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.