جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "daylight" در نشریات گروه "هنر و معماری"
-
با گسترش تکنولوژی، مصرف انرژی به خصوص در بخش ساختمان افزایش یافته است. وجود سایبان هوشمند در ساختمان می تواند باعث کاهش مصرف انرژی شود. با وجود این، طراحی بهترین سیستم های مدیریتی مبتنی بر قوانین که به طور هم زمان قرار گرفتن در معرض نور خورشید، گرمای بیش از حد و مصرف انرژی را بتواند به حداقل برساند، همواره موضوعی چالش برانگیز برای طراحان به شمار می آید. باتوجه به اینکه طبیعت همیشه منبع الهام انسان بوده است، از این رو، گیاهان به عنوان منبع الهام جهت طراحی سایبان هوشمند در پژوهش حاضر انتخاب شده اند. گیاهان، مانند ساختمان با ریشه در جای خود ثابت هستند، اما نسبت به تغییرات محیط پیرامون خود واکنش نشان می دهند. بنابراین دارای عملکرد رفتاری مشابه ساختمان هستند. هدف از انجام پژوهش حاضر، طراحی سایبان هوشمند نمای ساختمان با الهام از الگوی رفتاری گیاه اگزالیس در طول شبانه روز جهت کنترل ورود نور خورشید به فضای داخلی ساختمان در اقلیم گرم و نیمه خشک و فصل تابستان است. روش پژوهش حاضر مدلسازی-شبیه سازی است. از نرم افزار راینو6 و پلاگین گرس هاپر جهت مدلسازی سایبان و از افزونه ی لیدی باگ و هانی بی جهت تحلیل انرژی تابشی و آنالیز نور روز استفاده شده است. نتایج حاصله حاکی از آن است که حرکت سایبان هوشمند در اقلیم شیراز متناسب با مسیر حرکت خورشید می تواند در حالت سایبان با پنل های بسته، نیمه باز و باز به ترتیب: 30%، 50% و 80% انرژی تابشی جذب شده توسط سطح شفاف نمای جنوبی، نور روز وارد شده به فضای داخلی و شدت روشنایی را کاهش دهد. این نشان دهنده ی عملکرد مطلوب سایبان هوشمند نمای ساختمان متناسب با اقلیم شیراز است. در نهایت پیشنهاداتی جهت طراحی کاربردی تر سایبان نما ارائه شده که شامل: طراحی سایبان به صورت مدولار، گسترش پذیر، سازگار با محیط پیرامون و طراحی به روش دیجیتال جهت تولید دقیق تر محصول است.
کلید واژگان: سایبان هوشمند, انرژی تابشی, نور روز, شدت روشنایی, گیاه اگزالیس, شیراز.Journal of Design and Planning in Architecture and Urban Planning, Volume:2 Issue: 3, 2024, PP 66 -85With the advancement of technology, energy consumption, particularly in the building sector, has significantly increased. Nowadays, designing smart facade shades is considered one of the proposed solutions in this field. However, designing optimal rule-based management systems that simultaneously minimize sunlight exposure, overheating, and energy consumption remains a challenging task for designers. To design a smart shade, it is necessary to first develop an appropriate and responsive motion pattern for the chosen performance. Considering that nature has always been a source of inspiration for humans and has sustainably operated over time, plants were selected as the inspiration source for designing the smart shade in this study. Plants, like buildings, are rooted and stationary yet respond to changes in their surrounding environment. Hence, they exhibit behavioral functions similar to building facades. This similarity arises from the fact that building facades, like plant skins, must protect the internal environment from external environmental changes. This highlights the importance of exploring plant-inspired sources to achieve desirable motion and form patterns. Additionally, Shiraz, characterized by a hot and semi-arid climate, was chosen as the case study due to its hot summers and intense sunlight on southern building facades, which necessitates the use of facade shades. The findings indicate that the movement of the smart facade shade in Shiraz’s climate, aligned with the sun’s path, can result in a 30% reduction in absorbed solar radiation on the transparent facade surface, as well as decreased daylight penetration and lighting intensity when the shade panels are fully closed. For shades with semi-open and open panels, the reductions were 50% and 80%, respectively. Furthermore, the lighting intensity in all shade states remained within standard ranges, demonstrating the efficient performance of the smart facade shade in Shiraz's climate. Finally, recommendations were made to enhance the practicality of facade shade design, including modular and expandable designs, adaptability to the surrounding environment, and digital methods for more precise product manufacturing.
Keywords: Smart Shade, Solar Radiation, Daylight, Lighting Intensity, Oxalis Plant, Shiraz -
اهداف
بهره گیری از عناصر معماری غیرفعال به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی و استفاده بهینه از نور روز راهکاری متداول در در معماری سنتی ایران است. عوامل مختلف از قبیل شکل و جهت گیری ساختمان، موقعیت بازشوها، بهره گیری از مصالح بومی و سایه اندازها به عنوان عناصر معماری اسلامی ایرانی در اقلیم گرم و مرطوب شناخته می شود. هدف اصلی این پژوهش ارزیابی کارآمدی و بهینه سازی عناصر معماری در آب و هوای گرم و مرطوب شهر بوشهر با تمرکز بر کنترل مصرف انرژی و بهره مندی از نور طبیعی است.
روش هانخست به وسیله منابع کتابخانه ای عناصر اقلیمی مسکونی معماری بوشهر شناسایی شد. سپس در محیط نرم افزار راینو و پلاگین گرسهاپر متغیرهای منتخب به صورت پارامتریک مدلسازی و توسط از ابزارهای انرژی پلاس و رادیانس آنالیز داده های کمی انجام می شود. در نهایت الگوهای بهینه توسط الگوریتم ژنتیک انتخاب و ارائه می شود.
یافته هانتایج نشان می دهد با بهینه سازی عناصر معماری به کار رفته در مسکن بوشهر، روشنایی مفید نور روز را تا 96% افزایش و مصرف انرژی را تا 174.1کیلو وات ساعت بر متر مربع کاهش می یابد. در اقلیم گرم و مرطوب علاوه بر اهمیت استفاده از تهویه طبیعی توجه به حداقل جذب تابش خورشید اهمیت فراوانی دارد.
نتیجه گیرینتایج پژوهش نشان می دهد که توجه به مجموعه عناصر معماری غیرفعال مانند استفاده از شناشیر، تناسبات اتاق موقعیت پنجره ها باعث افزایش عملکرد ساختمان می شود. یادگیری از مسکن سنتی بوشهر می تواند راهبردی برای چالش های معماری امروزی، به ویژه مصرف انرژی بالا و تنظیم شرایط محیطی فراهم نماید.
کلید واژگان: بهره وری در مصرف انرژی, نظریه معماری سرآمد, نور روز, معماری اقلیمی بوشهر, بهینه سازی چند هدفه, معماری سنتی ایران, معماری اسلامی ایرانیAimsUtilizing passive architectural elements to conserve energy and optimize natural lighting is a common solution in traditional Iranian architecture. Various factors such as building shape and orientation, window positioning, use of local materials, and shading devices are recognized as traditional architectural elements in warm and humid climates. The main objective of this research is to evaluate the efficiency and optimize architectural elements in the warm and humid climate of Bushehr city, focusing on energy consumption control and utilization of natural light.
MethodsFirstly, through documentary resources, the residential architectural patterns of Bushehr were identified. Then, using the Rhinoceros software environment and Grasshopper plugin, selected variables were parametrically modeled, and quantitative data analysis was conducted using energy tools and radiation analysis. Finally, optimal patterns were selected using a genetic algorithm, and the final response was presented with an annual performance analysis.
FindingsBy optimizing passive strategies, UDI could be increased up to 96%, and energy consumption could be reduced up to 174.1 kWh/m2. In hot and humid climates, paying attention to the minimum absorption of sunlight is essential, in addition to the importance of using natural ventilation.
ConclusionUsing passive architectural elements such as the use of Shenashir, the proportions of the room and the window-to-wall ratio increases the performance of the building. The conclusion emphasizes the pivotal role of the contemporization of traditional houses in resolving contemporary architectural challenges, especially high energy consumption and environmental regulation.
Keywords: Energy Efficiency, Highperformance Architecture Theory, Daylight, Bushehr Climatic Architecture, Multi-Objective Optimization, Traditional Architecture -
Today, solutions to reduce the energy consumption of buildings are fundamental to protecting non-renewable energy sources. A sustainable solution to protect nonrenewable resources is the optimal use of renewable resources, such as bringing as much daylight into the building as possible. The use of daylight, in addition to reducing the consumption of electrical energy, minimizes the load on the cooling system of the building. The optimal dimensions of windows are one of the important elements of the building, which is very effective in saving electricity and heat consumption. This study aims to optimize the consumption of electrical energy using daylight sensors. In this regard, the effect of daylight in reducing lighting consumption and reducing energy consumption has been investigated. This study was conducted in Tehran city. Then simulation method uses Energy Plus software to simulate and analyze the data. The results showed that the use of daylight, in addition to reducing the consumption of electrical energy, minimizes the load on the building’s cooling system: The amount of total energy consumption by energy carriers in the first stage (without using the Delight Sensor) is 72165.06 kWh and in the second stage (using the Delight Sensor) it is 53413.22 kWh, which reduces their energy consumption by almost 26%. A decrease of 66% was observed using the daylight sensor in the southern zone, while in the northern zone, it reached 76%. According to the ASE distribution diagram, the amount of glare near the windows, in the southern zone, was more than 2000 lux. According to the parametric analysis, the optimal ratio of the opening window to the surface is 20% in the southern zone and 30% in the northern zone.Keywords: Daylight, Energy Plus Software, Energy Consumption Nonrenewable Energy Sources, Window Dimensions Feature, Tehran City
-
بیان مسئله
نور روز ماهیتی پویا و متغیر دارد که می تواند با توجه به مشخصه های معمارانه طراحی جداره های نور گذر، به خصوص هندسه آن، لکه های تیره و روشن متفاوتی در فضای داخلی خلق کند و با تاثیر بر حواس و ادراکات حسی ساکنان که از طریق واکنش های احساسی آن ها بروز می یابد، تجربه فضایی متمایز و معناداری برای آن ها فرآهم کند. بااین حال، به نظر می رسد ساختمان های مسکونی امروزی، حد مطلوبی از تاثیرات ادراکی نور روز در فضاهای داخلی را برای ساکنان خود فراهم نمی آورند که این امر می تواند ریشه در عدم آگاهی قاعده مند، شفاف و دقیق معماران از اثرات ادراکی نور روز داشته باشد. هدف پژوهش: این پژوهش با هدف تبیین رابطه الگوهای هندسی انتشار نور روز، ادراکات حسی ساکنان و شناسایی قابل اتکاترین شاخص های عددی پردازش تصویر به منظور پیش بینی رابطه بین این دو در بستر ساختمان های مسکونی انجام شده است.روش پژوهش: این پژوهش با استفاده از روش تحقیق پیمایشی و روش پردازش تصویر در محیط شبیه سازی شده انجام شده است.
نتیجه گیرییافته های پژوهش پیمایشی نشان می دهد با تغییر الگوهای هندسی انتشار نور روز، میانگین شاخص های ارزیابی ادراکات حسی به شکل معناداری تغییر می کند که این امر به اهمیت توجه معماران بر هندسه جداره های نورگذر و دستکاری آن برای خلق حس یا مجموعه حس های مطلوب محیطی تاکید دارد. همچنین یافته های ارتباط بین پژوهش پیمایشی با شاخص های پردازش تصویر مطالعه شده حاکی از آن است که شاخص های Michelson, mean-RMS, Fractal D، حجم فایل در قالب GIF و RAW-PRIM8، به ترتیب قابل اتکا ترین شاخص ها در پیش بینی حس خوشایندی، شاخص های TIFF-SOBEL, JPEG -PERIM, Michelson، حجم فایل در قالب JPEG و حجم فایل در قالب PNG به ترتیب قابل اتکا ترین شاخص ها در پیش بینی حس جذابیت، شاخص های TIFF-SOBEL, Mean mSC, JPEG-PERIM8، حجم فایل در قالب JPEG و JPEG-PERIM 4 به ترتیب قابل اتکاترین شاخص ها در پیش بینی حس هیجان و شاخص هایRAW-PRIM 4 ،RAW-PRIM 8 ، Michelson، Fractal D و CANNY 2014-RAW به ترتیب قابل اتکاترین شاخص ها در پیش بینی حس آرامش فضا هستند.
کلید واژگان: نور روز, ادراکات حسی, واکنش های احساسی, محیط شبیه سازی شده, شاخص های پردازش تصویرProblem statement: Daylight is inherently dynamic and variable, which, depending on the architectural design characteristics of light-transmitting surfaces, especially their geometry, can create different patterns of light and shadow within the interior space. This, in turn, can affect the senses and sensory perceptions of residents, manifesting through their emotional responses and providing a distinctive and meaningful spatial experience. However, it appears that contemporary residential buildings do not provide an optimal level of perceptual effects of daylight in interior spaces for their residents. This may be due to architects’ lack of systematic, clear, and precise awareness of the perceptual effects of daylight.Research
objectiveThis study aims to explain the relationship between geometric patterns of daylight distribution and the sensory perceptions of residents, as well as to identify the most reliable numerical indices for image processing to predict the relationship between these two aspects within the context of residential buildings.Research
methodThis study has been conducted using a survey research method and an image processing method in a simulated environment.
ConclusionThe survey findings indicate that changes in the geometric patterns of daylight distribution significantly alter the average sensory perception assessment indices. This highlights the importance for architects to consider and manipulate the geometry of light-transmitting surfaces to create desirable environmental sensations. Additionally, the correlation findings between the survey research and the studied image processing indices suggest that the Michelson, mean-RMS, Fractal D, GIF file size, and RAW-PRIM8 indices are the most reliable for predicting pleasantness. The TIFF-SOBEL, JPEG-PERIM8, Michelson, JPEG file size, and PNG file size indices are the most reliable for predicting attractiveness. The TIFF-SOBEL, Mean mSC, JPEG-PERIM8, JPEG file size, and JPEG-PERIM4 indices are the most reliable for predicting excitement. The RAW-PRIM4, RAW-PRIM8, Michelson, Fractal D, and CANNY 2014-RAW indices are the most reliable for predicting spatial calmness.
Keywords: Daylight, Sensory Perceptions, Emotional Responses, Simulated Environment, Image Processing Indices -
نشریه مطالعات بین رشته ای در تعالی معماری و شهرسازی، سال سوم شماره 1 (پیاپی 5، بهار و تابستان 1403)، صص 79 -100
توجه به شیوه های نورپردازی طبیعی در ابنیه سنتی، از خصوصیات بارز معماری غنی بومی ایران می باشد. بنابراین بازشناسی تجربیات پیشینیان در مورد جداره های نورگذر خانه های سنتی شهر همدان و به روز رسانی راهبردهای پیشین می تواند به ارتقای کیفیت نور روز در بناهای معاصر این منطقه اقلیمی منجر شود. این مقاله به بررسی عناصر فیزیکی فضاهای باز و بسته در خانه های سنتی شهر همدان و نقش آنها در افزایش کیفیت نور طبیعی و مقدار ساعت آفتابی در فضاهای داخلی پرداخته، رابطه منطقی بین اجزاء سطوح شفاف و فضاهای بسته مرتبط با آنها را مورد بررسی تحلیلی قرار می دهد. هدف از این تحقیق، بازشناسی کیفیت و مقدار ساعت خورشیدی در خانه های سنتی شهر همدان و ارائه پیشنهادات و الگوهای طراحی فضاهای بسته برای بناهای این شهر و منطقه اقلیمی سرد ایران است. در نحوه انتخاب نمونه ها سه عامل زمان ساخت، دسترسی مناسب و یکپارچگی ساختاری بناها مورد توجه قرار گرفته شده است. شیوه تحقیق مبتنی بر گردآوری اطلاعات، مطالعات میدانی و بکارگیری نرم افزارهای تحلیل نور روز جهت بررسی میزان روشنایی فضاها، مقدار ساعت خورشیدی و نیز سایه اندازی در حیاط در طول سال می باشد. برای تحلیل اطلاعات به دست آمده از استانداردهای مرتبط با کیفیت روشنایی نور روز و روش های آماری استفاده شده است. نتایج بررسی حاکی از وجود رابطه منطقی بین برخی از عناصر پنجره و اتاق در فضاهای بسته مرتبط با پنجره های متضمن نور روز مناسب است که با بررسی عناصر فیزیکی تمامی 38 اتاق انتخابی با نور روز مناسب در خانه های همدان، الگوهای طرح پیشنهادی با بیشترین مقدار معنی داری بین آنها به دست آمده است. عناصر فیزیکی عرض پنجره (Bw) و عرض اتاق (B) با ضریب همبستگی (r): 879/0 با معادله: Bw=0.5719 B+0.8074 بیشترین مقدار معنی داری را نشان می دهد. این الگوهای پیشنهادی می توانند راهکاری برای طراحی اتاق و پنجره در بناهای معاصر این شهر و منطقه اقلیمی سرد ایران باشند.
کلید واژگان: ساعت خورشیدی, نور روز, سطوح شفاف, خانه های سنتی, همدان, الگوی طراحیInterdisciplinary studies in architecture and urbanism development, Volume:3 Issue: 1, 2024, PP 79 -100IntroductionDaylight plays an essential role in human perception, and various studies consistently support its positive effects on our overall well-being, encompassing physical health, mental satisfaction, and productivity.In Iran, with its wealth of sunlight and remarkable architectural legacy, attention to light and lighting has always been a paramount aspect of traditional architecture. This research aims to shed light on the impact of sunlight hours and light transmission within traditional buildings in Hamedan, located in Iran's cold climate region, by addressing the following questions:1) Are the solar hours within the spaces of local buildings in Hamedan sufficient throughout the year?2) Is there a discernible relationship between the components of light-transmitting surfaces and spaces that achieve the optimal amount of solar hours?By addressing these questions, this research endeavors to uncover valuable insights into the importance of daylight in Hamedan's traditional houses, enriching our understanding and appreciation of Iranian architectural heritage.
MethodologyIn total, the physical elements of 33 rooms and 9 yards were collected and analyzed in this research. Using the obtained information, the volume drawing of the buildings was done in AutoCAD and 3dMax software. The Ladybug plugin in the Grasshopper and Rhino software, which utilizes advanced daylight analysis engines, was employed to determine the percentage of shading in the yard throughout the year. Ecotect software was also used to analyze the brightness of daylight and the number of sunlight hours on the windows of selected spaces.In this research, to reach a more suitable answer, in addition to the regulations and standards of Iran, the regulations related to daylight and the number of sunlight hours in 11 other countries with cold climate regions were also examined. Optimal spaces in terms of daylight were identified in four main sections: 1) amount of brightness, 2) uniformity of daylight, 3) amount of sun hours, and 4) visibility to the outside, and they were graded and identified.
ResultsAnalyzing information from the selected rooms using relevant software and daylighting standards, it was found that among the 33 examined rooms, 7 did not meet the minimum requirements for quality daylight and the required number of sunny hours, while the remaining 26 rooms met the standards for proper daylight quality.Upon analyzing the 26 rooms studied within the historical monuments of Hamedan city with minimum daylight quality, it was observed that 18 rooms face south, 4 face north, 2 face east, and 2 face west. All rooms, except for the 2 east-facing rooms, have the potential toreceive direct sunlight and meet the minimum sunlight hour requirement. By utilizing correlation graphs between space elements, a linear relationship between space elements, daylight quality, and appropriate sunlight hour exposure was determined. The identified relationships exhibited a high correlation coefficient, and a correlation equation was introduced to describe the relationship between these elements.
ConclusionBy examining the physical elements in all 26 selected rooms with sufficient daylight in Hamedan houses, the suggested design patterns with the highest value were identified. These suggested patterns act as effective solutions for room and window design in buildings located in Hamedan and other regions with similar cold and dry climates in Iran.
Keywords: Sunlight Hours, Daylight, Transparent Surfaces, Traditional Houses, Hamedan, Design Pattern -
ساختمان های اداری یکی از مصرف کنندگان بزرگ انرژی هستند، اما با توجه به فرصت های صرفه جویی در زمینه گرمایش، سرمایش و روشنایی می توان شاهد کاهش چشمگیری در زمان اوج بار در این ساختمانها بود. هدف از انجام این پژوهش دستیابی به نسبت بهینه سطح پنجره به دیوار در یک اتاق اداری در اقلیم گرم و خشک است، به نحوی که کاهش بار حرارتی و همچنین تامین کیفیت مطلوب نور طبیعی در یک ساختمان اداری فراهم شود. جهت دستیابی به سطح بهینه پنجره و در ساختمان های اداری شهر سبزوار ابتدا تیپولوژی ساختمان های اداری در این شهر شناسایی و اعتبار فایل آب وهوایی سنجیده شد. سپس، با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه سازی ابعاد پنجره یک اتاق اداری در اقلیم گرم و خشک شهر سبزوار انجام شد. ویژگی های عناصر طرح ازجمله پوسته خارجی براساس مطالعات کتابخانه ای انتخاب و پارامترهای قابل اندازه گیری و روشنایی مصنوعی با توجه به استانداردهای موجود و با استفاده از روابط ریاضی محاسبه شدند. درنهایت ابعاد بهینه پنجره برای یک اتاق اداری در چهار جهت اصلی ارائه شد. پس از انجام شبیه سازی و تجزیه وتحلیل حالات مختلف، مشخص شد که کمترین مجموع مصرف انرژی با نسبت سطح پنجره به دیوار 63% برای دیوار جنوبی، 47.6% برای دیوار شمالی و 31.7% برای دیوار شرقی و غربی حاصل خواهد شد.
کلید واژگان: نسبت سطح پنجره به دیوار, ابعاد بهینه پنجره, روشنایی روز, صرفه جویی انرژی, ساختمان های اداریOffice buildings are one of the largest consumers of energy in the building sector. There are several conservation opportunities in these buildings in terms of heating, cooling and lighting that if applied, peak loads in each area will be reduced significantly. One of the main energy consumers in office buildings is lighting systems, as providing sufficient lighting in office spaces is one of the main foundation for increasing employees’ satisfaction and productivity at the same time. Since Iran is located in a region benefiting from high annual solar radiation, it is viable to maintain the required illuminance level through proper design of windows and benefit from natural daylight. A review of the literature reveals that defining a proper window-to-wall ratio (WWR) will help to conserve heating and lighting energy. Several studies have introduced various WWRs for different cities of Iran, but none is focused on Sabzevar office buildings. Therefore, this article aims to introduce optimal window-to-wall proportions in an office room in Sabzevar, a hot arid climate, in order to reduce heating load during the cold period of the year and provide the least lighting energy using natural light simultaneously. To determine the optimal ratio of windows in office buildings in Sabzevar and build a proper model of an office room as a representative of office spaces in the city, 26 office buildings in the city were studied and measured. Next, the model with proper dimensions was selected. Afterwards, to carry out energy simulation, a weather file was adopted and validated against Sabzevar weather station data. The research was carried out doing parametric simulation by Grasshopper software. The window dimensions of an office room, in the hot and dry climate of Sabzevar were then simulated parametrically and optimized through a genetic algorithm. The feats of the design elements such as the exterior envelope of the model were selected based on literature review and measurable parameters. On the other hand, artificial lighting was defined according to existing standards and mathematical equations presented there. Finally, the optimal dimensions of the window for an office room were presented in four main directions. In this regard, 90 modes for the south façade, 254 modes for the north façade, 131 modes for the east façade and 126 modes for the west façade were simulated and compared. After simulation and analysis of different scenarios, it was concluded that the lowest total energy consumption with a window-to-wall ratio of 63% for the south wall, 47.6% for the north wall and 31.7% for the east and west walls will be obtained. Additionally, the effect of applying shading devices regarding the energy consumption of the model was studied. For this purpose, optimal shading angles introduced by the national building code of Iran were applied to the model under examination. It was found that shading will reduce cooling energy in the warm period of the year, however it will cause an increase in heating load during the cold season. It was also concluded that the best shading for windows in the city is a movable one.
Keywords: Window to wall ratio, Optimal window dimensions, Daylight, Energy saving, Office buildings -
به کارگیری مناسب نور و روشنایی طبیعی در فضای داخلی می تواند علاوه بر ایجاد آسایش بصری، تاثیرات مثبتی را بر سلامت جسمی و روحی، رفتارها و نگرش ها، همچنین حالات و عملکرد ساکنان داشته باشد. همچنین نور روز طبیعی می تواند تقاضا برای سیستم روشنایی الکتریکی را کاهش دهد، لذا پرداختن به این مهم در محیط های داخلی ضروری است. هدف کلی این پژوهش، شناخت نقش نور روز در جهت ارتقای کیفیت فضای داخلی و افزایش سلامت انسان و نیز ارایه راهکار استفاده بهینه از نور خورشید است. در این راستا به دنبال پاسخگویی به این پرسش است که نور روز را چگونه می توان به فضای داخل منتقل نمود و وجود آنچه تاثیراتی بر ابعاد مختلف سلامت مخاطب دارد؟ روش پژوهش حاضر به لحاظ ماهیت کیفی و به لحاظ هدف کاربردی است و جهت گردآوری اطلاعات، از روش مطالعات کتابخانه ای و اسنادی استفاده شده است. نتایج پژوهش حاضر بر اهمیت نقش و مفهوم نور روز در فضاهای داخلی و چگونگی بهره وری مناسب از آن پرداخته است و نشان می دهد که نورگیری توسط کانال های نوری باکیفیت بالاتری نسبت به نورگیری مستقیم از پوسته ساختمان و یا نورگیرهای سنتی انجام می شود. درنتیجه می توان گفت کانال نوری انتخاب مناسبی برای انتقال نور روز است. این سیستم نور روز را با کیفیت بالا به عمق ساختمان انتقال داده و روشنایی فضاهای فاقد نور روز را تامین نموده و درنهایت با پاسخ دهی به نیازهای انسان، موجب ارتقای کیفیت فضاهای داخلی و سلامت جسمانی، روحی، اجتماعی و ادراکی در انسان می شود؛ بنابراین می توان از کانال نوری به عنوان یکی از روش های موثر استفاده از نور روز بهره برد.
کلید واژگان: نور روز, معماری داخلی, ارتقای کیفیت فضای داخلی, ابزارهای انتقال نور, کانال های نوریIn addition to creating visual comfort, the proper use of light and natural lighting in the interior can have positive effects on the physical and mental health, behaviors and attitudes, as well as the moods and performance of the residents. Also, natural daylight can reduce the demand for electric lighting system, so it is necessary to address this issue in indoor environments. The general purpose of this research is to understand the role of daylight in order to improve the quality of indoor space and increase human health, as well as to provide a solution for the optimal use of sunlight. In this regard, it seeks to answer the question of how daylight can be transferred to the interior space and what effects does its existence have on the various aspects of the audience's health? The method of the present research is qualitative in nature and practical in terms of purpose, and the method of library and documentary studies has been used to collect information. The results of the current research have discussed the importance of the role and concept of daylight in interior spaces and how to use it properly and show that lighting is done by high-quality light channels compared to direct lighting from the building shell or traditional skylights. to be As a result, it can be said that the optical channel is a suitable choice for the transmission of daylight. This system transmits high-quality daylight to the depth of the building and provides lighting for spaces without daylight, and finally by responding to human needs, it improves the quality of indoor spaces and the physical, mental, social and cognitive health of humans. ; Therefore, the optical channel can be used as one of the effective methods of using daylight.
Keywords: Daylight, Interior architecture, Improving the quality of interior space, Light transmission tools, Optical channels -
امروزه با شتاب گیری پیشرفت های علمی در همه زمینه ها و بخصوص در فناوری های نوین ساختمانی، توجه به استفاده از انرژی های تجدیدپذیر برای کاهش آلودگی های زیست محیطی در سرلوحه برنامه های تحقیقاتی قراردارد. بهره گیری از منبع عظیم نور خورشید در ساختمان هرچند از دیرباز معمول بوده اما درحال حاضر یک ضرورت برای ادامه حیات است. علم بیونیک و شناخت ساختارهای طبیعی نیز به نوبه خود امکانات فراوانی در اختیار معماران برای سازگاری ساختمان با طبیعت بدون ایجاد عارضه نامطلوب، قرار داده است. روشنایی طبیعی یکی از عوامل مهم طراحی فضاهای آموزشی با کیفیت مطلوب است. فناوری پوسته های انطباق پذیر در زمینه کنترل دمای ساختمان، روشنایی روز، تهویه طبیعی و امکان تولید انرژی، به بهبود کیفیت محیط داخلی ساختمان کمک قابل توجهی می کند. این فناوری، کیفیت نور طبیعی فضای داخلی را افزایش می دهد؛ و به دلیل عملکرد مشابه سایبان بر رفتار حرارتی ساختمان نیز تاثیر می گذارد. در این پژوهش به تاثیر پوسته های انطباق پذیر در تنظیم روشنایی روز در داخل مدل شبیه سازی شده یک کلاس آموزشی پرداخته می شود. روش شناسی و مدل فرایند طراحی نیز با بهره گیری از فناوری صفحات تاشو برای ایجاد پوسته و شبیه سازی فضای کلاس با استفاده از نرم افزارهای طراحی محاسباتی و شبیه سازی راینو/گراس هاپر و به ویژه پلاگین کلایمت استودیو مطابق با اقلیم شهر یزد، میزان تاثیر باز و بسته شدن پوسته در کنترل روشنایی روز و سازگاری با شرایط محیطی مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج کلی نشان می دهد؛ پوسته انطباق پذیر در جلوگیری از تابش خیره کننده در بیشتر اوقات سال و قرارگیری شرایط محیطی در محدوده آسایش بصری و زیستی کاملا موثر می باشد.
کلید واژگان: روشنایی روز, پوسته انطباق پذیر, آسایش بصری, شبیه سازیJournal of Design and Planning in Architecture and Urban Planning, Volume:1 Issue: 2, 2024, PP 15 -31Today, with the acceleration of scientific advances in all fields, especially new construction and software technologies, attention to the use of renewable energy to reduce environmental pollution has been placed at the forefront of research programs. The use of a huge source of sunlight in the building, although it has been common for a long time, has become a necessity for survival today. Electronic science and knowledge of natural structures have also provided many possibilities to architects. Adapting the building to natural conditions without creating unwanted effects. Natural light is one of the important factors in designing quality educational spaces. Due to its canopy-like performance and its effect on the building's thermal behavior, the adaptive shell technology significantly improves the quality of the building's indoor environment in terms of building temperature control, daylighting, and natural ventilation. In this paper, the effect of adaptive skins on daylight control is discussed in a simulated model of a typical classroom in a hot, dry climate. The design process begins with the simulation of a classroom example using Rhino/Grass Hopper computational design software and using the Climate Studio plugin. This plugin is a parametric building energy simulation software, which in this article, according to the time and weather conditions of Yazd city in the hot and dry climate of central Iran, by using the simulation of daylight, glare and energy indicators in The current conditions of the sample model are examined and then assuming the installation of the dynamic shell, simulations and indicators are analyzed again. The Climate Studio plugin provides results according to the main criteria with great ease and speed of analysis. The findings of the research show that due to the intensity of radiation and high heat in the seasons, it is necessary to use a canopy to prevent glare in the classroom on most days of the year. Also, the effect of dynamic shells in controlling the intensity of radiation and glare and setting the conditions in an acceptable range of brightness and temperature is clearly evident. The results show that with the use of adaptive skins, daylight and environmental conditions are always within the range of visual comfort and optimal energy consumption at any time of operation. This is due to the adaptation of shell openings to climatic conditions, which is explained in detail in the text of the research. One of the most important results for the instantaneous light index is the excess radiation intensity, especially in December. Due to the southern direction of the sample class, annoying glare is seen and due to the radius of the rays reflected from the environment, its effect is greater near the window.. The advantages of folding shells and the use of new technologies in the facade of buildings, in addition to beauty, are the human desire to preserve the environment and maximize the use of renewable energy.
Keywords: daylight, adaptive shell, visual comfort, educational class -
International Journal of Architectural Engineering & Urban Planning, Volume:34 Issue: 1, Jan 2024, PP 67 -83
The incorporation of various openings that permit daylight into interior spaces significantly influences thermal comfort. In the central region of Iran, Orosi windows are a prevalent architectural feature in courtyard buildings. These latticed door-windows are embellished with colorful glass pieces arranged in geometric patterns. This study aims to evaluate the impact of glass color in Orosi windows on their thermal and daylight performance. The primary objective is to determine the thermal comfort and daylight performance of a typical Qajarian Orosi with different glass colors (colorful, red, blue, yellow, green, colorless) and to identify the optimal glass color for Orosi windows. The findings reveal that the glass color of Orosi windows not only affects thermal comfort but also has a significant impact on daylight performance. Yellow glass offers the most favorable thermal conditions, irrespective of the season. In terms of daylight performance, all glass colors perform adequately; however, the Orosi with yellow glass achieves the highest values for spatial Daylight Autonomy (sDA) and Annual Sunlight Exposure (ASE). The next preferred options, in descending order, are colorless, green, and blue glass. Considering both daylight and thermal performance, it is recommended to use Orosi windows with yellow glass due to the 22% improvement in annual thermal comfort and satisfactory daylight performance.
Keywords: Orosi, Colored Glass, Daylight, Thermal Comfort, Traditional House -
به کارگیری نورگیرهای سقفی در فروشگاه های بزرگ، با توجه به تقاضای بالای انرژی این کاربری و پتانسیل بهره مندی آن از نور طبیعی، می تواند باعث کاهش مصرف انرژی و انتقال نور روز به فضاهای عمیق تر شود. این پژوهش به بهینه سازی مشخصات نورگیر سقفی و جانبی با هدف تامین روشنایی مناسب و کاهش مصرف انرژی در کاربری فروشگاهی و به طور خاص شعبه آل احمد فروشگاه شهروند در شهر تهران می پردازد. به منظور دستیابی به این هدف، پس از تعریف پارامترهای تاثیرگذار بر عملکرد انرژی و روشنایی در دو مدل دارای نورگیر سقفی و نورگیر جانبی به کمک فرایند بهینه سازی دو هدفه، مشخصات بهینه نورگیرها مشخص شد. در نهایت جهت بررسی میزان تاثیرگذاری متغیرهای بررسی شده بر خروجی، تحلیل حساسیت انجام شد. مطابق نتایج به دست آمده، نورگیر سقفی در نسبت مساحت سطح نورگذر خود به مساحت ساختمان در بازه 4.97% تا 6.09% با کمترین ارتفاع دیواره ها و شیشه دوجداره با ضریب گسیلندگی 0.10، و نورگیر جانبی با ارتفاع زیاد در جبهه شمالی و جنوبی و ارتفاع کم در جبهه شرقی و غربی با شیشه دوجداره با ضریب گسیلندگی 0.10 بهترین عملکرد را از نظر نور و انرژی داراست. همچنین نورگیر سقفی در مقایسه با نورگیر جانبی در شرایط یکسان، با 35% سطح شیشه کمتر اما با 12 کیلووات ساعت بر مترمربع شدت مصرف انرژی بیشتر، سطح مشابهی از نور روز با یکنواختی بیشتر فراهم می کند.
کلید واژگان: بهینه سازی, نور روز, طراحی پارامتریک, فروشگاه, نورگیر سقفیDue to demographic changes and the growing trend of urbanization and the consequent increase in energy demand in recent decades, energy supply has become one of the main concerns of human societies. The use of passive solutions and renewable resources for sustainable design, especially in the construction sector, is one of the ways to deal with the consequences of the crisis due to limited fossil fuels and greenhouse gas emissions. Among renewable energy, solar energy plays an important role in meeting the needs of the building, especially lighting. Daylight is one of the basic components of a passive solar building design. Proper integration of daylight with architectural design is considered one of the most effective means of reducing energy and the environmental problems and improve the quality of visual comfort and health. Among the various daylight systems available today, toplighting is used because of its ability to provide uniform daylight in spaces without facades or in deep rooms. The use of skylights in large stores, due to the high energy demand of this type of building and also the potential of using natural light, can reduce energy consumption and introduce daylight to deeper spaces. The purpose of this study is primarily to investigate the thermal and lighting performance of the installation of skylights in store buildings and in particular the Shahrvand Al-Ahmad branch store in Tehran. To achieve this goal, after defining the parameters affecting energy and light performance, the process of simulating daylight and energy was done in two stages: 1) skylight, and 2) clerestory. Models with parameters including the dimensions of the skylight, the height of the north and south curb, the type of glass in the model with skylights, and the height and type of glass in the model with clerestory were simulated, so that an appropriate solution in terms of light and energy can be achieved with the help of multi-objective optimization process,. The objectives are energy use intensity (EUI) and spatial useful daylight illuminance (sUDI), which were evaluated after the optimization process with the help of Pareto front diagrams. Finally, in the two mentioned models, sensitivity analysis was performed to evaluate the effect of the studied variables on the outputs. According to the results, the skylights with SFR of 4.97% to 6.09% with the lowest curb height and double glazing with 0.10 emission coefficient, and high clerestories on the north and south walls and low clerestories on the east and west walls with double glazing with 0.10 emission coefficient have the best performance in terms of daylight and energy. Also, the skylight provides the same level of daylight with more uniformity compared to the clerestory in the same conditions, with 35% less glass area but with 12 kWh/m2 of higher energy consumption. According to the results of sensitivity analysis, the dimensions of the skylight and the height of the southern clerestory have the greatest impact on daylight and energy use in the model with skylights and clerestories, respectively.
Keywords: optimization, Daylight, Parametric design, Store, skylight -
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 4/1% 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.
کلید واژگان: زیست الگو, پوسته ساختمان, کاکتوس, شبیه سازی, نور روز, خیرگیJournal of Design and Planning in Architecture and Urban Planning, Volume:1 Issue: 1, 2023, PP 56 -74One 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.
Keywords: Biomimicry, Building Envelope, Cactus, Simulation, Daylight, Glare -
The optimal design and construction of high-performance buildings to ensure the inhabitants' health, both physically and mentally, has attracted many designers. Maintaining appropriate daylight is one of the most important variables in designing of high-quality residential buildings. Indeed, it has a great impact on creating a sense of desirability, health and relaxation. The main question of this study was the relationship between the intensity of light and the activity of areas outside the brain's default mode network and its effects on the level of sustained attention. Based on the research question, the hypothesis was presented as follows: Low light inhibits sustained attention and regions outside the DMN are expected to be activated by increased light. The study results indicated that the measurable intensity of daylight, can meaningfully influence the examinees. In other words, ambient light at the intensity of 197 lux may activate some brain areas with a defining role in cognitive processes. This would help in activation of the default mode network and helping one to stay even more vigilant during the whole process. This could help better designing architectural spaces such as residential buildings, classrooms and meeting rooms, in which light is a key content of design where vigilance is concerned. It is suggested that researchers, in future studies, pay attention to the effect of other factors on the intensity of illumination, such as Dimensions and type of architectural space, type of materials, color, and absorption coefficient of walls and floors.Keywords: Daylight, Brain Waves, Electroencephalography, Residential building
-
استفاده مناسب از نور روز، استفاده از منبع رایگان روشنایی است و توجه به کمیت و کیفیت آن، از بعد مصرف انرژی نیز در مراحل اولیه طراحی معماری بسیار حایز اهمیت است. با توجه به اینکه تغییر در هندسه فرم بنا می تواند پاسخ های متفاوتی (و حتی بعضا متضادی) در بحث نور و انرژی داشته باشد، یافتن فرم بهینه هندسی ساختمان اهمیت دوچندانی پیدا می کند. با وجود تاثیر بالای فرآیند تحلیل حساسیت در تحلیل عملکرد انرژی ساختمان و کاهش زمان شبیه سازی پژوهش های اندکی در این زمینه انجام شده است. این پژوهش به دنبال بهینه سازی تناسبات هندسه ی یک ساختمان اداری در شهر قم است. شبیه سازی مقداری نور و انرژی در مدل پایه ی پژوهش انجام شده و پارامترهای هندسی طول، عرض و ارتفاع ساختمان و همچنین اندازه پنجره شمالی و جنوبی و تعداد سایه بان در مدل های مختلف به کمک الگوریتم ژنتیک بررسی شده است. سپس تاثیر این پارامترهای هندسی به کمک محاسبات ریاضی درروش تحلیل حساسیت سراسری و بر مبنای شاخص SRC انجام شده است. نتایج حاصل از پژوهش حاکی از آن است که در مدل بهینه، نسبت طول به عرض ساختمان 1.13 و نسبت پنجره به دیوار برای جبهه جنوبی ساختمان 43 درصد و نسبت پنجره به دیوار برای جبهه شمالی ساختمان 10 درصد است و تعداد سایه بان جبهه جنوبی 2 عدد است. نتایج حاصل از تحلیل حساسیت حاکی از آن است که طول اتاق و بعدازآن عرض اتاق موثرترین پارامترهای هندسی ساختمان دررسیدن به یک طراحی انرژی-نور کارا در بستر این پژوهش بودند.
کلید واژگان: تحلیل حساسیت, بهینه سازی, نور روز, هندسه ساختمان, الگوریتم ژنتیکProper use of daylight is use of free source and Paying attention to quantity and quality of energy, is very important in the architectural design. Given that change of building geometry can have different answer (even sometimes antithetical) in the energy and daylight, so finding optimal building geometry is very important. Despite high impact of the sensitivity analysis on the building energy performance and the reduction of simulation time, little research has been done in this field. This study wants to optimize the geometric proportions of an office building in Qom. Quantitative simulation of daylight and energy in the basic model of the research have been done and the geometric parameters of length, width and height of the building and also window to wall ratio of the north and south facade in different models will using genetic algorithm have been checked. Then, the effect of geometric parameters were determined by mathematical calculations in the global sensitivity analysis method based on the SRC method. The results indicate that in the optimal models, the length to width ratio of the building is 1.13 and the window to wall ratio for the south facade of the building is 43% and the window to wall ratio for the north facade of the building is 10% and the number of shading for the south facade is 2. The sensitivity analysis indicate length and width of building are the most important geometric parameter to achieving the energy _ daylight efficient in the context of this research.
Keywords: Sensitivity analysis, Optimization, Daylight, Building Geometry, Genetic Algorithm -
Considering optimization in order to increase the efficiency of daylight in vernacular rural houses by passive systems can mitigate energy consumption in addition to creating suitable conditions for living in those houses. Therefore, this question is raised that how effective is the multi-objective optimization to increase the efficiency of daylight in rural buildings by using passive systems. The present study is aimed to evaluate the impact of passive systems via the parameters of building orientation, type of Shading, and Window-to-Wall Ratio (WWR) on vernacular houses in Kang village located in Iran. In this regard, first, 4 houses (2 vernacular houses and 2 non-vernacular houses) located in the village were selected and after comparison, the best house was selected in terms of performance of total energy consumption and lighting load. Then, simulation and algorithm writing were done according to the parameters considered in the research for the selected case sample using Rhino software and Grasshopper plugins, and Ladybug tool. Then, the results were analyzed by Web Design Explorer. Finally, it was found that by using passive systems, the efficiency of daylight can be increased in the vernacular houses of Kang village at a much lower cost than using active systems, and as a result, energy consumption is mitigated, which this will retain the environmental conditions.
Keywords: Daylight, Passive systems, Increase efficiency, Rural houses -
اهداف
استفاده دوباره از بناهای میراثی بهترین استراتژی برای حفظ آن می باشد. عدم توجه به بناهای میراث صنعتی به نسبت بناهای میراثی دیگر سبب تخریب آنان شده است در حالیکه با مقیاس عظیم آن میتوان کاربری متناسب داد. به علاوه این بناها معمولا استاندارد های نور روز را برای سلامت و بهره وری فراهم نمی کنند. واکاوی وضعیت نور روز و چاره اندیشی برای کاهش خیرگی و استفاده بهینه از نور روز به جای نور مصنوعی می باشد.
روش هامطالعه موردی، ساختمان دیگ بخار قدیم در مجموعه کارخانه نساجی قایمشهر در استان مازندران است. مدلسازی ساختمان با راینو و گرسهاپر انجام شده و نور روز در پلاگین هانی بی و لیدی باگ براساس رادیانس شبیه سازی شده است. پارامترهای طراحی سایبان پنجره برای لوور افقی و عمودی به ترتیب پهنای تیغه ها، فاصله ی بین آنان و زاویه مورد بررسی قرار گرفته و برای قاب ، پهنا، در نظر گرفته شده است. این پارامترها به روش بهینه سازی دستی مورد بررسی قرار گرفته و با بررسی دقیق و اعتبار سنجی به انتخاب بهتر سایبان برای بهره وری هر چه بهتر می انجامد.
یافته هابه کمک سیستم های سایبان می توان به کاهش خیرگی و همزمان وجود نور کافی در فضا دست یافت. از میان سایبان ها لوور عمودی بیشترین تاثیر را در کاهش خیرگی گزارش می دهد.
نتیجه گیرینتیجه به عنوان راهنمای طراحی برای ساختمان های میراث صنعتی در اقلیم نیمه گرمسیری مرطوب ارایه می شود تا با کمترین مداخله بتوان از بنا استفاده دوباره کرد.
کلید واژگان: نور روز, میراث صنعتی, شبیه سازی نور روز, لوور عمودی, استفاده مجدد تطبیقی, آسایش بصریNaqshejahan- Basic studies and New Technologies of Architecture and Planning, Volume:13 Issue: 2, 2023, PP 104 -125AimsReuse of heritage buildings is the best strategy to preserve the building. The lack of attention to industrial heritage buildings compared to other heritage buildings has caused their destruction, while due to its huge scale, it can be used appropriately. In addition, these buildings usually do not provide daylight standards for health and productivity. The main goal is to analyze the current state of the daylight and find solutions to reduce glare and optimal use of daylight instead of artificial light.
MethodsThe case study is the research on the building of the old steam boiler in the Ghaemshahr textile factory complex in Mazandaran province. Building modeling is done with Rhino and Grasshopper, and daylight is simulated in Honeybee and Ladybug plugins based on Radiance. The design parameters of the shading system for horizontal and vertical louvres have been examined in order of the width of the blades, the distance between them and the angle, and the width has been considered for the frame. These parameters are examined by manual optimization method. With scrutinizing and validation, it leads to a better selection of shading system for better productivity.
FindingsWith the aid of shading systems, it is possible to reduce glare and have enough daylight in the space. Among the shadings, the vertical louvre reports the greatest effect in reducing glare.
ConclusionThe result is presented as a design guideline for industrial heritage buildings in a humid subtropical climate so that the building can be reused with minimal intervention.
Keywords: daylight, industrial heritage, daylight performance simulation, vertical louvre, adaptive reuse, visual comfort -
International Journal of Architectural Engineering & Urban Planning, Volume:33 Issue: 2, Apr 2023, P 5
For years, research on daylight in work environments with different climates has been important for researchers to distribute light evenly in the indoor space in order to create a healthy work environment and visual comfort. This study examines the effect of horizontal and vertical shading devices, the depth and distance of louvres on daylight with the aim of increasing DLA (daylight autonomy) for Abrisham tower in Tabriz, Iran. As input parameters the depth of louvres was considered 5 and 15 cm and their distance were considered 150 and 200 cm. Modeling was performed in Rhinoceros software and the Simulation was done in Grasshopper plugin to control the geometric parameters and with the help of ladybug and honeybee plugins. The multi-objective simulation tool, octopus was used to optimizing. Results show that vertical louvers caused more light reduction. Furthermore, the simulation effects of shaders parameter's include depth and distance being examined and analyzed, it seemed that the distance between louvers in this case and in Tabriz is more important variable and moreover, using reflective material or coating on louver’s surface as there are many weeks are overcasting theirs in Tabriz can help and improve internal light autonomy. The optimal cases that were obtained for north façade windows are horizontal louvres with a depth of 5 and a distance of 190 cm and vertical louvres with a depth of 15 cm and a distance 200 cm. In south facade are horizontal louvres with a depth of 13 and a distance of 161 cm and vertical louvres with a depth of 14 cm and a distance of 153 cm.
Keywords: daylight, simulation, optimization, parametric design, high rise building, shading device -
بیان مسئله:
استفاده بهینه از نور روز به عنوان یکی از عوامل اصلی موثر در ارتقا کیفیت فضاهای اداری، نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی الکتریکی، بهبود عملکرد و سلامت کارکنان دارد. در طراحی ساختمان های بلندمرتبه، مولفه های متعددی بر میزان نور طبیعی در فضای داخلی تاثیر می گذارند. با اتخاذ تدابیری نظیر بهینه سازی شکل و تناسبات هندسی پلان، جهت گیری و ارتفاع طبقات در مراحل آغازین طراحی، می توان ضمن بهره مندی از مزایای استفاده از نور طبیعی، از تعارضات آتی میان مولفه های مختلف طراحی جهت بهینه سازی روشنایی طبیعی ساختمان جلوگیری نمود. اهمیت این موضوع در طراحی ساختمان های بلند اداری باتوجه به اهمیت نور طبیعی، مقیاس و همبستگی مولفه های طراحی، بیشتر به چشم می آید.
سوال تحقیق:
ارتباط میان شکل و تناسبات هندسی پلان، جهت گیری و ارتفاع طبقات ساختمان های بلند اداری، با شاخص کفایت فضایی نور روز (sDA)، به عنوان معیاری برای سنجش میزان روشنایی طبیعی در فضای داخلی چگونه است؟
اهداف تحقیق:
این پژوهش پس از ارزیابی میزان حساسیت شاخص sDA به هریک از متغیرها، شکل هندسی و جهت گیری بهینه پلان و حداقل ارتفاع طبقه متناسب با مساحت کل طبقه را در ساختمان های بلند اداری جهت دستیابی به حداکثر امتیاز استاندارد روشنایی لید (LEED)، در اقلیم شهر تهران، تعیین می کند.
روش تحقیق:
فرایند کلی این پژوهش از سه مرحله شامل؛ جمع آوری و تحلیل داده های حاصل از مطالعه 100 ساختمان بلند اداری برای تعیین بازه مجاز بهینه یابی و مدل پایه، شبیه سازی نور روز به روش «مدل سازی روشنایی طبیعی مبتنی بر اقلیم» با نرم افزار رادیانس، مقایسه نتایج شبیه سازی و بهینه یابی هریک از متغیرها، تشکیل یافته است.
مهم ترین یافته ها و نتیجه گیری تحقیق:
بر اساس نتایج به دست آمده، مقادیر مربوط به شاخص (sDA300/50%) در فضاهای اداری با تغییر جهت گیری پلان،1 تا 5/4% نسبت به مدل پایه، ارتقا یافته است. موثرترین شکل هندسی از میان الگوهای هندسی طراحی پلان ساختمان های بلند اداری برای بهبود شاخص مذکور، مثلث متساوی الاضلاع و پس از آن بیضی، مستطیل، مربع و دایره می باشد. شاخص sDA با تعیین شکل هندسی مناسب پلان، تا بیش از 10% بهبودیافته است. ارتفاع پیشنهادی کف تا سقف طبقه باهدف دستیابی به حداکثر امتیاز استاندارد روشنایی (LEED v4.1)، برای اشکال هندسی موردمطالعه، در بازه ی مساحتی 1500 مترمربع و کمتر، 270 سانتی متر، 1500 تا 2500 مترمربع، 270 تا 310 سانتی متر و بازه 2500 تا 3500 مترمربع، 310 تا 340 سانتی متر، است. نتایج این پژوهش می تواند راهنمایی اجرایی در مراحل آغازین طراحی برای ارتقا سطح آسایش کاربران ساختمان های بلند اداری در شهر تهران باشد.
کلید واژگان: تناسبات هندسی, بهینه سازی پارامتریک, ساختمان بلند اداری, شبیه سازی رایانه ای, نور روز, مراحل آغازین طراحیArchitectural Thought, Volume:7 Issue: 13, 2023, PP 192 -211Research Problem:
Optimum use of daylight, as one of the main effective factors in improving the quality of office spaces, plays an important role in reducing electric energy consumption and improving the performance and health of employees. In high-rise buildings, usable space with the potential to benefit from sufficient daylight is often placed between the outer wall and the core of the building, which we call "useful space" here. The floor height, the floor area, the geometric shape of the plan, and the orientation of the building are the most important physical components affecting the ratio between the useful space and the entire floor space. By simple decision in the initial stages of design, while increasing the ratio of useful space to the entire floor space, future conflicts between different design components can be avoided to optimize the natural lighting of the building. The importance of this issue in the design of tall office buildings is more visible due to the importance of using natural lighting, scale, and correlation of design components
Research Question:
how is the correlation between floor height, plan shape, and the orientation of the building with the spatial daylight autonomy (SDA), as an index to measure the amount of useful floor space with the potential of using natural lighting in the interior space?
Research MethodThis paper applies spatial daylight autonomy (SDA) to assess the impact of geometrical parameters on daylight performance by dynamic simulation in typical plan shapes of tall open office buildings in Tehran’s climatic conditions. The research involves three steps: First, 100 high-rise office buildings built before 2022 are investigated to find tall office buildings' most common geometrical aspects. Each geometry is parametrically modeled in the Grasshopper plugin in the second stage. For this step, initial data such as floor area core to floor area are entered as inputs of daylight simulation. The Honeybee parametric plugin inputs include data such as material reflection, glass Visual Transmission (VT), geographic location, activity period, and office layout. In the last part, simulation results for each case are compared and optimized.
The Most Important Results and ConclusionThe results indicate that among the evaluated geometrical factors, the orientation of the building is less important than the plan shape and ceiling height on the SDA. Among the studied plan shapes, the triangle shape had the best daylight performance concerning the SDA index, followed by the rectangle and ellipse plan shapes. Results show that a slight change in the geometry can improve SDA by more than 10%. A comparison of the results of the orientation study on the amount of natural light in the indoor environment based on the SDA index in each of the studied geometric shapes shows that the change of orientation of the building relative to the south improves to about 4.5% in the geometry of the triangle. This effect is up to 3% in rectangular geometry, about 2% in the ellipse, and about 1% in the square. Results can be used as a simplified method for architects in the early design stages to assess the impact of the geometrical characteristics on the daylight performance of tall office buildings in Tehran city.
Keywords: geometry configuration, parametric optimization, high-rise office Building, computational simulation, Daylight, early-stage design -
Creating suitable lighting conditions in educational environments is one of the most important factors in the design of such spaces and have significant effects on the mental and physical conditions of students, as well as reducing energy consumption. But for the design of space lighting, attention should be paid to not creating too much or too little light and glare in the space. One of the modern solutions to provide these conditions is the use of dynamic and smart skins that react based on the amount of light. In this research the impact of the presence of dynamic smart shade and its absence on the amount of sufficient light supply and the possibility of glare in a classroom will be examined. The purpose of this research is to prove the better performance of the designed dynamic and smart facade, in providing proper light and no glare in the climate. Based on the obtained results, it was found that the design with the help of Iranian-Islamic architectural patterns in smart shade systems, especially on the southern side of the buildings, leads to the creation of visual comfort in the environment. Also, according to the results obtained from the comparison of the two facade systems, in all the analyses, the intelligent facade, unlike the case without the shade, has been able to provide enough light for more than 50% of the class area at all times, without causing glare.Keywords: visual comfort, Dynamic Skins, Computational Analysis, GLARE, Daylight
-
In residential buildings, good daylight is critical in maintaining key aspects of our psychological and physiological health, and windows have a key role in the daylight performance. However, achieving successful window design in the term of daylight is rather problematic, it can cause thermal discomfort in summer or winter. The balancing of different interrelated window factors is particularly challenging for Tabriz climate. Fortunately, because of advancements in building optimization methods in recent years, genetic algorithms used to explore for design solutions have shown their efficiency in solving complicated architectural problems. The aim of this current study is to determine the applicability of a genetic algorithm for the optimization of windows for a typical residential building in the cold climate of Tabriz considering daylight and thermal performance. Using a parametric algorithm and evolutionary multi-objective optimization via Wallacei X plug-in for Grasshopper, various windows-to-wall ratios and sill height were combined, to find potential solutions that achieve a good performance in terms of thermal comfort and daylight. The survey has shown that in optimal conditions, the increase in useful daylight illuminance towards the base cases for south and north facade is 3.2% - 10.3% and the reduction rate of discomfort hours is 1.1%-23.8% through modification of window-to-wall ratios and still height in a residential building with a common plan in this climate.The results illustrated how an optimization methodology can be applied in the early stages of building design to understand how the windows can be tailored to ensure a good balance between daylight and thermal performance.
Keywords: Window, Residential building, Daylight, Thermal Comfort, Genetic Algorithm -
اهداف
بررسی عملکرد و میزان تاثیر پوسته ساختمان بر مولفه های روشنایی طبیعی و دریافت تابش، به عنوان مولفه های موثر بر کیفیت فضای داخلی، درقالب طراحی یک پوسته با الگوریتم ورونوی، هدف اصلی مقاله است.
ابزار و روشبا استفاده از الگوریتم ژنتیک و شاخص های روشنایی مفیدنور روز و انرژی دریافتی ازتابش خورشید، حالتهای بهینه از بین گزینه های طراحی پوسته ارایه شده اند. روش کار به صورت بهینه یابی چندهدفه -با استفاده ازالگوریتم ژنتیک رتبه بندی نامغلوب و مدل سازی پارامتریک در پلتفرم راینو و افزونه گرسهاپر با بهره گیری از ابزارهای آنالیز محیطی همچون انرژی پلاس و رادیانس برای محاسبات عددی- بوده است. طراحی پوسته دوم برای تمامی جهه هاحالات ممکن بررسی شدو برای هر جبهه به حالت بهینه نهایی دست یافتیم ودر انتها پوسته های طراحی انتخاب شده درسه حالت 1- بدون پوسته دوم، 2- لوورهای افقی و 3- ایجاد پوسته ورنوی؛ موردآنالیز و مقایسه قرار گرفتند.
یافته هادر حالت بهینه نهایی پوسته ورنوی به عنوان پوسته دوم میزان افزایش روشنایی مفید نور روز نسبت به حالت بدون پوسته دوم برابر با63.29 درصد افزایش و نسبت به حالت استفاده از لوور های افقی 21.02 درصد افزایش داشته است. همچنین استفاده از این ایده طراحی، میزان دریافت تابش خورشیددر مقایسه با حالت بدون پوسته دوم برابر با 63.86درصد کاهش و نسبت به حالت استفاده از لوورهای افقی به عنوان پوسته دوم 15.38 درصد کاهش یافته است.
نتیجه گیریپوسته طراحی شده حاصل فرایند بهینه سازی و استفاده از هندسه ورونویی عملکرد مناسبی در بهبود شاخص روشنایی مفید نور روز و کاهش دریافت تابش خورشید دارد.
کلید واژگان: نور روز, طراحی پارامتریک, فضای اداری, بهینه سازی چند هدفه, الگوریتم ژنتیک, الگوریتم ورونویی, معماری معاصر, پایداری, فناوری های نوینNaqshejahan- Basic studies and New Technologies of Architecture and Planning, Volume:12 Issue: 4, 2023, PP 116 -141AimsThe main purpose of this article is to investigate the performance and impact of the building shell on natural lighting components and radiation reception, as components affecting the quality of the interior space, through designing a shell with Voronoi algorithm.
MethodsFor this purpose, using the genetic algorithm and taking into account the Useful Daylight Illumination and the Total Radiation, optimal configurations are presented from among the design options of the shell, which is based on the Voronoi algorithm. The working method has been multi-objective optimization using NSGA-II and linear modeling in the Rhino platform and Grasshopper plugin using environmental analysis tools such as Energy Plus and Radiance for numerical calculations. Also, skins are analyzed in three cases: 1-an infilled wall without the second skin, 2-using horizontal louvers, and 3- Voronoi skin as the second skin.
FindingsIt has been indicated that with Voronoi skin, the amount of average Useful Daylight Illuminance has increased by 63.86% compared to the case without the second skin, and by 21.02% compared to the case using horizontal louvers the second skin. Also, by this design idea, the amount of total solar radiation decreases by 63.86% compared to the case without the second shell and decreases by 15.38% compared to the issue of using horizontal louvers as the second shell.
ConclusionThe designed shell resulting from the optimization process and the use of Voronoi geometry has a good performance in improving the Useful Daylight Illuminance and reducing the amount of sunlight.
Keywords: daylight, parametric design, office space, multi-objective optimization, genetic algorithm, contemporary architecture, sustainability, new technologies
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.