کاربست دانش زیست الگو جهت ارتقاء بازده پوسته‌های ساختمانی با الهام از مورفولوژی و سازوکار جذب رطوبت کاکتوس (مورد مطالعه یک ساختمان بلند مرتبه اداری در شهر تهران)

یکی از مولفه های طراحی معماری که میزان مصرف انرژی و شرایط آسایش محیطی را تحت تاثیر قرار می دهد، پوسته های ساختمانی است. از جمله راهکارهای امروزین در راستای ارتقا بازده پوسته های ساختمانی، برقراری ارتباط ساختاری میان معماری، محیط زیست و زیست شناسی است. تمرکز این پژوهش بر روی ساختار و ویژگی های گیاه کاکتوس در جذب آب است و هدف آن، نوآوری در طراحی الگویی با قابلیت صرفه جویی در مصرف انرژی و ارتقا کیفیت روشنایی و میزان رضایتمندی کاربران از شرایط نوری فضا از نظر مقدار نور روز و خیرگی، با به کارگیری زیست الگو در طراحی پوسته ساختمان می باشد. پژوهش حاضر در دو گام صورت گرفته است؛ در گام اول گردآوری اطلاعات در رابطه با گیاه کاکتوس، از طریق مطالعه منابع اسنادی پژوهشی صورت گرفته و با روش توصیفی تحلیلی به تجزیه و تحلیل داده ها پرداخته شده است. سپس با استفاده از نتایج تحلیل، مدل پوسته ساختمان طراحی و شبیه سازی می گردد. در گام دوم، یک مدل ساختمانی به عنوان مبنا جهت شبیه سازی در نظر گرفته شده و میزان روشنایی و خیرگی حاصل از نور روز در نمای جنوبی، با استفاده از افزونه climate studio، یکبار در حالت عادی و بار دیگر در حالتی که پوسته بر روی مدل ساختمانی مبنا شبیه سازی شده بود، محاسبه گردید. نتایج پژوهش نشان داد با بررسی ساختار و مکانیزم جذب و ذخیره آب در کاکتوس، می توان با الهام از این سازوکار طبیعی و معادل سازی تریکوم، اپیدرم و مخاط این گیاه، به طراحی مدلی برای پوسته های ساختمانی مبتنی بر جذب حداکثری آب باران و رطوبت در سپیده دم و همچنین ایجاد سایه اندازی بر روی نمای ساختمان، دست یافت. گرچه بر اساس شبیه سازی های صورت گرفته، مدل ارایه شده، شاخص پراکندگی نور در فضا (sda) را به میزان 1.4% کاهش می دهد اما در مقابل شاخص خیرگی و نارضایتی بصری و حرارتی (ase) را 48% تقلیل داده که میزان قابل توجهی در ارتقا آسایش کاربر در فضای داخلی می باشد.

using biomimicry knowledge to improve the efficiency of building envelopes inspired by the morphology and moisture absorption mechanism of the cactus plant (case study: high-rise office building in tehran)

one of the architectural design components that affects energy consumption and environmental comfort conditions is building envelopes. among today's solutions to improve the efficiency of building envelopes is to establish a structural relationship between architecture, environment and biology. the focus of this study is on the characteristics of the cactus plant in water absorption and its purpose is to innovate in pattern design with the ability to save energy and improve lighting quality and user satisfaction with the light conditions of the space, by using biomimicry in building envelope design. the present research has been done in two steps; in the first step, data collection in relation to the cactus plant was done by studying documentary-research sources and data were analyzed by descriptive-analytical method. then, using the results of the analysis, the building shell model is designed and simulated. in the second step, a building model is used as a basis for simulation and the amount of brightness and glare from daylight, using the climate studio plugin, once in normal mode and again when the shell was on the building model was simulated and calculated.the results showed that by examining the mechanism of water absorption and storage in the cactus and the equivalence of trichomes, epidermis and mucosa of this plant, achieved a model for building shells based on the maximum absorption of rainwater and moisture at dawn, as well as shading the facade of the building. although according to the simulations, the proposed model reduces the index (sda) by 1.4%, but in contrast, reduces the index (ase) by 48%, which is a significant amount of improving indoor user comfort.