دوره 12، شماره 4 - ( 10-1403 )                   جلد 12 شماره 4 صفحات 0-0 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print

Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
salimi gargari R, mofidi S M, Sanaieian H. Optimization of Building Envelope parameters Design toward Energy Conservation (Contemporary Buildings in Tehran). JRIA 2024; 12 (4)
URL: http://jria.iust.ac.ir/article-1-1779-fa.html
سلیمی گرگری رضا، مفیدی سید مجید، صنایعیان هانیه. تبین بهینه سازی پارامترهای طراحی پوسته ساختمان در جهت کاهش مصرف انرژی (نمونه موردی: بنا های مسکونی متداول شهر تهران). پژوهش‌هاي معماري اسلامي. 1403; 12 (4)

URL: http://jria.iust.ac.ir/article-1-1779-fa.html

تبین بهینه سازی پارامترهای طراحی پوسته ساختمان در جهت کاهش مصرف انرژی (نمونه موردی: بنا های مسکونی متداول شهر تهران)
رضا سلیمی گرگری ، سید مجید مفیدی ، هانیه صنایعیان*
دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه علم و صنعت ، تهران، ایران
چکیده:   (629 مشاهده)
با توجه به نقش حیاتی نمای ساختمان به عنوان پوسته‌ای محافظ و تأثیر آن بر مصرف انرژی، طراحی صحیح نما در فرآیند طراحی ساختمان‌ها اهمیت بسیاری دارد. با در نظر گرفتن مشکلات و زمان‌بر بودن روش‌های سنتی بهینه‌سازی، ارائه روشی مناسب برای استفاده طراحان در مراحل اولیه طراحی ضروری است. پوشش بیرونی ساختمان که شامل اجزا کدر و شفاف می باشد، از فضای داخلی محافظت کرده و شرایط اقلیمی بیرونی را بهبود می‌بخشد. این پژوهش به بررسی پارامترهای موثر در نمای ساختمان‌ها بر رفتار حرارتی و مصرف انرژی پرداخته است. ابتدا با مرور سیستماتیک منابع و مطالعات مشابه، پارامترهای کالبدی نما شناسایی شده و سپس انواع نماهای موجود در منطقه ۱۵ بررسی می‌شوند. پس از انجام مطالعات، نقشه GIS منطقه به‌طور دقیق تحلیل شده و انواع نماهای متداول به روش میدانی استخراج شده‌اند. سپس میزان تأثیر پارامترهای ساختاری جداره ساختمان شامل لایه بندی دیوارها، نماسازی و عایقکاری بر میزان مصرف انرژی سرمایشی و گرمایشی مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار می  گیرد. نتایج حاصل از شبیه سازی با مطالعات میدانی صحت سنجی شده و  اعتبار بخشی می شوند.
لایه بندی دیوار ها بیشترین میزان تأثیر بر مصرف انرژی در ساختمان را بر عهده دارد. با توجه به نتایج به دست آمده رابطه مستقیمی بین ضریب هدایت حرارتی دیوار و میزان مصرف انرژی وجود دارد و در بهینه ترین حالت تا بدترین حالت حدود 38.43 کیلو وات ساعت بر متر مربع در انرژی گرمایش و 1.48 کیلو وات ساعت بر متر مربع در مصرف انرژی سرمایش اختلاف وجود دارد. با توجه به مصرف الکتریسته برای سرمایش، این میزان بسیار مورد توجه می باشد.

واژه‌های کلیدی: نمای پایدار، پوسته ساختمان، تیپولوژی، مصرف انرژی، مصالح
     
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: عمومى
دریافت: 1403/7/18 | پذیرش: 1403/9/6 | انتشار: 1403/10/8
فهرست منابع
1. Acar, U., Kaska, O., & Tokgoz, N. (2021). Multi-objective optimization of building envelope components at the preliminary design stage for residential buildings in Turkey. Journal of Building Engineering, 42, 102499. [DOI:10.1016/j.jobe.2021.102499]
2. Aelenei, D., Aelenei, L., & Vieira, C. P. (2016). Adaptive Façade: Concept, Applications, Research Questions. Energy Procedia, 91, 269-275. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.06.218 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.06.218]
3. Al-Homoud, M. S. (2005). A Systematic Approach for the Thermal Design Optimization of Building Envelopes. Journal of Building Physics, 29(2), 95-119. [DOI:10.1177/1744259105056267]
4. Al-Yasiri, Q., & Szabó, M. (2021). Incorporation of phase change materials into building envelope for thermal comfort and energy saving: A comprehensive analysis. Journal of Building Engineering, 36, 102122. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.102122 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.102122]
5. Azami, A., & Sevinç, H. (2021). The energy performance of building integrated photovoltaics (BIPV) by determination of optimal building envelope. Building and Environment, 199, 107856. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.107856 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.107856]
6. Butt, A. A., de Vries, S. B., Loonen, R. C. G. M., Hensen, J. L. M., Stuiver, A., van den Ham, J. E. J., & Erich, B. S. J. F. (2021). Investigating the energy saving potential of thermochromic coatings on building envelopes. Applied Energy, 291, 116788. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.116788 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.116788]
7. Caldas, L. G., & Norford, L. K. (2002). A design optimization tool based on a genetic algorithm. Automation in Construction, 11(2), 173-184. https://doi.org/10.1016/S0926-5805(00)00096-0 [DOI:https://doi.org/10.1016/S0926-5805(00)00096-0]
8. DesignBuilder. (2009). DesignBuilder software User manual. In.
9. Fan, Y., & Xia, X. (2017). A multi-objective optimization model for energy-efficiency building envelope retrofitting plan with rooftop PV system installation and maintenance. Applied Energy, 189, 327-335. [DOI:10.1016/j.apenergy.2016.12.077]
10. Heiselberg, P., Brohus, H., Hesselholt, A., Rasmussen, H., Seinre, E., & Thomas, S. (2009). Application of sensitivity analysis in design of sustainable buildings. Renewable Energy, 34(9), 2030-2036. https://doi.org/10.1016/j.renene.2009.02.016 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.renene.2009.02.016]
11. Huang, J., Wang, S., Teng, F., & Feng, W. (2021). Thermal performance optimization of envelope in the energy-saving renovation of existing residential buildings. Energy and Buildings, 247, 111103. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111103 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111103]
12. Iwaro, J., & Mwasha, A. (2013). The impact of sustainable building envelope design on building sustainability using Integrated Performance Model. International Journal of Sustainable Built Environment, 2(2), 153-171. https://doi.org/10.1016/j.ijsbe.2014.03.002 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijsbe.2014.03.002]
13. Lee, J. W., Jung, H. J., Park, J. Y., Lee, J. B., & Yoon, Y. (2013). Optimization of building window system in Asian regions by analyzing solar heat gain and daylighting elements. Renewable Energy, 50, 522-531. https://doi.org/10.1016/j.renene.2012.07.029 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.renene.2012.07.029]
14. Li, H., & Wang, S. (2020). Coordinated robust optimal design of building envelope and energy systems for zero/low energy buildings considering uncertainties. Applied Energy, 265, 114779. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114779 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114779]
15. Luo, M., Arens, E., Zhang, H., Ghahramani, A., & Wang, Z. (2018). Thermal comfort evaluated for combinations of energy-efficient personal heating and cooling devices. Building and Environment, 143, 206-216. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.07.008 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.07.008]
16. Mostavi, E., Asadi, S., & Boussaa, D. (2017). Development of a new methodology to optimize building life cycle cost, environmental impacts, and occupant satisfaction. Energy, 121, 606-615. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.01.049 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.01.049]
17. Nematchoua, M. K., Tchinda, R., & Orosa, J. A. (2014). Thermal comfort and energy consumption in modern versus traditional buildings in Cameroon: A questionnaire-based statistical study. Applied Energy, 114, 687-699. [DOI:10.1016/j.apenergy.2013.10.036]
18. Sanaieian, H., Tenpierik, M., Linden, K. v. d., Mehdizadeh Seraj, F., & Mofidi Shemrani, S. M. (2014). Review of the impact of urban block form on thermal performance, solar access and ventilation. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 38, 551-560. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.06.007 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.06.007]
19. Zahiri, S., & Elsharkawy, H. (2018). Towards energy-efficient retrofit of council housing in London: Assessing the impact of occupancy and energy-use patterns on building performance. Energy and Buildings, 174, 672-681. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.07.010 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.07.010]
20. Acar, U., Kaska, O., & Tokgoz, N. (2021). Multi-objective optimization of building envelope components at the preliminary design stage for residential buildings in Turkey. Journal of Building Engineering, 42, 102499. [DOI:10.1016/j.jobe.2021.102499]
21. Aelenei, D., Aelenei, L., & Vieira, C. P. (2016). Adaptive Façade: Concept, Applications, Research Questions. Energy Procedia, 91, 269-275. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.06.218 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.06.218]
22. Al-Homoud, M. S. (2005). A Systematic Approach for the Thermal Design Optimization of Building Envelopes. Journal of Building Physics, 29(2), 95-119. [DOI:10.1177/1744259105056267]
23. Al-Yasiri, Q., & Szabó, M. (2021). Incorporation of phase change materials into building envelope for thermal comfort and energy saving: A comprehensive analysis. Journal of Building Engineering, 36, 102122. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.102122 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.102122]
24. Azami, A., & Sevinç, H. (2021). The energy performance of building integrated photovoltaics (BIPV) by determination of optimal building envelope. Building and Environment, 199, 107856. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.107856 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.107856]
25. Butt, A. A., de Vries, S. B., Loonen, R. C. G. M., Hensen, J. L. M., Stuiver, A., van den Ham, J. E. J., & Erich, B. S. J. F. (2021). Investigating the energy saving potential of thermochromic coatings on building envelopes. Applied Energy, 291, 116788. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.116788 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.116788]
26. Caldas, L. G., & Norford, L. K. (2002). A design optimization tool based on a genetic algorithm. Automation in Construction, 11(2), 173-184. https://doi.org/10.1016/S0926-5805(00)00096-0 [DOI:https://doi.org/10.1016/S0926-5805(00)00096-0]
27. DesignBuilder. (2009). DesignBuilder software User manual. In.
28. Fan, Y., & Xia, X. (2017). A multi-objective optimization model for energy-efficiency building envelope retrofitting plan with rooftop PV system installation and maintenance. Applied Energy, 189, 327-335. [DOI:10.1016/j.apenergy.2016.12.077]
29. Heiselberg, P., Brohus, H., Hesselholt, A., Rasmussen, H., Seinre, E., & Thomas, S. (2009). Application of sensitivity analysis in design of sustainable buildings. Renewable Energy, 34(9), 2030-2036. https://doi.org/10.1016/j.renene.2009.02.016 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.renene.2009.02.016]
30. Huang, J., Wang, S., Teng, F., & Feng, W. (2021). Thermal performance optimization of envelope in the energy-saving renovation of existing residential buildings. Energy and Buildings, 247, 111103. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111103 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111103]
31. Iwaro, J., & Mwasha, A. (2013). The impact of sustainable building envelope design on building sustainability using Integrated Performance Model. International Journal of Sustainable Built Environment, 2(2), 153-171. https://doi.org/10.1016/j.ijsbe.2014.03.002 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijsbe.2014.03.002]
32. Lee, J. W., Jung, H. J., Park, J. Y., Lee, J. B., & Yoon, Y. (2013). Optimization of building window system in Asian regions by analyzing solar heat gain and daylighting elements. Renewable Energy, 50, 522-531. https://doi.org/10.1016/j.renene.2012.07.029 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.renene.2012.07.029]
33. Li, H., & Wang, S. (2020). Coordinated robust optimal design of building envelope and energy systems for zero/low energy buildings considering uncertainties. Applied Energy, 265, 114779. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114779 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114779]
34. Luo, M., Arens, E., Zhang, H., Ghahramani, A., & Wang, Z. (2018). Thermal comfort evaluated for combinations of energy-efficient personal heating and cooling devices. Building and Environment, 143, 206-216. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.07.008 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.07.008]
35. Mostavi, E., Asadi, S., & Boussaa, D. (2017). Development of a new methodology to optimize building life cycle cost, environmental impacts, and occupant satisfaction. Energy, 121, 606-615. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.01.049 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.01.049]
36. Nematchoua, M. K., Tchinda, R., & Orosa, J. A. (2014). Thermal comfort and energy consumption in modern versus traditional buildings in Cameroon: A questionnaire-based statistical study. Applied Energy, 114, 687-699. [DOI:10.1016/j.apenergy.2013.10.036]
37. Sanaieian, H., Tenpierik, M., Linden, K. v. d., Mehdizadeh Seraj, F., & Mofidi Shemrani, S. M. (2014). Review of the impact of urban block form on thermal performance, solar access and ventilation. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 38, 551-560. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.06.007 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.06.007]
38. Zahiri, S., & Elsharkawy, H. (2018). Towards energy-efficient retrofit of council housing in London: Assessing the impact of occupancy and energy-use patterns on building performance. Energy and Buildings, 174, 672-681. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.07.010 [DOI:https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.07.010]
ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA
ارسال پیام به نویسنده مسئول

بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله پژوهش های معماری اسلامی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2025 CC BY-NC 4.0 | Journal of Researches in Islamic Architecture

Designed & Developed by : Yektaweb