افزایش بازده پوسته های ساختمانی در راستای بهینه سازی انرژی، نمونه مطالعاتی بناهای آموزشی شیراز

نوع مقاله : مقاله مستخرج از رساله دکتری

نویسندگان
الهه نوری سقرلو 1
غزاله نوری سقرلو 2
علی رضا پهلوان حسن کاشانی 3
1 گروه معماری، واحد شهر قدس، دانشگاه آزاد اسلامی، شهر قدس، ایران.
2 گروه عمران، واحد تهران مرکز، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
3 گروه معماری، واحد شهرقدس، دانشگاه آزاد اسلامی، شهر قدس، ایران.
10.22034/he.2026.553999.1158
چکیده
با افزایش بیش از حد مصرف انرژی در جهان، نیاز به راهبردهای صرفه‌جویی در حال افزایش است. طی دهه-های اخیر مصرف انرژی در ساختمان های عمومی به شدت افزایش داشته است. تاکنون در راستای ارتقای بهره‌وری انرژی در بخش ساختمان، سیاست‌گذاری‌های موثری با شدت مختلف و بروی سازه‌های متفاوتی صورت گرفته‌است. این مطالعه با هدف ارائه‌ی یک راهبرد بهسازی در جهت ارتقای بهره‌وری انرژی انجام شده و نمونه موردی آن ساختمان های آموزش عالی واقع در مناطق آب و هوایی گرم و خشک (شیراز) می‌باشد. بهسازی برخی ویژگی‌های پوسته‌های ساختمانی می‌تواند بدون خدشه دار شدن نیازهای عملکردی، باعث ایجاد آسایش در ساختمان شود. نیازهای آسایشی که شامل نیازهای حرارتی، بصری و آکوستیک می‌باشد، می‌تواند مصرف انرژی را کاهش دهد. در این پژوهش ، تاکید بروی آسایش حرارتی در راستای ایجاد بهره‌وری انرژی می‌باشد. برخی معیارهای مهم استفاده شده در فرایند بهسازی پوسته‌های ساختمانی عبارتند از: دیوارهای خارجی، عایق‌بندی، نوع شیشه‌ی پنجره‌ها، هوابندی (میزان نفوذ هوا) وسایه‌‌ اندازی. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که برخی راهبردهای ساده‌ی بهسازی از جمله سایه‌‌اندازی، شیشه‌گذاری پنجره‌ها، هوابندی و عایق-بندی می‌تواند مصرف انرژی را به طور میانگین تا 33 درصد کاهش دهد. از منظر ویژگی‌های پوسته‌ی ساختمانی، این پژوهش پیشنهاداتی برای آیین نامه‌های طراحی ارائه می‌کند که شامل آسایش حرارتی، ارائه‌ی راهبردی عملی جهت بهسازی و همچنین مرجعی پایه برای بهره‌وری انرژی در بناهای اموزشی شیراز را ارائه می‌کند.
کلیدواژه‌ها
پوسته های ساختمانی
بهینه سازی انرژی
بناهای اموزشی
شیراز
موضوعات

عنوان مقاله English

Enhancing Building Envelope Efficiency for Energy Optimization: A Case Study of Educational Buildings in Shiraz

نویسندگان English

Elahe Nouri Segherlou 1
Ghazaleh Nouri Segherlou 2
Alireza Pahlavan Hassan Kashani 3
1 Department of Architecture, ShQ.C., Islamic Azad University, Shahr-e Qhods, Iran.
2 Department of civil engineering, CT.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran.
3 Department of Architecture, ShQ.C., Islamic Azad University, Shahr-e Qods, Iran.
چکیده English

With the excessive increase in global energy consumption, the need for energy-saving strategies has become increasingly important. Over recent decades, energy consumption in public buildings has risen significantly. So far, various policies with varying effectiveness have been implemented to improve energy efficiency in the building sector across different building types. This study proposes a retrofit strategy to enhance energy efficiency, focusing on higher education buildings in hot and dry climatic regions, with Shiraz as the case study. Improving certain building-envelope characteristics can enhance indoor comfort without compromising functional requirements. Meeting comfort needs, including thermal, visual, and acoustic comfort, can reduce energy consumption. This research emphasizes thermal comfort as a means of achieving energy efficiency. Key criteria in the building envelope retrofit process include external walls, insulation, window glazing type, airtightness (air infiltration rate), and shading. The results indicate that several simple retrofit strategies, such as shading, window glazing improvements, airtightness enhancement, and insulation, can reduce energy consumption by up to 33% on average. From a building-envelope perspective, this research offers recommendations for design codes and standards, addresses thermal comfort, identifies practical retrofit strategies, and provides a foundational reference for energy efficiency in Shiraz educational buildings.

کلیدواژه‌ها English

Building Envelopes
Energy Optimization
Educational Buildings
Shiraz
1.       خطیبی،اشکان ، شهبازی،مجید و ترابی،زهره . (1401). بررسی رفتار حرارتی نماها باهدف تعیین گزینه مطلوب از نظر مصرف انرژی (مورد مطالعه: ساختمان اداری در اقلیم تهران). نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو، 9(2)، 121-129.
2.       جعفری،لیلا و صلواتیان،سیده مامک . (1402). ارزیابی عملکرد فتوولتائیک یکپارچه با سیستم سایبان در بهینه‌سازی مصرف انرژی ساختمان در اقلیم گرم و خشک (نمونه موردی ساختمان اداری در شهر شیراز). نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو، 10(1)، 70-85.
 
3.       Ascanio-Villabona, J. G., Terés-Zubiaga, J., Muñoz-Maldonado, Y. A., Lengerke-Pérez, O., & LA, D. P. V. (2022). Assessing the Thermal Performance of a Conventional Architecture in Dry Warm Climate. In XV Multidisciplinary International Congress on Science and Technology (pp. 47-58). Springer, Cham.
4.       Bhadbhade, N., Fouiteh, I., Yilmaz, S., Patel, M. K., Boogen, N., & Betz, R. (2021). Energy efficiency Trends and Policies in Switzerland (2000-2019/2020).
5.       Chlechowitz, M., Reuter, M., & Eichhammer, W. (2022). An Indicator based Approach to the Energy Efficiency First Principle (No. S10/2021). Working Paper Sustainability and Innovation.
6.       Harputlugil, T., & de Wilde, P. (2021). The interaction between humans and buildings for energy efficiency: A critical review. Energy Research & Social Science, 71, 101828.
7.       Ardent, F., Beccali, M., & Cellura, M. (2009). Application of the io methodology to the energy and environmental analysis of a regional context. In Handbook of input-output economics in industrial ecology (pp. 435-457). Springer, Dordrecht.
8.       Khalaf, M., Ashrafian, T., & Demirci, C. (2019). Energy efficiency evaluation of different glazing and shading systems in a school building. In E3S Web of Conferences (Vol. 111, p. 03052). EDP Sciences.
9.       Jahnke, R. (2019). Coaching for Change at Joseph Rowntree. In Evidence-Based Initiatives for Organizational Change and Development (pp. 425-433). IGI Global.
10.     Steen Englund, J., Cehlin, M., Akander, J., & Moshfegh, B. (2020). Measured and simulated energy use in a secondary school building in Sweden—A case study of validation, airing, and occupancy behaviour. Energies, 13(9), 2325.
11.     Mélois, A. B., Moujalled, B., Guyot, G., & Leprince, V. (2019). Improving building envelope knowledge from analysis of 219,000 certified on-site air leakage measurements in France. Building and Environment, 159, 106145.
12.     Edelenbosch, O. Y., Rovelli, D., Levesque, A., Marangoni, G., & Tavoni, M. (2021). Long term, cross-country effects of buildings insulation policies. Technological Forecasting and Social Change, 170, 120887.
13.     Zhang, Z., Chong, A., Pan, Y., Zhang, C., & Lam, K. P. (2019). Whole building energy model for HVAC optimal control: A practical framework based on deep reinforcement learning. Energy and Buildings, 199, 472-490.
14.      Kamel, E., & Memari, A. M. (2019). Review of BIM's application in energy simulation: Tools, issues, and solutions. Automation in construction, 97, 164-180.
15.     Kim, N. H. (2021). Effect of inclination on thermal performance of a louver-finned aluminum heat exchanger having a drainage channel. Journal of Mechanical Science and Technology, 35(1), 381-389.