بررسی جریان هوا و انتقال حرارت در نمای تهویه شده با درز باز (مطالعه موردی: ساختمان اداری شهر اصفهان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه معماری، مرکز تحقیقات افق‌های نوین در معماری و شهرسازی، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران.

چکیده

در ایران مصرف انرژی در ساختمان‌های اداری و دولتی نسبت به سایر ساختمان‌ها بیشتر است و پوسته این ساختمان‌ها به‌عنوان اولین لایه در برخورد با شرایط محیطی، نقش مهمی در کارایی انرژی دارد. ﻳﻜﻲ ﺍﺯ ﺭﺍﻫﻜﺎﺭﻫﺎﻱ ارائه‌شده برای این هدف، ﻧﻤﺎﻫﺎﻱ ﺗﻬﻮﻳﻪ‌شده با درز باز ﻫﺴﺘﻨﺪ. به این صورت که بین لایه خارجی نما و دیوار ساختمان یک محفظه هوا قرار می‌گیرد که این فضا به صورت طبیعی یا مکانیکی تهویه می‌شود و ساختار لایه بیرونی غیرشفاف، از صفحه‌هایی با فاصله (درز باز)، تشکیل شده است. با توجه به تحقیقات جهانی در این زمینه که بیشتر در کشور اسپانیا انجام شده و وجود ضعف تحقیقاتی در ایران، هدف این تحقیق، بررسی جریان هوا و انتقال حرارت در نماهای تهویه‌شده با درز باز در جبهه جنوبی ساختمانی با کاربری اداری در اقلیم گرم و خشک اصفهان است. برای این منظور، سطح این نوع نما به نمای معمولی ساختمان و ضخامت لایه هوای بین دو لایه به‌عنوان متغیر مستقل تعریف شدند. علاوه بر این، این نوع نما در سه حالت ارتفاعی نیز بررسی شد. شبیه‌سازی در این مقاله با روش دینامیک سیالات محاسباتی و با نرم‌افزار فلوئنت و همچنین برای محاسبه میزان مصرف انرژی با نرم‌افزار دیزاین‌بیلدر انجام شد و نتایج نشان داد که در جبهه جنوبی، میزان 60 و 80٪ پوشش نماهای تهویه‌شده با درز باز بر روی نمای اصلی و در طبقه چهارم و با ضخامت 6 cm لایه هوا، به ترتیب مطلوب‌ترین عملکرد سیالاتی را نسبت به سایر حالت‌ها دارد، میزان مصرف انرژی در این دو سطح به ترتیب 24 و 30٪ مصرف انرژی در زمانی‌است که نما تک‌پوسته است. همچنین نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که موقعیت ارتفاعی نما، سطح آن و ضخامت لایه هوا بین دو پوسته بیشترین تاثیر را در میزان شارحرارتی در فضای مابین، میزان مصرف انرژی و دمای سطح داخلی نما می‌گذارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating air flow and heat transfer in an open joint ventilated facade (case study: office building in Isfahan city)

نویسندگان [English]

  • Najmeh Malekipour
  • Narges Dehghan
Department of Architecture, Advancement in Architecture and Urban Planning Research Center, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran.
چکیده [English]

In Iran, energy consumption in office and government buildings is higher than in other buildings, and the envelope of these buildings, as the first layer in dealing with environmental conditions, is critical to energy efficiency. In addition to providing thermal comfort, the building envelope can reduce energy consumption for heating, cooling, and ventilation. The greatest strategy for a building's envelope is a ventilated façade. A layer of air is placed between the outer layer of the façade and the building's wall, and this gap is naturally or mechanically ventilated. The term "open joint ventilated façade" refers to a type of ventilated facade in which the outer layer is made up of spaced slabs (open joint). Because of the solar chimney effect, these joints allow outside air to enter the chamber and provide natural ventilation. The purpose of this study is to investigate the thermal behavior and air flow in open joint ventilated facades on the southern front of an office building in the hot and dry climates of Isfahan, based on global research on this facade, which is mostly done in Spain and the existence of research weaknesses in Iran. The surface of this type of façade compared to a traditional one, and the thickness of the air layer between the two layers, are independent variables for this purpose. Furthermore, this type of facade was investigated in three different height modes (ground floor, fourth and eighth floor). During the summer and winter solstices, the simulation in this paper was run using the computational fluid dynamics approach using Fluent software. In comparison to other modes, the results showed that 60 percent and 80 percent of the surfaces of open joint ventilated facades on the fourth story with a 6 cm air layer thickness have the best performance in the southern front.

کلیدواژه‌ها [English]

  • open joint ventilated faç؛ ade
  • energy saving
  • building envelope
  • heat transfer

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 03 خرداد 1404
  • تاریخ دریافت: 16 دی 1400
  • تاریخ بازنگری: 13 مرداد 1403
  • تاریخ پذیرش: 03 خرداد 1404