بررسی تأثیر استفاده از نماهای دوپوسته سبز بر مصرف انرژی ساختمانهای بلند مرتبه در شرایط اقلیمی تهران

ذوالفقاری, سیدعلیرضا; سعادتی نسب, مهران; نوروزی جاجرم, الهه

doi:10.22075/jme.2018.5914.

اداره چاپ و انتشارات دانشگاه سمنان

تعداد نشریات	21
تعداد شماره‌ها	593
تعداد مقالات	8,812
تعداد مشاهده مقاله	66,760,002
تعداد دریافت فایل اصل مقاله	7,325,278

	بررسی تأثیر استفاده از نماهای دوپوسته سبز بر مصرف انرژی ساختمانهای بلند مرتبه در شرایط اقلیمی تهران
مدل سازی در مهندسی
مقاله 5، دوره 17، شماره 56، اردیبهشت 1398، صفحه 51-61 اصل مقاله (1 M)
نوع مقاله: مقاله مکانیک
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jme.2018.5914.
نویسندگان
سیدعلیرضا ذوالفقاری^* ؛ مهران سعادتی نسب؛ الهه نوروزی جاجرم
دانشگاه بیرجند
تاریخ دریافت: 08 خرداد 1395، تاریخ بازنگری: 14 بهمن 1396، تاریخ پذیرش: 26 اردیبهشت 1397
چکیده
عملکرد نمای دو پوسته در فصل گرم سال وابستگی شدیدی به نحوه طراحی اجزای نما و نیز اقلیم مورد بررسی نشان می‌دهد. به بیان دیگر، در صورتی که نمای دو پوسته در اقلیم‌های بسیار گرم استفاده شود، می‌تواند میزان بار ساختمان را افزایش دهد. برای رفع این مشکل، دو راه حل ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی و جلوگیری از ورود بار ناشی از تابش‌های خورشیدی با بکارگیری اجزای کمکی مانند سایه‌اندازها در نمای دو پوسته مورد توجه مهندسان قرار گرفته است. بر این اساس در سالهای اخیر، ایده‌ استفاده از نماهای دو پوسته دارای پوشش گیاهی به منظور کاهش مصرف انرژی در فصل گرم سال ارائه شده است. در تحقیق حاضر، با در نظر گرفتن یک ساختمان بلند مرتبه با نمای دو پوسته دارای پوشش گیاهی در اقلیم تهران، به تحلیل عملکرد حرارتی نماهای دو پوسته دارای پوشش گیاهی در طول سال پرداخته شده است. نتایج نشان داد که استفاده از نماهای دو پوسته معمولی، اگر چه در ماه‌های سرد حدود 3/24 درصد مصرف انرژی را کاهش می‌دهد؛ ولی می‌تواند موجب افزایش 3/18 درصدی بار سرمایشی در تابستان شود، در حالی که با استفاده از نماهای دو پوسته‌ دارای پوشش گیاهی مصرف انرژی در ماه‌های سرد و گرم سال، به ترتیب حدود 4/21% و 5/22% کاهش خواهد یافت.
کلیدواژه‌ها
نمای دو پوسته؛ دیوار سبز؛ مصرف انرژی
عنوان مقاله [English]
Investigation of the Effect of Green Double Skin Facades on Energy Consumption of High-rise Buildings in Tehran's Climatic Conditions
نویسندگان [English]
Alireza Zolfaghari؛ Mehran Saadatinasab؛ Elaheh Noroozi Jajarm

چکیده [English]
In the warm season, the performance of double skin facades has a significant dependence on the façade design details and climatic conditions. On the other hand, using the double skin facades can increase the building cooling load. In order to eliminate this problem, two different approaches have attracted the intrest of engineers: solar energy storage and preventing the solar radiation from entering the building by using shading devices. Therefore, in the recent years, the idea of using double skin facades with plants has been proposed in order to decrease the summer energy consumption of buildings. In this study, a thermal performance analysis has been performed by considering a high-rise building with the plants double skin façade in Tehran climatic conditions. The results indicate that although using the ordinary double skin façades can decrease the building’s energy consumption up to 24.3% in cold months of the year; it can lead to increase the summer cooling load about 18.3%. However, by using double skin façades with the plants, the building’s energy consumption in cold and warm seasons may decrease about 21.4% and 22.5%, respectively.
کلیدواژه‌ها [English]
double skin facade, green wall, Energy consumption

مراجع
[1] H. Poirazis, Double skin façades for office buildings, Report EBD-R--04/3, Department of Construction and Architecture, Lund Institute of Technology, Lund University, pp. 1–192, 2004. [2] D. Stribling, B. Stigge, A critical review of the energy savings and cost payback issues of double façades, in CIBSE/ASHRAE Conference, 2009. [3] A. Ghanbaran, A. Hosseinpour, "Assessment of thermal behavior of double skin façade in the climate of Tehran", Sustainable Architecture and Urban Development, Vol. 1, No. 2, 2013, pp. 43–53, (In Persian). [4] G. Gan, "Thermal transmittance of multiple glazing: computational fluid dynamics prediction", Applied Thermal Engineering, Vol. 21, No. 15, 2001, pp. 1583–1592. [5] J. L. M. Hensen, M. Bartak, D. Frantisek, "Modeling and simulation of a double-skin facade system", ASHRAE Transactions, Vol. 108, No. 2, 2002, pp. 1251–1259. [6] M. Kragh, Mechanically ventilated double skin façades, in: M. Anson, J. M. Ko, E. S. S. Lam, Advances in Building Technology, Eds., pp. 1233-1240, Oxford: Elsevier, 2002. [7] E. Gratia, A. De Herde, "Natural ventilation in a double-skin façade", Energy and Buildings, Vol. 36, No. 2, 2004, pp. 137–146. [8] E. Gratia, A. De Herde, "Optimal operation of a south double-skin façade", Energy and Buildings, Vol. 36, No. 1, 2004, pp. 41–60. [9] H. Manz, "Total solar energy transmittance of glass double façades with free convection", Energy and Buildings, Vol. 36, No. 2, 2004, pp. 127–136. [10] T. E. Jiru, F. Haghighat, "Modeling ventilated double skin façade—A zonal approach", Energy and Buildings, Vol. 40, No. 8, 2008, pp. 1567–1576. [11] V. Huckemann, E. Kuchen, M. Leão, É. F. T. B. Leão, "Empirical thermal comfort evaluation of single and double skin façades, Building and Environment", Vol. 45, No. 4, 2010, pp. 976–982. [12] N. Hashemi, R. Fayaz, M. Sarshar, "Thermal behaviour of a ventilated double skin facade in hot arid climate", Energy and Buildings, Vol. 42, No. 10, 2010, pp. 1823–1832. [13] H. Ghadamian, M. Ghadimi, M. Shakouri, M. Moghadasi, M. Moghadasi, "Analytical solution for energy modeling of double skin façades building, Energy and Buildings", Vol. 50, No. 0, 2012, pp. 158–165. [14] M. A. Sabooni, H. M. Vaseti, M. Maerefat, A. Azimi, Development of thecapability of EnergyPlus software to simulation of building double-skin facade, in International Symposium on Sustainable Energy in Buildings and Urban Areas, Kusadasi, Turkey, 2012. [15] M. Ghadimi, H. Ghadamian, A. A. Hamidi, M. Shakouri, S. Ghahremanian, "Numerical analysis and parametric study of the thermal behavior in multiple-skin façades", Energy and Buildings, Vol. 67, 2013, pp. 44–55. [16] F. Pomponi, S. Barbosa, A.E. Piroozfar, "On the Intrinsic Flexibility of the Double Skin Façade: A Comparative Thermal Comfort Investigation in Tropical and Temperate Climates", Energy Procedia, Vol. 111, 2017, pp. 530–539. [17] M. Wanga, J. Peng, N. Li, H. Yang, C. Wang, X. Li, T. Lu, "Comparison of energy performance between PV double skin facades and PV insulating glass units", Applied Energy, Vol. 194, 2017, pp. 148–160. [18] Y. Luo, L. Zhang, X. Wang, L. Xie, Z. Liu, J. Wu, Y. Zhang, X. He, "A comparative study on thermal performance evaluation of a new double skin façade system integrated with photovoltaic blinds", Applied Energy, Vol. 199, 2017, pp. 281–293. [19] A. Alberto, N.M.M. Ramos, R.M.S.F. Almeida, "Parametric study of double-skin facades performance in mild climate countries", Journal of Building Engineering, Vol. 12, 2017, pp. 87–98. [20] Z. Su, X. Li, F. Xue, "Double-skin façade optimization design for different climate zones in China", Solar Energy, Vol. 155, 2017, pp. 281–290. [21] A. Zolfaghari, M. Saadati Nasab, E. Norozi, "Energy Analysis of Using Double Skin Façade with Phase Change Materials in a High-Rise Building Under Climate Conditions of Tehran", Modares Mechanical Enginnering, Vol. 15, No. 5, 2015, pp. 34–40, (In Persian). [22] A. Maziarz, Performance of the double skin fac¸ade with plants, TU Delft, Delft, p. 105, 2003. [23] W.J. Stec, A.H.C. van Paassen, A. Maziarz, "Modelling the double skin facade with plants", Energy and Buildings, Vol. 37, 2005, pp. 419–427. [24] J. Lin, T. Mingfang, Experiment on the shading performance and heat transfer through the double skin façade with plants, Electric Technology and Civil Engineering (ICETCE), 2011. [25] W. Fang, Z. Xiaosong, T. Junjie, L. Xiuwei, "The thermal performance of double skin facade with Tillandsia usneoides plant curtain", Energy and Buildings, Vol. 43, No. 9, pp. 2127–2133, 2011. [26] S. L. Larsen, C. Filippin, G. Lesino, "Thermal simulation of a double skin façade with plants", Energy Procedia, Vol. 57, 2014, pp. 1763–1772. [27] I. Wong, A. N. Baldwin, "Investigating the potential of applying vertical green walls to high-riseresidential buildings for energy-saving in sub-tropical region", Building and Environment, Vol. 97, 2016, pp. 34–39. [28] G. Perez, J. Coma, S. Sol, L. F. Cabeza, "Green facade for energy savings in buildings: The influence of leaf area index and facade orientation on the shadow effect", Applied Energy, Vol. 187, 2017, pp. 424–437. [29] F. Yang, F. Yuan, F. Qian, Z. Zhuang, J. Yao, "Summer time thermal and energy performance of a double-skin green facade: A case study in Shanghai", Sustainable Cities and Society, Vol. 39, 2018, pp. 43–51. [30] EnergyPlus, EnergyPlus Engineering Reference – The Reference to EnergyPlus Calculations, 2007. [31] D. W. Kim, C. S. Park, "Difficulties and limitations in performance simulation of a double skin facade with EnergyPlus", Energy and Buildings, Vol. 43, No. 12, 2011, pp. 3635–3645. [32] L. Gu, Airflow network modeling in energy plus, Proceedings: Building Simulation, 2007. [33] N. M. Mateusa, A. Pinto, G. C. D. Grac¸ "Validation of EnergyPlus thermal simulation of a double skin naturally and mechanically ventilated test cell", Energy and Buildings, Vol. 75, pp. 511–522, 2014. [34] S. L. Larsen, C. Filippin, G. Lesino, "Modeling double skin green façade with traditional thermal simulation software", Solar Energy, Vol. 121, 2015, pp. 56–67. [35] R. L. Jensen, O. Kalyanova, P. Heiselberg, Modeling a naturally ventilated double skin façade with a building thermal simulation program, in 8th Nordic Symposium of Building Physics, 2008.
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,473 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,034

سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب

پیوندهای مفید

پیوندهای مفید

آمار

بررسی تأثیر استفاده از نماهای دوپوسته سبز بر مصرف انرژی ساختمانهای بلند مرتبه در شرایط اقلیمی تهران