عملکرد سایه‌اندازهای کرکره‌ای افقی و قائم متحرک در نمای دوپوسته ساختمان‌های اداری؛ ارزیابی و شبیه‌سازی پارامتریک

پوسته‌ها و نماهای ساختمانی نقش موثری در کاهش مصرف انرژی دارند. نمای دوپوسته به‌عنوان یک سیستم غیرفعال خورشیدی در دوره‌ سرما بار گرمایشی ساختمان را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد، ولی در دوره‌ گرما با افزایش دمای حفره‌ میانی بار سرمایشی ساختمان و انرژی مصرفی سرمایشی افزایش می‌یابد. استفاده از سایه‌اندازها یک راهکار موثر در کاهش بار سرمایشی ساختمان است. سایه‌اندازهای ثابت عملکرد نماهای دوپوسته را در زمستان به‌دلیل ممانعت از نفوذ تشعشعات خورشیدی و کاهش جذب مستقیم، به‌طور زیادی کاهش می‌دهند. برای رفع آن باید در سایه‌اندازهای متحرک، زاویه‌ بهینه‌ قرارگیری را در طول سال محاسبه نمود. در این مطالعه، عملکرد سالیانه نماهای دوپوسته برای یک اتاق اداری در تهران با حضور سایه‌اندازهای کرکره‌ای افقی و قائم ثابت و متحرک بررسی شدند. فضا در نرم‌افزار راینو و مدل پارامتریک سایه‌اندازها در پلاگین گرس‌هاپر ایجاد شد. در مدل‌سازی، یک فضای اداری استاندارد با ابعاد 4 در 5متر و به ارتفاع 3متر با پنجره‌ای رو به جنوب بررسی، سپس نمای دوپوسته با سایه‌اندازهای بهینه افقی و قائم متحرک در نرم‌افزار دیزاین‌بیلدر مدل‌سازی و میزان بهره‌وری و ذخیره سالیانه انرژی آن در مقایسه با نمای دوپوسته بدون سایه‌انداز بررسی شد. طبق نتایج سایه‌اندازهای متحرک بهینه‌تر از حالت ثابت خود و سایه‌انداز کرکره افقی متحرک نیز بهینه‌ترین گزینه است. مجموع انرژی مصرفی سایه‌انداز کرکره افقی متحرک، بهینه‌ترین گزینه پیشنهادی، نسبت به سایه‌انداز کرکره‌ای افقی ثابت 34/27%، نسبت به حالت کرکره‌ای قائم ثابت و متحرک به‌ترتیب 11/87% و 1/37% و نسبت به نمای دوپوسته بدون حضور سایه‌اندازها 50/69% بهینه‌تر است.

Horizontal and Vertical Movable Drop-Down Shades Performance in Double Skin Facade of Office Buildings; Evaluation and Parametric Simulation

Building skins and facades have an important role in reducing energy consumption. The double skin fa ccedil;ade (DSF) as a passive solar system reduces significantly the heating load during cold periods. However, during warm periods or in areas with warm climates, the building rsquo;s cooling load increases due to the high temperature of the intermediate cavity. The use of shades is one of the effective approaches to building rsquo;s cooling load. The fixed shades block solar beam radiation in winter. On the other hand, movable shading devices can be adjusted in optimal angle to changing outdoor conditions in which more effective control of sky diffuse radiation may be obtained. In this paper, the effects of horizontal and vertical dropdown fixed and movable shades have been investigated on double skin facade energy consumption in office buildings. The office building and parametric modeling of shades are created using Rhino software and Grasshopper plugin, respectively. A standard office room with the dimensions of 5m ×4m and a 3m height and a southward window was examined in the modeling process. The simulation results suggest that movable shades have more efficient function than their fix state. The horizontal moving shade has also the most optimal state and has the lowest annual energy consumption. The total amount of energy consumption in horizontal movable shades, the most optimal option, is 34 % compared to horizontal dropdown fix shade, is 11.87% and 1.37%, respectively, compared to the fix and moving vertical dropdown and is 50.69% more efficient compared to double skin facade without shades.