تهویه طبیعی

یکی از مؤثرترین عوامل در ایجاد آسایش حرارتی، تهویه طبیعی است، ازاین جهت مهم ترین دستاورد معماری سنتی ایرانی، بادگیر تلقی می شود. بحث تهویه طبیعی به خصوص در اقلیم گرم و مرطوب از ملزومات مهم تلقی می شود، زیرا رطوبت را از فضا دور کرده و باعث خنک شدن و بالا رفتن آسایش حرارتی می شود. در این پژوهش به بررسی بادگیرهای بندر پهل پرداخته شده است. با استفاده از طراحی مناسب عناصر معماری به بهترین شیوه از هدررفت انرژی های تجدیدناپذیر جلوگیری می شود. با این روش می توان علاوه بر فهم بیشتر مفاهیم معماری سنتی، راهکارهای سنتی را مورد تحلیل قرار داده و به مهندسان عصر حاضر به طور کامل معرفی کرد. بادگیر در بندر پهل از راهکارهای دستیابی به آسایش حرارتی در مقابل گرما و رطوبت طاقت فرسای حاشیه خلیج فارس است. پژوهش پیش رو به معرفی بادگیر و پارامترهای مؤثر بر آن می پردازد. تاکنون تحقیقات گسترده ای در خصوص بادگیر و افزایش عملکرد آن انجام شده است که از مهم ترین آن ها تغییر در تناسبات موجود بوده است. در این مطالعه با استفاده از روش توصیفی - تحلیلی به بررسی نمونه ای از بادگیرهای اقلیم گرم و مرطوب پرداخته و آن را مورد تحلیل قرار می دهد. داده ها به روش کتابخانه ای و میدانی جمع آوری شده است، سپس با استفاده از نرم افزار دیزاین بیلدر، مدل سازی و مورد ارزیابی قرار گرفته است. هدف این پژوهش بررسی عملکرد دقیق بادگیر در ایجاد تهویه طبیعی در اقلیم گرم و مرطوب است تا بتوان با الگو گیری از این عناصر شاخص در طراحی معماری های مدرن، آسایش حرارتی را در بنا بالابرده و استفاده از مصرف انرژی های تجدیدناپذیر را به حداقل رسانده تا گامی در جهت حفظ محیط زیست که رو به نابودی است برداشته شود. نتایج پژوهش حاکی از آن است که آسایش حرارتی اتاق بادگیر نسبت به اتاق مجاور به طور قابل توجهی افزایش یافته و دمای اتاق کاهش یافته است که این خود نشانگر تأثیر مستقیم بادگیر بر آسایش حرارتی اتاق بادگیر را نشان می دهد.

طراحی اقلیمی و توجه به مباحث مربوط به معماری پایدار از مهمترین جریان های معماری معاصر به حساب می آیند که سابقه چند هزارساله به خصوص در ایران دارد. در دوران معاصر طراحی اقلیمی عکس العمل منطقی به بحران های ناشی از کمبود منابع تولید انرژی و افزایش آلودگی های محیطی ناشی از مصرف سوخت های فسیلی بوده است. در ایران، یکی از اقلیم هایی که توجه به شرایط زیست محیطی به منظور ایجاد آسایش حرارتی و رسیدن به معماری همساز با اقلیم در آن نقش حیاتی دارد، اقلیم گرم و مرطوب است که با رطوبت و گرمای بالا مواجه است و به منظور تهویه رطوبتی و سرمایش از راه های غیر طبیعی نیاز به صرف انرژی و هزینه زیاد دارد. این نوشته درصدد است که با توجه به مباحث مربوط به طراحی اقلیمی در اقلیم گرم و مرطوب ایران، فرم مناسب سقف را جهت استفاده بهینه از تهویه طبیعی در خانه های مسکونی شهر چابهار که در اقلیم گرم و مرطوب واقع شده و با مشکلات ناشی از گرما و رطوبت مواجه می باشد، بررسی کند و سودمند بودن استفاده از بادخان و بادخور را در این منطقه مورد سنجش قرار دهد. روش تحقیق مورد استفاده در این مقاله با استفاده از داده های پایگاه های هواشناسی و منابع اسنادی و کتابخانه ای معتبر به منظور جمع آوری اطلاعات، توصیفی تحلیلی و نیز استفاده از مدل سازی رایانه ای در نرم افزار Vasari Autodesk (نرم افزار شبیه ساز تونل باد) به منظور ارایه راهکارهای کالبدی و سنجش درستی آن می باشد. نتایج این نرم افزار با نرم افزار Ansys cfx version 13 (نرم افزار مطرح در زمینه محاسبات دینامیک سیالات) مورد تأیید قرار خواهد گرفت. در ساختمان های کم ارتفاع و محصور (نظیر خانه های شهر چابهار) که جریان هوای زیادی به بدنه ساختمان برخورد نمی کند، سقف در سازوکار تهویه نقش اساسی دارد، علاوه بر این جریان هوای عبوری از سقف پایدار تر و قوی تر است. در این مقاله با مطالعه و مدل سازی سه نوع سقف منحنی، شیب دار و مسطح و همچنین بادخان و بادخور مناسب آن، راهکارهای کالبدی به منظور رسیدن به سازوکار بهینه تهویه طبیعی در ساختمان های یک طبقه و چند طبقه در شهر چابهار بررسی شده است و در نهایت، فرم بهینه شکل سقف (در ارتباط با تهویه طبیعی) و مؤثر بودن استفاده از بادخان و بادخور به منظور تهویه طبیعی در مسکن چابهار مورد ارزیابی قرار می گیرد.

امروزه افزایش آلودگی های زیست محیطی در اثر استفاده از سوخت های فسیلی برای تأمین آسایش حرارتی، یکی از معضلات این حوزه به شمار می رود. با رجوع به معماری گذشته می توان دریافت که تأمین تهویه طبیعی با بهره گیری حداکثری از نیروهای طبیعی (در این مقاله: باد) صورت می گرفته است. بنابراین می توان این گونه برداشت کرد که استفاده از روش های بومی به نوبه خود می تواند حل کننده مسائل و معضلات به وجود آمده در حوزه تهویه مطبوع بناهای جدید گردد. این مقاله گونه های مختلف اتاق در مسکن بومی موجود در روستای قلعه نوی سیستان را (که در نتیجه مطابقت با شرایط طبیعی منطقه و تأمین آسایش حرارتی در نسبت با فضای بیرون شکل گرفته اند) شناسایی کرده و رفتار باد در هریک از گونه ها را به لحاظ تهویه طبیعی مورد تحلیل و بررسی قرار داده و در نهایت گونه بهینه از نظر تهویه طبیعی انتخاب نموده است. در این پژوهش، ابتدا با استفاده از روش تحقیق کیفی، به صورت توصیفی- تحلیلی و با تکیه بر برداشت های میدانی از خانه های بومی روستای قلعه نو، به شناسایی و بررسی روش های استفاده از باد در مسکن بومی پرداخته شد و در ادامه به کمک مدل سازی CFD، با انتخاب گونه های غالب اتاق از نظر نحوه تهویه طبیعی، تحلیل رفتار باد در این گونه ها با استفاده از روش تحقیق شبیه سازی به وسیله نرم افزارهای Gambit 2.4.6 (جهت ساخت هندسه مسکن و ایجاد شبکه مش) و Ansis fluent 15 (جهت تحلیل رفتار باد) انجام گرفته است. به منظور اعتبارسنجی پژوهش، به کمک بادسنج دیجیتال، اندازه گیری های محیطی در محل انجام شده است. در نتیجه تحلیل ها، اتاق هایی که دارای کشیدگی شمال شرقی- جنوب غربی و در جهت عمود بر باد غالب منطقه بوده و از تمام عناصر بومی مانند «کُلَک» در سقف، دریچه های مشبک و «صورک» در دیوار جبهه شمال غربی با پراکندگی مناسب در سطح دیوار، جهت تهویه مطبوع بهره برده است به عنوان گونه بهینه اتاق در مسکن بومی انتخاب می شود ولی با توجه به محدودیت در ساخت کلک، در مسکن جدید تنها می توان از صورک و دریچه های مشبک استفاده کرد.

اهداف: امروزه بحران انرژی به یکی از مشکلات جهانی تبدیل شده است. در شرایطی که تمامی کشورها با این بحران درگیر هستند، راهکارهایی با نتایج هرچند کوچک می تواند منجر به تغییرات چشمگیری در مقیاس کلان شود. سرمایش به عنوان یک راهکار جهت کاهش مصرف انرژی در ساختمان به خصوص در اقلیم های گرم، کمک شایانی به کنترل میزان مصرف انرژی می کند. روش ها: پژوهش حاضر قصد دارد عملکرد تهویه هواکشی را در قالب شرایط موجود ساخت و ساز در ساختمان های 4 طبقه بررسی کند. از طرف دیگر این پژوهش از بررسی های موجود برای تهویه هواکشی که غالبا جنبه ی مکانیکی دارند فراتر رفته است و براساس کابرد هواکش در معماری به بررسی پرداخته است. بخش اول مطالعات به صورت کتابخانه ای بوده و مدل سازی با استفاده نرم افزارهای پیشرفته ی انرژی انجام شده است. یافته ها: مطالعات به بررسی موقعیت هواکش و چرخش زمین در بخش مسکونی شهرستان دزفول و همچنین تغییرات مصالح هواکش پرداخته شده است. توده ی رایج برای ساخت و ساز در این بخش از شهر 10 * 20 مترمربع می باشد. باتوجه به بررسی ها در جهت گیری های خمتلف ساختمان، یافته ها نشان می دهد که تغییرات مصالح هواکش بر روی عملکرد هواکش تاثیر دارد. نتیجه گیری: نتایج شبیه سازی نشان داد که تغییرات مصالح و چرخش در سایت می تواند باعث تغییر عملکرد هواکش شود. مشخصا عملکرد شیشه می تواند بهتر از آلومینیوم باعث افزایش سرعت هوا شود. اما موقعیت هواکش در پلان تفاوت چشمگیری را عملکرد هواکش ایجاد نمی کند.

مقدمه: در این تحقیق بخشی از ساختار بومی معماری مسکن بومی شهر رشت از منظر نحوه ی استفاده از تهویه ی طبیعی برای مقابله با رطوبت بالای هوا و نوع برخورد با شرایط سخت و دشوار محیطی مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجا که این شهر در اکثر روزهای سال دارای رطوبت بالاتر از حد آسایش می باشد، راهکارهای مواجهه با این رطوبت بسیار حائز اهمیت هستند. فضاهای نیمه باز در این اقلیم، نقش موثری در ایجاد تهویه و کاهش رطوبت دارند؛ هدف پژوهش: از همین رو شناخت الگوی بهینه ی این فضاها برای ایجاد بیشترین میزان تهویه، هدف این تحقیق می باشد. روش شناسی تحقیق: روش تحقیق در این پژوهش، توصیفی-تحلیلی می باشد و اطلاعات و داده ها با استفاده از مطالعات اسنادی، میدانی و نرم_افزارهای Climate، Weathertool و Meteonorm گردآوری شده و توسط نرم افزار Fluent تحلیل می گردند. قلمرو جغرافیایی پژوهش: در این راستا ابتدا شرایط آب و هوایی در ماه های مختلف سال در شهر رشت، مورد بررسی قرار می گیرد. یافته ها و بحث: پس از بررسی ویژگی های مسکن بومی این شهر و تعریف یک دسته بندی از نظامات توده و فضا و فضاهای نیمه باز، به تحلیل نقش فضاهای نیمه باز در ایجاد تهویه ی طبیعی پرداخته می شود. بدین صورت که الگوی جریان باد و تهویه ی طبیعی در دو گونه ی غالب فضاهای نیمه باز مسکن بومی شهر رشت توسط نرم افزار Fluent تحلیل گشته و الگوی بهینه معرفی می شود. نتایج: نتایج بررسی چندین خانه ی مسکونی در بافت بومی شهر نشان می دهد که نظام توده و فضا و ایوان ها به عنوان فضاهای نیمه باز، نقش مهمی در پایداری اقلیمی معماری و مقابله با رطوبت هوا دارد.

با در نظر گرفتن اقلیم منطقه، طراحی ابعاد و تناسبات پلان بنا و قرارگیری مناسب ساختمان، سبب کاهش بار حرارتی، برودتی و بهبود برخورداری ساختمان از تهویه طبیعی می گردد. در این مقاله یک نمونه موردی ساختمان اداری در اقلیم معتدل و مرطوب شهر رشت با نرم افزار Designbuilder 5.4 شبیه سازی و مقادیر تهویه طبیعی و انرژی مصرفی کل سالانه آن محاسبه می شوند. هدف، تحلیل وضعیت موجود، ارائه پیشنهاد بهبود رفتار تهویه- انرژی مصرفی بر اساس تناسبات پلان، جهت گیری و ارائه الگوهایی جهت طراحی ساختمانهای اداری در اقلیم معتدل و مرطوب است. بر این اساس ساختمان مورد مطالعه در 7 جهت مختلف جنوبی، 45، 30 و 15 درجه جنوب شرقی و غربی شبیه سازی و مقادیر تهویه و انرژی مصرفی سالانه محاسبه می شوند. در مرحله بعد با پیشنهاد تغییر شاخص تناسبات پلان ساختمان مورد مطالعه از 2:3 به 1:3، 1:2 و 1:1 ، شبیه سازی هر یک به ازای 7 جهت مورد نظر انجام می شود. کمترین میزان انرژی مصرفی کل سالانه ساختمان با شاخص تناسب1:3 و جهت گیری شمالی-جنوبی و بیشترین مقدار تهویه طبیعی نیز با همین شاخص تناسب در جهت گیری 30 درجه جنوب غربی و جنوب شرقی حاصل می گردد. همچنین با هدف تحلیل کمی مقایسه ای شاخص های تغییر تهویه و انرژی مصرفی به ازای تغییر جهت برای چهار شاخص تناسب محاسبه می شوند. بیشترین شاخص تهویه به ازای کمترین شاخص رشد انرژی مصرفی در شاخص تناسب 1:2 به ازای زاویه 15 درجه جنوب شرقی و غربی حاصل می شود.

نمای دوپوسته یک عنصر معماری جذاب از نظر بصری است. فرایندهای فیزیکی در نمای دوپوسته پویا و در برهم کنش مداوم با یکدیگر هستند و به ویژگی های هندسی و حرارتی عناصر مختلف نما بستگی دارند. متغیرهای مستقل موثر در عملکرد حرارتی نمای دوپوسته جعبه ای باتهویه طبیعی، شامل عمق حفره، سطح مقطع دریچه ها، جنس، موقعیت و زاویه سایه بان و جنس شیشه ها و متغیر های وابسته شامل، دمای شیشه داخلی، سرعت جریان هوا و شار گرمایی عبوری ازشیشه داخلی است. هدف این مقاله، تعیین میزان تاثیر هر کدام از متغیرهای مستقل بر عملکرد حرارتی نمای دوپوسته جعبه ای دارای تهویه طبیعی در فصل تابستان است. برای تحلیل رفتار حرارتی نما، شبیه سازی با استفاده از نرم افزار فلوئنت انجام شد. نتایج نشان داد، استفاده یاعدم استفاده ازسایه بان، بیشترین تاثیر رادر تغییرات دما (تا3.7%) و شار گرمایی عبوری ازشیشه داخلی (تا%61) و سطح مقطع دریچه ها، بیشترین تأثیر را بر سرعت جریان هوا درحفره میانی (تا115%) دارند.

بیان مسئله: بوشهر درکرانه شمالی خلیج فارس یکی از بحرانی ترین اقلیم های گرم و مرطوب ایران است. همواره، تهویه طبیعی یکی از روش های متداول تأمین آسایش حرارتی ساکنان بوده است. معماری بافت تاریخی بوشهر به دلیل درون گرایی و برون گرایی توأمان و بهره گیری از انواع فضاهای نیمه باز درونی و بیرونی نمونه ای شاخص در معماری ایران است. یکی از فضاهای نیمه باز مؤثر در تهویه طبیعی، طارمه است. این پژوهش درصدد است با مبنا قرار دادن طارمه و پارامترهای آن به بررسی تهویه، در فضای مسکونی بوشهر بپردازد. هدف پژوهش: این پژوهش با هدف بررسی تهویه طبیعی ناشی از پتانسیل های طارمه صورت گرفته است. روش پژوهش: به منظور تحقق اهداف پژوهش با روش تحقیق ترکیبی، ابتدا با استفاده از بررسی میدانی، مطالعات کتابخانه ای و بررسی اسناد و مدارک بناهای تاریخی، داده های 29 بنای طارمه دار که واجد ارزش تاریخی و ثبت در میراث فرهنگی بوشهر هستند را جمع آوری کرده است. در ادامه، با استفاده از راهبردی تجربی، متغیرهای مستقل تأثیرگذار بر کیفیت تهویه طبیعی شناسایی و متغیرهای وابسته توسط دستگاه های دقیق دیجیتال در یک نمونه موردی (عمارت دهدشتی) اندازه گیری و سپس داده های آن برای اعتبارسنجی نرم افزار مورد استفاده قرار گرفته است. پس از اعتبارسنجی نرم افزار، شبیه سازی مدل ها در نرم افزار cfd Autodesk 2018 و با تکیه بر روش 1CFD صورت گرفته است. سنجش شبیه سازی مدل های طارمه به صورت درونی، میانی و بیرونی برای مؤلفه های سرعت جریان و عمر هوا و نیز کلیات گردش باد، با لحاظ کردن اجزای پایه ای معماری شامل: ابعاد و اندازه (طول، عمق)، تأثیر اتاق و بازشو (با بازشو و بدون بازشو)، مکان بازشو اتاق، تعداد و فاصله بین ستون ها و فرم قرارگیری آن ها در بنا (خطی،L-شکل ، Uشکل و 4طرفه)، انجام شده است. نتیجه گیری: نتایج نشان می دهد، «طارمه درونی» به فرم خطی در  حالتی که جزئی از مساحت حیاط است ، بیشترین و طارمه 4طرفه، کمترین سرعت جریان هوا در حیاط و فضای نیمه باز را دارد. اهمیت و تأثیر تغییرات توده به مراتب بیش از سایر مؤلفه ها است. گردش باد در محدوه میانی کمتر و به سمت جداره ها بیشتر می شود. و طارمه درونی Uشکل بیشترین سرعت را در اتاق ایجاد کرده است. با کاهش تعداد ستون ها و افزایش ابعاد ستون ها در طارمه، سرعت جریان هوا در فضای طارمه کاسته می شود. با افزایش ارتفاع از طبقه همکف به اول و دوم در تمامی حالت ها سرعت جریان هوا در طارمه بیشتر می شود. در «طارمه میانی» عمق  مهم ترین عنصر کالبدی مؤثر بر تهویه است و افزایش عرض طارمه سرعت جریان هوا تا حدودی کاهش می یابد. افزودن «طارمه های بیرونی» باعث بهبود قابل توجه در کیفیت هوای فضای نیمه باز بیرونی شده است. از منظر عمق ، عمق متناسب برای طارمه5/ 3 و فرمL-شکل  بهینه ترین تهویه را از بابت سرعت جریان و کمترین عمر هوا و فرم خطی بدترین تهویه شامل کمترین سرعت جریان و بیشترین عمر هوا را دارد.

فضاهای شهری به واسطه درهم آمیختگی عناصر انسان ساخت و عوارض طبیعی، شرایط محیطی متفاوت و پیچیده تری از محیط های طبیعی دارند. امروزه در منطقه بندی اقلیمی فضاهای شهری، رویکرد متخصصان اقلیم شهری بر توجه و استفاده ترکیبی از عوامل شهری و طبیعی است. زون های محلی اقلیم به طبقه بندی آب وهوایی فضاهای شهری با توجه و تمرکز بر ساختار فیزیکی و پوشش سطحی شهر می پردازد. این روش طبقه بندی دارای 17کلاس با ویژگی های پوششی و فیزیکی متفاوت است. برای انجام پژوهش از سه نوع داده های هواشناسی، تصاویر ماهواره ای و لایه های اطلاعات مکانی استفاده شد. تصاویر برای دو دوره زمانی تابستان و زمستان، لایه های اطلاعات مکانی شهر تهران و حومه آن شامل داده های کاربری/پوشش اراضی و طبقات ساختمانی شهر و داده های جوی دما، بارش، سرعت و جهت باد در دوره زمانی 20 ساله از ایستگاه های هواشناسی داخل شهر تهیه شدند. فرایند پردازش داده ها در نرم افزار ساگا-جی آی اسS، نمونه برداری در گوگل ارتس و طبقه بندی و خروجی اطلاعات در آرک/جی آی اس انجام شد. نتایج طبقه بندی اقلیم محلی تهران نشان داد، اقلیم های محلی با بافت متراکم و ارتفاع متوسط(کلاس 2) و متراکم و کوتاه (کلاس 3) غالب هستند. این دو کلاس اقلیم محلی که با بار گرمای محیطی بالا و ظرفیت تهویه ضعیف شناخته می شوند، عموماً در مرکز و مناطقی از شمال شرق تهران متمرکزند. همچنین حومه شمال و شمال شرق با پهنه های پوشش درختی و طبیعی (یعنی طبقات اقلیمی درختان متراکم تا بوته زار) و حومه جنوبی شهر با اراضی کشاورزی و علفزار مشخص شدند؛ این طبقات اقلیمی قابلیت تأمین هوای خنک و مطلوب برای داخل شهر را دارند. در نتیجه تقویت کریدورهای سبز و گذر هوای شمالی جنوبی برای کاهش بار گرمای مرکز شهر و افزایش ظرفیت پویایی آن پیشنهاد می شود.

استفاده از انرژی باد، یکی از روش های کاهش مصرف انرژی می باشد. دراقلیم معتدل و مرطوب که بارزترین خصوصیت های آن رطوبت و بارش می باشد، ایجاد تهویه مطبوع برای ساکنین امری ضروری است. بالکن ها، علاوه بر تاثیر در نمود بیرونی ساختمان، فضاهای عملکردی را در ساختمان ایجاد می کند که باعث ایجاد کوران و مدیریت جریان هوا می شود. در این پژوهش، که به کمک نرم افزار دیزاین بیلدر انجام شده است، سعی بر آن است که با بررسی سه عمق بالکن که شامل 9/0 متر و 1.5متر و 3 متر برای سه مدل متفاوت از نوع بالکن (یک طرف بسته، دوطرف بسته و سه طرف بسته) و با مقایسه آن ها به مناسب ترین فرم با بیشترین تهویه طبیعی در کاهش مصرف انرژی مکانیکی بپردازیم و به الگویی مناسب از نظر نوع بالکن و عمق بالکن در ساختمان های مسکونی در شهر رشت برسیم. هدف اصلی این پژوهش، جایگزینی سیستم های مکانیکی پرمصرف و پرهزینه با روش های مناسب طراحی اقلیمی است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد با افزایش عمق بالکن میزان تهویه طبیعی بهبود می یابد و هم چنین در مقایسه با سایر بالکن ها، بالکن سه طرف بسته در ضلع جنوبی ساختمان در این اقلیم با دستیابی به مجموع نیاز کمتر به سیستم سرمایشی و گرمایشی در طول سال می تواند میزان نیاز به انرژی مکانیکی گرمایشی و سرمایشی در محیط را کاهش دهد.  

نماهای دوپوسته بایستی براساس شرایط اقلیمی بکارگیری شوند. هدف این مقاله، بررسی امکان سنجی استفاده از نماهای دوپوسته در ساختمان های اداری اقلیم گرم وخشک ایران، جهت دستیابی به مدل بهینه نمای دوپوسته درجهت کاهش دما و شار گرمایی عبوری از شیشه داخلی نما بود. لذا عملکرد حرارتی نماهای دوپوسته در حالات مختلف باتغییر متغیرهای مستقل باعملکرد حرارتی نمای تک پوسته ومیزان مصرف انرژی مقایسه شد. دراین مقاله از روش شبیه سازی و مدل سازی با نرم افزار انسیس فلوئنت ورژن 2019 رویژن 2  جهت بررسی عملکرد حرارتی نمای دوپوسته با بررسی نتایج دما و انرژی گرمایی عبوری از سطوح شفاف و نرم افزار انرژی پلاس ورژن 9.6.0 جهت بررسی انرژی مصرفی در ساختمان در سناریوهای مختلف استفاده شد. برای صحت سنجی روشهای شبیه سازی، از اندازه گیری های آزمایشگاهی معتبر استفاده شد. برای 36 سناریو استفاده از نمای دوپوسته باعث کاهش دما و شار گرمایی عبوری ازسطح شیشه داخلی نما به داخل ساختمان برای گرمترین روز سال به ترتیب به میزان 12.9% تا 15.5% و 69.7% تا 74.1% و کاهش مصرف انرژی در اتاق مشخصه مرتبط به نمای درساختمان در کل فصل تابستان به میزان 6.6% تا 16.3% نسبت به نمای تک پوسته شد.

در این پژوهش، تأثیر تهویه طبیعی بر اقلیم داخلی با توجه به عملکرد حرارتی-رطوبتی جداره ساختمان هنگام رخ دادن شرایط حرارتی بحرانی در نواحی کوهستانی استان گلستان بررسی شده است. چنین پژوهشی در مناطق کوهستانی استان گلستان به ویژه در ساختمان های نوساز انجام نگرفته و این پژوهش، نشان دهنده ناکارآمدی ساختمان های جدید در ایجاد شرایط حرارتی مناسب برای ساکنین است. روش تحقیق در این پژوهش ترکیبی از مطالعات کتابخانه ای، شبیه سازی و مطالعات تجربی است. این تحقیق با ارزیابی شرایط آسایش حرارتی ساکنان با استفاده از یک پرسش نامه برای تعیین منطقه آسایش و منابع عدم آسایش آن ها در ماه های گرم سال آغاز گردید. ساکنین هنگام پاسخ به پرسش نامه از رطوبت بالای فضا که بین 8/58 درصد تا 65 درصد متغیر بود، گلایه داشتند که یکی از دلایل نگرانی و عدم آسایش آن ها است. سپس با ثبت داده های محیطی در محل پژوهش و جمع آوری داده های مختلف، اقدام به شبیه سازی عملکرد حرارتی- رطوبتی جداره های ساختمان از طریق نرم افزار WUFI PLUS به منظور ارزیابی تأثیر آن ها بر شرایط آب وهوای داخلی در هنگام استفاده از تهویه طبیعی، شد. فرضیه این پژوهش، عدم توانایی تهویه طبیعی بر بهبود اقلیم داخل ساختمان در طول شرایط بحرانی است. بر اساس یافته ها، جداره های ساختمان موجود، تأثیر چندانی در کاهش رطوبت نسبی فضا نداشته و حتی در صورت استفاده از تهویه طبیعی، رطوبت نسبی متناسب با شرایط موجود در فضای خارجی نوسان می یابد و شرایط آسایش همچنان مهیا نمی شود. لازم به ذکر است که نتایج حاصل از شبیه سازی ها نشان می دهد که استفاده از تهویه طبیعی در شرایط حرارتی بحرانی، موجب افزایش دمای هوای داخلی می شود. درنهایت، یافته های این مطالعه نشان می دهد که روش های ساخت وساز موجود و عدم بهره گیری از ویژگی های معماری بومی، موجب عدم دستیابی به آسایش حرارتی در فضای داخلی ساختمان حین رخ دادن شرایط حاد حرارتی حتی در هنگام استفاده از تهویه طبیعی شده است.

تهویه طبیعی یکی از مهم ترین عوامل در ایجاد آسایش حرارتی است. بادگیرها که از عناصر مهم و تاریخی معماری ایران تلقی می شوند، به عنوان یک سیستم سرمایشی ایستا شناخته شده اند. این سیستم های خنک کننده غیرفعال ساختمانی تهویه مطبوع را به وسیله انرژی تجدید پذیر باد فراهم می کنند و برای تأمین آسایش افراد در مناطق گرم و خشک استفاده می شوند. امروزه با توجه به افزایش آلودگی های زیست محیطی و اهمیت انرژی های تجدید ناپذیر، نقش تهویه طبیعی در ساختمان به لحاظ سازگاری ساختمان با محیط زیست دارای اهمیت است؛ همچنین با توجه به اهمیت بادگیر در ایجاد تهویه طبیعی، پژوهش حاضر به بررسی این عنصر عملکردی در معماری پرداخته است. بادگیرهای شهر کرمان نمونه ای از صرفه جویی انرژی توسط ساختمان در اقلیم گرم و خشک به شمار می آیند. ازاین رو با بررسی و شناخت دقیق، کمّی و عددی از نحوه عملکرد و الگوی رفتار بادگیرها می توان به عنوان گامی مؤثر در دستیابی به راهکارهای طراحی همساز با اقلیم کمک نمود. پژوهش حاضر با فرض بر اینکه در فضاهایی که تهویه طبیعی در آن ها به وسیله بادگیر صورت می گیرد، می توان رابطه معناداری بین تناسبات و فرم فضا بر سرعت و عملکرد جریان باد یافت و به بررسی و مقایسه تطبیقی عملکرد بادگیرها در نمونه های انتخاب شده که ازنظر فرم و ابعاد و تناسبات متفاوت هستند پرداخته است تا بتوان از فرم بهینه در تهویه طبیعی، در معماری معاصر استفاده کرد. روش تحقیق در این پژوهش توصیفی - تحلیلی است که در ابتدا به وسیله منابع کتابخانه ای و عکس برداری و سپس برداشت از بناهای موردمطالعه و درنهایت به کمک تحلیل1 CFD توسط نرم افزار دیزاین بیلدر انجام گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل ها نشان دهنده تفاوت در سرعت و عملکرد جریان باد در نمونه های موردمطالعه که ازنظر فرم و تناسبات متفاوت هستند، است و پس از انجام محاسبات فرم بهینه تر ازنظر عملکرد و رفتار باد مشخص شده است.  

مصرف زیاد انرژی در بخش ساخت و ساز در دنیای امروز باعث شده است که در کنار ضایعات عظیم منابع طبیعی تجدیدناپذیر، مشکلات محیط زیستی عدیده ای ایجاد شود. در این میان، معماری بومی توانسته است خود را با اقلیم سازگار کند. یکی از مناطق بومی کشورمان استان سیستان و بلوچستان است که یکی از مظاهر مسکن بومی این استان در مسکن روستایی آن یافت می شود و نمونه بی نظیر آن بهره گیری از سامانه های غیرفعال خورشیدی در بخش تهویه طبیعی است؛ بنابراین بازشناسی اندام های اقلیمی مسکن روستایی کشورمان که در پاسخ به نیازهای آسایش حرارتی ساکنین بوده است یکی از راهکارهای پاسخ به نگرش های جدید ساخت مسکن در روش های جدید ساخت است. در این نوع ساختمان ها تهویه طبیعی، انرژی کمتری مصرف می کند و آلودگی کمتری در قیاس با روش های جدید سرمایش دارد. یکی از اندام های اقلیمی مسکن روستایی این پهنه، کُلَک است که یک نوع بادگیر بومی مناطق زابل است. هدف این مقاله بررسی تأثیر این نوع بادگیر در تأمین آسایش حرارتی مسکن روستایی از طریق تهویه طبیعی است. در این مقاله در ابتدا با استفاده از روش پژوهش کیفی به صورت توصیفی - تحلیلی و سپس با بهره گیری از برداشت میدانی از الگوی مسکن روستایی روستای قلعه نو به بررسی روش های استفاده از باد در تهویه طبیعی مسکن روستایی این پهنه با استفاده از اندام اقلیمی کُلَک پرداخته شد. متغیر وابسته پژوهش، آسایش حرارتی و متغیر مستقل سرعت باد است. در ادامه با استفاده از نرم افزار های تحلیل دینامیک سیالاتی محاسباتی (CFD) ، به تحلیل رابطه بین متغیرها پرداخته شد که درنهایت به بررسی تأثیر حالت های مختلف، یعنی وضع موجود (برداشت شده)، فرض وزش باد عمود بر دهانه کُلَک، فرض تهویه بدون بهره گیری از این اندام و رفتار باد در حالت کُلَک با ارتفاع بیشتر در فرایند بهینه سازی منجر شد. مطالعات نشان داد، عملکرد این نوع بادگیر در حالت وضع موجود بهترین عملکرد را دارد و نیز با بررسی شبیه سازی ها مشخص شد باید نکاتی از قبیل: محل قرار دادن پنجره ها و دریچه های مکش موردتوجه قرار گیرد.

در چند دهه ی اخیر سیاستگذاری شهری به عنوان مبحثی قابل توجه و علمی در شهر های بزرگ جهان مطرح و بخش قابل توجه ای از مطالعات شهری را به خود اختصاص داده است. یکی از مباحثی که امروزه در رویکردهای اقلیمی علی الخصوص در معماری پایدار به آن توجه نمی شود در نظر گرفتن انرژی خورشید در ساختمان می باشد، اما توجه بسیار زیاد به به انرژی خورشید متاسفانه باعث شده که تا حدودی از دیگر انرژی های تجدیدپذیر چون انرژی باد و تأثیر قابل توجه آن در تهویه طبیعی به صورت غیرفعال غفلت شود. توجه به این مورد می تواند در راستای توجه به بهینه سازی مصرف انرژی در سیاستگذاری شهری مدنظر مسئولان قرار گیرد. یکی از راهکارهای مؤثر در این زمینه استفاده از تهویه طبیعی در ساختمان های مسکونی، تعیین جهتی مناسب برای ایجاد کوران و دریافت مناسب باد با فشار مثبت و بهره مندی از این عنصر تأثیرگذار اقلیمی در فضاهای داخلی ساختمان است. در این پژوهش کوشش گردیده تا شرایط تهویه طبیعی در ساختمان های مسکونی در شهر شیراز با استفاده از نرم افزار شبیه سازی انرژی واساری بررسی و شبیه سازی شده، و پارامترهایی چون سرعت، جهت باد، میزان دمای باد و دیگر عوامل تأثیرگذار مورد بررسی و تحلیل قرار گیرد. با توجه به نتایج شبیه سازی و بررسی میانگین بیست ساله ی شاخص های اقلیمی شهر شیراز، می توان گفت در صورتی که مسائل مربوط به تهویه طبیعی و ایجاد کوران در ساختمان مد نظر قرار گیرد و زاویه بهینه جهت گیری که هم بتوان از انرژی خورشیدی و همچنین از انرژی باد بهره گیرد تا میزان بار تأسیسات مکانیکی ساختمان در طول سال کم شود. که بهینه سازی مصرف انرژی صورت گرفته است و در مقیاس ساختمان های مسکونی کلان شهر شیراز می توان منجر به کم شدن مصرف سوخت های فسیلی به میزان قابل توجهی گردد.

در اقلیم گرم و مرطوب به دلیل دما و رطوبت بالا، ایجاد منطقه آسایش در شرایط بحرانی، تنها از طریق تهویه طبیعی امکان پذیر نیست. استفاده مداوم از سرمایش مکانیکی، ساکنین بنا را از هوای تازه، محروم و سلامت آن ها را تهدید می کند. پوسته به ویژه پنجره های ساختمان، بر تبادل حرارت میان درون و بیرون، بارهای سرمایشی و تقاضای انرژی بنا و آسایش حرارتی ساکنین تأثیرگذار هستند. در پژوهش حاضر، از طریق شبیه سازی در نرم افزار دیزاین بیلدر، با هدف به حداقل رساندن ساعات نارضایتی و حرارت ناشی از تابش خورشیدی هنگام بهره گیری از تهویه طبیعی، ضمن بررسی تأثیرگذاری جنس جداره های بنا و شیوه سایه اندازی روی پنجره ها بر نسبت بهینه پنجره به سطح نما، با روش بهینه سازی، ابعاد و میزان بازشوی بهینه پنجره ها در ساختمان های مسکونی شهر عسلویه تعیین شد. برای پیکربندی های مختلف متداول و بهینه، مجموع ساعاتی که می توان از طریق تهویه طبیعی به آسایش حرارتی دست یافت، محاسبه شد. مطابق با یافته ها، جنس شیشه (ضرایب عبور نور مرئی و انتقال حرارت) و بهره حرارتی خورشید، مهم ترین عامل در تعیین مقادیر بهینه هستند. در نسبت 30%، با مصالح بهینه، دریافت حرارت از 3574 کیلووات طی یک سال، به 270 رسید. مقادیر 10%، 16%، 18%، 20%، 22%، 24%، 26%، 32%، 34%، 36% برای نسبت پنجره به دیوار، با میزان بازشوی پنجره به ترتیب برابر با 75%، 49%، 84%، 54%، 66%، 36%، 94%، 38%، 5%، 5%، بهینه هستند.

هدف: امروزه تحقیق بر روی کارکرد بادگیرها به عنوان سامانه غیرفعال در پهنه گرم وخشک مسکن روستایی کشور جهت برقراری شرایط آسایش حرارتی بسیار حائز اهمیت است. بادگیرها به عنوان یک عنصر اقلیمی در ساخت وسازهای جدید جایگاه پیشین خود را از دست داده اند و بومیان مناطق گرم وخشک به جای این گونه اندام ها به سیستم های سرمایشی متداول نظیر کولر آبی و گازی روی آورده اند. یکی از مظاهر معماری بومی در کشورمان در پهنه گرم وخشک، استان یزد است. هدف این پژوهش بررسی تأثیر بادگیر یک طرفه در تأمین آسایش حرارتی از طریق تهویه طبیعی در مسکن روستایی این استان است. روش پژوهش: در این پژوهش، ابتدا به روش کیفی به صورت توصیفی تحلیلی و سپس با مطالعات میدانی از الگوی مسکن روستایی این پهنه (روستای بُندُرآباد) به بررسی روش های استفاده از باد در تهویه طبیعی این پهنه با استفاده از اندام اقلیمی بادگیر پرداخته شد. متغیر وابسته پژوهش آسایش حرارتی و متغیر مستقل سرعت باد است. در ادامه با استفاده از نرم افزار های تحلیل دینامیک سیالاتی محاسباتی (CFD) به بررسی رابطه بین متغیرها پرداخته شده است که در نهایت به بررسی تأثیر حالت های مختلف بادگیر یعنی وضع موجود، افزایش ارتفاع پایه بادگیر به میزان دو متر و کاهش ارتفاع پایه بادگیر (دو متر) منجر شد. یافته ها: مطالعات نشان می دهد عملکرد بادگیر در حالت وضع موجود که در ارتفاع چهارمتری از کف بام قرار دارد و باد به صورت عمود بر دهانه بادگیر وارد می شود بهترین عملکرد را دارد و در حالت ارتفاع بیشتر با وجود این که سرعت جریان باد در فضای مورد بررسی بیشتر است، اما سرعت جریان باد در محدوده ای است که ایجاد جریان های نامنظم در فضای مذکور (تابستان نشین) ایجاد می کند. با بررسی حالت دیگر (ارتفاع کمتر بادگیر) در بررسی شبیه سازی ها مشاهده گردید که با کم شدن ارتفاع، سرعت باد در فضای تابستان نشین کاهش می یابد و عملکرد مورد قبولی را ندارد. یافته های پژوهش نشان می دهد که سایر اجزا در کالبد ساختمان در تکمیل فرآیند آسایش حرارتی مؤثر بوده و با حذف هر یک از آنها، فرآیند مذکور ناقص می ماند. نتیجه گیری: پیشنهاد می گردد در این نوع مسکن از ایجاد روزنه های بزرگ در دیوار اتاق های تابستانی خودداری گردد و به جای آن از دهانه های کوچک استفاده شود که نقش تکمیلی در فرآیند تهویه طبیعی را فراهم می سازند؛ زیرا ایجاد دهانه های بزرگ باعث کاهش فشار منفی در اتاق مورد بررسی شده و فرآیند آسایش حرارتی را مختل می سازد.