فهرست مطالب

عنوان                                                                                         صفحه

 

1- فصل اول: کلیات و شرح موضوع. 1

1-1- مقدمه: 1

1-2- شرح وبیان مسئله: 1

1-3- ضرورت و اهمیت موضوع تحقیق: 2

1-4- اهداف تحقیق مورد نظر: 3

1-5- کاربرد نتایج تحقیق: 3

1-6- فرضیه ها یا سؤال های تحقیق: 4

1-6-1- فرضیه ها: 4

1-6-2-   سوال ها: 4

1-7- شرح روش تحقیق.. 4

1-8-محدودیت ها 5

1-9- ساختار فصول رساله. 6

1-10- نتیجه گیری.. 7

فصل دوم- مرور تحقیقات انجام شده. 8

2-1-مقدمه. 8

2-2- چالش انرژی.. 8

2-2-1- چالش انرژی در ساختمانها و مشکلات زیست محیطی. 9

2-2-2- مصرف انرژی در دنیای امروز 9

2-2-3- چالش های انرژی ایران و میزان مصرف انرژی در بخش ساختمان. 10

2-3- ساختمان خاک پناه چیست؟ 12

2-4- دلیل اصلی استفاده از ساختمانهای خاک پناه. 12

2-5- طبقه بندی ساختمانهای خاک پناه و اصطلاحات تخصصی.. 13

2-5- 1- گونه بندی از حیث معماری. 14

2-5-2- گونه بندی از حیث نیازهای انسانی. 17

2-6- سیر تاریخی استفاده از ساختمانهای خاک پناه. 18

 

2-6-1- بررسی تاریخی استفاده از ساختمانهای خاک پناه در جهان. 18

2-6-2- پراکندگی معماری خاک پناه در ایران. 20

2-7- ویژگیهای ساختمان خاک پناه. 22

2-7-1- بررسی مزایای ساختمان خاک پناه. 22

2-7-1-1- مزایا از حیث بهره وری انرژی. 22

2-7-1-1-1-کاهش انتقال حرارتی خاک… 22

2-7-1-1-2- اینرسی حرارتی.. 23

2-7-1-1-3- ثبات دمای زمین.. 23

2-7-1-1-4- کنترل میزان هوای نفوذی.. 24

2-7-1-1-5- کاهش دریافت حرارت.. 24

2-7-1-2- مزایا با رویکرد بهره وری از سطح زمین و محیط زیست.. 24

2-7-1-2-1- مزایای زیبایی شناسی.. 24

2-7-1-2-2- شکل گیری کانسپت خاص معماری.. 25

2-7-1-3- مزایای زیست محیطی. 25

2-7-1-3-1- حفظ منظر طبیعی.. 25

2-7-1-3-2- حفظ اکولوژی.. 25

2-7-1-3-3- کارآیی در مصرف زمین.. 26

2-7-1-4- مزایا با رویکرد اهمیت چرخه زندگی بنا 26

2-7-1-4-1- محافظت.. 26

2-7-1-4-1-1- عوامل طبیعی.. 26

2-7-1-4-2- آلودگی صوتی  و ارتعاش… 26

2-7-1-4-3- حفاظت کالبد بنا 27

2-7-1-4-4- حفاظت از مواد داخل بنا 27

2-7-1-4-5- امنیت.. 27

2-7-2- معایب ساختمانهای خاک پناه. 28

2-7-2- 1- معایب با رویکرد بهره وری انرژی. 28

2-7-2-2- معایب از حیث استفاده از زمین و موقعیت.. 30

2-7-2-4- معایب از حیث اقامت طولانی مدت.. 31

 

این مطلب را هم بخوانید :

2-7-3-  هزینه های احداث و بهره برداری.. 32

2-7-3- 1- هزینه های تحمیل شده در احداث و بهره برداری ساختمان خاک پناه 33

2-7-3-2- هزینه های صرفه جویی شده در احداث و بهره برداری ساختمان خاک پناه 33

2-8- مرور ادبیات: 34

2-8-1- بررسی ساختمانهای خاک پناه از دیدگاه عملکرد حرارتی.. 35

2-8-2- پیش بینی عملکرد حرارتی ساختمانهای خاک پناه به وسیله شبیه سازی حرارتی.. 37

2-8-3- بررسیهای ویژگیهای دیگر ساختمانهای خاک پناه. 38

2-9- مباحث تاثیرگذار بر عملکرد فضاهای خاک پناه. 39

2-9-1- جهتگیری. 39

2-9-2- تهویه 40

2-9-3-  نور طبیعی. 41

2-9-4- ویژگیهای فیزیکی خاک… 41

2-10- مکانیزم تبادل حرارت میان ساختمان خاک پناه و محیط.. 42

2-10-1- مفاهیم موثر در انتقال حرارت جداره ها 42

2-10-1-1- اینرسی حرارتی. 42

2-10-1-2- رابطه ضخامت پوسته ها، اینرسی حرارتی و وضعیت حرارتی هوای داخلی. 44

2-10-1-3- تاثیر تابش آفتاب بر حرارت داخلی ساختمان. 44

2-10-1-4- تابش آفتاب بر انواع دیوار 45

2-10-2- نحوه تبادل حرارت میان ساختمان خاک پناه و محیط پیرامون. 46

2-10-2-1- مکانیزم تبادل حرارت از خورشید تا عمق زمین. 47

2-10-3- بررسی رفتار حرارتی خاک… 48

2-10-4- پیش بینی رفتار دمای زمین.. 51

2-11- آینده بناهای خاک پناه. 51

2-12- جمع بندی.. 52

فصل سوم: 54

3-1- مقدمه. 54

3-2- بررسی اقلیمی شهر یزد. 54

3-2-1- خصوصیات جغرافیایی و اقلیمی یزد 54

3-2-2- تحلیل داده های اقلیمی شهر یزد 55

3-2-2-1- دمای هوا 56

3-2-2-2- رطوبت نسبی هوا 58

3-2-2-3- باد. 58

3-2-2-4- نمودار سایکرومتریک… 59

3-2-2-4-1-گرمایش… 60

3-2-2-4-2- سرمایش… 61

3-3-  راهکارهای طراحی اقلیمی شهر یزد. 63

3-3-1- مقیاس شهری. 63

3-3-1-1- جهت گیری. 64

3-3-1-2- بافت متراکم. 64

3-3-1-3- معابر ارگانیک و سرپوشیده. 64

3-3-2- مقیاس بنای معماری. 65

ویژگی‌های معماری سنتی شهر یزد. 65

3-4- ایده های اقلیمی خاک پناهندگی شهر یزد. 66

3-4-1- سرداب.. 66

3-4-2-  آب انبار 67

3-4-3- گودال باغچه 68

3-5- نتیجه گیری.. 71

فصل چهارم: 72

4-1-مقدمه. 72

4-2- روند انجام بررسی رفتار حرارتی ساختمان خاک پناه. 72

4-3- انتخاب نرم افزار شبیه سازی.. 74

4-4- اعتبار سنجی نرم افزار شبیه سازی.. 74

4-4-1- مقایسه با نرم افزار دیگر 75

4-4-2- اعتبارسنجی شبیه سازی EnergyPlus نسبت به نمونه واقعی رکورد شده. 76

4 – 4-2-1- معرفی نمونه 76

4-4-2- 2- اندازه گیری حرارتی ساختمان نمونه 78

4-4-2- 3- شبیه سازی ساختمان نمونه 80

4-5- شناخت ویژگی های مدل طرح برای شبیه سازی حرارتی.. 81

4-5-1-عوامل موثر هندسی و فیزیکی. 82

4-5-2- عوامل موثر قراردادی.. 83

4-5-3- عوامل موثر قراردادی- تخمینی.. 84

4-7- شبیه سازی حرارتی.. 85

4-8- بررسی چگونگی تاثیر هریک از شاخصهای کالبدی بر مصرف انرژی مدل خاک پناه. 86

4-8-1- تاثیر جنس خاک بر عملکرد حرارتی. 86

4-8-2- تاثیر کاربریها بر عملکرد حرارتی. 89

4-8-3- بررسی عملکرد حرارتی کاربری مسکونی. 93

4-8-3-1- بررسی محدوده دمایی کاربری مسکونی در عمق پیشنهاد شده. 95

4-8-4- تاثیر جهتگیری بنا بر عملکرد حرارتی. 97

4-8-5- تاثیر نرخ تهویه بر عملکرد حرارتی. 99

فصل پنجم. 103

5-1- مقدمه: 103

5-2- پاسخ به سوالات تحقیق.. 103

5-3- نتایج مهم مطالعات کتابخانهای.. 104

5-4- نتایج مهم مطالعات شبیه سازی.. 105

5-5- ارائه پیشنهادات.. 106

پیوست 1: 107

منابع و مراجع: 109

منابع داخلی: 109

منابع خارجی: 110

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                         صفحه

جدول 1- گونه بندی بندی ساختمان­های خاک پناه از جهت سطح تماس با خاک………………………..16

جدول 2-گونه بندی از حیث نیازهای انسانی و کاربری در گذشته …………………………………………….17

جدول 3- طبقه بندی ساختمان­های خاک پناه معاصر از حیث کاربری…………………………………………18

جدول 4- ویژگی های  فیزیکی خاک های مختلف………………………………………………………………..50

جدول5 – جمع­بندی مزایا و معایب ساختمان­های خاک­پناه……………………………………………………….52

جدول 6-  راهبردها و تخمین میزان کاهش مصرف انرژی………………………………………………………..62

جدول 7-ویژگیهای فیزکی و حرارتی مدل  مشترک دو نرم افزار……………………………………………….75

جدول 8- مشخصات حسگرهای اصلی…………………………………………………………………………………78

جدول 9-مقایسه دمای شبیه سازی شده و ثبت شده­ی اتاق نمونه در خانه هوشمند…………………………81

جدول 10-ویژگی های مصالح مدل مورد مطالعه …………………………………………………………………..83

جدول11- مشخصات کاربری های مورد مطالعه…………………………………………………………………….84

جدول 12- اختصارات فرمول لبز………………………………………………………………………………………..87

جدول 13- ویژگی های فیزیکی نمونه خاک های سطح شهر یزد………………………………………………88

جدول 14- میزان مصرف انرژی کاربری­های متفاوت……………………………………………………………..92

جدول 15- نسبت تغییر دما و زمان تاخیر کاربری مسکونی به هوای بیرون……………………………………95

جدول 16- مصرف انرژی کلی در جهتگیری های اصلی………………………………………………………….99

جدول 17- میزان مصرف انرژی سرمایشی با تغییر نرخ تعویض هوا………………………………………….102

جدول 18- اطلاعات آب و هوایی شهر یزد………………………………………………………………………..108

جدول 19- دمای ماهانه­ی خاک در اعماق مختلف ……………………………………………………………..109

جدول 20- بیشینه و کمینه دمای خاک غالب شهر یزد  در اعماق مخلف………………………………….109

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                         صفحه

نمودار 1- مصرف جهانی انرژی در کشورهای مختلف……………………………………………………………10

نمودار 2- مصرف انرژی در بخش­های مختلف در سال­های اخیر کشور ایران……………………………….11

نمودار 3- سهم سالانه مصرف انرژی ایران در بخشهای مختلف در سال………………………………………11

نمودار 4- مصرف انرژی مدلهای مختلف ساختمان خاک پناه……………………………………………………38

نمودار 5– نمودار تغییر دمای خاک در اعماق مختف شهر یزد…………………………………………………..51

نمودار6- دمای ماهانه ی هوای خشک شهر یزد در مقایسه با سردترین و گرمترین شهر ایران……………57

نمودار 7- بازه ی دمایی هوا در مقایسه با محدوده ی آسایش اشری…………………………………………….57

نمودار8-دما و رطوبت نسبی برای ساعتهای مختلف در ماههای مختلف شهر یزد…………………………..58

نمودار 9- گلباد سالانه شهر یزد……………………………………………………………………………………………59

نمودار 10-نمودار سایکرومتریک شهر یزد……………………………………………………………………………61

نمودار 11- فلوچارت روند حل مسئله­ی رفتار حرارتی ساختمان خاک پناه………………………………….73

نمودار 12-مقایسه نتیجه شبیه سازی نمونه Best Case ASHRAE-900 توسط دو نرم افزار…………76

نمودار 13- دمای ثبت شده در اتاق و هوای بیرون نمونه­ اتاق در خانه هوشمند……………………………..80

نمودار 14- مقایسه­ی دمای شبیه سازی شده و ثبت شده­…………………………………………………………..80

نمودار15-  مقایسه دمای رکورد شده و شبیه سازی شده اتاق نمونه در خانه­ی هوشمند…………………..81

نمودار 16-میزان مصرف انرژی کلی در چهار نمونه خاک با ضریب پخشندگی متفاوت………………..89

نمودار17-مصرف انرژی کلی در کاربر­ی­های خاک پناه…………………………………………………………92

نمودار 18- درصد صرفه جویی اعماق مختلف در کاربری­های خاک پناه…………………………………..93

نمودار 19- نوسان دمای ساختمان روی سطح زمین و در عمق خاک نسبت به هوای بیرون……………..94

نمودار20- بازه دمایی نمونه­ی مسکونی در اعماق مختلف………………………………………………………..95

نمودار 21- دمای نمونه­ی مسکونی در عمق 2.5 متر……………………………………………………………….96

نمودار 22- دمای نمونه­ی مسکونی در عمق 2.5 در گرمترین روز سال………………………………………97

نمودار 23- دمای نمونه­ی مسکونی در عمق 2.5 در سردترین روز سال………………………………………97

نمودار 24- میزان مصرف انرژی کلی در جهتگیری های اصلی………………………………………………….99

نمودار 25- مقایسه مصرف انرژی سرمایشی در ساختمان های روی سطح زمین و در عمق خاک با تغییر نرخ تعویض هوا در ساعت 24 تا 7 صبح…………………………………………………………………………….102

نمودار 26- میزان مصرف انرژی سرمایشی با تغییر نرخ تعویض هوا در ساعت 24 تا 7 صبح………..103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست تصاویر

عنوان                                                                                         صفحه

تصویر 1- نمونه ساختمان خاکپناه………………………………………………………………………………………..15

تصویر 2- ساختمانهای خاک پناه در جنوب تونس………………………………………………………………….19

تصویر 2- ساختمانهای خاک پناه در شمال غرب چین……………………………………………………………..19

تصویر 4-پراکندگی گونه مسکونی خاک پناه در سراسر جهان بر اساس مستندات تاریخی……………..20

تصویر 5- پراکندگی گونه های مختلف ساختمان خاک پناه در اقلیم های مختلف ایران…………………21

تصویر 6- ترسیم شماتیک نوسان دریافت گرما از طریق خاک در عمق­های مختلف……………………..35

تصویر 7- تاخیر زمانی در عمق ساختمان……………………………………………………………………………….37

تصویر 8– تعامل بین پوسته­ی زمین و تابش خورشید…………………………………………………………………47

تصویر 9- مقطع سرداب خانه سیگاری در یزد…………………………………………………………………………67

تصویر 10- آب انباری در شهر یزد……………………………………………………………………………………..68

تصویر 11- روند شکل گیری گودال باغچه…………………………………………………………………………..69

تصویر 12- مقطع خانه گودال باغچه…………………………………………………………………………………….70

تصویر 13-عکس هوایی محدوده قرارگیری خانه­ی هوشمند…………………………………………………….77

تصویر 14و15- خانه هوشمند نمونه ای از خانه گودال باغچه شهر یزد……………………………………….77

تصویر 16- حسگر st-174 B……………………………………………………………………………………………78

تصویر 17- پلان حیاط گودال باغچه و محل قرارگیری حسگر حرارتی در اتاق نمونه در زیر زمین خانه­ هوشمند……………………………………………………………………………………………………………………………79

تصویر 18- مقطع اتاق نمونه در زیر زمین خانه­ی هوشمند…………………………………………………………79

تصویر19- مدل هندسی پیشنهاد شده BestCase 900 ASHRAE………………………………………….82

تصویر 20- نمونه های مدل شده در هشت عمق مختلف در زیر خاک رسی منطقه­ی یزد………………..86

 

1- فصل اول: کلیات و شرح موضوع

1-1- مقدمه:

تولید مصالح و احداث ساختمان در سال های اخیر، انرژی بسیار زیادی را به خود اختصاص داده و به آلودگی های زیست محیطی فراوانی نیز منجر شده است. انتشار گرد و غبار حاصل از عملیات ساختمانی در مناطق مختلف، پخش آلودگی های شیمیایی ناشی از تولید مصالح ساختمانی، آلودگی های گازی و ذرات معلق پخش شده در هوا که ناشی از حمل و نقل مصالح ساختمانی به محل های مورد نظر است و نیز تولید زباله های ساختمانی از جمله موارد عمده آلودگی های زیست محیطی تحت تاثیر صنعت ساختمان می باشد. همچنین مصرف بسیار زیاد سوخت­ها و منابع طبیعی جهت تامین سرمایش و گرمایش ساختمان، آینده تامین منابع مورد نیاز نسل آینده و محیط زیست را به خطر می­اندازد. لذا ضروری است تا راهبردهای طراحی در ساختمان­های جدید، با هدف کاهش آلودگی­های زیست محیطی، جهت­گیری شود. جهت تحقق این هدف، طراحی ساختمان و سیستم­های غیرفعال ایده­ای است که نیاز به تحقیق و آزمایش در مناطق مختلف دارد .

ساختمان­های خاک پناه از جمله ایده­هایی است که به صورت غیر­فعال، کاهش مصرف انرژی ساختمان و تامین آسایش حرارتی را تا حد بسیار زیادی تضمین می­نماید. این پژوهش نحوه­ی عملکرد حرارتی این گونه­ی ساختمانی را در منطقه­ی اقلیمی گرم و خشک شهر یزد، از جوانب مختلف بررسی می­نماید. چگونگی پاسخ این گونه­ی ساختمانی در شرایط مختلف اقلیمی و کالبدی شهر یزد، رهنمود مهمی در عرصه­ی طراحی، ساخت و بهبود ساختمان­های غیرفعال است.

1-2- شرح وبیان مسئله:

با گسترش شهرها و رشد ساخت و ساز، عوامل زیادی که آسایش همه­جانبه­ی ساکنان را تامین می­کند، مورد غفلت قرار گرفته است. عدم هم­خوانی ساختمان ها با اقلیم و بوم منطقه و فراموشی تجربه­های گذشته باعث آسیب هایی شده است که از آن جمله می­توان به عدم آسایش حرارتی و احساس رضایتمندی و هم چنین بالاتر رفتن مصرف انرژی اشاره نمود (Al-Neama, 2011). در نتیجه­ی عدم توجه به طراحی اقلیمی، یکی از ساختارهای فراموش شده، ساختمان­های خاک پناه می­باشند که در بسیاری از شهرهای ایران رواج داشته­اند. این ساختار در بسیاری از اقلیم­ها به صورت گودال باغچه و در بسیاری از مناطق دیگر به صورت خانه­های دستکند به چشم می­خورد. بررسی دقیق تعامل این نوع ساختمان­ها با زمین و خاک اطراف یکی از چالش­های قابل مطالعه است. لذا بررسی ویژگی­ها و عملکرد حرارتی این الگوها در شرایط آب و هوایی مختلف، جهت توسعه این ساختار به عنوان یک الگوی مناسب برای ساختمان­های امروزی، شایان اهمیت می­باشد.

1-3- ضرورت و اهمیت موضوع تحقیق:

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...