بهینه‌سازی جهت استقرار ساختمان در بهره‌مندی از تابش خورشیدی در اقلیم گرم و خشک (مطالعه موردی: شهرهای اصفهان، سمنان، کرمان و یزد)

با توجه به شرایط خاص جغرافیایی و اقلیم گرم و خشک فلات مرکزی ایران، طراحی و ساخت بناها و فضاهای شهری همساز با اقلیم در این مناطق، نیازمند کسب حداقل انرژی خورشید در ماه‌های گرم از طریق جهت‌گیری مناسب، کاهش سطوح در معرض تابش و ایجاد حداکثر سایه‌اندازی بر روی سطوح خارجی است. هدف این پژوهش، تعیین جهت‌های بهینه استقرار ساختمان‌ها در اقلیم گرم و خشک منطقه، از طریق بررسی میزان انرژی مستقیم دریافتی سطوح قائم ساختمان‌‎ها در شهرهای اصفهان، سمنان، کرمان و یزد است. ابتدا با استفاده از روش محاسباتی قانون کسینوس، میزان انرژی تابشی دریافتی به‌صورت نظری و واقعی محاسبه گردید. سپس بر اساس حداقل دمای پایه آسایش حرارتی، میزان انرژی دریافتی سطوح قائم به تفکیک دوره‌های سرد و گرم سال در 24 جهت مختلف جغرافیایی محاسبه و پردازش گردید. در نهایت بر اساس حداقل انرژی دریافتی در دوره گرم سال، جهت‏ مناسب استقرار سطوح قائم ساختمان‌های یک، دو و چهارطرفه در شهرهای مورد مطالعه تعیین گردیده است. یافته‌های تحقیق نشان می‌دهد که بهترین جهت استقرار سطوح قائم ساختمان‌های یک‌طرفه در شهرهای اصفهان، سمنان، کرمان و یزد جهت 180 درجه جنوب‌ و بعد از آن جهت 165 درجه جنوب‌شرقی است. هم‌چنین بهترین جهت استقرار سطوح قائم ساختمان‌های دوطرفه در شهرهای مورد مطالعه، جهات (0 ،180) درجه و برای ساختمان‌های چهارطرفه جهات (90 -،90 ،0 ،180) درجه است.

Optimization of the building orientation to receive solar radiation in hotaridclimate (Case Studies: Isfahan, Semnan, Kerman and Yazd cities)

Due to the special geographic conditions and hot and dry climate of the central plateau of Iran, the design and construction of climatefriendly buildings and urban spaces in these regions, requires receiving minimum energy in hot months through appropriate orientation, decreasing the area of surfaces facing radiation and maximizing the amount of shading on exterior surfaces. The aim of this research is to determine the optimal building orientations in   hotarid climate of the region through surveying the amount of direct radiation energy received by vertical surfaces of buildings in Isfahan, Semnan, Kerman and Yazd cities.At first, the amount of received radiation energy was calculated in theoretical and real way ,by using the “Law of Cosines” computational method. Then based on the minimum temperature of thermal comfort, the amount of energy received by the vertical surfaces was calculated and processed in 24 different geographical directions, separately for cold and hot periods of the year. Finally, based on the minimum energy received during the hot period of the year, the most suitable orientations of vertical surfaces of buildings for one, two and foursided buildings were determined in studied cities. The research findings show that the best orientation of vertical surfaces for onesided buildings in Isfahan, Semnan, Kerman and Yazd is 180 degrees South and after that, is 165 degrees SE. Also, the best orientation of vertical surfaces for twosided buildings in studied cities is (180, 0) and for foursided buildings is (180, 0, 90, 90) degrees.