ارزیابی تاثیرات طراحی آتریوم مرکزی بر بارهای حرارتی ساختمان‌های اداری شهر اصفهان به‌منظور استخراج الگوریتم عملکرد انرژی

افزایش مصرف انرژی در ساختمان‌های اداری اقلیم گرم و خشک، ضرورت توجه به راهکارهای معماری به‌ویژه طراحی آتریوم مرکزی را دوچندان کرده است. بر همین اساس، این پژوهش با هدف ارزیابی تاثیر طراحی آتریوم بر بارهای حرارتی و استخراج الگوریتم پیش‌بینی عملکرد انرژی، به بررسی مجموعۀ اداری امیرکبیر اصفهان به‌عنوان نمونۀ موردی پرداخته است. پرسش اصلی تحقیق آن است که کدام ترکیب از ویژگی‌های هندسی و کالبدی آتریوم می‌تواند بهینه‌ترین عملکرد انرژی را در ساختمان‌های اداری اقلیم گرم و خشک ایجاد کند. روش تحقیق مبتنی‌بر شبیه‌سازی انرژی با استفاده از نرم‌افزار designbuilder  و تحلیل آماری با استفاده از رگرسیون چندمتغیره در محیط spss  است. متغیرهای مورد بررسی شامل نوع پلان (باز و ترکیبی)، نسبت ابعاد ساختمان و آتریوم (r1, r2, r3)، درصد سطح آتریوم (10%، 20%، 30%) و نوع آتریوم (بدون بازشو، دارای بازشوی نورگیر، دارای سایبان سقفی با زوایای مختلف) در قالب 54 سناریو شبیه‌سازی شده‌اند. یافته‌ها نشان می‌دهد که سایبان سقفی با زاویۀ 5 درجه، موثرترین عامل در کاهش بار سرمایش و مصرف انرژی سالیانه است، درحالی‌که آتریوم‌های فاقد سایبان یا بازشو بیشترین بار حرارتی را ایجاد کرده‌اند. همچنین، ترکیب فرم حجمی r3 (نسبت طول به عرض 3 به 2) با پلان باز و طراحی سایبان مناسب در برخی سناریوها عملکرد بهینۀ حرارتی را فراهم ساخته است. درنهایت، الگوریتم‌های حاصل از تحلیل رگرسیونی امکان پیش‌بینی بار گرمایش، سرمایش و مصرف انرژی سالیانه را فراهم کرده و می‌تواند به‌عنوان ابزاری کاربردی برای تصمیم‌سازی معماران در مراحل اولیۀ طراحی ساختمان‌های اداری در اقلیم گرم و خشک به‌ کار گرفته شود.

evaluation of the effects of central atrium design on thermal loads of office buildings in isfahan in order to derive an energy performance algorithm

the increase in energy consumption in the office buildings in hot and dry climates has doubled the need to pay attention to architectural solutions, especially the design of the central atrium. this study aims to evaluate the effect of atrium design on thermal loads and extract an algorithm for predicting energy performance, examining the amir kabir office complex in isfahan as a case study. the main research question is which combination of geometric and physical features of the atrium can create the most optimal energy performance in office buildings in hot and dry climates. design builder and statistical analysis, using multivariate regression in the spss environment, were used as in this paper. the variables studied included the type of plan (open and combined), the ratio of the building and atrium dimensions (r1, r2, r3), the percentage of the atrium area (10%, 20%, 30%), and the type of atrium (without opening, with a skylight opening and with a roof canopy with different angles) simulated in the form of 54 scenarios. the findings showed that a 5-degree roof canopy was the most effective factor in reducing annual cooling load and energy consumption, while atriums without a canopy or opening created the highest thermal load. also, the combination of r3 volumetric form (length to width ratio 3:2) with an open plan and appropriate canopy design provided optimal thermal performance in some scenarios. finally, the algorithms obtained from regression analysis allowed for the prediction of annual heating, cooling, and energy consumption loads and could be used as a practical tool for architects' decision-making in the early stages of designing office buildings in hot and dry climates.