بهینه‌‌سازی نورگیر سقفی با هدف تأمین روشنایی و کاهش مصرف انرژی در فضاهای یکپارچه فروشگاهی شهر تهران بررسی موردی: فروشگاه زنجیره‌‌ای شهروند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد معماری و انرژی، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه هنر، تهران، ایران

2 استادیار گروه علم و فناوری معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه هنر، تهران، ایران

چکیده

به‌کارگیری نورگیرهای سقفی در فروشگاه‌های بزرگ، با توجه به تقاضای بالای انرژی این کاربری و پتانسیل بهره‌‌مندی آن از نور طبیعی، می‌‌تواند باعث کاهش مصرف انرژی و انتقال نور روز به فضاهای عمیق‌‌تر شود. این پژوهش به بهینه‌‌سازی مشخصات نورگیر سقفی و جانبی با هدف تأمین روشنایی مناسب و کاهش مصرف انرژی در کاربری فروشگاهی و به‌طور خاص شعبه آل‌‌احمد فروشگاه شهروند در شهر تهران می‌پردازد. به منظور دستیابی به این هدف، پس از تعریف پارامترهای تأثیرگذار بر عملکرد انرژی و روشنایی در دو مدل دارای نورگیر سقفی و نورگیر جانبی به کمک فرایند بهینه‌‌سازی دو هدفه، مشخصات بهینه نورگیرها مشخص شد. در نهایت جهت بررسی میزان تأثیرگذاری متغیرهای بررسی شده بر خروجی، تحلیل حساسیت انجام شد. مطابق نتایج به‌دست آمده، نورگیر سقفی در نسبت مساحت سطح نورگذر خود به مساحت ساختمان در بازه 4.97% تا 6.09% با کمترین ارتفاع دیواره‌‌ها 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 می‌‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان. (1398). مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان، صرفه‌‌جویی در مصرف انرژی. تهران: نشر توسعه ایران.
رفعتی، نریمان، صنایعیان، هانیه، و فیضی، محسن (1400). مقایسه پیکربندی‌های لوور به‌منظور بهینه‌‌سازی نور روز و مصرف انرژی در شهرهای بندرعباس و تبریز. نشریه هنرهای زیبا-معماری و شهرسازی، 26(3)، 71-84.‎
Acosta, I., Navarro, J., & Sendra, J. J. (2013). Daylighting design with lightscoop skylights: Towards an optimization of shape under overcast sky conditions. Energy and buildings, 60, 232-238.
Al-Ashwal, N. T., & Hassan, A. S. (2018). The Impact of Daylighting-Artificiel Lighting Integration on Building Occupant's Health and Performance. International Journal Transaction Journal of Engineering Management & Applied Sciences & Technologies, 9, 97-105.
ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2016. (2016). Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings.
ANSI/ASHRAE Standard 140-2017. (2017). Standard Method of Test for The Evaluation of Building Energy Analysis Computer Programs.
Arasteh, D. (1985). Cooling energy and cost savings with daylighting in a hot and humid climate. Lawrence Berkeley Laboratory, University of California, Applied Science Division.
Arasteh, D., Johnson, R., & Selkowitz, S. (1984). The effects of skylight parameters on daylighting energy savings. Lawrence Berkeley Laboratory, University of California, Applied Science Division.
Artisticskylight (2023). professional resources. Retrieved 14 December, 2023 from https://artisticskylight.com/professional/professional-resources/full-product-binder/.
Baker, N., & Steemers, K. (2002). Daylight design of buildings (1st Editio). London: James & James.
Beltran, L.O. (2005). Toplighting for the Tropics. 22nd International Conference, PLEA.
De Luca, F., Simson, R., Voll, H., & Kurnitski, J. (2018). Daylighting and energy performance design for single floor commercial hall buildings. Management of Environmental Quality: An International Journal, 29(4), 722-739.
Erlendsson, Ö. (2014). Daylight Optimization-A Parametric Study of Atrium Design: Early Stage Design Guidelines of Atria for Optimization of Daylight Autonomy. Ph. D thesis, KTH University.
Fang, Y., & Cho, S. (2018). Sensitivity analysis of skylight and clerestory design on energy and daylight performance of retail building. In Proceedings of 2018 Building performance analysis conference and SimBuild coorganized by ASHRAE and IBPSA-USA, Chicago, IL, September (26-28).
Gago, E. J., Muneer, T., Knez, M., & Köster, H. (2015). Natural light controls and guides in buildings. Energy saving for electrical lighting, reduction of cooling load. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 41, 1–13.
Ghobad, L., Place, W., & Hu, J. (2012). The Impact of Systems Integration on the Daylighting Performance of Skylights in Offices. Proceedings of SimBuild, 5(1), 577-584.
Gogoi, T. K. (2016). Estimation of operating parameters of a water–LiBr vapor absorption refrigeration system through inverse analysis. Journal of Energy Resources Technology, 138(2), 022002.
IESNA. (1990). The IESNA lighting handbook: Reference and application (Ninth Edition). New York: Illuminating Engineering Society of North America.
Johnsen, K., Dubois, M.-C., & Sørensen, K. G. (2006). Assessment of daylight quality in simple rooms: Impact of three window configurations on daylight conditions, Phase 2. Statens Byggeforskningsinstitut, SBi Danish Building Research Institute.
Lapisa, R., Karudin, A., Martias, M., Krismadinata, K., Ambiyar, A., Romani, Z., & Salagnac, P. (2020). Effect of skylight–roof ratio on warehouse building energy balance and thermal–visual comfort in hot-humid climate area. Asian Journal of Civil Engineering, 21(5), 915-923.
Lawrence, T., & Roth, K. W. (2008). Commercial building toplighting: energy saving potential and potential paths forward. Washington, DC (United States): EERE Publication and Product Library.
Marzouk, M., Eissa, A., & ElSharkawy, M. (2020). Influence of light redirecting control element on daylight performance: a case of Egyptian heritage palace skylight. Journal of Building Engineering, 31, 101309.
Motamedi, S., & Liedl, P. (2017). Integrative algorithm to optimize skylights considering fully impacts of daylight on energy. Energy and Buildings, 138, 655–665.
Nabil, A., & Mardaljevic, J. (2006). Useful daylight illuminances: A replacement for daylight factors. Energy and Buildings, 38(7), 905–913.
Nemri, A., & Krarti, M. (2005). Analysis of electrical energy savings from daylighting through skylights. International Solar Energy Conference, 47373, 51–57.
Okura, S., Heschong, L., & Wright, R. (2000). Skylighting and Retail Sales. Conference Proceedings ACEEE Summer Study on Energy Efficiency in Buildings.
Climate.Onebuilding. (2022). Asia-Region 2. Retrieved 13 January, 2022 from https://climate.onebuilding.org/WMO_Region_2_Asia/IRN_Iran/TE_Tehran/IRN_TE_Tehran.Mehrabad.Intl.AP.407540_ITMY.zip.
Phillips, D. (2004). Daylighting: Natural Light in Architecture (1st Editio). New York: Architectural Press.
Sather, M. (2014). The Importance of a Daylighting System. Edc, 18–21.
Tian, W. (2013). A review of sensitivity analysis methods in building energy analysis. Renewable and sustainable energy reviews, 20, 411-419.
Treado, S., Gillette, G., & Kusuda, T. (1984). Daylighting with windows, skylights, and clerestories. Energy and Buildings, 6(4), 319–330.
Wang, X., Kendrick, C., Ogden, R., Walliman, N., & Baiche, B. (2013). A case study on energy consumption and overheating for a UK industrial building with rooflights. Applied Energy, 104, 337–344.
Yoon, Y. J., Moeck, M., Mistrick, R. G., & Bahnfleth, W. P. (2008). How much energy do different toplighting strategies save? Journal of Architectural Engineering, 14(4), 101–110.
Zhai, Y., Wang, Y., Huang, Y., & Meng, X. (2019). A multi-objective optimization methodology for window design considering energy consumption, thermal environment and visual performance. Renewable Energy, 134, 1190-1199.
Zhang, A., Huang, Q., Sun, Y., & Zhang, Q. (2017). Multi-objective window optimization of school buildings for thermal and daylight performance in the cold climate of China. PLEA 2017 PROCEEDINGS - DESIGN TO THRIVE, 3, 4461-4468.