معماری و شهرسازی پایدار

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

اخبار و اعلانات

بخش داوری

روند داوری

عضویت و راهنمای پابلونز

ارزیابی تأثیر استفاده از مواد تغییر فازدهنده در دیواره بادگیر بر بهبود عملکرد آن (موردپژوهی: اقلیم گرم‌وخشک شهر یزد)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد معماری و انرژی، معماری و انرژی، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه بین المللی امام خمینی، قزوین، ایران.

2 گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه بین المللی امام خمینی، قزوین، ایران

10.22061/jsaud.2022.6812.1713

چکیده

بادگیر یکی از عناصر مهم معماری سنتی ایران است که به عنوان راهکاری غیر فعال به بهبود تهویه طبیعی در ساختمان کمک می­کند. در این راستا به نظر می­رسد استفاده از جرم حرارتی به ویژه روش گرمای نهان برای ذخیره انرژی با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده (PCM) می­تواند به بهبود عملکرد بادگیر کمک کند. پژوهش حاضر نیز با هدف بررسی تأثیر استفاده از مواد تغییر فازدهنده (PCM) در دیواره بادگیر بر بهبود دمای هوا ساختمان انجام شده است. در راستای اهداف تحقیق نیز از روش شبیه­سازی رایانه­ای با کمک نرم­افزار انرژی پلاس و همچنین اندازه­گیری­های میدانیExperimental data)) استفاده شده است. در نهایت نتایج نشان می­دهد: دامنه نوسانات دمایی هوای داخل ساختمان با استفاده از مواد تغییر فازدهنده­ با دماهای ذوب مختلف (21, 24, 28, 30, 32) درجه سانتی­گراد نسبت به حالت پایه (without PCM) کاهش یافته و به محدوده آسایش حرارتی ساکنین نزدیک­تر شده و میانگین نوسانات دمای هوا در ماه­های گرم از 28 به 23 درجه سانتیگراد کاهش یافته است. با مقایسه تأثیر استفاده از مواد تغییر فازدهنده با نقاط ذوب مختلف، PCM با نقطه ذوب  28درجه سانتی تأثیر گذاری بیشتری بر کاهش دمای ساختمان داشته است. استفاده از مواد تغییر فازدهنده با نقطه ذوب مناسب سبب افزایش ساعات تهویه طبیعی در ساختمان می­شود. به گونه­ای که مصرف انرژی الکتریکی نیز حدود 5 درصد کاهش یافته است.

چکیده تصویری

ارزیابی تأثیر استفاده از مواد تغییر فازدهنده در دیواره بادگیر بر بهبود عملکرد آن (موردپژوهی: اقلیم گرم‌وخشک شهر یزد)

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluate the improvement of windcatcher performance using phase change materials in its envelopes, Hot and dry, Yazd

نویسندگان [English]

  • Seyed hossein Neshat Safavi 1
  • Seyed Rahman Eghbali 2

1 MA. of Architecture, Architecture Department, Architecture and Urbanism Faculty, Imam Khomeini International Uni. Qazvin, Iran.

2 Architecture Department, Architecture and Urbanism Faculty, Qazvin, Iran

چکیده [English]

Windcatcher is one of the essential elements of traditional Iranian architecture that improve the natural ventilation in building as a passive solution. In this regard, it seems that the use of thermal mass, especially the latent heat method to save energy using phase change materials (PCM) improve the windcatcher performance. The purpose of this study was to investigate the impact of PCM on windcatcher envelope to improving air temperature of building. The research evaluated by Computer simulation with Energy Plus software and Experimental measurements. The results of the study show fluctuate of an indoor air temperature that windcatcher envelope cover by PCM (21, 24, 28, 30 and 32 ° C) is decreased compared with the baseline (without PCM). It is closer to residents' thermal comfort, and the average air temperature fluctuations in warm months have dropped from 28 to 23 degrees Celsius. By comparing the effect of using different phase change materials, the PCM with 28 ° C melting point had a more significant impact on the decrease the air temperature of the building. Use of a PCM with a suitable melting point increases the natural ventilation hours in the building. Electricity consumption has also fallen by about 5 percent.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Phase Change Material (PCM)
  • Windcatcher
  • Natural Ventilation
  • Energy Consumption
  • Thermal Comfort
مراجع
Ahmadi, M. (2015). An investigation on wind-catcher technology and its applicability in passive cooling. Politecnico di Torino.  
Al-Saadi, S. N., & Zhai, Z. J. (2013). Modeling phase change materials embedded in building enclosure: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 21, 659-673.
Bastani, A., et al. (2014). Designing building envelope with PCM wallboards: design tool development. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 31, 554-562.
De Dear, R. J., & Brager, G. S. (2002). Thermal comfort in naturally ventilated buildings: revisions to ASHRAE Standard 55. Energy and Buildings, 34(6), 549-561.
Demirbas, M. F. (2006). Thermal energy storage and phase change materials: an overview. Energy Sources, Part B: Economics, Planning, and Policy, 1(1), 85-95.
Du, K., et al. (2018). A review of the applications of phase change materials in cooling, heating and power generation in different temperature ranges. Applied Energy, 220, 242-273.
Evola, G., & Popov, V. (2006). Computational analysis of wind driven natural ventilation in buildings. Energy and Buildings, 38(5), 491-501.
Fabbri, K. (2015). The indices of feeling—predicted mean vote PMV and percentage people dissatisfied PPD Indoor Thermal Comfort Perception (pp. 75-125): Springer.
Gholamibozanjani, G., & Farid, M. (2020). A comparison between passive and active PCM systems applied to buildings. Renewable Energy, 162, 112-123.
Goudarzi, N., et al. (2021). Airflow and thermal comfort evaluation of a room with different outlet opening sizes and elevations ventilated by a two-sided wind catcher. Journal of Building Engineering, 37, 102112.
Hosseini, S., et al. (2016). Evaluation of airflow and thermal comfort in buildings ventilated with wind catchers: Simulation of conditions in Yazd City, Iran. Energy for Sustainable Development, 35, 7-24.
Hu, Y., & Heiselberg, P. K. (2018). A new ventilated window with PCM heat exchanger—Performance analysis and design optimization. Energy and Buildings, 169, 185-194.
Idota, Y., et al. (1997). Tin-based amorphous oxide: a high-capacity lithium-ion-storage material. Science, 276(5317), 1395-1397.
Jomehzadeh, F., et al. (2017). A review on windcatcher for passive cooling and natural ventilation in buildings, Part 1: Indoor air quality and thermal comfort assessment. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 70, 736-756.
Keshtkaran, P. (2011). Harmonization between climate and architecture in vernacular heritage: A case study in Yazd, Iran. Procedia Engineering, 21, 428-438.
Khodakarami, J., & Knight, I. (2008). Required and current thermal conditions for occupants in Iranian hospitals. HVAC&R Research, 14(2), 175-193.
Lechner, N. (2014). Heating, cooling, lighting: Sustainable design methods for architects: John wiley & sons.
Montazeri, H., & Montazeri, F. (2018). CFD simulation of cross-ventilation in buildings using rooftop wind-catchers: Impact of outlet openings. Renewable Energy, 118, 502-520.
Nasrollahi, N., & Shokry, E. (2020). Parametric analysis of architectural elements on daylight, visual comfort, and electrical energy performance in the study spaces. Journal of daylighting, 7(1), 57-72.
Nejat, P., et al. (2021). Passive cooling and natural ventilation by the windcatcher (Badgir): An experimental and simulation study of indoor air quality, thermal comfort and passive cooling power. Journal of Building Engineering, 41, 102436.
Prabhakar, M., et al. (2020). Improving the energy efficiency of passive PCM system using controlled natural ventilation. Energy and Buildings, 228, 110483.
Raj, V. A. A., & Velraj, R. (2010). Review on free cooling of buildings using phase change materials. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14(9), 2819-2829.
Reyes, V., et al. (2013). A study of air flow and heat transfer in building-wind tower passive cooling systems applied to arid and semi-arid regions of Mexico. Energy and Buildings, 66, 211-221.
Schiavon, S., et al. (2014). Web application for thermal comfort visualization and calculation according to ASHRAE Standard 55. Paper presented at the Building Simulation.
Solgi, E., et al. (2019). A parametric study of phase change material behaviour when used with night ventilation in different climatic zones. Building and Environment, 147, 327-336.
Tan, Z., & Deng, X. (2017). Assessment of natural ventilation potential for residential buildings across different climate zones in Australia. Atmosphere, 8(9), 177.
Tilney, N. L., et al. (1991). Chronic rejection—an undefined conundrum. Transplantation, 52(3), 389-398.
Tronchin, L., & Fabbri, K. (2008). Energy performance building evaluation in Mediterranean countries: Comparison between software simulations and operating rating simulation. Energy and Buildings, 40(7), 1176-1187.
Zhai, Z. (2014). Computational fluid dynamics applications in green building design. Computational Fluid Dynamics Applications in [1] Green Design, 1-22.
معماری و شهرسازی پایدار
دوره 10، شماره 1 - شماره پیاپی 1
بهار و تابستان 1401
فروردین 1401
صفحه 39-53
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار