تعيين نسبت بهينه پنجره به ديوار در جبهه جنوبي ساختمان‌هاي آموزشي در كرمان

Determining the Most Efficient Window-to-Wall Ratio in Southern Façade of Educational Buildings in Kerman

مصرف انرژي ساختمان به شدت به مشخصات حرارتي پوسته خارجي آن وابسته است. در اين ميان، پنجره ها به دليل مقاومت حرارتي كم در كنار عبور مستقيم انرژي تابشي، تاثير قابل ملاحظه اي بر مشخصات حرارتي پوسته ساختمان دارند، بنابراين تعيين نسبت بهينه پنجره به ديوار در هر اقليم اهميت بسيار زيادي دارد. هدف از اين پژوهش تعيين متغيرهاي تاثيرگذار بر نسبت بهينه پنجره به ديوار در جبهه جنوبي شهر كرمان براساس مشخصات حرارتي پوسته ساختمان است. روش تحقيق، تركيبي از برداشت ميداني و شبيه سازي نرم افزاري است. در برداشت ميداني، نسبت پنجره به ديوار جنوبي در 26تك فضا مربوط به 16نمونه از خانه ها و مدرسه هاي تاريخي شهر كرمان اندازه گيري، ترسيم و تحليل شدند. نتايج نشان داد نسبت پنجره به ديوار 5 تا ٪15بيشترين فراواني را بين نمونه هاي برداشت شده داشته است. در شبيه سازي نرم افزاري، ضريب انتقال حرارت پنجره و ديوار و همچنين ضريب بهره حرارتي خورشيدي با درنظرگرفتن بار حرارتي ساليانه تحليل، و درنهايت نسبت ٪30به عنوان نسبت بهينه پنجره به ديوار مشخص شد. درمجموع ميتوان نتيجه گرفت اگر ً صرفا تحليل حرارتي را مد نظر داشته باشيم، نسبت بهينه پنجره به ديوار در جبهه جنوبي ديوار در شهر كرمان، در صورت استفاده از شيشه هاي تك جداره برابر ٪15و در صورت استفاده از پنجره دوجداره برابر ٪30 مي شود، مشروط بر آن كه ضريب بهره حرارتي خورشيدي پنجره از 0/4كمتر نباشد. نتايج پژوهش همچنين وابستگي زياد بار حرارتي ساليانه ساختمان به ضريب بهره حرارتي خورشيدي پنجره ها را نشان داد. بر اين اساس، در نهايت پيشنهاد اضافه شدن اين شاخص به مشخصات حرارتي پنجره ها در پيوست 9 مبحث 19 ارايه شده است.

Energy consumption of the buildings is highly dependent to the specifications of its envelope. Windows have a significant effect on the thermal specification of the building envelope, because of their high thermal conductivity and direct solar transmittance. Hence, specifying the best window-to-wall ratio (WWR) is very important in all climates. This study aims to specify the effective variables on optimizing window-to-wall ratio for the southern façade in Kerman, based on thermal specifications of the building envelope. The research method is a combination of field surveys and software simulations. In the field survey method, window to south façade ratio of 26 single-spaces in 16 traditional residential and educational buildings in Kerman were measured, drawn, and analyzed. The results showed that the window-to-wall ratio of 5% to 15% had the most frequency in the surveyed samples. In software simulation method, window and wall heat transfer coefficients were analyzed rather than SHGC (solar heat gain coefficient), and their effects on annual load were determined. Finally, the 30% ratio was specified as the most efficient window-to-wall ratio for southern façade in Kerman. According to the results, it can be concluded that if the only thermal analysis is considered, the optimum window-to-wall ratio in the southern façade in Kerman is 15% while using the single glazed window; and it is 30% while using the double glazed window if the SHGC is not less than 0.4. The results also revealed a high dependency on the buildings’ annual thermal load to windows’ SHGC. So, finally, modifications were proposed in the 9th appendix of Code 19, in order to include the SHGC factor.