دستیابی به آسایش حرارتی در فضاهای همگانی با بهره گیری از روش شبیه سازی گام به گام بررسی موردی: یک واحد همسایگی در شهرک امام خمینی لار
Achieving Thermal Comfort in Public Spaces Using a Step-by-step Simulation Process Case Study: A Neighborhood Unit in Imam Khomeini Town, Lar
اشتراک گذاری
اشتراک در شبکه های اجتماعی :
گزارش خطا
حضور مردم در فضاهای شهری موجب سرزندگی محیط‌های شهری می‌شود و در بهبود سلامتی افراد اثرگذار است. آسایش حرارتی از نخستین بایسته‌های حضور شهروندان در فضاهای بیرونی است که در شهرهایی با اقلیم گرم و خشک اهمیتی دوچندان می‌یابد. هدف پژوهش حاضر یافتن اصول طراحی یک واحد همسایگی در شهرک امام خمینی لار برای تأمین آسایش حرارتی در فضاهای باز است. بدین منظور، در این پژوهش از یک فرایند شبیه‌سازی گام‌به‌گام استفاده شد. برای مدل‌سازی بافت‌های موجود و همچنین شبیه‌سازی سناریوهای طراحی، نرم‌افزار ENVI-met به‌کار برده شد. به‌منظور اعتبارسنجی مدل نرم‌افزاری نیز دمای هوا و رطوبت نسبی به مدت یک هفته در آذرماه سال 1395 از ساعت 9 الی 15 در بخشی از بافت شهر جدید لار اندازه‌گیری شد. جهت ارزیابی حرارتی سناریوهای طراحی فضا و همچنین طرح نهایی، از شاخص دمای معادل فیزیولوژیکی (PET) استفاده شده است. در فرایند شبیه‌سازی گام‌به‌گام، به‌منظور دست یافتن به الگویی بهینه، سه شاخصِ هندسه کالبدی، پوشش گیاهی و مصالح مد نظر قرار گرفت. الگوهای مزبور، در هر مرحله از فرایند، در دو روز (یکم تیرماه و یکم دی‌ماه)، بین ساعات 9 الی 17 شبیه‌سازی گردیدند. طرح بهینه محصول شبیه‌سازی 37 سناریوی مختلف طراحی است. نتایج، اثر تعیین‌کننده عامل هندسه کالبدی را بر شرایط حرارتی معابر نشان می‌دهد و در اقلیم لار، خیابانی با نسبت ارتفاع به عرض دو و جهت‌گیری پنج درجه شرقی، بهترین شرایط حرارتی را موجب خواهد شد.
The presence of citizens in outdoors can influence the liveliness of neighborhoods in the city and at the same time, can improve public physiological health. Thermal comfort, as a physiological need, is one of the most important requirements to facilitate the presence of citizens in open public spaces, which has an increasing importance especially in hot and dry climate including Lar. Therefore, one of the most important priorities in neighborhood design in such a climate is considering thermal comfort in outdoor public spaces. This research is aimed to search for principles of designing a neighborhood unit in order to provide thermal comfort in urban public spaces. The research pursues a step-by-step simulation process by which the best alternative design for achieving outdoor thermal comfort is obtained. In order to design different steps in simulating process, environmental criteria was derived from previous studies. Geometry, greenery and material that is used in building facades and on pavements, were three criteria which influence thermal conditions and are considered as simulation process steps. Achieving thermal comfort in outdoor spaces should not cause extra energy consumption for buildings, therefore finding the best orientation of buildings for reducing energy consumption in interior spaces is one of the design issues, the main point which was neglected in previous studies, and eventually in this process we optimized the orientation of buildings. In this study, ENVI-met software version 4 is used for modeling the available urban fabrics and simulating design scenarios. ENVI-met model is validated through a comparison between field measurement and simulation results. Meteorological data (temperature and relative humidity) were measured for 7 days from December 10th to December 16th 2016 in the new town area of Lar. The physiologically equivalent temperature (PET) index has been chosen to assess the space design scenarios thermally. While designing, using a step-by-step simulation process facilitated the achievement of an optimal model based on three criteria: urban geometry, greenery, and facade material. The aforementioned models were simulated between 9 A.M to 17 P.M in two days Jun 21st and Dec 21st in each step of the process. The final design has been optimized after simulating 37 different scenario models. Simulation results confirm the crucial effect of geometry on street thermal conditions. In the case study of Lar, an east-orientated street with 5 degrees’ rotation designed with two W/H aspect ratios, leads to the best thermal condition. Simulation of the neighborhood center based on greenery criteria shows that among two existing tree species of Lar, Albizia lebbeck in comparison with Palm makes better thermal conditions and reduces Physiologically Equivalent Temperature (PET) by 3.94 degrees on average. Simulation of neighborhood center based on material criteria shows a negligible effect on thermal condition of space; it approves previous studies results; thermal conditions of space in denser tree canopies with higher aspect ratio are less affected by materials of space facades and ground pavement.
(2.8 مگابایت)
دانلود مقاله
مشخصات مقاله
- حیدری، شاهین؛ منعام، علیرضا (1392). «ارزیابی شاخصه‌های آسایش حرارتی در فضای باز». مجله جغرافیا و توسعه ناحیه‌ای، 20، 197-216.
- سوکولای، استیون (1395). مقدمه‌ای بر علم معماری: مبانی معماری پایدار، ترجمۀ ریما فیاض، مجتبی مهدوی‌نیا و سینا معماریان، انتشارات دانشگاه هنر، تهران.
- طاهباز، منصوره؛ جلیلیان، شهربانو (1394). «نقش پیاده را بر خرداقلیم فضای باز-تحقیق میدانی در محوطه دانشگاهی»، نشریه هنرهای زیبا-معماری و شهرسازی، 20(4)، 21-32.
- گل، یان (1392). شهر انسانی، ترجمۀ علی غفاری و لیلا غفاری. علم معمار، تهران.
- لنکر، نربرت (1385). گرمایش، سرمایش، روشنایی: رویکردهای طراحی برای معماران، ترجمۀ محمدعلی کی‌نژاد، رحمان آذری، دانشگاه هنر اسلامی تبریز، تبریز.
- محمودی، امیرسعید و دیگران (1389). «تأثیر طراحی در آسایش حرارتی فضای باز مجتمع‌های مسکونی نمونه مورد مطالعه: فاز سه مجتمع مسکونی اکباتان»، نشریه هنرهای زیبا-معماری و شهرسازی، 2(42)، 59-70.
- میوانه، فاطمه و دیگران (1393). «ارتباط بین شاخص‌های آسایش حرارتی و مرگ و میر ناشی از بیماری‌های قلبی»، مجله دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی مشهد، 57(8)، 932-942.
- Achour-Younsi, S., Kharrat, F. (2016). “Outdoor Thermal Comfort: Impact of the Geometry of an Urban Street Canyon in a Mediterranean Subtropical Climate–Case Study Tunis, Tunisia”, Procedia-Social and Behavioral Sciences, 216, 689-700.
- Ali-Toudert, F., Mayer, H. (2006). “Numerical study on the effects of aspect ratio and orientation of an urban street canyon on outdoor thermal comfort in hot and dry climate”, Building and environment, 41(2), 94-108.
- Ali-Toudert, F., Mayer, H. (2007). “Effects of asymmetry, galleries, overhanging facades and vegetation on thermal comfort in urban street canyons”, Solar Energy, 81(6), 742-754.
- Andreou, E. (2013). “Thermal comfort in outdoor spaces and urban canyon microclimate”, Renewable energy, 55, 182-188.
- da Silveira Hirashima, S. Q., et al. (2016). “Daytime thermal comfort in urban spaces: A field study in Brazil”, Building and environment, 107, 245-253.
- de Abreu-Harbich, L. V., et al. (2015). “Effect of tree planting design and tree species on human thermal comfort in the tropics”, Landscape and Urban Planning, 138, 99-109.
- Erell, E., et al. (2012). Urban microclimate: designing the spaces between buildings, Routledge.
- Honjo, T. (2009). “Thermal comfort in outdoor environment”, Global environmental research, 13, 43-47.
- ISO7730. (2004). Standard 55-2004. Thermal environmental conditions for human occupancy.
- Jacobs, J. (1982). The Death and Life of Great American Cities, Random House, Inc: New York.
- Johansson, E., et al. (2014). “Instruments and methods in outdoor thermal comfort studies–The need for standardization”, Urban Climate, 10, 346-366.
- Klemm, W., et al. (2015). “Street greenery and its physical and psychological impact on thermal comfort”, Landscape and Urban Planning, 138, 87-98.
- Krüger, E., Minella, F., & Rasia, F. (2011). “Impact of urban geometry on outdoor thermal comfort and air quality from field measurements in Curitiba, Brazil”, Building and environment, 46(3), 621-634.
- Lamarca, C., et al. (2016). “Thermal comfort and urban canyons morphology in coastal temperate climate, Concepción, Chile”, Urban Climate, 23, 159-172
- Lin, T.-P. (2009). “Thermal perception, adaptation and attendance in a public square in hot and humid regions”, Building and environment, 44(10), 2017-2026.
- Liu, J., Niu, J., & Xia, Q. (2016). “Combining measured thermal parameters and simulated wind velocity to predict outdoor thermal comfort”, Building and Environment, 105, 185-197.
- Martinelli, L., et al. (2015). “Assessment of the influence of daily shadings pattern on human thermal comfort and attendance in Rome during summer period”, Building and environment, 92, 30-38.
- Matzarakis, Mayer. (1996). “Another kind of environmental stress: thermal stress”, WHO newsletter, 18, 7-10.
- Matzarakis A., Amelung B. (2008) “Physiological Equivalent Temperature as Indicator for Impacts of Climate Change on Thermal Comfort of Humans”. In: Thomson M.C., Garcia-Herrera R., Beniston M. (eds) Seasonal Forecasts, Climatic Change and Human Health (161-172). Advances in Global Change Research, vol 30. Springer, Dordrecht.
- Middel, A., Häb, K., Brazel, A. J., Martin, C. A., & Guhathakurta, S. (2014). “Impact of urban form and design on mid-afternoon microclimate in Phoenix Local Climate Zones”, Landscape and Urban Planning, 122, 16-28.
- Morakinyo, T. E., Kong, L., Lau, K. K. L., Yuan, C., & Ng, E. (2017). “A study on the impact of shadow-cast and tree species on in-canyon and neighborhood's thermal comfort”, Building and Environment, 115, 1-17.
- Nikolopoulou, M., Steemers, K. (2003). “Thermal comfort and psychological adaptation as a guide for designing urban spaces”, Energy and buildings, 35(1), 95-101.
- Niu, J., Liu, J., Lee, T. C., Lin, Z. J., Mak, C., Tse, K. T.,... & Kwok, K. C. (2015). “A new method to assess spatial variations of outdoor thermal comfort: onsite monitoring results and implications for precinct planning”, Building and environment, 91, 263-270.
- Salata, F., et al. (2016). “Outdoor thermal comfort in the Mediterranean area. A transversal study in Rome, Italy”, Building and environment, 96, 46-61.
- Sharmin, T., et al. (2015). “Analysis of microclimatic diversity and outdoor thermal comfort perceptions in the tropical megacity Dhaka, Bangladesh”, Building and environment, 94, 734-750.
- Shashua-Bar, L., Tsiros, I. X., & Hoffman, M. (2012). “Passive cooling design options to ameliorate thermal comfort in urban streets of a Mediterranean climate (Athens) under hot summer conditions”, Building and Environment, 57, 110-119.
- Taleb, D., Abu-Hijleh, B. (2013). “Urban heat islands: Potential effect of organic and structured urban configurations on temperature variations in Dubai, UAE”, Renewable energy, 50, 747-762.
- Taleghani, M., et al. (2015). “Outdoor thermal comfort within five different urban forms in the Netherlands”, Building and environment, 83, 65-78.
مسابقات
جوایز
نشریات
