نشریه علمی

طراحی بهینه و کارآمد نور محور شاکله نمای ساختمان کتابخانه به کمک شبیه سازی (مطالعه موردی: شهر زنجان)


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 31 فروردین 1405

نوع مقاله : مقالۀ پژوهشی

نویسندگان

1 گروه معماری،دانشکده معماری،دانشگاه علوم و تحقیقات واحد بین‌الملل قشم،قشم،ایران

2 مرکز تحقیقات معماری انرژی، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران.

3 گروه معماری، دانشکده مهندسی معماری و طراحی شهری، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران.

چکیده
بیان مسئله: طراحی معماری ساختمان‌ها با چالش بهبود کارایی و بهینه‌سازی استفاده از نور روز در نماها، به‌ویژه در اقلیم‌های سرد مانند شهر زنجان، روبه‌روست که پتانسیل بالایی برای بهره‌گیری از نور طبیعی در فصول پرتابش دارد.

سؤال و هدف اصلی تحقیق: با هدف کلان طراحی شاکله نمای کتابخانه با استفاده از شبیه‌سازی و فرآیند‌های بهینه‌سازی فراابتکاری نور روز به منظور یافتن مدل‌هایی بهینه با بالاترین میزان بهره‌وری روشنایی نور روز این پرسش مطرح ‌می‌شود که چگونه ‌می‌توان از ‌شبیه‌سازی و فرآیند‌های ‌بهینه‌سازی فراابتکاری در فرآیند طراحی شاکله نمای کتابخانه به منظور افزایش بهره‌وری نور روز استفاده کرد؟ روش تحقیق: محیط گرس‌هاپر و افزونه لیدی باگ تولز جهت مدلسازی و ‌شبیه‌سازی استفاده شده است. نرم‌افزار مدلسازی پارامتریک گرس‌هاپر تغییرات را به سرعت اعمال کرده و تأثیرات آن‌ها در زمان واقعی مشاهده می‌شود. در بخش مطالعات توصیفی- تحلیلی از نرم‌افزار SPSS، آزمون کولمگروف- اسمیرنوف، آزمون پیرسون و نرم‌افزار PLS استفاده شده است. نتیجه‌گیری: در استفاده از نور طبیعی روز مدلی بهینه با بالاترین میزان بهروری نور روز و مناسب‌ترین توزیع شدت نور با عمق داخلی رف نوری 1.3 متر، عمق خارجی رف نوری 0.6 متر و ضریب عبور نور 0.55 به دست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Optimized and Efficient Daylight-Oriented Façade Design for Library Buildings Using Simulation (Case study: Zanjan city)

نویسندگان English

Fereshteh Sadri 1
seyed-Majid Mofidi Shemirani 2
shahnaz pournaseri 3
1 Department of Architecture, Faculty of Architecture, Qeshm University of Science and Research, International Branch, Qeshm, Iran
2 Energy Architecture Research Center, School of Architecture and Urban Studies, University of Science and Technology, Tehran, Iran.
3 Department of Architecture, Faculty of Architecture engineering and urban design, Shahid Rajaee Teacher Training University, I.R.Iran
چکیده English

Problem Statement:

Architectural design has always faced diverse challenges and requirements. In recent years, one of the most critical issues attracting the attention of designers and researchers—particularly in developed countries—has been building optimization and performance enhancement. Among these considerations, the effective use of daylight in buildings, especially in office and public spaces, plays a pivotal role in improving occupant comfort. The building façade, as the primary interface between the structure and the external environment (including solar exposure), It is essential for enhancing daylight utilization to achieve natural illumination. particularly in cold climates such as Zanjan, which has high potential for harnessing natural light during high-radiation seasons.

Objective:

According to problem statement, this study aims to enhance façade design and improve daylighting efficiency in library spaces by analyzing the geographical and climatic conditions of Zanjan.

Main Research Question and Objective:

The overarching goal of this research is to design the structural framework of a library façade using simulation and metaheuristic optimization processes to identify optimal models with the highest daylight efficiency. Accordingly, the main research question is: How can simulation and metaheuristic optimization processes be utilized in the façade design of libraries to enhance daylight efficiency?

Research Methodology: The study employs Grasshopper and the Ladybug Tools plugin for modeling and simulation. The parametric modeling software Grasshopper facilitates real-time modifications and visualization of their impacts. In the descriptive-analytical study phase, SPSS software, the Kolmogorov-Smirnov test, Pearson’s test, and PLS software are used for statistical analysis.

Conclusion:

The study results in an optimized model with the highest daylight efficiency and the most suitable light intensity distribution. Also, the results show that the proposed optimal and efficient façade model for libraries includes an internal light shelf depth of 1.3 meters, an external light shelf depth of 0.6 meters, and a light transmittance coefficient of 0.55.

کلیدواژه‌ها English

  • Daylight Efficiency
  • Building Façade
  • Simulation
  • Zanjan City
  • Library