جغرافیا و برنامه ریزی منطقه‌ای

جغرافیا و برنامه ریزی منطقه‌ای

محاسبه سرعت باد در بادگیرهای بندر لافت و تاثیر آن بر مدیریت مصرف انرژی شهری

نوع مقاله : مقاله علمی -پژوهشی کاربردی

نویسندگان
1 گروه مهندسی کامپیوتر، واحد قشم، دانشگاه آزاد اسلامی، قشم، ایران
2 دانشجوی دکتری معماری، واحد بین الملل قشم، دانشگاه آزاد اسلامی، قشم، ایران
3 شهردار لافت
10.22034/jgeoq.2025.212769
چکیده
 معماری بومی هر منطقه تحت تأثیر شرایط اقلیمی آن شکل می‌گیرد و انسان برای ایجاد فضایی مناسب برای زندگی تلاش می‌کند. باد نقش مهمی در این معماری دارد، به‌ویژه در مناطق گرم و مرطوب که معماران بومی راهکارهایی برای استفاده از باد و تهویه طبیعی توسعه داده‌اند. عواملی مانند جهت‌گیری ساختمان، سازمان فضایی و استفاده از بادگیرها در این معماری اهمیت دارند. بادگیرها به‌عنوان ابزار تهویه طبیعی، با استفاده از نیروی ثقل و جریان هوا، موجب تهویه مؤثر داخلی می‌شوند. آنها معمولاً بر روی بام‌ها نصب می‌شوند و ظرفیت هوادهی آن‌ها بین ۱ تا ۳.۸ متر مکعب در ثانیه متغیر است. فشار مثبت بر روی دیوارهای روبه‌باد و فشار منفی بر روی دیوارهای پشت به باد باعث ورود هوای تازه و خروج هوای گرم می‌شود. بادگیرها به‌عنوان نمونه‌ای از طراحی سازگار با اقلیم‌های گرم، از نظر تهویه طبیعی در فصول گرم عملکرد مؤثری دارند. آن‌ها به دلیل طراحی خود، می‌توانند تا ۸۰ درصد از بادهای غالب در تابستان را استفاده کنند. در نهایت، از آن‌جا که منابع انرژی محدود بوده و انرژی‌های تجدیدپذیر اهمیت بیشتری پیدا کرده‌اند، بررسی سازه‌های قدیمی مانند بادگیرها می‌تواند به بهینه‌سازی آن‌ها و انطباق با نیازهای مدرن کمک کند. تحلیل رفتار هیدرودینامیکی بادگیرها با هدف بهینه‌سازی تهویه طبیعی در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی‌های شما نشان‌دهنده اهمیت طراحی بادگیرها به ویژه در مناطق جنوبی ایران است. بادگیرها با ایجاد فشار هوای کمتر در بخش تحتانی خود، جریان هوای آزاد را به درون خود جذب می‌کنند، که این امر باعث ایجاد باد در داخل ساختمان می‌شود. حتی در غیاب باد در محیط آزاد، باد با سرعتی حدود ۳ متر بر ثانیه از خروجی بادگیر خارج می‌شود، که به کاهش دمای محیط پیرامون کمک می‌کند. وزش باد در بادگیرها، به‌ویژه در شهر لافت و مناطق جنوبی، اهمیت ویژه‌ای دارد. همچنین، محاسبه رابطه‌ای برای سنجش سرعت باد زیر بادگیر با استفاده از روش رگرسیون چندمتغیره، به نظر می‌رسد که می‌تواند به عنوان ورودی برای طراحی توربین‌های بادی آینده مورد استفاده قرار گیرد. اگر این رابطه دارای خطای قابل پذیرش و دقت مناسبی باشد، می‌تواند ابزار مفیدی برای مهندسان و محققان در پژوهش‌های آینده باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Calculation of wind speed in Bandar Laft wind turbines and its impact on urban energy consumption management

نویسندگان English

Maziar Asmani 1
Mohammad Atashinmaah 2 3
1 Department of Computer Engineering, Qeshm Branch, Islamic Azad University, Qeshm, Iran
2 PhD student in Architecture, Qeshm International Branch, Islamic Azad University, Qeshm, Iran
3 the Mayor of Laft Port
چکیده English

The local architecture of each region is influenced by its climatic conditions, and humans strive to create a suitable space for living. Wind plays an important role in this architecture, especially in hot and humid regions where local architects have developed solutions for using wind and natural ventilation. Factors such as building orientation, spatial organization, and the use of windbreaks are important in this architecture. Windbreaks, as a means of natural ventilation, use gravity and air flow to provide effective internal ventilation. They are usually installed on roofs and their ventilation capacity varies between 1 and 3.8 cubic meters per second. Positive pressure on the windward walls and negative pressure on the leeward walls cause fresh air to enter and hot air to exit. Windbreaks, as an example of a design compatible with hot climates, are effective in terms of natural ventilation in hot seasons. Due to their design, they can use up to 80 percent of the prevailing winds in summer. Finally, as energy resources are limited and renewable energies have become more important, examining old structures such as windbreaks can help optimize them and adapt to modern needs. Analyzing the hydrodynamic behavior of windbreaks with the aim of optimizing natural ventilation is examined in this article. The results of your studies indicate the importance of designing windbreaks, especially in the southern regions of Iran. Windbreaks, by creating lower air pressure in their lower part, absorb free air flow into themselves, which causes wind inside the building. Even in the absence of wind in the open environment, the wind exits the windbreak at a speed of about 3 m/s, which helps reduce the temperature of the surrounding environment. Wind blowing in windbreaks is of particular importance, especially in the city of Laft and the southern regions. Also, calculating a relationship for measuring wind speed under the windbreak using the multivariate regression method seems to be able to be used as an input for the design of future wind turbines. If this relationship has an acceptable error and appropriate accuracy, it can be a useful tool for engineers and researchers in future research.

کلیدواژه‌ها English

Windbreak
Port Loft
Multivariate Regression
آبادی, م. ن., & پژوه, د. (2015). بررسی روند تغییرات سرعت باد در ایستگاه های منتخب ایران. نشریه علمی جغرافیا و برنامه ریزی, 19(52), 277-301.
ابوالفضل, د. م. ح. ی. س. د. ع. ا. و. د. م. (1395). تحلیل عددی عملکرد بادگیر چهار جهته متصل به تالار و حیاط مرکزی در زوایای مختلف برخورد باد. مهندسی مکانیک مدرس, 16(12), 134.
پیمان, خ. ط. ع. م. و. م. (1395). پیش بینی سرعت باد با شبکه عصبی RBF بر اساس نظریه آشوب. هوش محاسباتی در مهندسی برق (سیستم های هوشمند در مهندسی برق), 7(3), 95.
چینی فروش, ن., & لطیف شبانگاهی, غ. (2018). تجهیزات انداز‌ه‌گیری سرعت و جهت باد: روش‌ها، چالش‌ها و روند فنّاوری. پژوهش های اقلیم شناسی, 1397(33), 43-62. https://clima.irimo.ir/article_77185_f6f291e750d365d4005ec5a3010d214c.pdf
زارع, م. ج. ع. (2014). مطالعه سازه های بادگیر و بهینه سازی مقطع بادگیر تحت اثر انرژی تجدید پذیر باد به عنوان یک سیستم تهویه مطبوع در معماری قدیمی [Applicable]. Journal of Selected Topics in Energy, 1(1), 31-39. http://yujs.yu.ac.ir/jste/article-1-25-fa.html
فاطمه, ر. ز., مژده, پ., عبداله, ص. ک., & غلامعلی, ک. (2009). برآورد انرژی باد در ایستگاه های همدیدی استان اصفهان.
گندمکار. (2010). ارزیابی انرژی پتانسیل باد در کشور ایران. جغرافیا و برنامه ریزی محیطی, 20(4), 85-100.
مجید, ر. ب. د., خدیجه, ج., & بتول, ز. بررسی روند تغییرات سرعت باد در شمال غرب ایران.
محمدرضا, ا. آ., & فائزه, ش. ز. (2010). بررسی روند تغییرات سرعت باد در ایستگاه همدیدی رشت.
نوذر, ق., & ابوذر, ق. خ. (2010). بررسی روند تغییرات زمانی سرعت باد در گستره اقلیمی ایران.
هدایت, ژ., عمادیان رضوی, س. ز., & آیت اللهی, س. م. ح. (2020). دستیابی به الگوی رفتاری باد در بادگیرهای سنتی یزد بر اساس اندازه‌گیری بلند مدت عوامل اقلیمی (نمونه موردی: بادگیر خانه مرتاض). معماری اقلیم گرم و خشک, 7(10), 53-70. https://doi.org/10.29252/ahdc.2020.1782
Jhajharia, D., Shrivastava, S., Sarkar, D., & Sarkar, S. (2009). Temporal characteristics of pan evaporation trends under the humid conditions of northeast India. Agricultural and Forest Meteorology, 149(5), 763-770.
Li, Q., Chen, J., & Luo, X. (2024). Estimating omnidirectional urban vertical wind speed with direction-dependent building morphologies. Energy and Buildings, 303, 113749.
Nāyibī, F. حیات در حیاط: حیاط در خانه‌های سنتی ایران (اصفهان، کاشان و تهران). (No Title).
Pryor, S., & Ledolter, J. (2010). Addendum to “Wind speed trends over the contiguous United States”. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 115(D10).
Wan, H., Wang, X. L., & Swail, V. R. (2010). Homogenization and trend analysis of Canadian near-surface wind speeds. Journal of Climate, 23(5), 1209-1225.
Wang, P., Xiao, J., Huang, S., Wu, Q., Zhang, M., Wu, X., Shen, F., & Ma, K. (2025). An accelerated asynchronous distributed control for DFIG wind turbines and collection system loss minimization in waked wind farm. Applied Energy, 377, 124612.
Yaghoubi, M., Zamankhan, P., & Sabzevari, A. (1998). Numerical Analysis of Two-Dimensional Wind Flow in and Around Rectangular Buildings Part I: Modelling and Simulation. Wind Engineering, 81-97.