ویژگی‌های معماری سنتی شهر یزد. 65

3-4- ایده های اقلیمی خاک پناهندگی شهر یزد. 66

3-4-1- سرداب.. 66

3-4-2-  آب انبار 67

3-4-3- گودال باغچه 68

3-5- نتیجه گیری.. 71

فصل چهارم: 72

4-1-مقدمه. 72

4-2- روند انجام بررسی رفتار حرارتی ساختمان خاک پناه. 72

4-3- انتخاب نرم افزار شبیه سازی.. 74

4-4- اعتبار سنجی نرم افزار شبیه سازی.. 74

4-4-1- مقایسه با نرم افزار دیگر 75

4-4-2- اعتبارسنجی شبیه سازی EnergyPlus نسبت به نمونه واقعی رکورد شده. 76

4 – 4-2-1- معرفی نمونه 76

4-4-2- 2- اندازه گیری حرارتی ساختمان نمونه 78

4-4-2- 3- شبیه سازی ساختمان نمونه 80

4-5- شناخت ویژگی های مدل طرح برای شبیه سازی حرارتی.. 81

4-5-1-عوامل موثر هندسی و فیزیکی. 82

4-5-2- عوامل موثر قراردادی.. 83

4-5-3- عوامل موثر قراردادی- تخمینی.. 84

4-7- شبیه سازی حرارتی.. 85

4-8- بررسی چگونگی تاثیر هریک از شاخصهای کالبدی بر مصرف انرژی مدل خاک پناه. 86

4-8-1- تاثیر جنس خاک بر عملکرد حرارتی. 86

4-8-2- تاثیر کاربریها بر عملکرد حرارتی. 89

 

4-8-3- بررسی عملکرد حرارتی کاربری مسکونی. 93

4-8-3-1- بررسی محدوده دمایی کاربری مسکونی در عمق پیشنهاد شده. 95

4-8-4- تاثیر جهتگیری بنا بر عملکرد حرارتی. 97

4-8-5- تاثیر نرخ تهویه بر عملکرد حرارتی. 99

فصل پنجم. 103

5-1- مقدمه: 103

5-2- پاسخ به سوالات تحقیق.. 103

5-3- نتایج مهم مطالعات کتابخانهای.. 104

5-4- نتایج مهم مطالعات شبیه سازی.. 105

5-5- ارائه پیشنهادات.. 106

 

این مطلب را هم اگر خواستید بخوانید :

 

پیوست 1: 107

منابع و مراجع: 109

منابع داخلی: 109

منابع خارجی: 110

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                         صفحه

جدول 1- گونه بندی بندی ساختمان­های خاک پناه از جهت سطح تماس با خاک………………………..16

جدول 2-گونه بندی از حیث نیازهای انسانی و کاربری در گذشته …………………………………………….17

جدول 3- طبقه بندی ساختمان­های خاک پناه معاصر از حیث کاربری…………………………………………18

جدول 4- ویژگی های  فیزیکی خاک های مختلف………………………………………………………………..50

جدول5 – جمع­بندی مزایا و معایب ساختمان­های خاک­پناه……………………………………………………….52

جدول 6-  راهبردها و تخمین میزان کاهش مصرف انرژی………………………………………………………..62

جدول 7-ویژگیهای فیزکی و حرارتی مدل  مشترک دو نرم افزار……………………………………………….75

جدول 8- مشخصات حسگرهای اصلی…………………………………………………………………………………78

جدول 9-مقایسه دمای شبیه سازی شده و ثبت شده­ی اتاق نمونه در خانه هوشمند…………………………81

جدول 10-ویژگی های مصالح مدل مورد مطالعه …………………………………………………………………..83

جدول11- مشخصات کاربری های مورد مطالعه…………………………………………………………………….84

جدول 12- اختصارات فرمول لبز………………………………………………………………………………………..87

جدول 13- ویژگی های فیزیکی نمونه خاک های سطح شهر یزد………………………………………………88

جدول 14- میزان مصرف انرژی کاربری­های متفاوت……………………………………………………………..92

جدول 15- نسبت تغییر دما و زمان تاخیر کاربری مسکونی به هوای بیرون……………………………………95

جدول 16- مصرف انرژی کلی در جهتگیری های اصلی………………………………………………………….99

جدول 17- میزان مصرف انرژی سرمایشی با تغییر نرخ تعویض هوا………………………………………….102

جدول 18- اطلاعات آب و هوایی شهر یزد………………………………………………………………………..108

جدول 19- دمای ماهانه­ی خاک در اعماق مختلف ……………………………………………………………..109

جدول 20- بیشینه و کمینه دمای خاک غالب شهر یزد  در اعماق مخلف………………………………….109

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                         صفحه

نمودار 1- مصرف جهانی انرژی در کشورهای مختلف……………………………………………………………10

نمودار 2- مصرف انرژی در بخش­های مختلف در سال­های اخیر کشور ایران……………………………….11

نمودار 3- سهم سالانه مصرف انرژی ایران در بخشهای مختلف در سال………………………………………11

نمودار 4- مصرف انرژی مدلهای مختلف ساختمان خاک پناه……………………………………………………38

نمودار 5– نمودار تغییر دمای خاک در اعماق مختف شهر یزد…………………………………………………..51

نمودار6- دمای ماهانه ی هوای خشک شهر یزد در مقایسه با سردترین و گرمترین شهر ایران……………57

نمودار 7- بازه ی دمایی هوا در مقایسه با محدوده ی آسایش اشری…………………………………………….57

نمودار8-دما و رطوبت نسبی برای ساعتهای مختلف در ماه های مختلف شهر یزد…………………………..58

نمودار 9- گلباد سالانه شهر یزد……………………………………………………………………………………………59

نمودار 10-نمودار سایکرومتریک شهر یزد……………………………………………………………………………61

نمودار 11- فلوچارت روند حل مسئله­ رفتار حرارتی ساختمان خاک پناه………………………………….73

نمودار 12-مقایسه نتیجه شبیه سازی نمونه Best Case ASHRAE-900 توسط دو نرم افزار…………76

نمودار 13- دمای ثبت شده در اتاق و هوای بیرون نمونه­ اتاق در خانه هوشمند……………………………..80

نمودار 14- مقایسه­ دمای شبیه سازی شده و ثبت شده­…………………………………………………………..80

نمودار15-  مقایسه دمای رکورد شده و شبیه سازی شده اتاق نمونه در خانه­ی هوشمند…………………..81

نمودار 16-میزان مصرف انرژی کلی در چهار نمونه خاک با ضریب پخشندگی متفاوت………………..89

نمودار17-مصرف انرژی کلی در کاربر­ی­های خاک پناه…………………………………………………………92

نمودار 18- درصد صرفه جویی اعماق مختلف در کاربری­های خاک پناه…………………………………..93

نمودار 19- نوسان دمای ساختمان روی سطح زمین و در عمق خاک نسبت به هوای بیرون……………..94

نمودار20- بازه دمایی نمونه­ی مسکونی در اعماق مختلف………………………………………………………..95

نمودار 21- دمای نمونه­ی مسکونی در عمق 2.5 متر……………………………………………………………….96

نمودار 22- دمای نمونه­ی مسکونی در عمق 2.5 در گرمترین روز سال………………………………………97

نمودار 23- دمای نمونه­ی مسکونی در عمق 2.5 در سردترین روز سال………………………………………97

نمودار 24- میزان مصرف انرژی کلی در جهتگیری های اصلی………………………………………………….99

نمودار 25- مقایسه مصرف انرژی سرمایشی در ساختمان های روی سطح زمین و در عمق خاک با تغییر نرخ تعویض هوا در ساعت 24 تا 7 صبح…………………………………………………………………………….102

نمودار 26- میزان مصرف انرژی سرمایشی با تغییر نرخ تعویض هوا در ساعت 24 تا 7 صبح………..103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست تصاویر

عنوان                                                                                         صفحه

تصویر 1- نمونه ساختمان خاکپناه………………………………………………………………………………………..15

تصویر 2- ساختمانهای خاک پناه در جنوب تونس………………………………………………………………….19

تصویر 2- ساختمانهای خاک پناه در شمال غرب چین……………………………………………………………..19

تصویر 4-پراکندگی گونه مسکونی خاک پناه در سراسر جهان بر اساس مستندات تاریخی……………..20

تصویر 5- پراکندگی گونه های مختلف ساختمان خاک پناه در اقلیم های مختلف ایران…………………21

تصویر 6- ترسیم شماتیک نوسان دریافت گرما از طریق خاک در عمق­های مختلف……………………..35

تصویر 7- تاخیر زمانی در عمق ساختمان……………………………………………………………………………….37

تصویر 8– تعامل بین پوسته­ی زمین و تابش خورشید…………………………………………………………………47

تصویر 9- مقطع سرداب خانه سیگاری در یزد…………………………………………………………………………67

تصویر 10- آب انباری در شهر یزد……………………………………………………………………………………..68

تصویر 11- روند شکل گیری گودال باغچه…………………………………………………………………………..69

تصویر 12- مقطع خانه گودال باغچه…………………………………………………………………………………….70

تصویر 13-عکس هوایی محدوده قرارگیری خانه­ی هوشمند…………………………………………………….77

تصویر 14و15- خانه هوشمند نمونه ای از خانه گودال باغچه شهر یزد……………………………………….77

تصویر 16- حسگر st-174 B……………………………………………………………………………………………78

تصویر 17- پلان حیاط گودال باغچه و محل قرارگیری حسگر حرارتی در اتاق نمونه در زیر زمین خانه­ هوشمند……………………………………………………………………………………………………………………………79

تصویر 18- مقطع اتاق نمونه در زیر زمین خانه­ی هوشمند…………………………………………………………79

تصویر19- مدل هندسی پیشنهاد شده BestCase 900 ASHRAE………………………………………….82

تصویر 20- نمونه های مدل شده در هشت عمق مختلف در زیر خاک رسی منطقه­ی یزد………………..86

 

1- فصل اول: کلیات و شرح موضوع

1-1- مقدمه:

تولید مصالح و احداث ساختمان در سال های اخیر، انرژی بسیار زیادی را به خود اختصاص داده و به آلودگی های زیست محیطی فراوانی نیز منجر شده است. انتشار گرد و غبار حاصل از عملیات ساختمانی در مناطق مختلف، پخش آلودگی های شیمیایی ناشی از تولید مصالح ساختمانی، آلودگی های گازی و ذرات معلق پخش شده در هوا که ناشی از حمل و نقل مصالح ساختمانی به محل های مورد نظر است و نیز تولید زباله های ساختمانی از جمله موارد عمده آلودگی های زیست محیطی تحت تاثیر صنعت ساختمان می باشد. همچنین مصرف بسیار زیاد سوخت­ها و منابع طبیعی جهت تامین سرمایش و گرمایش ساختمان، آینده تامین منابع مورد نیاز نسل آینده و محیط زیست را به خطر می­اندازد. لذا ضروری است تا راهبردهای طراحی در ساختمان­های جدید، با هدف کاهش آلودگی­های زیست محیطی، جهت­گیری شود. جهت تحقق این هدف، طراحی ساختمان و سیستم­های غیرفعال ایده­ای است که نیاز به تحقیق و آزمایش در مناطق مختلف دارد .

ساختمان­های خاک پناه از جمله ایده­هایی است که به صورت غیر­فعال، کاهش مصرف انرژی ساختمان و تامین آسایش حرارتی را تا حد بسیار زیادی تضمین می­نماید. این پژوهش نحوه­ی عملکرد حرارتی این گونه­ی ساختمانی را در منطقه­ی اقلیمی گرم و خشک شهر یزد، از جوانب مختلف بررسی می­نماید. چگونگی پاسخ این گونه­ی ساختمانی در شرایط مختلف اقلیمی و کالبدی شهر یزد، رهنمود مهمی در عرصه­ طراحی، ساخت و بهبود ساختمان­های غیرفعال است.

1-2- شرح وبیان مسئله:

با گسترش شهرها و رشد ساخت و ساز، عوامل زیادی که آسایش همه­جانبه­ی ساکنان را تامین می­ کند، مورد غفلت قرار گرفته است. عدم هم­خوانی ساختمان ها با اقلیم و بوم منطقه و فراموشی تجربه­های گذشته باعث آسیب هایی شده است که از آن جمله می­توان به عدم آسایش حرارتی و احساس رضایتمندی و هم چنین بالاتر رفتن مصرف انرژی اشاره نمود (Al-Neama, 2011). در نتیجه­ی عدم توجه به طراحی اقلیمی، یکی از ساختارهای فراموش شده، ساختمان­های خاک پناه می­باشند که در بسیاری از شهرهای ایران رواج داشته اند. این ساختار در بسیاری از اقلیم­ها به صورت گودال باغچه و در بسیاری از مناطق دیگر به صورت خانه­های دستکند به چشم می­خورد. بررسی دقیق تعامل این نوع ساختمان­ها با زمین و خاک اطراف یکی از چالش­های قابل مطالعه است. لذا بررسی ویژگی­ها و عملکرد حرارتی این الگوها در شرایط آب و هوایی مختلف، جهت توسعه این ساختار به عنوان یک الگوی مناسب برای ساختمان­های امروزی، شایان اهمیت می­باشد.

1-3- ضرورت و اهمیت موضوع تحقیق:

خاک یکی از ارزان ترین و در دسترس­ترین مصالحی است که در اکثر مکان­ها یافت می­شود. عملکرد حرارتی خاک یکی از اثراتی است که با ساخت و ساز جدید و ورود مصالح مدرن مورد غفلت واقع شده است. خاک در ضخامت وعمق­های متفاوت، عملکرد حرارتی متفاوتی دارد. این مصالح که خاصیت اینرسی حرارتی مناسبی دارد، می ­تواند نقش پررنگی در تامین آسایش حرارتی ساکنین ساختمان ها ایفا کند. (Al-Neama, 2011)

پناه بردن به دل زمین و استفاده ازخاصیت حرارتی خاک یکی از ترفندهایی است که در گذشته بر حسب تجربه، در اکثر اقلیم­های ایران مورد استفاده قرار می­گرفته است. فهم و بررسی چگونگی رفتار خاک و اندرکنش بین زمین و ساختمان فرو رفته در دل آن در اقلیم­های متفاوت ایران یکی از خلاء­هایی است که باید بصورت کمی و کیفی کار شود. بررسی رفتار حرارت منتقل شده از محیط به ساختمان، از طریق خاک به طوری که اثرات آن بر آسایش حرارتی ساکنان درنظر گرفته شود، از دغدغه­های مهمی است که باید به آن پرداخته شود. بر  اساس این موضوع، چگونگی طراحی و چیدمان فضای ساختمان­های خاک پناه بایستی بهتر درک ­شود تا بتوان از این فضاها به منظور تأمین وارتقای آسایش حرارتی استفاده مؤثرتری نمود.

تاکنون در ایران به صورت تخصصی و با نگاه اهمیت مصرف انرژی این گونه­ی ساختمانی مورد مطالعه قرار نگرفته است. درک صحیح رفتار حرارتی این گونه­ی ساختمانی و ارائه­ قواعد صحیح، برای طراحی، ساخت و اجرای صحیح آن ضروری می­باشد. از آن گذشته این اصول و قواعد می ­تواند به صورت راهکارهایی در تدوین استانداردهای مرتبط داخل کشور نظیر مباحث مقررات ملی ساختمان استفاده گردد.

1-4- اهداف تحقیق مورد نظر:

1- امکان سنجی استفاده از الگوی گونه های موفق خانه های سنتی خاک پناه با کارایی حرارتی بالا و ارائه راهکار برای بهینه کردن عملکرد حرارتی آنها.

2- ارائه گونه بندی جدیدی از ساختمان های خاک پناه مطابق با اقلیم بر اساس کارایی حرارتی آنها.

3- بررسی رفتار خاک در برابر انتقال حرارت از محیط به ساختمان خاک پناه.

1-5- کاربرد نتایج تحقیق:

فهم دقیق و صحیح رفتار انتقال حرارت به محیط داخل ساختمان از طریق خاکی که ساختمان را احاطه کرده است، گامی موثر جهت حل بسیاری از چالش های نیاز به انرژی است. اثبات این قضیه که خاک با رفتارهای متفاوت خود، هم می ­تواند نقش عایق را بازی کند و هم ذخیره حرارتی بالایی داشته باشد، کمک بزرگی برای کاهش نیاز به انرژی جهت تأمین آسایش حرارتی است. درک صحیح این موضوع و ارائه­ قواعد

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...