طراحی اقلیمی فرم، نسبت ابعادی و جهت استقرار ساختمان بر اساس تابش خورشید در شهر تهران

با توجه به شرایط خاص جغرافیایی- اقلیمی و مصرف بسیار بالای انرژی های فسیلی در شهر تهران، طراحی و ساخت بناها و فضاهای شهری همساز با اقلیم و در راستای بهره مندی مطلوب از انرژی های تجدیدپذیر از جمله انرژی خورشیدی ضروری است. ویژگی های کالبدی ساختمان ها نقش بسیار مهمی در تنظیم شرایط خرد اقلیم و وضعیت حرارتی فضاهای داخلی و بیرونی ساختمان ها دارد. هدف این تحقیق تعیین فرم، نسبت ابعادی و جهت گیری مناسب ساختمان ها بر اساس میزان دریافت تابش خورشیدی در شهر تهران است. در این تحقیق شش فرم هندسی از جمله مربع، مستطیل، شش ضلعی، هشت ضلعی، شانزده ضلعی و سی و دو ضلعی (دایره) با مساحت و ارتفاع برابر و در راستای رو به جنوب مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از نرم افزار Q-BASIC، زاویه سمت و ارتفاع خورشید استخراج شده، سپس بر اساس روش محاسباتی "قانون کسینوس"، میزان انرژی تابشی دریافتی سطوح قایم ساختمان ها در 32 جهت جغرافیایی محاسبه گردید. نتایج نشان می دهد که بیشترین میزان انرژی دریافتی سالانه مربوط به فرم مستطیل با راستای شمالی- جنوبی و کمترین نیز مربوط به فرم مستطیل با راستای شرقی- غربی است. بهترین فرم ساختمان در شهر تهران، مستطیل با راستای شرقی- غربی و بعد از آن فرم مربع است. مناسب ترین نسبت ابعادی برای فرم مستطیل با راستای شرقی- غربی در شهر تهران، نسبت 4/1:1 است. مناسب ترین جهات استقرار ساختمان برای نسبت ابعادی تعیین شده، جهت جهت 165 درجه جنوب شرقی و غربی و بعد از آن جهت رو به جنوب است.