نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سینا الهیاری ¹
• زهرا رحمانی خرم ¹
• طاها صباغیان ²
• احد شاه حسینی ³

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد، معماری انرژی دانشگاه هنر اسلامی تبریز، تبریز، ایران

² دانشجوی دکتری معماری، گروه ساختمان، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

³ عضو هیات علمی دانشگاه هنر اسلامی تبریز

چکیده

چکیده

زمینه و هدف: توجه به پوسته ساختمان به عنوان یک عامل اصلی در بهبود کارایی انرژی ساختمان‌ها افزایش یافته است؛ بهره‌وری از نماهای دوپوسته نسبت به نماهای تک‌پوسته در این زمینه کارایی بیشتری دارد. نماهای دو‌پوسته نقش اساسی در حفاظت از محیط داخل، جذب انرژی خورشید و تهویه دارند. بنابراین، نیاز است که در طراحی و نصب نماهای دو‌پوسته دقت کافی صورت گیرد تا عملکرد مناسبی نسبت به شرایط داشته باشد و استفاده از سیستم‌های شبیه‌سازی بهترین روش برای اطمینان از عملکرد نماها است. هدف پژوهش حاضر برآورد مصرف انرژی در ساختمان اداری با استفاده از نمای دو‌پوسته دالانی و جعبه‌ای در اقلیم چهارگانه ایران است.

روش بررسی: روش پژوهش در این مقاله بر مبنای شبیه‌سازی با استفاده از نرم‌افزار Design Builder و گردآوری داده‌های کتابخانه‌ای است که برای یک ساختمان اداری 5 طبقه در هر چهار اقلیم ایران برای فصل سرد با دو گونه نمای دو‌پوسته دالانی و جعبه‌ای عملکرد انرژی جهت دستیابی به حداقل مصرف انرژی محاسبه شده است.

یافته‌ها: نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان داد که عملکرد نمای دوپوسته به طراحی و شرایط اقلیمی وابسته است. در اقلیم سرد و کوهستانی (تبریز)، نمای دوپوسته جعبه‌ای با عمق 70 سانتی‌متر در جبهه جنوبی کاهش مصرف انرژی گرمایش را به میزان 15 درصد و مصرف سرمایش را به میزان 74/25 درصد نسبت به نمای دوپوسته دالانی نشان داد. در اقلیم گرم و خشک (یزد)، عملکرد مشابهی مشاهده شد؛ نمای جعبه‌ای توانست دمای فضای داخلی را بهینه‌تر حفظ کند و به ترتیب کاهش 91/15 درصدی در بار سرمایش و 63/20 درصدی در بار گرمایش ایجاد کند. در اقلیم معتدل و مرطوب (رامسر)، تفاوت عملکرد میان دو نوع نمای دوپوسته کمتر بود؛ هر دو نوع نما تقریباً کارایی مشابهی داشتند. نمای دوپوسته جعبه‌ای اندکی مؤثرتر عمل کرد و منجر به کاهش مصرف انرژی گرمایشی به میزان 25/18 درصد و سرمایشی به میزان 40/14 درصد شد. در اقلیم گرم و مرطوب (بندرعباس)، بار سرمایشی اهمیت بیشتری نسبت به بار گرمایشی داشت؛ در این منطقه، نمای دوپوسته جعبه‌ای توانست مصرف انرژی سرمایشی را حدود 94/3 درصد کاهش دهد، در حالی که تأثیر آن در کاهش بار گرمایشی بسیار ناچیز بود. در نتیجه‌گیری کلی، نمای دوپوسته جعبه‌ای برای اقلیم‌های سرد و کوهستانی و گرم و خشک، به دلیل کنترل بهتر دما، گزینه مناسبی برای کاهش مصرف انرژی است؛ در حالی که در اقلیم‌های معتدل و مرطوب، استفاده از این نما به همراه سیستم‌های فعال مانند کلکتور خورشیدی می‌تواند به افزایش بهره‌وری انرژی منجر شود.

کلیدواژه‌ها

• واژگان کلیدی: نمای دو‌پوسته دالانی
• نمای دوپوسته جعبه‌ای
• بهینه‌سازی مصرف انرژی
• ساختمان اداری
• اقلیم چهارگانه ایران

موضوعات

• معماری و شهرسازی

عنوان مقاله [English]

A Comparative Study of the Impact of Corridor and Box Window Double-Skin Facades on Energy Consumption in the Four Climates of Iran

نویسندگان [English]

• Sina Allahyari ¹
• Zahra Rahmani Khorram ¹
• Taha Sabaghian ²
• Ahad Shahhoseini ³

¹ Master's student, Energy Architecture, Tabriz Islamic Art University, Tabriz, Iran

² Ph.D. student in Architecture, Department of Construction, Faculty of Architecture and Urban Planning, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

³ Member of the academic staff of Tabriz University of Islamic Arts

چکیده [English]

Abstract

Background and Objective: Attention to the building envelope as a key factor in improving the energy efficiency of buildings has increased; double-skin facades have a higher efficiency compared to single-skin facades in this regard. Double-skin facades play a fundamental role in protecting the indoor environment, absorbing solar energy, and ventilation. Therefore, it is necessary to pay sufficient attention to the design and installation of double-skin facades to ensure proper performance under various conditions, and the use of simulation systems is the best method to ensure the performance of the facades. The aim of this research is to estimate energy consumption in an office building using double-skin facades (corridor and box window) in four different climates in Iran.

Material and Methodology: The research method in this article is based on simulation using Design Builder software and collecting library data for a five-story office building in each of the four climates in Iran for the cold season with both types of double-skin facades to calculate energy performance for minimum energy consumption.

Findings: The simulation results showed that the performance of the double-skin facade is dependent on its design and climatic conditions. In the cold and mountainous climate (Tabriz), a Box window double-skin facade with a depth of 70 centimeters on the southern facade demonstrated a 15 percent reduction in heating energy consumption and a 25.74 percent reduction in cooling energy consumption compared to a Corridor double-skin facade. In the hot and dry climate (Yazd), a similar performance was observed; the Box window facade was able to maintain the indoor temperature more optimally and resulted in a 15.91 percent decrease in cooling load and a 20.63 percent decrease in heating load. In the moderate and humid climate (Ramsar), the performance difference between the two types of double-skin facades was less significant; both types performed similarly. The Box window double-skin facade performed slightly better, leading to an 18.25 percent reduction in heating energy consumption and a 14.40 percent reduction in cooling energy consumption. In the hot and humid climate (Bandar Abbas), the cooling load was more important than the heating load; in this region, the Box window double-skin facade was able to reduce cooling energy consumption by about 3.94 percent, while its impact on reducing the heating load was negligible. In the overall conclusion, the Box window double-skin facade is a suitable option for cold and mountainous and hot and dry climates due to better temperature control, leading to reduced energy consumption. In moderate and humid climates, however, the use of this facade along with active systems such as solar collectors could lead to increased energy efficiency.

کلیدواژه‌ها [English]

• Keywords: Corridor Double-Skin Facade
• Box Window Double-Skin Facade
• Energy Consumption Optimization
• Office Building
• Four Climates of Iran