فصلنامه سیستم های انرژی پایدار

فصلنامه سیستم های انرژی پایدار

طراحی و بهینه‌سازی جداره‌های نورگذر بنا با رویکرد آسایش حرارتی و کاهش مصرف انرژی در اقلیم گرم و خشک (مطالعه موردی: ساختمان مسکونی در کاشان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجو کارشناسی ارشد، گروه معماری و انرژی، پژوهشکده انرژی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
2 استادیار، گروه تکنولوژی معماری، دانشکده معماری و هنر، دانشگاه کاشان، ایران
10.22059/ses.2026.420062.1280
چکیده
امروزه با توسعه ساخت‌وساز، مصرف انرژی بخش سرمایش و گرمایش جهت تأمین آسایش حرارتی به‌شدت افزایش یافته است. جهت کاهش این مصرف، به‌کارگیری راهکارهای غیرفعال ضروری است. در این میان، جداره‌های نورگذر از عوامل اصلی اتلاف حرارتی هستند؛ پنجره‌ها با دریافت گرمای خورشید در تابستان بار سرمایشی و در زمستان با رسانش بار گرمایشی را افزایش می‌دهند. از آنجا که بار سرمایشی معمولاً غالب است، نمی‌توان با تمرکز بر انرژی، نیازهای حرارتی ساکنین را نادیده گرفت. این چالش در اقلیم‌هایی نظیر کاشان که نیازمند سرمایش و گرمایش هم‌زمان‌اند، اهمیتی دوچندان دارد. در این پژوهش، ویژگی‌های اپتیکی شیشه و نسبت مساحت پنجره به دیوار در جبهه‌های مختلف آپارتمان مسکونی نمونه در کاشان، بر اساس شاخص درصد نارضایتی ساکنین و شدت مصرف انرژی ارزیابی شدند. نتایج نشان داد مساحت بهینه پنجره در تمامی جبهه‌های جنوبی، شمالی و شرقی برابر با است، اما نوع شیشه بهینه بر اساس جهت‌گیری نما متفاوت می‌باشد؛ به‌طوری‌که شیشه کم‌گسیل برای جبهه‌های جنوبی و شمالی، و شیشه تیره برای جبهه شرقی به‌عنوان گزینه‌های برتر انتخاب شدند. با اعمال این تغییرات، شدت مصرف انرژی کل ساختمان از به کاهش یافت و رده انرژی بنا از C به B ارتقا پیدا کرد؛ همچنین شاخصPPD نیز از به رسید که جبهه جنوبی بیشترین نقش را در این بهبود ایفا نمود. یافته‌ها نشان می‌دهد که تحلیل مجزای رفتار هر جبهه بر مبنای شاخصPPD می‌تواند نیازهای حرارتی ساکنین را با دقتی بالاتر شناسایی کرده و راهکارهای مؤثرتری را جهت ارتقای آسایش حرارتی ارائه دهد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Design and Optimization of Building Fenestration with an Approach to Thermal Comfort and Energy Consumption Reduction in a Hot-Arid Climate (Case Study: A Residential Building in Kashan)

نویسندگان English

Mani Mohammadi 1
Hamidreza Farshchi 2
1 Master's student, Department of Architecture and Energy, Energy Research Institute, Kashan University, Kashan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Architectural Technology, Faculty of Architecture and Art, University of Kashan, Kashan, Iran.
چکیده English

With growing population and rapid urbanization, energy demand for heating and cooling systems has increased substantially, driven primarily by the need to maintain thermal comfort for building occupants. Among building envelope components, transparent facades are major contributors to thermal energy loss: windows increase cooling loads in summer by allowing unwanted solar heat gain, and raise heating loads in winter through conductive heat transfer. Since cooling energy consumption typically exceeds heating demand, relying solely on energy intensity metrics is insufficient; thermal comfort needs must also be accounted for. This challenge is particularly significant in cities like Kashan, where both cooling and heating are required throughout the year. This study evaluates glazing optical properties and window-to-wall ratio (WWR) across different façade orientations of a residential apartment in Kashan, using the Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD) index and Energy Use Intensity (EUI) as performance indicators. Results show that the optimal WWR is 30% for all three façades (south, north, and east), but the optimal glazing type differs by orientation. Low-E double-glazing was selected for the south and north façades, while tinted glazing was selected for the east façade. Following optimization, EUI decreased from 182.51 kWh/m² (energy grade C) to 159.66 kWh/m² (energy grade B), and PPD improved from 38.32% to 37.65%, with the south façade contributing most to this reduction. These findings demonstrate that analysing each façade's behaviour through the PPD index enables more accurate identification of occupants' thermal needs and supports the development of more effective thermal comfort strategies.

کلیدواژه‌ها English

Hot-Dry Climate
Optimization
Solar radiation
Thermal Comfort
Window-to-Wall Ratio

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 18 مهر 1405