بررسی تاثیر ابعاد پنجره بر نورگیری طبیعی و مصرف انرژی در مجموعه‌های مسکونی اقلیم گرم و خشک ایران، مورد مطالعاتی: شهر اصفهان

پژوهش حاضر با هدف نورگیری طبیعی و مصرف انرژی بهینه در ساختمان‌‌های مسکونی انجام پذیرفته است. در این پژوهش، منطقه چهار اصفهان به عنوان یکی از شهرهای اقلیم گرم و خشک برای مطالعه انتخاب گردید. به منظور بررسی تاثیر ابعاد پنجره از تلفیقی از روش انجام پژوهش شبیه‌‌سازی روشنایی و انرژی با استفاده از پلاگین‌‌های دیوا1، هانی بی2 و لیدی باگ3 و با کمک موتور شبیه‌‌سازی انرژی‌‌‌‌پلاس4 استفاده شده است، به طوری که ابتدا با در نظر گرفتن درصد پنجره به مساحت دیوار جنوبی به عنوان متغیر، درصد بهینه پنجره از منظر بهره‌‌مندی از نور روز و عملکرد انرژی تعیین و سپس به نقش شکل و تناسبات پنجره در نورگیری طبیعی پرداخته شد. هدف از این بررسی، فراهم کردن خطوط راهنمایی به منظور کمک به معماران در تعیین ابعاد و تناسبات مناسب پنجره‌‌ها در مجتمع‌‌های مسکونی اقلیم گرم و خشک ایران می‌‌باشد. نتایج حاصل از پژوهش نشان می‌‌دهد که افزایش ابعاد و تناسبات پنجره موجب افزایش درصد بهره‌‌مندی از نور روز به همان میزان نمی‌‌گردد. از این رو، هرچند افزایش مساحت پنجره موجب کاهش در مصرف روشنایی الکتریکی می‌‌شود اما، افزایش بیش از اندازه مساحت پنجره، تاثیر قابل توجهی در افزایش صرفه‌جویی روشنایی الکتریکی ندارد. به علاوه، با توجه به بار سرمایشی تحمیلی توسط روشنایی الکتریکی نباید توقع داشت که پنجره‌‌های بسیار کوچک، مصرف انرژی سرمایشی ساختمان را کاهش دهند. از سوی دیگر با توجه به اتلاف گرما از طریق پنجره‌‌ها نباید توقع داشت که پنجره‌‌های بسیار بزرگ، مصرف انرژی گرمایشی ساختمان را کاهش دهند. از بررسی نتایج حاصل از پژوهش مساحت حدود 30 درصد بهینه‌‌ترین ابعاد پنجره برای جبهه جنوبی ساختمان به دست آمد. با این وجود، اگر چه ابعاد به دست‌‌آمده به شرایط طراحی ساختمان مانند پلان، ساختمان‌‌های اطراف و سایر عوامل نیز بستگی دارد، برای هر ساختمان بهتر است به طور جداگانه تعیین گردد.

effect of window dimensions on daylighting and energy consumption in residential complexes of hot and dry climate of iran; case study: isfahan city

the present study aims to achieve daylighting (or natural lighting) and optimal energy consumption in residential buildings. this study selected district 4 of isfahan as the case study of a city in a hot and dry climate. a mixed method was used to examine the effect of window dimensions: simulation of light and energy, by using diva, honeybee, and ladybug plugins in addition to the energy plus simulation engine. in this case, the window percentage to the area of the southern wall was considered as the variable to measure the optimum window percentage in terms of using daylight and energy efficiency, and then the role of window shape and size in daylighting was examined. the purpose of this assessment is to provide guidelines for architects to determine suitable sizes and dimensions of windows in residential complexes located in hot and dry climates. the results of this study show that increased dimensions and size of the window do not expand daylight utilization percentage to the same extent. although the increased size of the window reduces electrical lighting use, an excessive increase in the size of the window does not have a considerable impact on increasing electrical lighting savings. moreover, the exposed cooling load by electrical lighting prevents very small windows from reducing cooling energy use in the building. on the other hand, heat loss through windows prevents very large windows to reduce heating energy use. according to the results of the study, around 30% of the most optimum window dimensions occurred in the southern front o the building. although the obtained dimensions depend on some design conditions of the building, such as the plan, surrounding buildings, and other factors, these sizes and dimensions must be determined for each building separately.