جغرافیا و برنامه ریزی منطقه‌ای

جغرافیا و برنامه ریزی منطقه‌ای

بهینه‌سازی بهره‌گیری از انرژی خورشیدی در طراحی نورگیرهای ساختمانی با تأکید بر شرایط اقلیمی شهر کرج

نوع مقاله : مقاله های برگرفته از رساله و پایان نامه

نویسندگان
1 گروه معماری، واحد پرفسور حسابی تفرش، دانشگاه آزاد اسلامی، تفرش، ایران
2 استاد تمام گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه هنر ایران، تهران، ایران
3 استادیار،گروه مهندسی معماری، واحد هشتگرد، دانشگاه آزاد اسلامی، هشتگرد، ایران
10.22034/jgeoq.2026.360665.3855
چکیده
تأمین نور طبیعی در فضاهای مسکونی یکی از مؤلفه‌های بنیادین کیفیت محیطی، آسایش بصری، بهره‌وری انرژی و سلامت ساکنان است. در مبحث چهارم مقررات ملی ساختمان، نورگیرها عمدتاً بر اساس حداقل‌های هندسی مانند مساحت و عرض تعریف می‌شوند، در حالی که عملکرد واقعی آن‌ها به جهت‌گیری، ارتفاع طبقه و زاویه تابش خورشید وابسته است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کارایی نورگیر ۳×۴ متر در اقلیم کرج و با تکیه بر روش نقاله خورشیدی انجام شده است. لذا سؤال اصلی پژوهش این است که نورگیر ۳×۴ متر منطبق با مبحث چهارم در اقلیم کرج، در جهات و طبقات مختلف چه میزان تابش مستقیم دریافت می‌کند و آیا ضابطه هندسی موجود تأمین نور روز را تضمین می‌کند؟روش تحقیق کاربردی و توصیفی-تحلیلی با رویکرد کمی و ارزیابی عملکرد است. ابزار اصلی تحقیق نقاله خورشیدی و نمودار مسیر خورشید متناسب با عرض جغرافیایی کرج است که ساعات تابش مستقیم سالانه نورگیر در جهات و طبقات مختلف با آن محاسبه شد.یافته‌ها نشان داد بیشترین کارایی در جهت جنوبی طبقه سوم با ۲۶۱۵ ساعت تابش سالانه است، در حالی که این مقدار در جهت شرق به ۱۰۴۸ ساعت و در طبقه اول به ۹۵ ساعت کاهش می‌یابد. در جهات جنوب‌شرقی و جنوب‌غربی نیز عملکرد به‌شدت تابع جهت و طبقه است. نتایج ضرورت گذار از رویکرد تجویزی صرفاً هندسی به رویکرد عملکردمحور و بازنگری ضوابط مبحث چهارم با تکیه بر شبیه‌سازی نور روز را نشان می‌دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Optimizing the use of solar energy in the design of building skylights with emphasis on the climatic conditions of Karaj city

نویسندگان English

Saeed Shahrian Vernousfadrani 1
Seyyed Behshid Hosseini 2
Mohammad Behzadpour 3
1 Department of Architecture, Professor Hesabi Tafresh Branch, Islamic Azad University, Tafresh, Iran
2 Full Professor, Department of Architecture, Faculty of Architecture and Urban Planning, Art University of Iran, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Department of Architectural Engineering, Hashtgerd Branch, Islamic Azad University, Hashtgerd, Iran
چکیده English

Providing natural light in residential spaces is a fundamental component of environmental quality, visual comfort, energy efficiency, and the health of occupants. In Part 4 of the National Building Regulations, light wells (light shafts) are defined primarily based on geometric minima—such as area and width—whereas their actual performance depends on orientation, floor level, and the angle of solar incidence. This study evaluates the performance of a 3×4 meter light well in the climate of Karaj, utilizing the "solar protractor" method. The central research question is: how much direct solar radiation does a 3×4 meter light well—designed in compliance with Part 4 of the regulations—receive across different orientations and floor levels in Karaj, and does the existing geometric criterion effectively guarantee adequate daylighting? The research employs an applied, descriptive-analytical methodology with a quantitative, performance-based approach. The primary tools used are the solar protractor and the sun-path diagram specific to the latitude of Karaj, which were used to calculate the annual hours of direct solar radiation for the light well across various orientations and floor levels. The findings indicate that the highest performance occurs on the third floor with a southern orientation, yielding 2,615 hours of annual direct radiation; conversely, this figure drops to 1,048 hours for an eastern orientation and to just 95 hours on the first floor. For southeastern and southwestern orientations, performance is also highly dependent on both orientation and floor level. These results highlight the necessity of shifting from a purely geometric,

کلیدواژه‌ها English

Skylight
solar conveyor
environmental comfort
Karaj
 1.     عادل‌نسب، سید محمدرضا، و تیمورتاش، شبنم (1403). تعیین اندازه مورد نیاز برای پاسیوهای نورگیر در ساختمان‌های مسکونی بر پایه الزامات مبحث چهارم مقررات ملی ساختمان. نشریه علمی انرژی‌های تجدیدپذیر و نو، دوره 11، شماره 1. https://doi.org/10.22034/jrenew.2024.189930
2.     مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی(1396).مبحث چهارم مقررات ملی ساختمان: الزامات عمومی ساختمان (ویرایش سوم). تهران: وزارت راه و شهرسازی، دفتر تدوین مقررات ملی ساختمان.
3.    میری، مجید، و کمپانی سعید، محسن (1393). عارضه‌یابی مقررات ملی ساختمان در حوزه بهره‌مندی از نور روز در شهر قزوین. معماری و شهرسازی آرمان‌شهر، 7 (اولین ویژه‌نامه نورپردازی)، 121-109.
4.    هاشمی، علی، و بمانیان، محمدرضا (1402). تأثیر هندسه و سطح نورگیر بر ویژگی‌های نور روز اتاق در معماری مسکونی دوره قاجار (نمونه موردی: خانه‌های سنتی واقع در محله عودلاجان شهر تهران). پژوهش‌های معماری نوین، دوره 3، شماره 2 (تابستان 1402)، 23-7.
5.     مفیدی، سیدمجید، حسینی، سیدباقر، مدی، حسین (1389). بررسی عملکرد اقلیمی نورگیرهای داخلی ساختمان‌های اداری (مطالعه موردی: ساختمان‌های نمونه در حوزه اقلیمی تهران). نشریه معماری و شهرسازی ایران، دوره 1، شماره 1، 108-101. https://doi.org/10.30475/isau.2010.61929
6.     موسوی، فاطمه، محمودی زرندی، مهناز، طاهباز، منصوره (1397). تاثیر هندسه و سطح نورگیر پنجره‌های اتاق‌های زمستان‌نشین بر عمق نفوذ نور روز (مطالعه موردی: خانه‌های سنتی یزد). نشریه هویت شهر، سال دوازدهم، شماره 36، 18-5.
7.     Aldawoud, A. (2013). The influence of the atrium geometry on the building energy performance. Energy and Buildings, 57, 1–5. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2012.10.038
8.     European Committee for Standardization. (2021). EN 17037:2018+A1:2021: Daylight in buildings. CEN.
9.     Ghasemi, M., Noroozi, M., Kazemzadeh, M., & Roshan, M. (2015). The influence of well geometry on the daylight performance of atrium adjoining spaces: A parametric study. Journal of Building Engineering, 3, 39–47.
10.  International Commission on Illumination. (2006). Test cases to assess the accuracy of lighting computer programs (CIE 171:2006). CIE.
11.  Mohsenin, M., & Hu, J. (2015). Assessing daylight performance in atrium buildings by using Climate Based Daylight Modeling. Solar Energy, 119, 553–560. https://doi.org/10.1016/j.solener.2015.05.011
12.  Mohsenin, M., & Hu, J. (2017). Daylight prediction in individual floors using well index. Architecture, Civil Engineering, Environment, 10(2), 109–114.
13.  Reinhart, C. F., Mardaljevic, J., & Rogers, Z. (2006). Dynamic daylight performance metrics for sustainable building design. LEUKOS, 3(1), 7–31.