است مقدمه ای باشد. نتایج کار مطالعاتی نشان می دهد که سرپناهی به نام سیاه چادر کفایت لازم برای فراهم کردن محیط حرارتی مناسب برای تصرف کنندگان خود دارد. عناصر و اجزا ی آن به نحوی طراحی شده اند که شرایط آسایش حرارتی را به خوبی مهیا می کند.

این مقاله به مقایسه تطبیقی اثر جریان هوا بر دوگونه ی بادگیر یزدی و کرمانی می پردازد. هدف پژوهش بررسی نحوه تأثیر جهت گیری دهانه بادگیر بر تهویه طبیعی و همچنین مقایسه بهره وری اقلیمی دو گونه مذکور در زمینه خاص خود می باشد. روش تحقیق استفاده از مدل سازی رایانه ای و شبیه سازی عددی بوده است و نتیجه گیری با استفاده از استدلال منطقی صورت گرفته است و همچنین روش جمع آوری اطلاعات روش مطالعه منابع کتابخانه ای است. به این منظور ابتدا دو بادگیر در محیط نرم افزار Vasari autodesk 2.0 مدل سازی شده اند و سپس هر بادگیر جداگانه در مشخصات اقلیم خود آزمایش شده است و در نهایت نتایج به صورت تصاویر شبیه سازی و نمودارها مستخرج شده اند. نتایج نشان می دهند در استفاده از دو گونه بادگیر دو طرفه و چهار طرفه، افزایش توان برودتی و کارایی بهینه یکی از مهم ترین اصول بوده است به نحوی که در بادگیر یزدی این اصل در طول چهار فصل سال حاکم است در حالی که این نسبت در بادگیر کرمانی فقط در طول تابستان صادق است. این مقاله نشان می دهد که می توان از تکنیک های تهویه طبیعی در این بادگیرها استفاده شده است، در طراحی معماری بناهای امروزی نیز استفاده کرد تا بدین وسیله از میراث ارزشمند علم و هنر ایرانی در معماری معاصر بی نصیب نماند.

باروچ گیونی معتقد است که جریان هوا در فضاهای شهریِ اقلیم گرم و مرطوب، غالباً موجب آسایش حرارتی مردم است. اگر متغیر باد با سایه هم ساز شود، آنگاه افراد در دماهای بالاتر از دمای راحتی می توانند به فعالیت خود در سطح شهر ادامه دهند. این نظر گیونی را نباید به اقلیم گرم و خشک و یا سرد تعمیم دهیم. در اقلیم گرم و خشک، جریان هوا تابعِ دمای محیط، دو اثر کاملاً متفاوت بر افراد دارد. در یک حالت باعث آسایش و در حالتی دیگر باعث عدم آسایش است. در اقلیم سرد نیز تاثیر جریان هوا برآسایش منفی است. هدف اصلی این گفتار پاسخ این پرسش است که مرز دمایی بین آسایش و عدم آسایش در فضاهای شهری ناشی از جریان هوا، در سرعت های مختلف چیست؟ به دیگر عبارت، برهم کنش دما و جریان هوا در چه مقادیر عددی برای راحتی شهری معنا پیدا می کند؟ اگر بتوان چنین اعدادی را پیدا کرد، آنگاه طراح شهری با دیدی علمی عناصر شهری را بر اساس تین دو متغیر به خدمت می گیرد. از این راه او می تواند به تطبیق الگوی جریان هوا با الگوی دما دست یابد. این مطالعه به اقلیم گرم و خشک ایران محدود بوده و در پی پاسخی مبتنی بر کار میدانی در سطح شش شهر کشور خواهد بود. نتایج بدست آمده قابل تعمیم به همه ی مناطق گرم و خشک ایران خواهد بود.

اهداف: ریزگردها از جمله چالش های زیست محیطی، در مناطق خشک، بوده که باعث برهم زدن آسایش انسان می شوند. باد، اصلی ترین عامل حرکت ریزگردها است و الگوی حرکتی باد، در شهرها، از معماری شهرها و ساختمان ها اثر می پذیرد. وجود حفره در فرم، از اقدامات طراحی فرم است که بر بار باد و جریان ریزگردها اثر می گذارد. هدف این پژوهش بررسی مقایسه ای از توزیع ریزگردها در ساختمان بلند دارای حفره افقی، با متغییر تعداد و حجم حفره، می باشد. روش ها: مطالعه عددی توسط دینامیک سیالات محاسباتی انجام شده است. در شبیه سازی از مدل آشفتگی کاامگا اس اس دی استفاده شده و تغییرات الگوی جریان باد و توزیع ریزگردها، ارزیابی می شود. به جهت ورود داده های نرم افزاری، شامل اندازه، نوع و مقدار ذرات و همچنین اعتبارسنجی نرم افزار، از روش نمونه برداری میدانی استفاده شده است. یافته ها: یافته های تحقیق نشان می دهد هرچه تعداد حفره ها در حجم بیشتر و اندازه آن ها کوچک تر شوند، سرعت باد در داخل حفره ها کاهش یافته و از طرفی رفتار حرکتی باد و به طبق آن رفتار پراکنشی ذرات، یکنواخت تر می شوند. همچنین در این حفره ها غلظت ذرات معلق بیشتر و اندازه آن ها کوچک تر می شوند. نتیجه گیری: نتایج نشان می دهد طراحی فرم با تعداد حفره بیشتر و حجم حفره کوچک تر، برای مقابله با پدیده ریزگردها و رسیدن به آسایش در محیط های داخلی، مناسب تر است. علاوه بر این، طراحی بازشوها در ارتفاعات بالاتر و عمق حفره ها، نرخ فرونشست ذرات ریزگرد را در فضاهای داخلی، کاهش می دهد.

مباحث مربوط به معماری پایدار از مهمترین جریان های معماری معاصر به حساب می آیند. بخش قابل توجهی از مصرف انرژی کشور در ساختمان های مسکونی برای فراهم آوردن آسایش حرارتی مصرف می شود. از جمله مواردی که در تامین آسایش ساکنان نقش بسزایی ایفا می کند بحث تهویه و چگونگی جریان هوا می باشد. یکی از روش های تهویه غیرفعال، استفاده از دودکش خورشیدی است که با کمک انرژی تجدیدپذیر خورشید و با به کارگیری پدیده اثر دودکشی در یک کانال هوا، تهویه مورد نیاز فضاهای مجاور خود را فراهم می کند. لذا تحقیق حاضر با هدف ارائه راه کاری ساده و اجرایی، به صورت مداخله در وضع موجود معماری انجام گرفته است. روش انجام این تحقیق با توجه به ماهیت میان رشته ای آن، یک روش ترکیبی است. ابتدا از مطالعات کتابخانه ای برای مبانی پژوهش یاری گرفته شده است. با استفاده از یک راهبرد تجربی، متغیرهای مستقل تاثیر گذار و متغیر وابسته مشخص گردید و به دلیل عدم دسترسی به نمونه های مختلف اجرا شده، شبیه سازی کامپیوتری به عنوان روش جایگزین برای مطالعات میدانی انتخاب شده است. شبیه سازی در این پژوهش با روش دینامیک سیال محسباتی صورت پذیرفت. برای این امر ابتدا روایی و پایایی شبیه سازی ها از طریق تطبیق با شواهد تجربی و آزمایشگاهی در مقاله ای مشابه به اثبات رسید که نتایج این بخش با 4% خطا مورد پذیرش واقع شد. این موضوع حاکی از دقت مناسب روش استفاده شده و شبکه بندی بود. سپس اقدام به تجزیه و تحلیل داده ها و متعاقبا مداخله در معماری از طریق شبیه سازی شد. در این پژوهش با انتخاب 6 گونه ی مختلف اتاق به لحاظ ابعاد، تهویه طبیعی و تحلیل رفتار جریان هوا با در نظر گرفتن عملکرد همزمان دودکش خورشیدی و پنجره، و در دو ارتفاع مختلف(9/0 متر برای فرد نشسته و 5/1 متر برای فرد ایستاده) از طریق شبیه سازی و با استفاده از نرم افزار اتودسک سی اف دی 2018 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج این پژوهش نشان داد که سرعت تهویه ارتباط مستقیمی با عمق اتاق دارد. بهینه ترین ابعاد اتاق در راستای تهویه اتاق 4در 3 و 5در 3 می باشد. همچنین در ارتفاع ایستاده حداقل سرعت تهویه در قسمت انتهایی فضاها دیده می شود و در ارتفاع نشسته به جز قسمت ابتدایی و انتهایی اتاق کمترین میزان سرعت در محدوده یک سوم انتهای اتاق می باشد.