نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

2 دکتری شهرسازی، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

چکیده

افزایش نرخ شهرنشینی در دهه‌های اخیر و استفاده بی‌رویه از سوخت‌های فسیلی و انرژی‌های تجدیدناپذیر، موجب شده که طراحان و برنامه‌ریزان شهری، موضوع کنترل و بهینه‌سازی مصرف انرژی و استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر را در ساخت ‌و‌ سازها بیشتر از گذشته مورد توجه قرار دهند. با توجه به ویژگی‌های خاص اقلیمی نوار سواحل جنوبی کشور ایران، جهت‌گیری ساختمان‌ها در این مناطق لازم است بر مبنای استفاده بهینه از تابش خورشیدی و جریان باد تعیین شود. هدف این پژوهش تعیین بهترین جهت‏ استقرار ساختمان‌ها بر اساس کسب حداقل انرژی در دوره گرم سال در شهرهای بندرعباس، بوشهر و اهواز است. برای دست‌یابی به این هدف، میزان انرژی تابشی دریافتی بر روی سطوح قائم به‌ صورت نظری و واقعی با استفاده از روش محاسباتی قانون کسینوس و نقاله تابش اولگی، برای ماه‌های مختلف و در 24 جهت جغرافیایی محاسبه شده و در نهایت بهترین جهت‏ استقرار ساختمان‌ها متناسب با اقلیم برای شهرهای مورد مطالعه تعیین گردیده است. مطابق با نتایج به دست آمده، جهت استقرار بهینه با استفاده از روش‌های قانون کسینوس و نقاله تابش اولگی در شهرهای مورد مطالعه، برای ساختمان‌های یک، دو و چهارطرفه یکسان می‌باشد. مناسب‌ترین جهت استقرار به منظور دریافت بهینه میزان انرژی خورشیدی برای ساختمان‌های یک‌طرفه در شهرهای بندرعباس، بوشهر و اهواز جهت 180 درجه جنوب و بعد از آن جهت 165 درجه جنوب‌شرقی و غربی است. جهت استقرار مناسب برای ساختمان‌های دوطرفه در شهرهای مورد مطالعه جهت شمال- جنوب و بهترین جهت گیری برای ساختمان‌های چهارطرفه جهات (75 ،105- ،15- ،165) و (105 ،75- ،15 ،165-) درجه است.

کلیدواژه‌ها

-        برزگر، زهرا؛ حیدری، شاهین (1392). بررسی تاثیر تابش دریافتی خورشید در بدنه‌های ساختمان بر مصرف انرژی بخش خانگی، نشریه هنرهای زیبا- معماری و شهرسازی، دوره 18، شماره 1، صص. 56-45.

-        حجازی‌زاده، زهرا؛ افتخاری، سیدمروت؛ سلکی، هیوا (1391). بهینه‌سازی جهت‌گیری فضاهای آزاد در شهر دزفول بر اساس شرایط اقلیمی، جغرافیا (فصلنامه علمی ـ پژوهشی انجمن جغرافیای ایران)، سال دهم، شماره 32، صص. 27-7.

-        حسین‌آبادی، سعید؛ لشکری، حسن؛ سلمانی‌مقدم، محمد (1391). طراحی اقلیمی ساختمان‌های مسکونی شهر سبزوار با تاکید بر جهت‌گیری ساختمان و عمق سایبان، جغرافیا و توسعه، سال دهم، شماره 27، 116-103.

-        حسینی، سید محمد؛ حجازی‌زاده، زهرا؛ کربلایی‌درئی، علیرضا؛ کاشکی، عبدالرضا (1398). بهینه‌سازی جهت سازه‌های ساختمانی بر اساس تابش خورشید در همدان، جغرافیا (فصلنامه علمی ـ پژوهشی انجمن جغرافیای ایران) ، دوره 17، شماره 60، صص. 20-5.

-        خلیلی، علی؛ رضایی صدر، حسن (1376). برآورد تابش کلی خورشید در گستره ایران بر مبنای داده‌های اقلیمی، تحقیقات جغرافیایی، دوره 4، شماره 46، صص. 35-15.

-        خیرآبادی، فواد؛ نورمحمدزاد، حسین؛ علیزاده، هوشمند (1396). نقش جهت‌گیری کالبد فضاهای شهری در میزان آسایش اقلیمی شهروندان )مطالعه موردی: شهر بندرعباس(، جغرافیا و پایداری محیط، سال هفتم، شماره 24، صص. 31-15.

-        عظمتی، علی‌اکبر؛ حسینی، حسین (1392). بررسی تاثیر جهت‌گیری ساختمان‌های آموزشی بر بارهای حرارتی و برودتی در اقلیم‌های مختلف، علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره 15، شماره 2، صص. 157-147.

-        قانقرمه، عبدالعظیم؛ روشن، غلامرضا؛ شاهکویی، اسماعیل (1397). بازنگری در تعیین دمای پایه آسایش حرارتی مناطق اقلیمی متفاوت ایران به منظور محاسبه شاخص درجه- روز مورد نیاز سرمایشی و گرمایشی، فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی، دوره 27، شماره 105، صص. 143-127.

-        کربلائی‌درئی، علیرضا؛ حجازی‌زاده، زهرا (1396). بهینه‌سازی جهت‌گیری استقرار ساختمان در شهر کاشان بر اساس شرایط اقلیمی، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، دوره هفتم، شماره 27، صص. 103-85.

-        کسمایی، مرتضی (1381). اقلیم و معماری، اصفهان، نشر خاک، چاپ دوم، صص. 31-28.

-        گنجی، حسن (1333). تقسیمات اقلیمی ایران، مجله دانشکده ادبیات، سال سوم، شماره 1، صص. 72-27.

-        لشکری، حسن؛ موزرمی، سارا؛ سلکی، هیوا؛ لطفی، کورش (1390)، بهینه‌سازی جهت‌گیری بناهای ساختمانی در شهر اهواز بر اساس شرایط اقلیمی، جغرافیای طبیعی، سال چهارم، شماره 12، صص. 62-45.

-        محمدزاده، رحمت؛ جهانی، مقصود؛ قراخانی شجاعی، رضا (1394). مطالعه میزان انطباق مساکن شهر جلفا با زاویه تابش آفتاب، فصلنامه فضای جغرافیایی، سال پانزدهم، شماره 52، صص. 135-117.

-        مقررات ملی ساختمان ایران- مبحث 19: صرفه‌جویی در مصرف انرژی (1388). وزارت مسکن و شهرسازی- دفتر امور مقررات ملی ساختمان.

-        Al-Anzi A, Seo D, Krarti M (2009). Impact of building shape on thermal performance of office buildings in Kuwait, Energy Conversion and Management, Vol. 50, No. 3, pp. 822–828.

-        Angstrom A (1924). Solar and terrestrial radiation, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, Vol. 50, pp. 121-126.

-        Ashrae (1995). Handbook, heating, ventilating, and airconditioning applications. ashrae publications.

-        Bakirci K (2009). Models of solar radiation with hours of bright sunshine: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 13, No. 9, pp. 2580-2588.

-        Barzegar Z, Heydari Sh, Zarei M (2012). Evaluuation of the effect of biulding orientation on achieved solar radiation- A NE-SW orientated case of urban residence in semi-arid climate, International Journal of Architectural Engineering & Urban Planning, Vol. 22, No. 2, pp. 108-113.

-        Coppolino S (1990). Validation of a very simple model for computing global solar radiation in european african (Asian & North American areas), Solar and Wind Technology, Vol. 7, No. 4, pp. 489-494.

-        Depecker P, Menezo C, Virgone J, Lepers S (2001). Design of buildings shape and energetic consumption, Building and Environment, Vol. 36, No. 5, pp. 627-635.

-        Duffie JA, Beckman WA (2006). Solar engineering of thermal processes, 3rd ed, John Wiley & Sons, Inc.

-        Energyplus, 2018. Retrieved from:

https://energyplus.net/weather-location/asia_wmo_region_2/IRN//IRN_Tehran-Mehrabad.407540_ITMY, at April, 2018; 22: 25:30PM.

-        Hemsath TL, Alagheband Bandhosseini K (2015). Sensitivity analysis evaluating basic building geometry's effect on energy use, Renewable Energy, Vol. 76, pp. 526-38.

-        IRIMO, 2018. Retrieved from: http://www.irimo.ir/far/wd/2703, at May, 2018; 23:30:28PM.

-        Maghrabi AH (2009). Parameterization of simple model to estimate monthly global solar radiation based on meteorological variables and evaluation of existing solar radiation models for tabuk, Saudi Arabia, Energy Conversion and Management, Vol. 50, No. 11, pp. 2754-2760.

-        Neuwirth F (1980). The Estimation of global and sky radiation in austria, Solar Energy, Vol. 24, No. 5, pp. 421-426.

-        Oral GK, Yilmaz Z (2003). Building form for cold climatic zones related to building envelope from heating energy conservation point of view, Energy and Buildings, Vol. 35, No. 4, pp. 383-388.

-        Ourghi R, Al-Anzi A, Krarti M (2007). A simplified analysis method to predict the impact of shape on annual energy use for office buildings, Energy Conversion and Management, Vol. 48, No. 1, pp. 300-305.

-        Paltridge GW, Proctor D (1976). Monthly mean solar radiation statistics for Australia, Solar Energy, Vol. 18, No. 3, pp. 235- 243.

-        Prescott JA (1940). Evaporation from a water surface in relation to solar radiation, Transactions of the Royal Society of South Australia, Vol. 64, pp. 114-118.

-        Sabbagh JA, Sayigh AAM, Al-Salam EMA (1977). Estimation of the total solar radiation from meteorological data, Solar Energy, Vol. 19, No. 3, pp. 307-311.

-        Samimi J (1994). Estimation of height-dependent solar irradiation and application to the solar climate of Iran, Solar Energy, Vol. 52, No. 5, pp. 401-409.

-        Sozen A, Arcaklio E, Ozalp M (2004). Estimation of solar potential in Turkey by artificial neural networks using meteorological and geographical data, Energy Conversion and Management, Vol. 45, Nos. 18-19, pp. 3033-3052.

-        Watson D, Labs K (1983). Climate design: energy efficient building principles and practices., McGraw-Hill, New York, 37.

-        Wei L, Tian W, Zuo J, Yang ZY, Liu YL, Yang S (2016). Effects of building form on energy use for buildings in cold climate regions, Procedia Engineering, Vol. 146, pp. 182-189.

-        Wu C, Liu Y, Wang T (2007). Methods and strategy for modeling daily global solar radiation with measured meteorological data; case study in nanchang station, China, Energy Conversion and Management, Vol. 48, No. 9, pp. 2447-2452.

-        Zamani M, Akbari H, Hadavi F (2016). Best orientation determination of buildings in zanjan city based on solar radiation, Armanshahr Architecture & Urban Development, Vol. 8, No. 16, pp. 85-94.20.