بهینه‌سازی چندهدفه‌ دو الگوی سایبان متحرک ساختمان اداری برای کاهش مصرف انرژی و افزایش نور روز

با افزایش جمعیت جهان، نیاز به انرژی به‏ویژه در ساختمان‏ها افزایش یافته است. الگوهای مناسب برای بهره‏وری انرژی نیازهای ساکنین بناهای معماری به‏ویژه ساختمان‏های اداری در تامین پایداری محیط از اهمیت ویژه‏ای برخوردار است. از سویی، نور روز کافی که یکی‏ از مهمترین عوامل تامین‏کننده آسایش بصری ساکنین ساختمان‏هاست، تولید گرما می‏کند که خود باعث افزایش مصرف انرژی سرمایشی به‏ویژه در اقلیم گرم‏ و خشک می‌شود. از این‏رو، باتوجه ‏به بحران انرژی در ساختمان‌ها، توجه‏به معیارهای موثر در میزان مصرف انرژی و آسایش بصری ضروری به‏نظر می‌رسد. یکی‏از روش‏های موثر در بهینه‌سازی مصرف انرژی ساختمان‌های پایدار، سایبان‌ها هستند و سایبان‌های متحرک به دلیل امکان پویایی و انطباق‌پذیری با نور روز و چرخش خورشید، می‌توانند کاربرد ویژه‌ای داشته‏ باشند. هدف این پژوهش، بهره‏گیری از پتانسیل‌های سایبان‌های متحرک در بهینه‌سازی نور روز و بهره‌وری مصرف انرژی به‏صورت همزمان است. روش پژوهش از نظر هدف، کاربردی و از تحقیقات کمی است. شیوه انجام کار، روش آزمایشی و شبیه‌سازی بوده ‏است. مدل مرجع به‏ابعاد 6*6 مترمربع در طبقه سوم ساختمان 4 طبقه، در 3حالت کلی شامل بدون سایبان، حالت سایبان پیرامونی و سایبان جمع‌شونده در تنها یک پنجره در جبهه جنوبی فضای اداری با نسبت 40 درصد، به‏تفکیک چهارفصل و درنهایت سالیانه در افزونه لیدی‏باگ‏تولز مورد شبیه‌سازی و تحلیل قرار گرفت. ازمیان 200 گزینه مورد طراحی، بهترین گزینه‏ها انتخاب شد. نتایج نشان‏می‏دهد با بکارگیری سایبان‏های متحرک انطباق‏پذیر در نماهای ساختمان‏های اداری شهر اصفهان، می‏توان به بهینه‏سازی سطح مفید نور روز به‏میزان بیش‏از 20درصد و کاهش مصرف انرژی بیش‏از 48 درصد دست یافت.

multi-objective optimization of two types of kinetic shading devices to enhance energy efficiency and daylighting

the rising global population has resulted in a higher demand for energy, specifically in the building sector. therefore, strategies that improve energy efficiency while simultaneously meeting occupant needs, especially in office buildings, are critical for environmental sustainability. adequate daylighting, while vital for visual comfort, also generates heat, leading to increased cooling energy demand, particularly in hot, arid climates. consequently, considering both energy consumption and visual comfort is essential in the early stages of architectural design, especially given recent energy crises. adaptive shading devices offer a dynamic solution, adjusting to solar position to optimize building energy performance and enhance occupant visual comfort. this research explores adaptive shading's potential to simultaneously optimize daylighting and energy efficiency. a practical and quantitative approach, using experimental simulation, was employed. a 6m x 6m office space located on the third floor of a four-story building in isfahan, iran, was modeled using rhinoceros software. the ladybug tools plugin was then employed to simulate various scenarios for each season. these scenarios include no shading devices, extruded borders and retractable shading, for the southern façade of the office space with a window-to-wall ratio of 40%. a total of 200 design alternatives were evaluated to determine the pareto frontier for each season. the results indicate that by using adaptive shading devices on the southern façade of office buildings in isfahan, daylight levels can be optimized up to 20% while energy consumption can be reduced by more than 48%.