انطباق الگوی حرکتی سایبان خارجی نمای ساختمان با الگوی رفتاری گل زعفران در راستای کنترل نور روز در شیراز

امروزه طراحان تمایل بیشتری به طراحی نما با پوسته‌ هندسی پیچیده و الگوهای حرکتی خلاقانه دارند. همین امر باعث خلق طرحی منحصربه‌فرد شده که علاوه بر زیبایی بصری و پویایی نما، موجب کنترل ورود نور روز و بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان‌ها می‌شود. به همین دلیل یافتن الگو و طرح مناسب جهت طراحی نمای پارامتریک و الگوریتمیک به یک موضوع چالش‌برانگیز برای معماران بدل شده است؛ بنابراین هدف کلان پژوهش حاضر، بررسی و ارائه مدل پوسته‌ هوشمند ساختمان با الهام از الگوی رفتاری گل زعفران (گرماتنجی) نسبت به تغییرات دمای محیط پیرامون در راستای کنترل ورود نور روز به فضای داخلی است. به دنبال این مسئله، پژوهش حاضر درصدد پاسخ به این سوال است که چگونه می‌توان مکانیزم حرکتی گیاهان را با طراحی معماری سایبان نما جهت هوشمندسازی ساختمان انطباق داد؟ روش پژوهش حاضر دارای ماهیت ترکیبی (کمی - کیفی) است و به‌صورت مدل‌سازی - شبیه‌سازی است. از نرم‌افزار راینو6 و پلاگین گرس‌هاپر جهت مدل‌سازی سایبان و از افزونه‌ لیدی‌باگ و هانی‌بی جهت تحلیل انرژی تابشی و آنالیز نور روز استفاده شده است. با بررسی پژوهش بیولوژیست‌ها در حیطه‌ گیاهان با رفتار حرکتی و تحلیل نحوه‌ باز و بسته‌شدن گیاه، می‌توان توسط زبان برنامه‎نویسی، الگوی رفتار حرکتی گیاه را به الگوریتم حرکتی سایبان هوشمند نما منتقل کرد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که حرکت سایبان هوشمند الهام گرفته شده از رفتار حرکتی گل زعفران در اقلیم شیراز متناسب با مسیر حرکت خورشید می‌تواند 40 درصد انرژی تابشی جذب شده توسط سطح شفاف نمای جنوبی را کاهش دهد. علاوه‌برآن، پنل‌های سایبان در حالت باز می‌تواند نفوذ نور خورشید به فضای داخلی ساختمان را تا 50 درصد کاهش دهد. این امر نشان‌دهنده‌ عملکرد مطلوب سایبان هوشمند نمای ساختمان متناسب با اقلیم شیراز است.

adapting the movement pattern of external shading device to saffron behavior for daylight control in shiraz

background and objective:nowadays, designers are increasingly inclined towards designing facades with complex geometric shells and creative movement patterns. this approach not only creates a unique design that enhances the visual appeal and dynamism of the facade but also contributes to controlling daylight and optimizing energy consumption in buildings. consequently, finding suitable patterns and designs for parametric and algorithmic facades has become challenging for architects. therefore, the overarching goal of this study is to examine and propose a model for a kinetic building shading device inspired by the thermoplastic behavior of saffron in response to ambient temperature changes. this is done to control daylight entry into the interior spaces. in line with this objective, the present research seeks to answer the question: how can the movement mechanisms of plants be adapted to the architectural design of facade shading devices to enhance building intelligence?material and methodology: the research methodology of this study has mixed methods (quantitative-qualitative) and is divided into two parts: descriptive-analytical and modeling-simulation. rhino 6 software and the grasshopper plug-in were used for modeling the shading device, and the ladybug and honeybee plug-ins were employed for radiative energy analysis and daylight analysis.findings: plants are fixed in place by their roots, yet they must protect themselves against environmental changes such as cold, heat, light, humidity, etc. therefore, through movement behaviors divided into two categories, tropism, and nastic movements, they can respond to environmental changes. tropic movements are directional movements in response to external stimuli that have a specific direction, such as the directional movement of a sunflower toward the sun's path. nastic movements are mechanical movements, and independent of direction, and can be classified into two types: those influenced by external factors and those not. considering that movements influenced by external factors are reversible, and that reversible movements are needed in the design of the smart shading mechanism for buildings, necessary studies have been conducted on reversible movements. these movements are divided into five categories based on the influence of external factors: hydronasty, nyctinasty, thermonasty, photonasty, and haptonasty. in this research, the movement behavior of saffron in response to ambient temperature changes, which falls under the category of thermonasty, has been selected. other researchers can study the other categories of reversible systems to design opening and closing mechanisms in architecture. finally, by examining biologists' research on plant movement behavior and analyzing the opening and closing mechanisms of plants, the movement behavior pattern of the plant can be translated into a smart shading device algorithm for facades using programming languages.discussion and conclusion:the results indicate that the movement of the kinetic shading device in the climate of shiraz by the movement of the sun can reduce 40% of the sun's radiant energy absorbed by the transparent surface of the southern facade. in addition, the shading device panels in the closed state can reduce the penetration of sunlight into the inner space of the shading device by 50%. this shows the shading device's optimal performance according to shiraz's climate.