فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

اهداف و پیشینه: در پیشینۀ این پژوهش به ضرورت استفاده از سیستم‌های نوین نماسازی، به‌ویژه نماهای تهویه‌شده با درز باز، به‌منظور بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان‌ها پرداخته شده؛ چراکه در مطالعات بین‌المللی، به‌ویژه در اقلیم‌های مدیترانه‌ای، به‌طور گسترده‌ای بر اثربخشی این نماها در کاهش بار حرارتی و بهبود تهویۀ طبیعی تأکید گردیده است، اما در ایران، به‌ویژه در اقلیم گرم و خشک، آنچه مشاهده می‌شود، پژوهش‌های محدود و ناقصی در این زمینه است. هدف اصلی در این مطالعه، بررسی تأثیر درصد پوشش نمای تهویه‌شده، ضخامت لایۀ هوای بین دو پوسته و ارتفاع نصب نما بر جریان هوا، دمای سطح داخلی، و مصرف انرژی ساختمان‌های اداری در شهر اصفهان است. در این پژوهش تلاش شده تا با تکیه بر شبیه‌سازی عددی و تحلیل حساسیت، الگویی بهینه برای طراحی نمای دوپوسته در شرایط اقلیمی ایران عرضه گردد.   مواد و روش‌ها: در این پژوهش با رویکردی کمّی و ماهیتی کاربردی، با استفاده از شبیه‌سازی عددی، عملکرد حرارتی و جریان هوای نمای تهویه‌شده با درز باز در یک ساختمان اداری واقع در اقلیم گرم و خشک اصفهان بررسی شده است. برای این منظور، از نرم‌افزار انسیس فلوئنت برای تحلیل دینامیک سیالات (CFD) و از طراحی بیلدر برای محاسبۀ مصرف انرژی استفاده شد. مدل پایه شامل ساختمانی 8 طبقه با نمای جنوبی مجهز به صفحات سرامیکی مدولار با درز باز بود که در 6 حالت درصد پوشش (از 0 تا 100٪)، دو ضخامت حفره (4 و 6 سانتی‌متر)، و سه ارتفاع مختلف (طبقات همکف، چهارم، و هشتم) تحلیل شد. نتایج شبیه‌سازی در دو بازۀ زمانی انقلاب تابستانی و زمستانی بررسی و با تحلیل حساسیت، تأثیر هر متغیر مستقل بر متغیرهای وابسته‌ای چون سرعت جریان هوا، دمای سطح داخلی، شار حرارتی، و مصرف انرژی ارزیابی شد.   نتایج و جمع‌بندی: نتایج پژوهش نشان داد که نمای تهویه‌شده با درز باز در اقلیم گرم و خشک اصفهان، درصورت طراحی بهینه، تأثیر چشمگیری در بهبود عملکرد حرارتی و کاهش مصرف انرژی ساختمان‌های اداری دارد. در حالت بهینه، یعنی با پوشش 60 تا 80درصدی نما و ضخامت لایۀ هوای 6 سانتی‌متر و نصب در طبقۀ چهارم، سرعت جریان هوا به محدودۀ مطلوب برای تهویۀ طبیعی رسید و دمای سطح داخلی نما کاهش یافت. همچنین، شار حرارتی در تابستان تا بیش از 50٪ کاهش و مصرف انرژی نسبت به نمای معمولی تا 46٪ در تابستان و 50٪ در زمستان صرفه‌جویی را نشان داد. تحلیل حساسیت نیز بیانگر آن بود که ارتفاع نصب نما، سطح پوشانندگی، و ضخامت لایۀ هوا به‌ترتیب بیشترین تأثیر را بر عملکرد نما دارند؛ بنابراین استفاده از این نوع نما، به‌ویژه در ساختمان‌های اداری دولتی در اقلیم‌های گرم ایران، توصیه می‌شود.