پژوهش های معماری نوین

چکیده در حوزه ساختمان برای به حداقل رساندن تقاضای انرژی و بهبود مدیریت انرژی ساختمان ها با توسعه فناوری های کاهش انرژی مرتبط با بازشوها در سال های اخیر موورد توجه بسیار قرار گرفته است.در این پژوهش یک پنجره در فضای نشیمن یک ساختمان مسکونی در نظر گرفته شده است که با چندین تیپ از انواع شیشه های دو جداره و سه جداره و گازهای میانی متفاوت از لحاظ مدیریت انرژی حرارتی داخلی مورد بررسی قرار گرفته است.(نتایج بهینه ترین حالت) مواد تغییر فاز مبتنی بر پلیمر (PCM) برای کاربردهای ذخیره‌سازی انرژی حرارتی (TES) اخیراً به دلیل پایداری بالا و انتقال فاز جامد به جامد بالقوه مورد توجه قرار گرفته‌اند.در این پژوهش یک فضای نشیمن در اقلیم سرد تبریز شبیه سازی شده است که توسط یکی از پلاگین های انرژی آنالیزهای حرارتی برای بهترین حالت شیشه ها از نظر نوع و تعداد جداره ها میزان مصرف انرژی در یک اقلیم سرد را نشان میدهد.در این نمونه میزان سطح اشغال سطح شیشهWWR)) به میزان 0.6 سطح دیوار در نظر گرفته شده است و نوع مصالح انتخابی برای سقف,دیوار و کف فضا بصورت یکسان انتخاب شده است.بعضی از نتایج نشان می دهد که لزوما با افزایش تعداد جداره در پنجره ها مقاومت حرارتی حاصل نخواهد شد و در برخی از پنجره ها با تعداد جداره پایین تر اما لعاب کاراتر میزان صرفه جویی در انرژی بیشتر خواهد بود.

چکیده بخش ساختمان سهم قابل‌توجهی در مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه‌ای دارد و بهبود عملکرد انرژی آن از مهم‌ترین راهکارهای دستیابی به توسعه پایدار به شمار می‌رود. در ایران، مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان (ویرایش ۱۳۹۹)، چارچوب اصلی مدیریت مصرف انرژی را ارائه می‌کند، با این حال میزان انطباق الزامات آن با استانداردها و نظام‌های ارزیابی بین‌المللی ساختمان‌های پایدار نیازمند بررسی است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی تطبیقی عملکرد انرژی یک ساختمان اداری دوطبقه (مطالعه موردی) به مساحت ۴۸۰ مترمربع در شهر کاشان، بر اساس سناریوی طراحی منطبق با مبحث ۱۹ و همچنین سناریوی بهینه‌سازی جهت‌گیری صورت گرفته و در نهایت مقایسه آن با استاندارد Minergie و سیستم ارزیابی CASBEE انجام شده است. برای این منظور، عملکرد انرژی ساختمان با استفاده از شبیه‌سازی انرژی پلاس در سه سناریوی پایه، بهینه‌شده مطابق مبحث ۱۹ و مجهز به سامانه فتوولتائیک ۴۰ کیلووات‌پیک مورد بررسی قرار گرفت. سناریوی بهینه شامل بهبود عملکرد حرارتی پوسته با کاهش ضریب انتقال حرارت دیوارها، استفاده از پنجره‌های کم‌گسیل، به‌کارگیری پکیج چگالشی و اسپلیت اینورتر، کاهش نفوذ هوا و نصب سایه‌بان افقی جبهه‌های جنوبی بود. نتایج نشان داد که اجرای هم‌زمان این راهکارها و همچنین سناریو جهت‌گیری بهینه ساختمان موجب کاهش 11/23 درصدی مصرف سالانه انرژی شد. همچنین افزودن سامانه فتوولتائیک متشکل از ۱۱۴ پنل، مصرف خالص سالانه بر مبنای تراز انرژی را به ۱۷۸۵۰ کیلووات‌ساعت در سال و شدت مصرف انرژی خالص را به 19/37 کیلووات‌ساعت بر مترمربع در سال کاهش داد که این محاسبه صرفاً بر مبنای تراز سالانه انجام شده و الگوی ساعتی خودمصرفی و صادرات به شبکه را به‌طور مجزا مدل نشده است. ارزیابی بر اساس CASBEE نیز نشان داد که مجموعه راهکارهای پیشنهادی با دستیابی به شاخص BEE برابر با 1/33، ساختمان را در رتبه قابل‌قبول B+ قرار می‌دهد. با این حال، دستیابی به الزامات Minergie مستلزم اجرای اقدامات تکمیلی از جمله استفاده از تهویه مکانیکی با بازیابی حرارت و کنترل دقیق نفوذپذیری هوا از طریق آزمون بلوئر‌دور است؛ الزاماتی که در مبحث ۱۹ فعلی به‌صورت کافی مورد توجه قرار نگرفته‌اند. بر پایه این یافته‌ها که حاصل یک مطالعه موردی هستند، به نظر می‌رسد بازنگری مبحث ۱۹ در حوزه‌های کنترل نفوذپذیری هوا، تهویه مکانیکی و کاهش ضرایب انتقال حرارت پوسته می‌تواند همگرایی بیشتری با استانداردهای پیشرفته جهانی ایجاد کند؛ تعمیم این یافته به سایر ساختمان‌های اداری اقلیم گرم و خشک ایران نیازمند مطالعات تکمیلی با نمونه‌های متنوع‌تر است.

چکیده دیوار ترومب به‌عنوان یکی از شناخته‌شده‌ترین سامانه‌های گرمایش غیرفعال خورشیدی، با وجود مزایای متعدد، با محدودیت‌هایی نظیر کاهش بازده حرارتی در ساعات شب، خطر گرمایش بیش از حد در فصل گرم و تک‌عملکردی بودن مواجه است؛ از این‌رو توسعه سامانه‌های ترکیبی و پوسته‌های چندلایه ساختمان به‌عنوان راهکاری مؤثر برای ارتقای عملکرد آن مورد توجه قرار گرفته است. این پژوهش با هدف ارائه بررسی جامع و انتقادی بر سیستم‌های ترکیبی دیوار ترومب و ارزیابی ظرفیت آن‌ها در بهبود عملکرد حرارتی، الکتریکی، زیست‌محیطی و کیفیت هوای داخلی انجام شده است. مطالعه حاضر با رویکرد مرور سیستماتیک همراه با تحلیل انتقادی و با بهره‌گیری از بررسی بیش از 120 مقاله علمی معتبر عمدتاً منتشرشده در بازه ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۶ انجام گردید. نتایج نشان داد که رویکردهای ترکیبی دیوار ترومب را می‌توان در ۹ دسته اصلی شامل ترکیب با سلول‌های فتوولتائیک، مواد تغییر فاز، سیستم‌های آبی، نانوسیال‌ها، مواد کاتالیزوری و تصفیه هوا، مبدل‌های حرارتی زمین-هوا، مواد کامپوزیت طبیعی، محیط‌های متخلخل و رطوبت‌گیرهای چرخنده طبقه‌بندی کرد. تحلیل مقایسه‌ای این سامانه‌ها حاکی از برتری سیستم فتوولتائیک-ترومب در تولید هم‌زمان انرژی حرارتی و الکتریکی، مواد تغییر فاز دهنده در افزایش پایداری حرارتی، فناوری‌های کاتالیزوری در بهبود کیفیت هوا و غیرفعال‌سازی عوامل بیماری‌زا و سیستم‌های آبی و مبدل‌های زمین-هوا در شرایط اقلیمی خاص است. در این پژوهش ماتریس تطبیق فناوری-اقلیم و چارچوب تصمیم‌گیری چندمعیاره برای انتخاب بهینه سیستم‌ها در اقلیم‌های متنوع ایران ارائه شده است. مطالعات کاهش بار گرمایشی تا 72 درصد و بهبود قابل توجه کیفیت هوای داخلی را گزارش کرده‌اند. در مجموع، سیستم‌های ترکیبی دیوار ترومب ظرفیت بالایی برای ایفای نقش به‌عنوان پوسته‌های چندعملکردی در ساختمان‌های کم‌مصرف و نزدیک به صفر انرژی دارند؛ با این حال چالش‌هایی نظیر هزینه اولیه، پیچیدگی یکپارچه‌سازی معماری، تفاوت عملکرد در اقلیم‌های گوناگون و کمبود مطالعات میدانی بلندمدت همچنان پابرجاست. بر این اساس، انجام مطالعات تجربی گسترده، توسعه مواد نوین بومی، ادغام فناوری‌های هوشمند و بومی‌سازی این سیستم‌ها به‌عنوان مهم‌ترین مسیرهای پژوهشی و کاربردی آینده پیشنهاد می‌شود.

چکیده مصرف انرژی در دهه‌های گذشته به سرعت افزایش یافته است، پس از بحران انرژی در دهه 70 و افزایش قیمت نفت خام و انرژی توجه به صرفه‌جویی در مصرف انرژی توسعه یافته است. تمامی ساختمان‌ها ازجمله ساختمان‌های اداری باعث مصرف انرژی بسیاری در کل جهان هستند و عملکرد انرژی ساختمان یکی از معیارهای اساسی است که باید در تصمیم‌گیری‌های اولیه لحاظ شود. انتقال گرما و هدر رفت انرژی از طریق بازشوها و پنجره‌ها در تمامی اقلیم‌ها ازجمله اقلیم سرد که جزو ضعیف‌ترین نقاط در ساختمان از لحاظ از دست رفتن انرژی در پوشش حرارتی ساختمان محسوب می‌شود. ازآنجایی‌که طراحی متناسب بازشوها از نظر نوع آن‌ها راهکاری متناسب جهت حفظ انرژی داخل ساختمان است در این تحقیق (این مقاله یک مقاله گزارشی کوتاه است)، برخی از پیکربندی‌های پنجره‌ها معرفی شده‌اند تا اتلاف انرژی کمتری در ساختمان‌ها داشته باشیم. شناخت انواع بازشوها از نظر هندسه بازشوها، تعداد جداره‌های شیشه مثل پنجره‌های تک جداره-دو جداره-سه جداره، جنس شیشه‌ها مثل شیشه‌های بازتابی - شیشه‌های کنترل کننده انرژی و انواع شیشه‌های هوشمند، پروفیل‌های مختلف بازشو و گازهای میانی استفاده شده پنجره‌ها برای بهینه‌سازی بازشوها از نظر تعداد جداره‌ها در جبهه‌های مختلف ساختمان در یک ساختمان اداری در اقلیم سرد در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. در انتهای این تحقیق بهترین نوع پنجره برای یک اقلیم سرد و با توجه به مهم بودن انرژی تابشی خورشید در این اقلیم معرفی شده است.

چکیده با افزایش جمعیت و پیشرفت تمدن در ایران باستان، ایرانیان دست به ابتکار جدیدی برای کاهش رقابت در مصرف آب زدند که به آن کاریز یا قنات می‌گویند. این اختراع که در نوع خود در دنیا بی نظیر است، آب را بدون هزینه و انرژی منتقل کرده و دشت های مسطح مناسب کشاورزی را به منطقه‌ای برای تولید، برقراری آرامش و امنیت تبدیل کرده و در حال حاضر عامل اصلی زندگی در کویر است. این پژوهش با روش توصیفی-تحلیلی در پی تحلیل نقش قنات‌ها در شکل‌گیری شهرهای تاریخی به لحاظ کالبدی می‌باشد. یافته‌ها حاکی از آن است که به لحاظ تاریخی وجود قنات به هـزاره دوم پیش‌ از میلاد در محدوده آذربایجـان غربی ایران‌ و شرق ترکیه‌ امروزی باز می‌گردد. اولین قنات‌ها در ایران در ناحیه شمال غرب ایران شکل گرفته و سپس به نواحی داخلی فلات مرکزی راه یافته است. همچنین به لحاظ کالبدی، وجود قنات جریان اصلی شهر را تحت تأثیر قرار می‌دهد. تأثیر بر مکان‌یابی و انتخاب محل استقرار، شکل‌گیری شریان‌های ارتباطی در مقیاس‌های مختلف و شکل‌گیری بناها و فضاهای معماری موردنیاز سکونتگاه از عوامل اصلی تحت تأثیر شریان های اصلی قنات هاست. اتصال «اج» ها و شاخه‌ها به یکدیگر موجب تشکیل قنات گشته و باغ‌ها، فضاهای سکونتی و عملکردهای اصلی شهری در راستای شاخه‌ها شکل ‌گرفته و در انتها به مادر چاه قنات متصل می‌شود. در واقع ساختار قنات به شیوه‌ای است که از مادرچاه تا مظهر، کوره قنات و میله چاه بر حسب شرایط در مسیری از چند کیلومتر تا چند ده کیلو متر امتداد می‌یابد که در این مسیر ممکن است از مسیر مزارع، باغات و روستاهای متعددی عبور نماید تا به محل مورد نظر برسد.

چکیده این مقاله به بررسی نقش طراحی طبیعت‌محور در آموزش معماری ایران و چالش‌های پایداری محیطی می‌پردازد. مسئله اصلی این است که چگونه می‌توان اصول طراحی طبیعت‌محور را در برنامه‌های آموزشی معماری ادغام کرد تا به بهبود کیفیت آموزش و افزایش آگاهی زیست‌محیطی دانشجویان کمک کند. هدف پژوهش، تحلیل تأثیرات طراحی طبیعت‌محور بر پایداری محیطی و ارائه راهکارهایی برای تقویت این رویکرد در آموزش معماری است. روش تحقیق شامل تحلیل کیفی و کمی از مؤلفه‌های کلیدی طراحی طبیعت‌محور و ارزیابی تجربیات عملی در این زمینه است. یافته‌ها نشان می‌دهد که در بسیاری از موارد، جنبه‌های فنی و زیبایی‌شناختی بر اصول پایداری محیطی اولویت‌دارند که منجر به قطع ارتباط با طبیعت می‌شود. این مطالعه راهکارهایی برای تقویت آموزش طراحی طبیعت‌محور ارائه می‌دهد که می‌تواند به ایجاد شیوه‌های معماری پایدارتر و آگاه‌تر از محیط‌زیست منجر شود. نتایج این پژوهش می‌تواند به‌عنوان مبنایی برای تدوین استراتژی‌های آموزشی و طراحی معماری در راستای پایداری محیطی و ارتقای کیفیت آموزش معماری در ایران مورداستفاده قرار گیرد. این پژوهش با بهره‌گیری از تحلیل نظرات متخصصان و ارزیابی تجربیات عملی، تلاش دارد تا از طریق ادغام مؤثر اصول طراحی طبیعت‌محور در نظام آموزشی کشور، به توسعه محیط‌های ساخته‌شده پایدارتر و افزایش تعامل دانشجویان با محیط‌زیست کمک کند. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که طراحی طبیعت‌محور می‌تواند به‌عنوان ابزاری مؤثر برای مقابله با چالش‌های زیست‌محیطی و ارتقای کیفیت زندگی در محیط‌های ساخته‌شده مورداستفاده قرار گیرد.

چکیده هماهنگی فضاهای معماری و شهری با اقلیم از اصول لازم برای پایدار ماندن بناها و از مهم‌ترین اهداف توسعه پایدار است. استفاده از دستورالعمل‌های مشترک جهت طراحی بناها و عدم توجه به داده‌های اقلیمی در مواجهه با شرایط مختلف اقلیمی و معماری بومی منطقه، پاسخگویی مناسب جهت ایجاد آسایش حرارتی برای بهره‌وران را ندارند. بررسی داده‌های محیطی موجود در یک منطقه به‌منظور شناخت رفتارهای اقلیمی به طرق مختلف همواره موردتوجه طراحان و معماران اقلیمی قرار داشته است. معماری همساز با اقلیم، تطابق سازگار معماری با محیط‌زیست پیرامون را باعث می‌شود. محل موردمطالعه روستای قلعه بالا (ی) بیارجمند از توابع شهرستان شاهرود واقع در استان سمنان است. روش تحقیق در این مقاله از نوع توصیفی-تحلیلی با رویکرد کمی است و اطلاعات کسب‌شده از طریق مطالعات میدانی و سایت‌های اینترنتی معتبر در یک دوره 18 ساله حاصل شده‌اند، همچنین با استفاده از اطلاعات هواشناسی و تجزیه‌وتحلیل آن‌ها با توجه به روش الگی، اوانز، ماهانی و گیونی چارچوب کلی اصول معماری همساز با اقلیم با هدف استفاده از منابع انرژی طبیعی مشخص شد در انتها یافته‌های تحقیق نشان می‌دهد که با توجه به اقلیم سرد و خشک روستا استفاده از بافت فشرده و متراکم، کشیدگی شرقی- غربی روستا، کاهش نسبت سطح بنا به حجم آن، بهره‌گیری از مصالح سنگین با ظرفیت حرارتی بالا در جداره جنوبی، استفاده از بازشو (پنجره) های کوچک از راهبردهای نیل به معماری همساز با اقلیم در این روستا است.

چکیده امروزه با پیشرفت تکنولوژی، امکان به‌روزرسانی اجزای ساختمان جهت افزایش سطح تعامل انسان و تکنولوژی، تأمین آسایش بیشتر، دست‌یابی به ایمنی، امنیت، راحتی و کنترل بهتر فضای فراهم شده است. همچنین بحران کمبود انرژی در سراسر جهان به یکی از جدی‌ترین مشکلات بشر تبدیل شده و معماری هوشمند می‌تواند با کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی، موجب کاهش مصرف برق و گاز، کاهش تولید گازهای گل‌خانه‌ای و کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی ‌شود، به همین دلیل ضروری است که از هوشمندسازی در معماری داخلی بهره برده شود. هدف این پژوهش بررسی تأثیرات استفاده از تکنولوژی در ساختمان و واکاوی تأثیر عناصر هوشمندسازی در بهینه‌سازی مصرف انرژی است. روش پژوهش حاضر از لحاظ ماهیت، کیفی و از لحاظ هدف کاربردی است. در گام نخست با مرور مبانی نظری و پیشینه تحقیق در حوزۀ هوشمندسازی و بهینه‌سازی انرژی، اطلاعات از طریق مطالعات کتابخانه‌ای-اسنادی جمع‌آوری و عناصر هوشمندسازی در قالب مدل مفهومی استخراج شد. در گام بعدی از طریق تحلیل محتوا به بررسی نحوۀ عملکرد مقوله‌ها و زیرمقوله‌های هوشمندسازی بر کاهش مصرف انرژی پرداخته شد. یافته‌ها نشان داد، هوشمندسازی یکی از تأثیرات مثبت تکنولوژی در فرایند ساختمان‌سازی است که از طریق «مواد و مصالح هوشمند»، «حسگرها»، «سامانۀ کنترل ایمنی، امنیت و نظارت» و «تجهیزات خدماتی» می‌تواند منجر به بهبود مؤلفه‌های اقتصادی، روانی، کالبدی و زیست‌محیطی زندگی ساکنین شود و از دو روش باسیم و بی‌سیم قابل اجرا است. یکی از مهمترین اثرات هوشمندسازی کاهش مصرف انرژی از مؤلفۀ زیست‌محیطی است که نحوۀ عملکرد مقوله‌ها و زیرمقوله‌های آن در قالب نموداری ارائه شده است.

چکیده طراحی معماری بر اساس اقلیم، و ارائه راهکارهای جدید و بدیع اجرایی، به جهت استفاده از نیروها و انرژی های طبیعی در جهت کاهش مصرف انرژی و ایجاد شرایط آسایش در ساختمان، ضرورت و اهمیت پرداختن به این پژوهش است. این مقاله در پاسخ به سؤال «چگونه می توان نیازهای گرمایش و سرمایش ساختمان را از طریق یک سیستم واحد تأمین نمود؟» به معرفی روش ابداعی با عنوان «طراحی فضای شومینه با عملکرد بادگیر در فصول گرم سال» می پردازد. هدف پژوهش حاضر، افزایش بهره بیشتر از انرژی های پاک موجود در اقلیم هر منطقه نظیر باد برای تهویه و خنک-سازی و تأمین شرایط آسایش در فضاهای داخلی است. پژوهش حاضر از روش توصیفی و با هدفی کاربردی به توصیف طراحی تکنیک اجرایی ساختاری می پردازد. در یافته ها، جزئیات ابداعی این تکنیک بیان می شود که این طرح می تواند با استفاده از پتانسیل اقلیمی منطقه به شکل پایدار و با صرف کمترین هزینه انرژی نیاز گرمایش و سرمایش ساختمان را تأمین نماید. که در نتیجه منجر به بهینه سازی و صرفه جویی در مصرف انرژی و هزینه و نهایتاً کاهش آلودگی محیط زیست خواهد شد.