ارزیابی آسایش حرارتی در ساختمان‌های با جدار ثانویه مجهز به بازشوهای متحرک و مواد تغییر فازدهنده در دوره‌های موج‌های گرمایی در ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگر پسادکتری معماری، دانشکده معماری، پردیس هنرهای زیبا، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 استادیار گروه فناوری معماری، دانشکده معماری، پردیس هنرهای زیبا، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

با افزایش دمای جهانی و گسترش موج‌های گرمایی، آسایش حرارتی ساکنان مناطق گرمسیر شهری با تهدید جدی مواجه شده است. در پاسخ به این چالش، بهره‌گیری از راهکارهای غیرفعال در طراحی معماری، به‌ویژه در نمای ساختمان، می‌تواند به کاهش مصرف انرژی و بهبود شرایط حرارتی داخلی کمک کند. این پژوهش با هدف ارزیابی عملکرد جدار ثانویۀ متحرک مجهز به مواد تغییر فازدهنده (PCM) در کاهش تنش حرارتی داخلی طی موج‌های گرما انجام شده است. با استفاده از شبیه‌سازی پارامتریک و براساس داده‌های اقلیمی سال ۱۴۰۳، پنج شهر گرمسیر ایران (اهواز، بندرعباس، زاهدان، بوشهر و آبادان) به‌عنوان نمونه انتخاب شدند. موج‌های گرما به‌صورت دوره‌های متوالی با دمای بیشینۀ روزانه برابر یا بالاتر از ۳۵ درجۀ سانتی‌گراد تعریف شده است. برای ارزیابی آسایش حرارتی، از شاخص‌های میانگین آرای پیش‌بینی‌شده (PMV) و درصد پیش‌بینی‌شدۀ نارضایتی (PPD) استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که جدار ثانویه مجهز به بازشوهای متحرک و مواد تغییر فاز دهنده در تمامی شهرها باعث بهبود محسوس تهویۀ طبیعی و کاهش شاخص‌های نارضایتی حرارتی گردیده است؛ به‌گونه‌ای‌که در بیش‌تر موارد، نارضایتی حرارتی به حدود ۲۰ درصد کاهش یافت که در چارچوب استاندارد ASHRAE 55 قرار دارد. یافته‌ها بر اهمیت تلفیق فناوری‌های نوین با طراحی اقلیم‌محور در ارتقای تاب‌آوری شهری و دستیابی به معماری پایدار در اقلیم‌های گرم تأکید می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Aalami, N., Maqsood, T., Bhuiyan, M. A., Abravesh, M., & Zhang, G. (2026). Optimizing bio-based phase change materials in operable façade cavities to enhance cooling energy efficiency. Journal of Building Engineering, 119, 115230. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jobe.2026.115230
Aalami, N., Maqsood, T., Bhuiyan, M. A., & Zhang, G. (2024). Development of operable modular louvers Sited in a single-sided ventilated room through 3D parametric optimization. Building and Environment, 266, 112134. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2024.112134
Abadi, A. R. S., Kazemi, A. F., & Hamzeh, N. H. (2025). Analysis of heat waves in Iran: Patterns, trends, and characteristics in frequency, intensity, and duration (1980-2024). Journal of the Earth and Space Physics, 51(4), 105-124. https://doi.org/10.22059/jesphys.2025.387456.1007655
Alizadeh-Choobari, O., & Najafi, M. S. (2017). Extreme weather events in Iran under a changing climate. Climate Dynamics, 50(1-2), 249–260. https://doi.org/10.1007/s00382-017-3602-4
Boussaba, L., Foufa, A., Makhlouf, S., Lefebvre, G., & Royon, L. (2018). Elaboration and properties of a composite bio-based PCM for an application in building envelopes. Construction and Building Materials, 185, 156–165. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.07.098
Fanger, P. O. (1973). Assessment of man’s thermal comfort in practice. Occupational and Environmental Medicine, 30(4), 313–324. https://doi.org/10.1136/oem.30.4.313
Fawzy, S., Osman, A. I., Doran, J., & Rooney, D. W. (2020). Strategies for mitigation of climate change: A review. Environmental Chemistry Letters, 18, 2069–2094. https://doi.org/10.1007/s10311-020-01059-w
Gao, C., Kuklane, K., Wang, F., & Holmér, I. (2012). Personal cooling with phase change materials to improve thermal comfort from a heat wave perspective. INDOOR AIR, 22(6), 523–530. https://doi.org/10.1111/j.1600-0668.2012.00778.x
INBR. (2022a). Energy Conservation. In I. N. B. Regulations (Ed.).
INBR. (2022b). General Building Requirements In I. N. B. Regulations (Ed.).
Jangi, M. R., Zarrin, A., Mofidi, A., & Dadashi-Roudbari, A. (2024). Intensifying heatwave trends in Iran based on observational data using excess heat factor (EHF). Natural Hazards, 120(2), 2073–2090.
Ji, C., Choi, M., Hong, T., Yeom, S., & Kim, H. (2021). Evaluation of the effect of a building energy efficiency certificate in reducing energy consumption in Korean apartments. Energy and buildings, 248, 111168. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111168
Kitagawa, H., Asawa, T., Del Rio, M. A., Kubota, T., & Trihamdani, A. R. (2023). Thermal energy simulation of PCM-based radiant floor cooling systems for naturally ventilated buildings in a hot and humid climate. Building and Environment, 238, 110351. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.110351
Lam, C. K. C., Gallant, A. J. E., & Tapper, N. J. (2018). Perceptions of thermal comfort in heatwave and non-heatwave conditions in Melbourne, Australia. Urban Climate, 23, 204–218. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.uclim.2016.08.006
Lobell, D. B., & Field, C. B. (2007). Global scale climate–crop yield relationships and the impacts of recent warming. Environmental Research Letters, 2(1), 014002.
Loonen, R. C. G. M., Favoino, F., Hensen, J. L. M., & Overend, M. (2017). Review of current status, requirements and opportunities for building performance simulation of adaptive facades. Journal of Building Performance Simulation, 10(2), 205–223. https://doi.org/10.1080/19401493.2016.1152303
Marx, W., Haunschild, R., & Bornmann, L. (2021). Heat waves: A hot topic in climate change research. Theoretical and Applied Climatology, 146(1-2), 781–800. https://doi.org/10.1007/s00704-021-03758-y 
Nambiar, C. C., Hart, R., Rosenberg, M. I., & Rosenberg, S. I. (2023). End-use analysis of ASHRAE standard 90.1-2019. ASHRAE Journal, 65(PNNL-SA-174690).
Perkins, S., & Alexander, L. (2013). On the Measurement of Heat Waves. Journal of Climate, 26(13), 4500–4517. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-12-00383.1.
Rezaee, A., Goodarzi, M. R., Etemadfard, H., & Alavizadeh, M. (2025). A copula-based framework for assessing heat wave extremes and probability of occurrence in Iran: Implications for climate change. Stoch Environ Res Risk Assess, 39, 2461–2477. https://doi.org/10.1007/s00477-025-02979-1
Santamouris, M., Cartalis, C., Synnefa, A., & Kolokotsa, D. (2015). On the impact of urban heat island and global warming on the power demand and electricity consumption of buildings—A review. Energy and buildings, 98, 119–124. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2014.09.052
Taleghani, M., Tenpierik, M., Kurvers, S., & Van Den Dobbelsteen, A. (2013). A review into thermal comfort in buildings. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 26, 201–215. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.05.050
Tong, S., Wen, J., Wong, N. H., & Tan, E. (2021). Impact of facade design on indoor air temperature and thermal comfort in residential buildings in the tropical climate. Energy and Buildings, 243, 110972. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.110972
Zhou, X., Carmeliet, J., Sulzer, M., & Derome, D. (2020). Energy-efficient mitigation measures for improving indoor thermal comfort during heat waves. Applied energy, 278, 115620. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.115620