نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسنده
استادیار، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه شیراز، فارس، ایران.
چکیده
شبیهسازی انرژی در محیط شهری میتواند با دو هدف عمده تحلیل آسایش حرارتی خرداقلیم و یا تاثیر خرداقلیم شهری بر مصرف انرژی ساختمان انجام شود. اولین قدم جهت کاربرد شبیهسازی انرژی، انتخاب ابزار مناسب است که بدون شناخت دقیق از نحوه عملکرد ابزارها میسر نمیشود. از طرف دیگر تعداد رو به رشد نرمافزارهای شبیهسازی، انتخاب ابزار مناسب را دشوار میسازد. با توجه به تمایل طراحان در چندین سال اخیر به این زمینه، آگاهی از قابلیتهای مدلسازی و محدودیتهای ابزارهای مورد کاربرد ضروری است. پژوهش حاضر با معرفی شاخصهای سنجش آسایش حرارتی در محیط خارجی و دسته بندی انواع شبیهسازی انرژی در مقیاس شهری، شش نرم افزار انویمت، ریمن، یومی، متئودین، سولن و سولوگ را جهت سنجش آسایش پیاده معرفی کرده و در تحلیلی تطبیقی به بررسی نحوه عملکرد و مقایسه قابلیتهای آنها میپردازد. سه نرمافزار انویمت، سولن و ریمن بیشترین شاخصهای آسایش حرارتی خارجی را در نتایج خروجی ارائه میدهند. در یومی و متئودین داده ها به صورت تخمینی از میانگین تابش و سرعت باد و در بقیه ابزارها به صورت دقیق و در هر لحظه دلخواه قابل استخراج است. در حالیکه یومی ابزاری ساده و رایگان است، استفاده از انویمت و سولن غیر رایگان بوه و نیاز به آموزش دارد. هرچند در حال حاضر ابزار واحدی که بهترین ترکیب از همه عوامل را مدنظر قرار داده و همه فرایندهای فیزیکی را شامل شود وجود ندارد. نتایج این پژوهش میتواند معماران و طراحان شهری را در انتخاب نرمافزار مناسب در هر مرحله از طراحی و با توجه به اهداف پروژه یاری رساند.
کلیدواژهها
- پوردیهیمی، شهرام. (1390). فرهنگ و مسکن، مسکن و محیط روستا، 30 (134)، 3-18.
- حیدری، شاهین؛ منعام، علیرضا (1392). ارزیابی شاخصه های آسایش حرارتی در فضای باز. جغرافیاوتوسعهناحیه ای، (20)، 197-216.
- غیائى، محمدمهدی، مهدوى نیا، مجتبى، طاهباز، منصوره، مفیدى شمیرانى، سیدمجید (1392). روش شناسى گزینش نرم افزارهای کاربردى شبیه ساز انرژی در حوزه معماری، هویتشهر، 13 (7)، 45-55.
- Allegrini, J., Orehounig, K., Mavromatidis, G., Ruesch, F., Dorer, V., Evins, R. (2015). A review of modelling approaches and tools for the simulation of district-scale energy systems, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 52, 1391–1404.
- Blazejczyk, K., Epstein, Y., Jendritzky, G. et al. (2012). Comparison of UTCI to selected thermal indices. International Journal Biometeorology, (56),515–535.
- Bouyer, J., Inard, CH., Musya, M. (2011), Microclimatic coupling as a solution to improve building energy simulation in an urban context, Energy and Buildings, 43, 1549–1559.
- Bruse, M., Fleer, H. (1998). Simulating surface-plant-air interactions inside urban environments with a three dimensional numerical model, Environment Modelling Software, 13, 373-384.
- Bruse, M; Fleer, H. (1998). Simulating surface plant air interactions inside urban environments with a three dimensional numerical model. Environmental Modelling and Software, 3, 373-384.
- Bueno, B., Norford, L., Hidalgo, J., and Pigeon, G. (2013). The urban weather generator. Journal of Building Performance Simulation, 6(4), 269-281.
- Cheng,V; Ng, E; Chan, C; Givoni, B. (2011). Outdoor thermal comfort study in a subtropical climate: A longitudinal study based in Hong Kong. International Journal of Biometeorol, 56, 43-56.
- Crawley1, D., Hand, J., Kummert, M. et al. (2005), Contrasting the capabilities of building energy performance simulation programs, Ninth International IBPSA Conference, 15-18.
- Dogan, T., Reinhart, C., Michalatos, P. (2012). Urban daylight simulation: Calculating the daylit area of urban designs, In: Proceedings of SimBuild.
- envi-met, 2019. Retrieved from: https://www.urbanclimate.net/rayman/, at October, 2019; 09:20:00PM.
- Gros, A., Bozonnet, E., r Inard, Ch. Et al. (2016). Simulation tools to assess microclimate and building energy – A case study on the design of a new district, Energy and Buildings, 114 (2016) 112–122.
- Herrmann, J., Matzarakis, A., (2010). Influence of mean radiant temperature on thermal comfort of humans in idealized urban environments. In: Proceedings of the 7th Conference on Biometeorology, 20, 523-528.
- Höppe, P. (2002). Different aspects of assessing indoor and outdoor thermal comfort. Energy and Buildings, 34, 661-665.
- Huttner, S., Bruse, M., Dostal, P. (2008). Using ENVI-met to simulate the impact of global warming on the microclimate in central European cities. 5th Japanese-German Meeting on Urban Climatology, 2008, 307-312.
- Jendritzky, Gerd and W. Nübler. (1981). A model analysing the urban thermal environment in physiologically significant terms.” Archives for meteorology, geophysics, and bioclimatology, Series B, (29) 313-326.
- Krüger, E. L., Minella, F. O., Rasia, F. (2011). Impact of urban geometry on outdoor thermal comfort and air quality from field measurements in Curitiba, Brazil. Building and Environment, 46(3), 621-634.
- Leech, J.A; Burnett, R; Nelson, W; Aaron, Raizenne, M. (2000). Outdoor air pollution epidemiologic studies. American Journal of Respiration and Critical Care Medicine, 161(3), A308.
- Lenzholzer, S., Klemma, W., Vasilikou, C. (2016). Qualitative methods to explore thermo-spatial perception in outdoor urban spaces. Urban Climate,
- Lin, Tp; Matzarakis, A; Huang, JJ. (2006). Thermal comfort and passive design strategy of bus shelters. The 23rd Conference on Passive and Low Energy Architecture. Geneva, Switzerland.
- Lin, TP; Matzarakis, A; Hwang, RL. (2010). Shading effect on long-term outdoor thermal comfort. Building and Environment, 45, 213-221.
- Lindberg, F., Grimmond, C.S.B., Gabey, A. et al. (2018), Urban Multi-scale Environmental Predictor (UMEP): An integrated tool for city-based climate services, Environmental Modelling & Software, 99, 70-87.
- Lindberg, F; Holmer, B; Thorsson, S. (2008). SOL-WEIG 1.0 – Modelling spatial variations of 3D radiant fuxes and mean radiant temperature in complex urban settings. International Journal Biometeorol, 52, 697-713.
- Matzarakis, A., Mayer, H. (1996). Another kind of environmental stress: Thermal stress. WHO Newsletter, 18, 7-10.
- Matzarakis, A., Rutz, F., Scott, D. (2007). RAYMAN: a tool for tourism and applied climatology, Developments in Tourism Climatology, 129,
- Matzarakis, A; Rutz, F. (2005). Application of RayMan for tourism and climate investigations. Annalen der Meteorologie, 41(2), 631-636.
- Matzarakis, A; Rutz, F; Mayer, H. (2007). Modeling radiation fluxes in simple and complex environments – Application of Rayman model. International journal Biometeorol, 51, 323-334.
- Matzarakis, A; Rutz, F; Mayer, H. (2010). Modeling radiation fluxes in simple and complex environments: Basics of the RayMan model. International Journal of Biometeorol, 54, 131-139.
- Mayer, H; Höppe, P. (1987). Thermal comfort of man in different urban environments. Theoretical and Applied Climatology, 38, 43-49.
- Meteodyn, 2019. Retrieved from: https://meteodyn.com, at September, 2019; 09:10:00AM.
- Naboni, E., Marco Meloni, M., Coccolo, S., Kaempf, J., Scartezzini, J. (2017). An overview of simulation tools for predicting the mean radiant temperature in an outdoor space, Energy Procedia, 122 (2017) 1111–1116.
- Ooka, R. (2007), Recent development of assessment tools for urban climate and heat-island investigation especially based on experiences in Japan, International journal of climatology, 27, 1919–1930.
- Rakha, T., Reinhart, C. (2012). Generative Urban Modeling: A Design Work Flow for walkability optimized cities. In: Proceedings of SimBuild.
- Reinhart, C., Dogan, T., Jakubiec, J. et al. (2013). UMI - an urban simulation environment for building energy use, daylighting and walkability, In: Proceedings of BS2013: 13th Conference of International Building Performance Simulation Association.
- Reinhart, C., Fitz, A. (2006). Findings from a Survey on the current use of daylight simulations during building design, Energy and Buildings, 38, 824‐835.
- SOLENE, (2019); Retrieved from https://aau.archi.fr/crenau/solene/
- Spagnolo, Jennifer; de Dear, Richard. (2003). A field study of thermal comfort in outdoor and semi-outdoor environments in subtropical Sydney Australia. Building and Environments, 38, 721-738.
- Swan, L., Ugursal, I. (2009). Modeling of end-use energy consumption in the residential sector: A review of modeling techniques, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13(8), 1819-1835.
- t4su, 2019. Retrieved from: https://t4su.wordpress.com/, at November, 2019; 11:20:00AM.
- Targhi, M. Z.,& Van Dessel, S. (2015). Potential Contribution of Urban Developments to Outdoor Thermal Comfort Conditions: The Influence of Urban Geometry and Form in Worcester, Massachusetts, USA. In: Procedia Engineering, 118, 1153-1161.
- Thorsson, S; Lindqvist, M; Lindqvist, S. (2004). Thermal bioclimatic conditions and patterns of behavior in an urban park in Goteborg, Sweden. International Journal of Biometeorology, 48, 149-156.
- Toudert, F. A. (2005). Dependence of Outdoor Thermal Comfort on Street Design in Hot and Dry Climate. 80 .
- umep docs.readthedocs, 2019. Retrieved from: https://umepdocs.readthedocs.io/en/latest/OtherManuals/ SOLWEIG.html, at October, 2019; 11:10:00PM.
- Urbanclimate, 2019. Retrieved from: https://www.urbanclimate.net/rayman/, at November, 2019; 10:30:00AM.
- walkscore, 2019. Retrieved from: http://www.walkscore.com, at September, 2019; 11:30:00AM.
- Watson ID, Johnson GT (1987) Graphical estimation of skyview-factors in urban environments. Journal of Climatology, 7: 193–197.
- web.mit.edu, 2019. Retrieved from: web.mit.edu/sustainabledesignlab/projects/umi/index.html, at November, 2019; 09:40:00AM.