بررسی عملکرد بیونیکی موریانه و مورچه، در جهت بهینه¬سازی تهویه و انرژی
محورهای موضوعی :سارا حبیبی 1 , سولماز حبیبی 2 , کاوه شکوهی دهکردی 3 *
1 - کارشناسی ارشد فناوری معماری- بیونیک، موسسه آموزش عالی رسام، کرج، تهران، ایران.
2 - کارشناسی ارشد مهندسی معماری، موسسه آموزش عالی آمل، آمل، مازندران، ایران.
3 - استادیار معماری، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن، ایران.
کلید واژه: بیونیک, تهویه طبیعی, لانه موریانه, لانه مورچه, حفظ انرژی.,
چکیده مقاله :
انسان¬ها برای رسیدن به تعامل با طبیعت، باید انرژی و منابع طبیعی را حفظ کنند و در مصرف آن¬ها صرفه¬جویی نمایند، هدف اصلی این پژوهش، بررسی عملکرد بیونیکی موریانه و مورچه، در جهت بهینه¬سازی تهویه و انرژی است و اهداف فرعی، بررسی لانه موریانه و مورچه و روش¬های عملکردی آن¬ها برای ایجاد تهویه طبیعی و نیز، بررسی لانه موریانه و مورچه و روش¬های عملکردی آن¬ها برای حفظ انرژی است، به نظر می¬رسد با استفاده از دستاوردهای مطالعه ساختارهای موجود در لانه موریانه و مورچه و با توجه به این¬که این حشرات اجتماعی پیچیده-ترین لانه¬های زیرزمینی را با عمق زیاد با سیستم شبکه¬ای می¬سازند و در تمام نقاط لانه، دمای مناسب و ثابتی را با گردش هوای خوب و رطوبت نسبی، به‌طور غریزی حفظ می¬کنند و عملکرد¬های بیونیکی مناسبی برای رسیدن به تهویه طبیعی و حفظ انرژی دارند، می¬توانند الگوی مناسبی در جهت بهینه¬سازی تهویه و انرژی باشند، روش تحقیق به‌طورکلی تحلیلی بوده و با بررسی لانه موریانه و مورچه و الگوهای عملکردی آن¬ها و تلفیق تمام یافته¬ها، می¬توان به هدف والای حفظ و بقای انرژی دست یافت، با گردآوری اطلاعات کتابخانه¬ای و اینترنتی و با استفاده از کتاب¬ها و مقالات ترجمه شده معتبر و با بررسی عملکردهای، لانه موریانه و مورچه، در جهت تهویه طبیعی، با جمع¬بندی و ارزیابی یافته¬ها، می¬توان نتایج مطلوبی در جهت بهینه¬سازی تهویه و انرژی در معماری به دست آورد، نتایج حاصل از این پژوهش، برای رسیدن به هدف والای تعامل و یکپارچگی با طبیعت و رسیدن به ایده¬های بیونیکی با رویکرد بهینه¬سازی تهویه و انرژی، با بررسی عملکردهای مورچه و موریانه در لانه¬سازی در جهت حفظ انرژی و بهینه¬سازی تهویه و الگوبرداری از قوانین عملکردی آن¬ها است.
To achieve harmony with nature, humans must conserve natural energy and resources while using them efficiently. This study primarily aims to investigate the bionic performance of termites and ants to optimize ventilation and energy consumption. Secondary objectives include examining termite and ant nests and their functional methods for creating natural ventilation, as well as their strategies for energy conservation. Termites and ants, known for building some of the most intricate subterranean nests with deep, interconnected systems, instinctively maintain stable temperatures, optimal airflow, and relative humidity throughout their nests. Their bionic behaviors serve as effective models for achieving natural ventilation and energy conservation. The research methodology is primarily analytical, involving an examination of termite and ant nests, their functional patterns, and an integration of all findings to achieve the ultimate goal of energy preservation. By gathering information from library and online sources, utilizing credible translated books and articles, and analyzing the functional mechanisms of termite and ant nests for natural ventilation, this study synthesizes and evaluates findings to derive actionable insights for optimizing ventilation and energy in architecture.The results of this research highlight how the behaviors of termites and ants in nest construction—focused on energy conservation and ventilation optimization—can serve as inspiration for developing bionic design ideas that promote harmony with nature.
1- احدی، امین اله؛ و علیرضایی ورنوسفادرانی، بابک(2014). بررسی فرم مناسب سقف و سودمندی استفاده از بادخور و بادگیر در تهویه طبیعی مسکن چابهار. مسکن و محیط روستا، 33(148)، 33-44.
2- رازجویان، محمود(1386). آسایش در پناه باد، تهران: مرکز چاپ و انتشارات دانشگاه شهید بهشتی، چاپ دوم.
3- شرقی، علی؛ و قنبران، عبدالحمید(2012). آموزه‌هایی از طبیعت در طراحی معماری، 14(3)، 107-118.
4- فریش، کارل وان(1374). معماری حیوانات. ترجمه رضا روحانی. تهران: کانون پرورش فکری کودکان و نوجوانان.
5- مقررات ملی ساختمان ایران(2010). جایگاه تحلیل نرم‌افزاری در ممیزی انرژی در بخش ساختمان. انسان و محیط‌زیست، 8(14).
6- Bollazzi, M., Forti, L. C., & Roces, F. (2012). Ventilation of the giant nests of Atta leaf-cutting ants: does underground circulating air enter the fungus chambers?. Insectes Sociaux, 59, 487-498. doi:10.1007/s00040-012-0243-9
7- Cosarinsky, M. I., & Roces, F. (2012). The construction of turrets for nest ventilation in the grass-cutting ant Atta vollenweideri: import and assembly of building materials. Journal of Insect Behavior, 25, 222-241.
doi:10.1007/s10905-011-9290-8
8- Bignell, D. E., Roisin, Y., & Lo, N. (Eds.). (2010). Biology of termites: a modern synthesis. Springer Science & Business Media.
9- Hawsawi, H. I. (2016). Nature Inspired Interior Design Principles in the Hot Arid Climate of Saudi Arabia. Arizona State University.
10- Khan, N., Su, Y., & Riffat, S. B. (2008). A review on wind driven ventilation techniques. Energy and buildings, 40(8), 1586-1604.
11- Korb, J. (2011). Termite mound architecture, from function to construction. Biology of termites: a modern synthesis, 349-373. doi:10.1007/978-90-481-3977-4_13
12- Lau, G. L. (2015). Sustainable High-rise Construction in Shanghai.
13- Perna, A., & Theraulaz, G. (2017). When social behaviour is moulded in clay: on growth and form of social insect nests. Journal of Experimental Biology, 220(1), 83-91. doi:10.1242/jeb.143347
14- Arslan Selçuk, S. E. M. R. A., & Sorguç, A. (2015). Reconsidering The Role of Biomimesis in Architecture An Holistic Approach for Sustainability.
15- Tundrea, H., & Budescu, M. (2013). Bioclimatic architecture, a sensible and logical approach towards the future of building development. Buletinul Institutului Politehnic din lasi. Sectia Constructii, Arhitectura, 59(6), 109.
16- Vadnere, A. P., & Kothawade, V. E. (2016). Bionic Design Approach used for Sustainable Development of Future Automobile Technologies. IJETT, 1(3).
17- Worall, M. (2011). Homeostasis in nature: Nest building termites and intelligent buildings. Intelligent Buildings International, 3(2), 87-95. doi:10.1080/17508975.2011.582316
18- Xhexhi, K. (2020). Vertical Bionic City, New Futuristic Footprint.
19- Yuan, Y., Yu, X., Yang, X., Xiao, Y., Xiang, B., & Wang, Y. (2017). Bionic building energy efficiency and bionic green architecture: A review. Renewable and sustainable energy reviews, 74, 771-787. doi:10.1016/j.rser.2017.03.004
20- Wei, Z., Wenjun, Q., & Zhi, Z. (2015). The preliminary exploration of underground ant nests materials and structure. In Proceedings of the Canadian Society for Civil Engineering Annual Conference.