عملكرد سايه‌اندازهاي كركره‌اي افقي و قائم متحرك در نماي دوپوسته ساختمان‌هاي اداري؛ ارزيابي و شبيه‌سازي پارامتريك

Horizontal and Vertical Movable Drop-Down Shades Performance in Double Skin Façade of Office Buildings; Evaluation and Parametric Simulation

پوسته‌ها و نماهاي ساختماني نقش موثري در كاهش مصرف انرژي دارند. نماي دو پوسته به‌عنوان يك سيستم غيرفعال خورشيدي در دوره‌ سرما بار گرمايشي ساختمان را به‌طور قابل توجهي كاهش مي‌دهد، ولي در دوره‌ گرما با افزايش دماي حفره‌ مياني بار سرمايشي ساختمان و انرژي مصرفي سرمايشي افزايش مي‌يابد. استفاده از سايه‌اندازها يك راهكار موثر در كاهش بار سرمايشي ساختمان است. سايه‌اندازهاي ثابت عملكرد نماهاي دو پوسته را در زمستان به‌دليل ممانعت از نفوذ تشعشعات خورشيدي و كاهش جذب مستقيم، به‌طور زيادي كاهش مي‌دهند. براي رفع آن بايد در سايه‌اندازهاي متحرك، زاويه‌ بهينه‌ قرارگيري را در طول سال محاسبه نمود. در اين مطالعه، عملكرد ساليانه نماهاي دوپوسته براي يك اتاق اداري در تهران با حضور سايه‌اندازهاي كركره‌اي افقي و قائم ثابت و متحرك بررسي شدند. فضا در نرم‌افزار راينو و مدل پارامتريك سايه‌اندازها در پلاگين گرس‌هاپر ايجاد شد. در مدل‌سازي، يك فضاي اداري استاندارد با ابعاد 4 در 5 متر و به ارتفاع 3متر با پنجره‌اي رو به جنوب بررسي، سپس نماي دوپوسته با سايه‌اندازهاي بهينه افقي و قائم متحرك در نرم‌افزار ديزاين‌بيلدر مدل‌سازي و ميزان بهره‌وري و ذخيره ساليانه انرژي آن در مقايسه با نماي دوپوسته بدون سايه‌انداز بررسي شد. طبق نتايج سايه‌اندازهاي متحرك بهينه‌تر از حالت ثابت خود و سايه‌انداز كركره افقي متحرك نيز بهينه‌ترين گزينه است. مجموع انرژي مصرفي سايه‌انداز كركره افقي متحرك، بهينه‌ترين گزينه پيشنهادي، نسبت به سايه‌انداز كركره‌اي افقي ثابت 34/27%، نسبت به حالت كركره‌اي قائم ثابت و متحرك به‌ترتيب 11/87% و 1/37% و نسبت به نماي دوپوسته بدون حضور سايه‌اندازها 50/69% بهينه‌تر است.

Building skins and facades have an important role in reducing energy consumption. The double skin façade (DSF) as a passive solar system reduces significantly the heating load during cold periods. However, during warm periods or in areas with warm climates, the building’s cooling load increases due to the high temperature of the intermediate cavity. The use of shades is one of the effective approaches to building’s cooling load. The fixed shades block solar beam radiation in winter. On the other hand, movable shading devices can be adjusted in optimal angle to changing outdoor conditions in which more effective control of sky diffuse radiation may be obtained. In this paper, the effects of horizontal and vertical drop-down fixed and movable shades have been investigated on double skin facade energy consumption in office buildings. The office building and parametric modeling of shades are created using Rhino software and Grasshopper plug-in, respectively. A standard office room with the dimensions of 5m×4m and a 3m height and a southward window was examined in the modeling process. The simulation results suggest that movable shades have more efficient function than their fix state. The horizontal moving shade has also the most optimal state and has the lowest annual energy consumption. The total amount of energy consumption in horizontal movable shades, the most optimal option, is 34 % compared to horizontal drop-down fix shade, is 11.87% and 1.37%, respectively, compared to the fix and moving vertical drop-down and is 50.69% more efficient compared to double skin facade without shades.