ارزیابی تاثیر مولفههای طراحی بر بهینهسازی آسایش حرارتی پیادهراه بازار در شهر اهواز | ||
| پژوهشهای دانش زمین | ||
| مقاله 3، دوره 15، شماره 4 - شماره پیاپی 60، 1403، صفحه 46-62 اصل مقاله (1.99 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/esrj.2024.232246.1184 | ||
| نویسندگان | ||
| فرنوش قربانی؛ محسن تابان* | ||
| گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه فضاهای عمومی به عنوان عنصر حیاتی شهرهای موفق، نقش مهمی در دستیابی به اهداف توسعه پایدار و مقابله با تغییرات آب و هوایی دارند؛ همچنین مطالعات جدید پژوهشی در زمینه عملکرد محیط زیست شهری و معماری عنوان میکند که طراحی اقلیمی فضاهای شهری از جمله معیارهای اصلی پیشرفت شهری به شمار میآید و تاثیرات گستردهای بر دستیابی به آسایش حرارتی دارد. آسایش حرارتی نقش کلیدی در ترغیب مردم به استفاده از فضاهای باز عمومی، به ویژه در اقلیم گرم دارد. بالا بودن زمان حضور عابرین پیاده در فضای باز یک راستهی بازار، درکنار شرایط اقلیمی پرتنش و خاص شهر اهواز از جمله موانعی است که امکان ایجاد آسایش حرارتی را مختل میکند. بنابراین، توجه به شرایط اقلیمی منطقه به بهرهوری مناسبتر از فضاهای معماری کمک میکند. هدف از این پژوهش دستیابی به الگوی بهینهای است که متاثر از نوع "توده گذاریهای معماری" از لحاظ جهتگیری، فاصله، ارتفاع، "سایهاندازی" از طریق سایبانهای مصنوع و "مصالح سطوح" است. مواد و روشها منطقه مورد مطالعه در این پژوهش، شهر اهواز، مرکز استان خوزستان با مشخصات آب و هوایی مناطق بسیار گرمسیری است؛ همچنین فرآیند شبیهسازی مدلهای هندسی به کمک نرمافزار Rhino و شبیهسازیهای اقلیمی، حرارتی و جریان باد با کمک نرمافزار Grasshopper و پلاگینهایLadybug ، Honeybee، Butterfly صورت گرفته است. شاخص مورد استفاده برای ارزیابی آسایش حرارتی خارجی در این پژوهش، شاخص UTCI است. شاخص UTCI یکی از جامعترین شاخصهای آسایش حرارتی خارجی است. بازهی زمانی شبیهسازی در این پژوهش یکی از هفتههای گرم سال یعنی 19 تا 25 خرداد ماه در نظر گرفته شده است و میانگین آسایش حرارتی آن 39/38 درجه است. در روند رسیدن به سطح آسایش بهتر در گام اول، یک مسیر پیاده که دو تودهی معماری در موازات آن قرار دارد، در نظر گرفته شد، سپس به بررسی تاثیر نسبت ارتفاع تودهها به عرض مسیر و جهتگیری آن پرداخته شد. در گام دوم نوع استقرار سایبانها، ارتفاع و عرضشان مورد ارزیابی قرار گرفت و در گام سوم انتخاب مصالح برای سطوح بیرونی شبیهسازی شد. نتایج و بحث در بخش اول، ارتفاع توده در دو اندازهی 4 و 6 متر و عرض خیابان 6 متر براساس وضع موجود بافت کالبدی شهر اهواز، لحاظ شد. نتایج مشخص کرد ارتفاع بلندتر تودهها با عرض ثابت خیابان در بهبود عملکرد حرارتی راسته و کنترل تابش موفقتر است. برای جهتگیری راستهها، جهتهای جغرافیایی اصلی و فرعی ملاک شبیهسازی قرار گرفت و نتایج شبیهسازی نشان داد، راستههای شمالی- جنوبی بهترین شرایط حرارتی را فراهم میکنند. در بخش دوم، دو دسته سایبان شامل سایبان مرکزی و سایبانهای متصل به بدنه توده، تعریف شد. در روند بهینهسازی در ابتدا مشخص شد، ارتفاع سایبان مرکزی باید کمتر از ارتفاع سایبانهای متصل به بدنه باشد، سپس با سنجش تاثیر عرض سایبانها، دریافت شد عرض سایبان مرکزی تاثیر بیشتری بر بهبود حرارتی محیط دارد؛ همچنین برای محدود کردن الگوهای مطلوب، براساس عملکرد بهتر جریان باد، دو الگو معرفی شد. در انتها دو الگوی کلی (در موازات هم قرارگیری تودهها و متقاطع قرارگیری تودهها) برای چینش توده و راستههای بازار بررسی شد. در بخش سوم برای ارزیابی تاثیر مصالح، بر روی سطوح بیرونی یکی از الگوهای منتخب، مصالح متفاوتی بررسی شد و سرانجام برای کف پیادهرو، دیوار توده، کف بام توده، سایبان مرکزی و سایبان متصل به بدنه به ترتیب مصالح سرامیک، سنگ نما مرمر، کاشی، پوشش گیاهی و چوب انتخاب شد. نتیجهگیری هدف از این پژوهش فراهم کردن شرایط آسایش حرارتی برای فضای باز است؛ همچنین دریافت شد برای دستیابی به آسایش حرارتی کنترل تابش بیشترین تاثیر را خواهد داشت. براساس یافتهها انتخاب ارتفاع بلندتر برای تودهها در کنار انتخاب جهتگیری شمالی - جنوبی احتمال تشکیل سایه در طول مسیر را بیشتر میکند. در روند شبیهسازی سایبانها نتایج نشان میدهد هرچه ارتفاع سایبان مرکزی کمتر و عرض آن بیشتر از سایبانهای متصل به بدنه باشد، آسایش عملکرد بهتری خواهد داشت و در ادامه مشخص شد از میان مصالح بررسی شده، پوشش گیاهی بهترین بازدهی حرارتی را دارد. نهایتا بهترین الگوی چینش تودهها و راستههای بازار موازات هم قرارگیری آنها معرفی شد. سرانجام با مقایسهی آسایش حرارتی یک فضای باز با نتیجهی الگوی منتخب، مشخص شد، آسایش حرارتی خارجی برای یک بخشِ کوچک از مجموعه بزرگ یک بازار، 94/2 درجه کاهش یافته است؛ در واقع آسایش حرارتی از 39/38 درجه به 45/35 درجه رسیده است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| آسایش حرارتی بیرونی؛ اهواز؛ بازار؛ شاخص UTCI؛ فضای باز | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Evaluation of the impact of design components on optimizing the thermal comfort of the bazaar sidewalk in Ahvaz city | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Farnoosh Ghorbani؛ mohsen taban | ||
| Department of Architecture, Faculty of Architecture and Urban Planning, Jundi-Shapur University of Technology, Dezful, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction As a vital element of successful cities, public spaces play an important role in achieving the goals of sustainable development and dealing with climate change. Also, new research studies in the field of urban environmental performance and architecture state that the climatic design of urban spaces is one of the main criteria of urban progress and has a wide impact on achieving thermal comfort. Thermal comfort plays a key role in encouraging people to use public open spaces, especially in hot climates. The high presence time of pedestrians in the open space of a bazaar, along with the tense and specific climatic conditions of Ahvaz city, is one of the obstacles that hinders the possibility of creating thermal comfort. The target of this research is to achieve an optimal pattern that is affected by the type of "architectural massing" in terms of orientation, distance, height, etc., "shading" through artificial canopies and "surface materials". Materials and Methods The area studied in this research is the city of Ahvaz, the center of Khuzestan province with the climate characteristics of very tropical regions; Also, the process of simulating geometric models with the help of Rhino software and climate, thermal and wind flow simulations with the help of Grasshopper software and Ladybug, Honeybee, Butterfly plugins have been done. The index used to evaluate outdoor thermal comfort in this research is the UTCI index. UTCI index is one of the most comprehensive indices of outdoor thermal comfort. The simulation period is one of the warm weeks of the year (June 9-15) and its average thermal comfort is 38.39 degrees. In the process of reaching a better level of comfort, in the first step, a pedestrian way and two architectural masses were considered, then the influence of the ratio of the height of the masses to the width of the path and its orientation was investigated. In the second step, the type of canopies, their height and width were evaluated and in the third step, the selection of materials for external surfaces was evaluated. Results and Discussion In the first part, the height of the mass in two sizes of 4 and 6 meters and the width of the street 6 meters were considered based on the existing physical condition of Ahvaz city. The results showed that taller buildings with constant street width are more successful in improving thermal performance. The orientation of the north south streets creates the best thermal conditions. In the second part, two categories of canopies were defined, including the central canopy and the canopies attached to the mass body. In the optimization process, it was first determined that the height of the central canopy should be lower than the height of the canopies connected to the body, then it was determined that the width of the central canopy has a greater effect on thermal improvement. Also, to limit the desired patterns, based on the better performance of the wind flow, two patterns were introduced. At the end, two general patterns (parallel placement of masses and intersecting placement of masses) were investigated for arrangement of masses and bazaar rows. In the third part, one of the selected patterns of different materials was defined on the outer surfaces. Ceramic, marble, tile, vegetation and wood materials were selected for the sidewalk floor, wall, roof, central canopy and canopy attached to the building. Conclusion The purpose of this research is to provide thermal comfort conditions for open space; It was also found that radiation control will have the greatest effect in order to achieve thermal comfort. Based on the findings, choosing a higher height for the masses along with choosing a north-south orientation increases the possibility of shadow formation along the route. In the process of simulating canopies, the results show that the lower the height of the central canopy and the wider its width than the canopies connected to the body, the better its performance will be. Finally, it was concluded that among the investigated materials, vegetation has the best thermal efficiency. Also, the best pattern for the arrangement of masses and rows of the bazaar was their parallel arrangement. By comparing the outdoor thermal comfort for a small part of a large group of a market has decreased by 2.94 degrees; In fact, thermal comfort has reached 38.39 degrees to 35.45 degrees. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Outdoor thermal comfort, Ahvaz, Bazaar, Open space, UTCI Index | ||
| مراجع | ||
|
Ahmed Pour Kalhorodi, N., Pourjafari, M., Mahdovinejad, M. and Yousefian, S., 2016. The role and effect of design elements on the quality of thermal comfort in urban open spaces. Journal of architecture and urban development, v. 18. (In Persian). Pour Ahmad, H., Habibian, B. and Ahmadnia, M., 2014. An analysis of the physical space of Ahvaz city. Bagh-e Nazar Journal, 25-38 p (In Persian). ASHRAE, 2017. ANSI/ASHRAE Standard 55-2017, Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers- Atlanta, GA, USA. Chi, D., González, E., Valdivia, R. and Gutiérrez, E., 2021. Parametric design and comfort optimization of dynamic shading structures. MDPI, Sustainability, v. 13, p. 56-70. Djekic, J., Djukic, A., Vukmirovic, M., Djekic, P. and Brankovic, M., 2017. Thermal Comfort of Pedestrian Spaces and the Influence of Pavement Materials on Warming Up During Summer. Energy and Buildings. Elnabawi, M. and Hamza, N., 2020. Outdoor Thermal Comfort: Coupling Microclimatic Parameters with Subjective Thermal Assessment to Design Urban Performative Spaces. MDPI, Buildings. Ibrahim, Y., Kershaw, T., Shepherd, P. and Coley, D., 2021. On the Optimization of Urban form design, energy consumption and outdoor thermal comfort using a parametric workflow in a hot arid zone. MDPI, Energies, v. 14, p. 26-40. Mojtahedzadeh, R. and Namavar, Z., 2013. In search of the urban identity of Ahvaz, first edition, publications of the Road, Housing and Urban Development Research Center, Tehran, 48 p. (In Persian). Rouzati, H. and Ghanbaran, A., 2013. Evaluation of comfort in urban open space based on wind comfort indicators (case study: Isfahan city). Environmental Science Quarterly, v. 12(4). (In Persian). Vukmirovic, M., Gavrilovic, S. and Stojanovic, D., 2019. The Improvement of the Comfort of Public Spaces as a Local Initiative in Coping with Climate Change. MDPI, Sustainability, v. 11, DOI: 10.3390/su11236546. Xu, X., Yin, C., Wang, W., Xu, N., Hong, T. and Li, Q., 2019. Urban Layout Optimization Based on Genetic Algorithm for Microclimate Performance in the Cold Region of China. MDPI, Sustainability, v. 11, DOI: 10.3390/app9224747. Zare, S., Hasheminejad, N., Elahishirvan, H., Hemmatjo, R., Sarebanzadeh, K. and Ahmadi, S., 2018. Comparing Universal Thermal Climate Index (UTCI) with selected thermal indices/environmental parameters during 12 months of the year. Weather and Climate Extremes 19/ Elsevier, p. 49-57. Zhang, L., Wei, D., Hou, Y., Du, J., Liu, Z., Zhang, G. and Shi, L., 2020. Outdoor Thermal Comfort of Urban Park-A Case Study. MDPI, sustainability, v. 12, Doi.org/10.3390/su12051961.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 5,162 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3,256 |
||