پیشنهاد اطلس زیست‎ اقلیمی در ایران جهت دست‎یابی به راهبردهای معماری همساز با اقلیم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه معماری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران

2 دانشیار گروه جغرافیا، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران

چکیده

عدم انطباق ساختمان‌های جدید با محیط اقلیمی و بی‌توجهی به تأثیرات متقابل این دو منجر به مصرف لجام‌گسیخته‌ انرژی‌های فسیلی شده است؛ بگونه‌ای که افزون بر آن، آسایش حرارتی ساکنان آن‌ها را نیز دچار اختلال می‌‌کند. لذا تحقیق حاضر به دنبال شناخت صحیح از نظام اقلیمی حاکم بر کشور و در نتیجه استفاده مناسب از راهکارهای مختلف تأمین سرمایش و گرمایش به منظور صرفه‌جویی در هزینه‌های مصرف انرژی است. در این پژوهش به منظور حصول راهکارهای مختلف تأمین فعال و غیرفعال انرژی سرمایشی و گرمایشی درون ساختمان‌ها برای شهرهای مختلف ایران، از داده‌های اقلیمی روزانه دما و رطوبت نسبی ۱۵۵ ایستگاه هواشناسی در سال‌های ۱۹۹۵ تا ۲۰۱۸ استفاده گردید. به منظور ارزیابی راهبردهای زیست اقلیمی برای تأمین آسایش داخل ساختمان‌ها از دو نمودار بازترسیم شده زیست اقلیمی ساختمانی گیونی که یکی برای کشورهای در حال توسعه و دیگری کشورهای توسعه‌یافته است، استفاده گردید. با توجه به جروجی‌های حاصل از ترسیم نمودار زیست اقلیمی هر ایستگاه، درصد فراوانی راهبردهای مختلف طراحی زیست اقلیمی محاسبه و بر مبنای تحلیل خوشه‌ای، هشت گروه زیست اقلیمی برای ایران طبقه‌بندی گردید. در نهایت پیشنهادات طراحی اقلیمی برای هریک از هشت خوشه ایجاد شده، تدوین شده است و درصد وقوع شرایط آسایش حرارتی و هریک از راهبردهای سرمایشی و گرمایشی در این هشت پهنه مورد ارزیابی قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


اخترکاوان، مهدی، صدیق، مرتضی، و اخترکاوان، حمید (1391). تنظیم شرایط همساز با بوم و اقلیم ایران. تهران: کلهر.
خسروی، محمود، و آرامش، محسن (1391). پهنه‌بندی اقلیمی استان مرکزی با استفاده از تحلیل عاملی-خوشه‌‌ای. جغرافیا و برنامه‌‌ریزی محیطی، 23(2)، 87–100.
خلیلی، علی، درویش صفت، علی‌اصغر، برادران راد، رضا، و بذرافشان، جواد (1383). پیشنهاد روش برای پهنه‌بندی اقلیمی در محیط جی آی اس، مطالعه موردی شمال غرب ایران در سیستم سلیانینف. بیابان، 9(2)، 227–237.
دین‌‌پژوه، یعقوب، فاخری، احمد، مقدم، محمد، جهانبخش، سعید، و میرنیا، میرکمال (1382). انتخاب متغیرها به منظور پهنه‌‌بندی اقلیم بارش ایران با روش چندمتغیره. علوم کشاورزی ایران، 34(4)، 809–823.
رازجویان، محمود (1388). آسایش در پناه معماری همساز با اقلیم (ویرایش دوم). تهران: دانشگاه شهید بهشتی.
کسمایی، مرتضی (1371). پهنه‌‌بندی اقلیمی ایران، مسکن و محیط‌‌های مسکونی. تهران: مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن.
 
Abels, D. J., & Kipnis, V. (1998). Bioclimatology and balneology in dermatology: a Dead Sea perspective. Clinics in Dermatology, 16 (6), 695–698.
Afshoon, I., Miri, M., & Mousavi, S. R. (2021). Combining Kriging meta models with U-function and K-Means clustering for prediction of fracture energy of concrete. Journal of Building Engineering, 35, 102050.
Ajibola, K. (2001). Design for comfort in Nigeria—a bioclimatic approach. Renewable Energy, 23 (1), 57–76.
Akbarian Ronizi, S. R., Roshan, G. R., & Negahban, S. (2016). Assessment of tourism climate opportunities and threats for villages located in the northern coasts of Iran. International Journal of Environmental Research, 10 (4), 601–612.
Ascione, F., De Masi, R. F., de Rossi, F., Ruggiero, S., & Vanoli, G. P. (2016). Optimization of building envelope design for nZEBs in Mediterranean climate: Performance analysis of residential case study. Applied Energy, 183, 938–957.
Attia, S. G. M., & De Herde, A. (2009). Bioclimatic architecture design strategies in Egypt. Sustainable Energy Technologies, 1(1).
Attia, S., Lacombe, T., Rakotondramiarana, H. T., Garde, F., & Roshan, G. (2019). Analysis tool for bioclimatic design strategies in hot humid climates. Sustainable Cities and Society, 45, 8–24.
Bai, L., Yang, L., Song, B., & Liu, N. (2020). A new approach to develop a climate classification for building energy efficiency addressing Chinese climate characteristics. Energy, 195, 116982.
Balogun, I. A., Ntekop, A. A., & Daramola, M. T. (2019). Assessment of the bioclimatic conditions over some selected stations in Nigeria. SN Applied Sciences, 1 (6), 1–14.
CIBSE. (2006). CIBSE KS06: comfort. London: the Chartered Institution of Building Services Engineers.
Cutini, M., Flavio, M., Giuliana, B., Guido, R., & Jean-Paul, T. (2021). Bioclimatic pattern in a Mediterranean mountain area: assessment from a classification approach on a regional scale. International Journal of Biometeorology, 65, 1085–1097.
DeKay, M., & Brown, G. Z. (2013). Sun, wind, and light: architectural design strategies. John Wiley & Sons.
Dorcas Mobolade, T., & Pourvahidi, P. (2020). Bioclimatic Approach for Climate Classification of Nigeria. Sustainability, 12 (10), 4192. https://doi.org/10.3390/su12104192.
Galvez-Nieto, J. L., Garcia, J. A., Vera-Bachmann, D., Trizano-Hermosilla, I., & Polanco, K. (2020). Multilevel latent class cluster analysis of school climate: individual, family and community factors. Revista de Psicodidáctica (English Ed.), 25 (2), 85–92.
Givoni, B. (1976). Man, Climate and Architecture. London: Applied Science Publisher.
Givoni, B. (1991). Performance and applicability of passive and low-energy cooling systems. Energy and Buildings, 17 (3), 177–199.
Givoni, B. (1994). Passive low energy cooling of buildings. Toronto: John Wiley & Sons.
Givoni, B. (1998). Climate considerations in building and urban design. New York: John Wiley & Sons.
Guillén-Lambea, S., Rodríguez-Soria, B., & Marín, J. M. (2017). Comfort settings and energy demand for residential nZEB in warm climates. Applied Energy, 202, 471–486.
ASHRAE (2017). Handbook of Fundamentals. Atlanta: American Society of Heating, Ventilating and Air-Conditioning Engineers.
Hao, Z., Zhang, X., Xie, J., Wang, J., & Liu, J. (2021). Building climate zones of major marine islands in China defined using two-stage zoning method and clustering analysis. Frontiers of Architectural Research, 10 (1), 134–147.
Hussein, H., & Jamaludin, A. A. (2015). POE of bioclimatic design building towards promoting sustainable living. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 168, 280–288.
Keeler, M., & Burke, B. (2009). Fundamentals of integrated design for sustainable building. John Wiley & Sons.
Khambadkone, N. K., & Jain, R. (2017). A bioclimatic analysis tool for investigation of the potential of passive cooling and heating strategies in a composite Indian climate. Building and Environment, 123, 469–493.
Khatibi, R., & Saberi, M. (2020). Bio-climatic classification of Iran by multivariate statistical methods. SN Applied Sciences, 2 (10), 1–30.
Krüger, E. L., & Laroca, C. (2010). Thermal performance evaluation of a low-cost housing prototype made with plywood panels in Southern Brazil. Applied Energy, 87 (2), 661–672.
Liang, S., Li, B., Tian, X., Cheng, Y., Liao, C., Zhang, J., & Liu, D. (2021). Determining optimal parameter ranges of warm supply air for stratum ventilation using Pareto-based MOPSO and cluster analysis. Journal of Building Engineering, 37, 102-145.
Madadizadeh, F., & Sefidkar, R. (2021). Ranking and Clustering Iranian Provinces Based on COVID-19 Spread: K-Means Cluster Analysis. Journal of Environmental Health and Sustainable Development, 6 (1), 1184-1195.
Milne, M., & Givoni, B. (1979). Architectural design based on climate. In W. Donald (Ed.), Energy conservation through building design, (96–113). New York: McGraw-Hill.
Morillón-Gálvez, D., Saldaña-Flores, R., & Tejeda-Martínez, A. (2004). Human bioclimatic atlas for Mexico. Solar Energy, 76 (6), 781–792.
Nguyen, A.-T., Tran, Q.-B., Tran, D.-Q., & Reiter, S. (2011). An investigation on climate responsive design strategies of vernacular housing in Vietnam. Building and Environment, 46 (10), 2088–2106.
Ofetotse, E. L., Essah, E. A., & Yao, R. (2021). Evaluating the determinants of household electricity consumption using cluster analysis. Journal of Building Engineering, 43, 102487.
Pajek, L, Tekavec, J., Drešček, U., Lisec, A., & Košir, M. (2019). Bioclimatic potential of European locations: {GIS} supported study of proposed passive building design strategies. {IOP} Conference Series: Earth and Environmental Science, 296, 12008. https://doi.org/10.1088/1755-1315/296/1/012008.
Pajek, L., & Košir, M. (2017). Can building energy performance be predicted by a bioclimatic potential analysis? Case study of the Alpine-Adriatic region. Energy and Buildings, 139, 160–173.
Pourvahidi, P., & Ozdeniz, M. B. (2013). Bioclimatic analysis of Iranian climate for energy conservation in architecture. Scientific Research and Essays, 8 (1), 6–16.
Praene, J. P., Malet-Damour, B., Radanielina, M. H., Fontaine, L., & Riviere, G. (2019). GIS-based approach to identify climatic zoning: A hierarchical clustering on principal component analysis. Building and Environment, 164, 106330.
Roshan, G., Farrokhzad, M., & Attia, S. (2019). Climatic clustering analysis for novel atlas mapping and bioclimatic design recommendations. Indoor and Built Environment. https://doi.org/10.1177/1420326X19888572.
Roshan, G. R., Farrokhzad, M., & Attia, S. (2017). Defining thermal comfort boundaries for heating and cooling demand estimation in Iran’s urban settlements. Building and Environment, 121. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2017.05.023
Roshan, G., Samakosh, J. M., & Orosa, J. A. (2016). The impacts of drying of Lake Urmia on changes of degree day index of the surrounding cities by meteorological modelling. Environmental Earth Sciences, 75 (20), 1387.
Shi, J., & Yang, L. (2020). A climate classification of China through k-nearest-neighbor and sparse subspace representation. Journal of Climate, 33 (1), 243–262.
Singh, M. K., Mahapatra, S., & Atreya, S. K. (2009). Bioclimatism and vernacular architecture of north-east India. Building and Environment, 44 (5), 878–888.
Sodha, M. S., Kaushik, S. C., & Nayak, J. K. (1981). Performance of trombe walls and roof pond systems. Applied Energy, 8 (3), 175–191.
Visitsak, S. (2007). An evaluation of the bioclimatic chart for choosing design strategies for a thermostatically-controlled residence in selected climates. PhD Thesis, Texas A&M University.
Visitsak, S., & Haberl, J. S. (2016). An analysis of design strategies for climate-controlled residences in selected climates. Proceedings of SimBuild, 1 (1), 257-269.
Wan, K. K. W., Li, D. H. W., Yang, L., & Lam, J. C. (2010). Climate classifications and building energy use implications in China. Energy and Buildings, 42 (9), 1463–1471.
Watson, D. (1993). The energy design handbook. Washington DC: American Institute of Architecture.
Yang, L., Lam, J. C., & Liu, J. (2005). Bioclimatic building designs for different climates in China. Architectural Science Review, 48 (2), 187–194.
Zain-Ahmed, A., Sayigh, A. A. M., Surendran, P. N., & Othman, M. Y. (1998). The bioclimatic design approach to low-energy buildings in the Klang Valley, Malaysia. Renewable Energy, 15 (1–4), 437–440.
Zuhairy, A. A., & Sayigh, A. A. M. (1993). The development of the bioclimatic concept in building design. Renewable Energy, 3 (4–5), 521–533.