نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مژگان کمالی ¹
• علی اکبر حیدری ²
• یعقوب پیوسته گر ³

¹ دانشگاه آزاد اسلامی واحد یاسوج

² گروه معماری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران

³ دانشگاه آزتئ تساتکی واحد یاسوج

چکیده

با توجه به افزایش روند شهرنشینی در زندگی مدرن، آلودگی هوا به ویژه آلودگی ناشی از ترافیک شهری به شدت رو به افزایش است. این روند تاثیر زیادی بر کاهش کیفیت هوای داخل ساختمان ها و درنتیجه کاهش آسایش و آرامش جسمی و روانی انسان‌ها می‌گذارد. در این ارتباط به نظر می‌رسد فرم ساختمان‌ها می‌تواند تاثیر بسزایی بر میزان و الگوی ورود آلاینده‌ها به فضاهای درونی آنها داشته باشد. بر همین اساس در این پژوهش به بررسی تاثیر فرم ساختمان‌ها در یک بافت شهری بر تغییر الگوی جریان هوا و میزان ورود غلظت آلاینده به درون ساختمان ها پرداخته می‌شود. برای این منظور 3 فرم رایج ساختمان‌های کوتاه مرتبه در شهر شیراز به عنوان الگوهای مورد بررسی استخراج و در چهار حالت چرخش، در یک بافت نقطه ای منظم شهری قرار گرفتند. به این ترتیب 12 نمونه موردی استخراج و همگی در مجاورت یک اتوبان شهری (به عنوان منبع تولید آلاینده) قرار داده شدند و با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) شبیه سازی شدند. در این پژوهش دو پارامتر سرعت هوا و غلظت آلاینده NO2 برای سنجش کیفیت هوا مورد استفاده قرار گرفت. جریان ثابت سه بعدی ( steady 3dimentional flow) با استفاده از مدل آشفتگی SST-Kω جهت شبیه سازی نمونه‌ها مورد استفاده قرار گرفت که به صورت عددی بر اساس معادلات رینولدز میانگین ناویر استوکس (RANS) حل شده است. نرم افزار CFD مورد استفاده در این تحقیق در مقایسه با آزمایشات تونل باد مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است و نتایج قابل قبولی به همراه داشته است. نتایج نشان داد که فرم ساختمان تاثیر قابل توجهی بر کیفیت هوای درون ساختمان دارد. همچنین بر اساس نتایج روش تصمیم گیری چند معیاره تاپسیس، بهترین و بدترین الگوی فرمی ساختمان به منظور افزایش سرعت هوا و کاهش غلطت آلاینده های درون بنا به ترتیب مربوط به فرم پلکانی و فرم L شکل است

کلیدواژه‌ها

• فرم ساختمان
• کیفیت هوا
• آلودگی هوا
• ساختمان های کم ارتفاع
• دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

موضوعات

• معماری و شهرسازی

عنوان مقاله [English]

CFD study of building form and its effect on indoor air quality in urban residential context (Study case: District 1 of Shiraz city)

نویسندگان [English]

• mozhgan kamali ¹
• Aliakbar heidari ²
• yaghowb peyvastehgar ³

¹ yasooj islamic azad university

² Architecture, Faculty of Technical and Engineering Faculty, University of Yasouj, Yasouj, Iran

³ yasooj islamic azad university

چکیده [English]

Due to the increasing trend of urbanization in modern life, air pollution, especially pollution caused by urban traffic, is increasing sharply. This process has a great impact on reducing the air quality inside the buildings and as a result reducing the physical and mental comfort and peace of people. In this connection, it seems that the form of buildings can have a significant effect on the amount and pattern of pollutants entering their internal spaces. Accordingly, in this research, the influence of the form of buildings in an urban context on the change of the air flow pattern and the amount of pollutant concentration entering the buildings is investigated. For this purpose, 3 common forms of short-story buildings in Shiraz city were extracted as investigated patterns and placed in a regular urban point structure in four rotation modes. In this way, 12 case samples were extracted and all of them were placed in the vicinity of an urban highway (as a source of pollutant production) and were simulated using Computational Fluid Dynamics (CFD). In this research, two parameters of air speed and NO2 pollutant concentration were used to measure air quality. Steady 3-dimensional flow was used to simulate the samples using the SST-Kω turbulence model, which was numerically solved based on the Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equations. The CFD software used in this research has been validated in comparison with wind tunnel tests and has yielded acceptable results. The results showed that the building form has a significant effect on the air quality inside the building. Also, based on the results of the TOPSIS multi-criteria decision making method, the best and the worst building form pattern in order to increase the air speed and reduce the amount of pollutants inside the building are related to the stepped form and the L-shaped form, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

• Building form
• air quality
• air pollution
• low-rise buildings
• computational fluid dynamics (CFD)