تبیین و تحلیل معماری سازه در راستای بهینه سازی انرژی نهفته ساختمان در جغرافیای شهر تهران

نوع مقاله : مقاله های برگرفته از رساله و پایان نامه

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری معماری، واحد بین الملل کیش، دانشگاه آزاد اسلامی، جزیره کیش، ایران

2 استادیار معماری، واحد بین الملل کیش، دانشگاه آزاد اسلامی، جزیره کیش، ایران

3 دانشیار معماری، واحد بین الملل کیش، دانشگاه آزاد اسلامی، جزیره کیش، ایران

چکیده

طی تحقیقات گذشته مشخص شده که انرژی نهفتۀ ساختمان در کشورهای در حال توسعه دو برابر کشورهای توسعه یافته است. لذا اهمیت بهینه سازی انرژی نهفته بیش از پیش هویدا می گردد. مسئلۀ مهم این است که چگونه میتوان سازه یک ساختمان را با توجه به انرژی نهفته آن طراحی نمود؟ هدف این پژوهش ارائه راهکاری است تا بتوان در مراحل مختلف طراحی سازه، به کمترین سطوح انرژی نهفته در اسکلت ساختمان دست یافت. در این مقاله ابتدا به کلیات مبحث پرداخته شده و مبانی نظری بحث مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. سپس روش تحقیق شرح داده شده و نتایج و تفاسیر آن ها ارائه شده است. در این مقاله، برای محاسبه انرژی نهفته اسکلت ساختمان، تاثیر عوامل مختلف مانند: ابعاد مقطع اعضای سازه، مصالح مورد استفاده در بتن و نوع فولاد مصرفی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور یک ساختمان با پلان مشخص، در ابعاد مختلف اعضای خمشی، در 81 مدل جداگانه بوسیلۀ نرم افزار طراحی شده و براساس اطلاعات خروجی، سعی شده است تا با ارائۀ راهکارهایی نسبتا ساده در طراحی سازه، کمترین مقدار انرژی نهفته اسکلت به دست آید. همچنین پس از شناخت و ارائۀ راهکارها، مقادیر صرفه جویی انرژی متناظر هر راهکار محاسبه و میزان کاهش مصرف حامل های انرژی در کل کشور برآورد شده است. نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد که در یک سازۀ ساختمان می توان با انتخاب مناسب ابعاد اعضا و نسبت فوالد و بتن در مقطع، انرژی نهفته اسکلت ساختمان را کاهش داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Explanation and analysis of the architecture of the structure in order to optimize the latent energy of the building in the geography of Tehran

نویسندگان [English]

  • arian mozafari 1
  • majid mofidi shemirani 2
  • rima fayaz 3
1 PhD student in Architecture, Kish International Branch, Islamic Azad University, Kish Island, Iran
2 Assistant Professor of Architecture, Kish International Branch, Islamic Azad University, Kish Island, Iran
3 Associate Professor of Architecture, Kish International Branch, Islamic Azad University, Kish Island, Iran
چکیده [English]

During past research, it has been determined that the latent energy of buildings in developing countries is twice that of developed countries. Therefore, the importance of latent energy optimization becomes more evident. The important issue is how can the structure of a building be designed according to its latent energy? The aim of this research is to provide a solution to achieve the lowest levels of latent energy in the building skeleton in different stages of structural design. In this article, the generalities of the topic are discussed first, and the theoretical foundations of the topic are examined and evaluated. Then the research method is described and the results and their interpretations are presented. In this article, to calculate the latent energy of the building skeleton, the effect of various factors such as: the cross-sectional dimensions of the structural members, the materials used in concrete and the type of steel used have been investigated. For this purpose, a building with a specific plan, in different dimensions of bending members, was designed in 81 separate models by software and based on the output information, it was tried to obtain the least amount of latent energy of the skeleton by providing relatively simple solutions in the design of the structure. Also, after identifying and presenting the solutions, the corresponding energy saving amounts of each solution were calculated and the amount of reduction in the consumption of energy carriers in the whole country was estimated. The results of the present research show that in a building structure, the latent energy of the building skeleton can be reduced by choosing the appropriate dimensions of the members and the ratio of steel and concrete in the section.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Latent energy
  • structure design
  • optimization
  • energy saving
آذری، رحمان و عباس آبادی، نرجس.­(1397). انرژی تجسم یافته ساختمان­ ها: مرور داده ها،­ روش ­ها،­چالش ­ها و روندهای تحقیق، انرژی و ساختمان­ ها 168: 225-235.
اصل فلاح، سارینا و کیا، شمس و ناصر محققی، حمید.( 1396)­. ارزیابی چرخه عمر ساختمان های سبز بر اساس سطح انرژی مصالح ساختمانی،کنفرانس ملی تحقیقات بنیادی در مهندسی عمران، معماری و شهرسازی
امینی طوسی، هاشم.(­1395). دستورالعمل­های ارزیابی چرخه زندگی ساختمان در فرایند طراحی معماری، دانشگاه تهران،­ پردیس هنرهای زیبا،  دانشکده معماری، ­پایان نامه کارشناسی ارشد.
جلیلی صدرآباد، سمانه و بلبلی، شیوا .(1396). بررسی جایگاه مصالح در نمای شهری تهران با استفاده از رویکرد توسعه پایدار شهری، شماره 2-7،  فصلنامه نقش جهان
شایفر، محسن علی و مفیدی شمیرانی، سید مجید و سید عبدالهی، سید احسان .(1395). مصالح ساختمانی با انرژی نهفته و کم کربن نهفته، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، چهارمین کنفرانس ملی تحقیقات کاربردی در مهندسی عمران، معماری و مدیریت شهری.
فروزان، نرجس و حاجی پور خلیل سلطانی، علی.(1395).­مطالعه مصرف انرژی تجسم یافته در بخش مسکونی: مطالعه موردی شیراز،  نقش جهان-مطالعات پایه و فناوری های جدید معماری و برنامه ریزی 6.1:: 42-52.
کریم پور، علی رضا( 1394)، تأثیر اجزای طراحی معماری بر مصرف انرژی ساختمانهای مسکونی با استفاده از مدلهای شبیه سازی (مطالعه موردی: تهران) پایان نامه دکتری، ­دانشگاه آزاد اسلامی،­ واحد تهران مرکزی
گلزاده، پویا و رمضانی پور، امیر محمد(1394)، نقش دیوارهای ساختمان در مصرف انرژی و انتشار دی اکسید کربن با استفاده از روش ارزیابی چرخه زندگی، سومین کنگره بین المللی مهندسی عمران، معماری و شهرسازی، تهران، دبیرخانه دائمی کنگره بین المللی مهندسی عمران، معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید بهشتی.
محمد مرادی، اصغر و حسینی، سید باقر­.(1391)، کنترل اثرات زیست محیطی ساختمان با اندازه گیری و کاهش انرژی نهفته در واحد سطح در مرحله ساخت (مطالعه موردی: ساختمان مسکونی 7 طبقه در شمال تهران)، نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری معماری و شهرسازی مدرن،  مقاله 5،    دوره 2،    شماره 2 (3)، صص 55-66.
مفیدی شمیرانی، سید مجید و همکاران . (1394)و انرژی نهفته، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد همدان، پروژه دوره درس آب و هوا و معماری، دکتری، استاد راهنما: دکتر سید مجید مفیدی شمیرانی، دانشجویان در فصول: کیومرث سیفی، محمد کاظم رضایی، زهره عطار عباسی، سیده محدثه شمخی.
ممقانی قاضی جهانی،­ مهسا و حبیب،­ فرح و مفیدی شمیرانی، ­سید مجی­ (1390) . ساختار ارزیابی نهفته انرژی برای ساختمانهای پایدار،­ کنفرانس ملی مهندسی عمران،­ معماری،­ شهرسازی و مدیریت انرژی، ­اردستان، ­دانشگاه آزاد اسلامی واحد اردستان.
یوسفی، ­فاطمه  و قلی پور،­ ­یعقوب. (1397). ارزیابی مصرف انرژی طولانی مدت یک ساختمان مسکونی واقعی در تهران،­ مجله هنرهای زیبا - معماری و شهرسازی،­ دوره 22، ­شماره 1.
Abdul Rauf،(2016) .The effect of building and material service life on building life cycle embodied energy، July, Faculty of Architecture, Building & Planning، The University of Melbourne
Anuradha, I. G. N., B. A. K. S. Perera, and B. J. Ekanayake. (2019). "Significance of whole life embodied energy and embodied carbon of wall materials compared to their initial/maintenance costs." International Journal of Construction Management: 1-14.
Banteli, Amalia, Vicki Stevenson, and Gabriela Zapata Lancaster. (2018). "Building Information Modelling (BIM) application in relation to embodied energy and carbon (EEC) considerations during design: A practitioner perspective.": 224-234.‏
Bolden J., Abu-Lebdeh T., Fini E,(2019). Utilization of recycled and waste materials in various construction applications. American Journal of Environmental Science 1098, no 31
Bonich, Zoran. And Topličić čurčić, Gordana. And Davidovich, Nebuchadnezzar. And Savich, Jelna. (2017). Structural damage to the environment. International Scientific Journal of Urban and Municipal Civil Engineering, 1090. Procedural Engineering 997 (1090) 499-491
Copiello, S., and P. Bonifaci. (2017)."THE RELATION BETWEEN BUILDING COSTS AND EMBODIED ENERGY: NEW INSIGHTS." International Journal for Housing Science & Its Applications 41.2.‏
D'Agostino, Delia, Danny Parker, and Paco Melià. (2020). "Environmental and economic data on energy efficiency measures for residential buildings." Data in brief 28: 104905.‏
Ding, G., (2004). The development of a multi-criteria approach for the measurement of sustainable performance for built projects and facilities. PhD Thesis, University of technology, Sydney.
Dissanayake, D. M. K. W., C. Jayasinghe, and M. T. R. Jayasinghe.­(2017). "A comparative embodied energy analysis of a house with recycled expanded polystyrene (EPS) based foam concrete wall panels." Energy and Buildings 135: 85-94.‏
Dixit, Manish K. (2017). "Life cycle embodied energy analysis of residential buildings: A review of literature to investigate embodied energy parameters." Renewable and Sustainable Energy Reviews 79: 390-413.‏
Dixit, Manish K. (2019). "Life cycle recurrent embodied energy calculation of buildings: A review." Journal of cleaner production 209: 731-754.‏
Tarabieh, Khaled, and Mirette Khorshed.­(2019). "Optimizing Evaluation Methods for the Embodied Energy and Carbon Management of Existing Buildings in Egypt." Buildings 9.4: 90.‏
Topcu I. B., Sengel S.(2018). Properties of concrete produced with waste concrete aggregate. Cement and Concrete Research 1004; 84(1) 9807-9891 doi: 90,9096/ j.cemconres.1008,91,091.