نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران.

2 دانشیار، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران.

3 استاد، گروه معماری، دانشکده معماری، پردیس هنرهای زیبا، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

چکیده

بر اساس آمار منتشره در حوزه انرژی، امروزه ساختمان ها به عنوان بزرگترین منبع مصرف انرژی شناخته می شوند. به این دلیل پیشرفت های فناوری در حوزه ساخت و ساز بیش از پیش به سمت راهکارهای نوین در جهت کاهش مصرف انرژی در این بخش تمرکز یافته اند. دستیابی به راه حل هایی همسو با محیط زیست در راستای حرکت به سمت توسعه پایدار در بخش معماری، مورد نظر معماران و طراحان قرار گرفته است. فناوری های تطبیق پذیر در پوسته های ساختمانی به منظور استفاده از انرژی های تجدید پذیر بخش مهمی از این دست تلاش ها را در بر می گیرد. پوسته های متشکل از صفحات فتوولتاییکی که از نور خورشید انرژی الکتریکی تولید می کنند، به عنوان بخشی حایز اهمیت در کاهش وابستگی ساختمان ها به انرژی های فسیلی شناخته می شوند. استفاده از تکنیک های کم هزینه و اثر بخش در زمینه ی معماری کمک شایانی به بهبود فرآیند ساخت نموده است. این تحقیق بر آنست تا تاثیر بهره گیری از تکنیک کاغذ و تا را در صفحات فتوولتایک به کار رفته در نمای ساختمان ها به منظور افزایش دریافت تابش خورشیدی بررسی کند. این امر با استفاده از نرم افزارهای شبیه ساز پارامتریک(گرسهاپر) و انرژی(لیدی باگ) انجام گرفته است. پس از تحلیل و بررسی کلی انواع مختلف روش های اوریگامی و نمونه های به کار گرفته شده در صنعت ساختمان و همچنین موارد موجود در طبیعت، 4 مورد به عنوان مدول های پایه برای بررسی بیشتر و مدلسازی در افزونه ی لیدی باگ نرم افزار گرسهاپر انتخاب شدند. مدول های شبیه سازی شده با استفاده از افزونه ی گالاپاگوس بر اساس الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شدند تا بهینه ترین حالت آنها برای دریافت حداکثر میزان تابش خورشیدی به دست آید. نتایج این پژوهش نشان می دهد تغییر چینش وجوه مختلف صفحات فتوولتاییک با استفاده از تکنیک اوریگامی نسبت به مدول پایه ی یک متر مربعی عمودی در نمای جنوبی ساختمان، می تواند بین 3.44 تا 11.39 درصد میزان تابش دریافتی از خورشید را افزایش دهد.

کلیدواژه‌ها

ثقفی محمد جواد ,اسدی خلجی مرتضی ,پوینده راضیه(1394). شیب بهینۀ گردآورهای خورشیدی و مقایسه با حالت نصب شده روی نمای جنوبی در تهران، هنرهای زیبا معماری و شهرسازی - 1389 ،44 ،57 -64

عباسی محمدرضا، طاهباز منصوره، وفائی راحیل(1395). معرفی سیستم نوین لایه های ساختمانی تغییرپذیر (فناوری نو در طراحی معماری اقلیمی). نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۵ (۲) :۴۳-۵۴

Alberti, L. T (2006 ).Flow around cylindrical towers: the stabilising role of vertical ribs. University of Stellenbosch.

Bougdah, H., & Sharples, S. (2009). Environment, Technology and Sustainability. Taylor & Francis

Chu, Ch. & Keong, CH. (2017(.  The Review on Tessellation Origami Inspired Folded Structure. AIP Conference Proceedings. View online: https://doi.org/10.1063/1.5005656

Deplazes, A. (2005) Constructing Architecture: Materials, Processes, Structures: A Handbook: 1st (First) Edition. Springer-Verlag New York, LLC.

Di Cristina, G. (2001). Architecture and Science. Chichester: Wiley-Academy.

Emrah Biyik, Mustafa Araz, Arif Hepbasli, Mehdi Shahrestani, Runming Yao, Li Shao, Emmanuel Essah, Armando C Oliveira, Teodosio del Caño, Elena Rico, Juan Luis Lechón, Luisa Andrade, Adélio Mendes, Yusuf Baver Atlı , (2017). A key review of building integrated photovoltaic (BIPV) systems, Engineering Science and Technology, an International Journal, 184.

Farsi Mohammadipour, A., (2010) The Best Architectural Form for BiPV in Tehran, Enviromental Sciences, 3, 55-62.

Ficca, J. (2015). Building Dynamics: Exploring Architecture of Change. Routledge,

Flectofin (2014) ITKE - Forschung. http://www.itke.uni-stuttgart.de/forschung.php?id=61,

Knaack, U. & Klein, T. (Eds.). (2009). The Future Envelope 2: Architecture, Climate, Skin (Vol. 9). IOS Press.

Krimm, J. , Techen, H. and Knaack, U. (2016). Tuning Acoustical Facade Designs Aiming for a Controlled Influence on the Urban Soundscape. In Proceedings of the Inter-Noise 2016, 45th International Congress and Exposition on Noise Control Engineering Pp. 2056–2063. Hamburg.

Kurrer, K.-E. (2012). The History of the Theory of Structures: From Arch Analysis to Computational Mechanics. John Wiley & Sons.

Lamoureux, A., Lee,K., Shlian,M., Forrest, S., and Shtein M., (2015). Dynamic Kirigami Structures for Integrated Solar Tracking. Nature Communications 6(8092): 6.

Loonen, R. (2010b) Climate adaptive building shells – What can we simulate?. MSc-Thesis, Eindhoven University of Technology.

Moloney, J. (2011). Designing kinetics for architectural facade: state change. Abingdon, Oxon!; New York!: Routledge.

Morgan, M., Robert, R., Lang, J., Magleby Spencer, P. and Howell, L., (2016). Towards Developing Product Applications of Thick Origami Using the Offset Panel Technique. All Faculty Publications. Paper 1619 2016(7): 69–77.

Moussavi, F. (2009). The Function of Form. ACTAR, Harvard Graduate School of Design,

Peters,S. (2014). Material Revolution. Sustainable and Multi-Purpose Materials for Design and Architecture, Basel, Birkhäuser.

Prasad, D. and M. Snow (2005). Designing with Solar Power. London: Earthscan.

Rinaldi, M. (2013). A as Architecture.

Salehi, M., Hamedi, M., Nohouji, H. S., & Arghavani, J. (2014). Mechanical properties identification and design optimization of nitinol shape memory alloy microactuators. Smart Materials and Structures, 23(2), 025001.

Sanchez, S. V. (2011). Solar Decathlon Europe 2010 - Towards Energy Efficient Buildings. http:// www.sdeurope.org/wp-ontent/uploads/downloads/2011/10/SOLAR-DECATHLONEUROPE- 2010.pdf.

Schittich, Ch. (2003).  Solar Rays: Strategies, Vision, Concept . München: Ed. Detail, Inst. For internet . Architecture Documentation.

Schmidt, P. and Stattmann, N. (2009) Unfolded. 1 edition. Basel, Birkhäuser Verlag

Tachi, T.  (2011). Rigid-Foldable Thick Origami. In Origami 5: Fifth International Meeting of Origami Science, Mathematics, and Education. Patsy Wang-Iverson, Robert J. Lang, and Mark Yim, eds. Pp. 253–264. , 5. Boca Raton: CRC Press.

Thün, G., Velikov, K., Ripley, K. (2012). Soundspheres: Resonant Chamber. In ACM SIGGRAPH 2012 Art Gallery Pp. 348–357. SIGGRAPH ’12. New York, NY, USA: ACM. http://doi.acm. org/10.1145/2341931.2341936ZigZagSolar

Tudorache, T., & Kreindler, L. (2010). Design of a solar tracker system for PV power plants. Acta Polytechnica Hungarica, 23-39.

ZigZagSolar (2015). http://zigzagsolar.com/, accessed December 12, 2017.