ارزیابی تأثیر یکپارچه‌سازی دیوارهای سبز و تهویه طبیعی در بهینه‌سازی مصرف انرژی فضاهای مسکونی در اقلیم‌های معتدل و مرطوب

مرزبان, بهاره; حیدری, شاهین; رستمی, راحله

doi:10.48301/kssa.2025.520807.3211

ارزیابی تأثیر یکپارچه‌سازی دیوارهای سبز و تهویه طبیعی در بهینه‌سازی مصرف انرژی فضاهای مسکونی در اقلیم‌های معتدل و مرطوب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (کاربردی)

نویسندگان

بهاره مرزبان ¹

شاهین حیدری ²

راحله رستمی ³

¹ دانشجوی دکتری، گروه معماری، واحد ساری، دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران

² معماری، دانشکده معماری-دانشگاه تهران-تهران-ایران

³ استادیار، گروه معماری، دانشکده فنی و مهندسی، واحد ساری، دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران

10.48301/kssa.2025.520807.3211

چکیده

طراحی به‌عنوان یک سیستم پیشرفته، نقش مهمی در هدررفت انرژی در جهان دارد. هدف از این مطالعه، ارزیابی تأثیر دیوار زنده سبز داخلی و تهویه طبیعی در فضای آتریوم جهت کاهش مصرف انرژی در اقلیم معتدل و مرطوب است. یکی از جنبه‌های نوآورانه این تحقیق، تمرکز بر تحلیل هم‌زمان این دو متغیر و نشان‌دادن تأثیرات هم‌افزای آن بر بهینه‌سازی مصرف انرژی است که در پژوهش‌های پیشین، این عوامل به‌صورت مستقل مطالعه شده‌اند. روش این تحقیق، توصیفی - تحلیلی و شبیه‌سازی است. شش نمونه ساختمان در اقلیم معتدل و مرطوب استان مازندران انتخاب شده که ابتدا بدون تهویه طبیعی و دیوار سبز بر روی جداره‌های داخلی آتریوم در نرم‌افزار دیزاین‌بیلدر شبیه‌سازی شده و سپس باوجود آن‌ها بررسی می‌گردد. نتایج شبیه‌سازی با نرم‌افزار دیزاین‌بیلدر نشان می‌دهد که بیشترین کاهش مصرف انرژی در ساختمان شماره یک، در شهر بابل است که در حالت استفاده از سیستم ترکیبی، در بخش گرمایش 54.6 درصد کاهش مصرف انرژی و در بخش سرمایش 24.7درصد کاهش مصرف انرژی دارد و تولید دی‌اکسیدکربن نیز به میزان 31.8 درصد کاهش می‌یابد. همچنین نتایج حاصل از تحلیل آماری آزمون t-test زوجی نیز نشان می‌دهد که سیستم ترکیبی مذکور دارای تأثیر معناداری در کاهش مصرف کل انرژی ساختمان و کاهش مصرف در بخش سرمایش است، ولی تأثیر معناداری بر مصرف گرمایش نداشته است.

کلیدواژه‌ها

آتریوم

دیوار سبز

تهویه طبیعی

مصرف انرژی

دیزاین بیلدر

موضوعات

هنر و معماری

عنوان مقاله English

Evaluating the impact of integrating green walls and natural ventilation in optimizing energy consumption of residential spaces in temperate and humid climates

نویسندگان English

Bahareh Marzban ¹

shahin heidari ²

raheleh rostami ³

¹ Department of Architecture- Student

² Arcitecture, Department of architecture Tehran University Tehran Iran

³ Faculty member

چکیده English

Design, as an advanced system, plays an important role in energy waste in the world. The purpose of this study is to evaluate the effect of an interior green living wall and natural ventilation in the atrium space to reduce energy consumption in a temperate and humid climate. One of the innovative aspects of this research is the focus on the simultaneous analysis of these two variables and showing their synergistic effects on optimizing energy consumption, which in previous studies have been studied independently. The method of this research is descriptive-analytical and simulation. Six building samples in the temperate and humid climate of Mazandaran province were selected, which were first simulated without natural ventilation and green walls on the interior walls of the atrium in the Design Builder software and then examined with them. Simulation results using DesignBuilder software show that the greatest reduction in energy consumption is in building number one in Babol city, which, when using a combined system, has a 54.6 percent reduction in energy consumption in the heating sector and a 24.7 percent reduction in energy consumption in the cooling sector, and carbon dioxide production is also reduced by 31.8 percent. Also, the results of the paired t-test statistical analysis show that the combined system has a significant effect on reducing the total energy consumption of the building and reducing consumption in the cooling sector, but it has no significant effect on heating consumption.

کلیدواژه‌ها English

Atrium

green wall

natural ventilation

energy consumption

design builder

[1] International Energy Agency. (2020). Energy Efficiency 2020: Buildings. https://www.iea.org/reports/energy-efficiency-2020

[2] Heydari, E., Mehdinejad, J., & Dolabi, P. (2022). [Strategic principles of residential building form design in Bushehr, based on reducing energy consumption]. Karafan Quarterly Scientific Journal, 18(4), 345–361. https://doi.org/10.48301/kssa.2022.306864.1761

[3] Omrany, H., Ghaffarianhoseini, A., Berardi, U., Ghaffarianhoseini, A., & Li, D. H. W. (2020). Is atrium an ideal form for daylight in buildings? Architectural Science Review, 63(5), 488–507. https://doi.org/10.1080/00038628.2020.1753018

[4] Abdollahi, S., Ahrari, M., & Ghazizadeh-Ahsaee, M. (2024). [Modeling and optimization of hybrid energy systems using techno-economic and environmental characteristics]. Karafan Quarterly Journal, 21(1), 203–235. https://karafan.nus.ac.ir/article_190993.html

[5] Nugroho, A. M. (2020). The impact of living wall on building passive cooling: A systematic review and initial test. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 448, p. 012120). IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/1755-1315/448/1/012120

[6] Baghaei Daemei, A., Haghgooy Osmavandani, P., & Samim Nikpey, M. (2018). [Study on vernacular architecture patterns to improve natural ventilation estimating in humid subtropical climate]. Civil Engineering Journal, 4(9), 2097–2110. https://doi.org/10.28991/cej-03091157

[7] Taghavia, A. (2022). [Investigating the role of tourism and sustainable architecture to achieve sustainable development]. Journal of Social, Management and Tourism Letter, 1(1), 1–9. https://www.htpub.org/article/Journal-Of-Social,-Management-And-Tourism- Letter/vol/2022/num_method/yes/articleid/1072

[8] Sharples, S., & Lash, D. (2007). Daylight in atrium buildings: A critical review. Architectural Science Review, 50(4), 301–312. https://doi.org/10.3763/asre.2007.5037

[9] Moosavi, L., Mahyuddin, N., Ab Ghafar, N., & Ismail, M. A. (2014). Atrium cooling performance in a low energy office building in the Tropics: A field study. Building and Environment, 82, 246–263. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2014.08.026

[10] Shayanian, A., Mozaffari Qadiklayi, F., & Pahlavan, A. (2024). [The role of side walls of atriums and building intelligence in optimizing energy consumption in commercial centers of Tehran]. Journal of Geographical Science, 24(73), 294–310. https://jgs.khu.ac.ir/article-1- 3942-en.html

[11] Shayanian, A., Mozaffari Ghadiklaei, F., & Pahlavan, A. (2022). [The effect of materials in reducing energy consumption in atrium commercial centers in the north and center of Tehran province]. Karafan Quarterly Journal, 18(4), 429–440. https://karafan.nus.ac.ir/article_133687.html

[12] Sabri, R., Rostami, R., & Mozaffari Ghadiklaei, F. (2024). [Thermal performance of double- layer green walls in optimizing energy consumption in a typical commercial office building in Tehran]. Karafan Quarterly Journal, 20(4), 179–194. https://karafan.nus.ac.ir/article_175878.html

[13] Piriai, M., Mofidi Shemirani, S. M., & Sabernejad, Z. (2023). [Analysis of atrium design parameters (with emphasis on functional similarities with the central courtyard of the central plateau of Iran), a case study of traditional houses in Yazd]. Islamic Art Studies, 19(45), 80– 95. https://sid.ir/paper/1053999/fa

[14] Jabr, H., & Rezaei, S. (2022). [Combination of atrium and central courtyard in different geometries and its effects on reducing energy consumption in educational buildings]. Green Architecture, 3(1), 43–54. https://civilica.com/doc/1487784

[15] Naqdi Nesab, S., & Amini, M. (2019). [Investigating the effects of smart green walls on energy consumption reduction and improving indoor air quality]. Proceedings of the First International and Second National Conference Toward a Knowledge-Based Urban Planning, Architecture, Civil Engineering, and Art. https://sid.ir/paper/899568/en

[16] Shokohi Dehkordi, K., & Farhadian, M. (2016). [Investigating the cooling and thermal load effect of the green roof associated with the atrium on the energy management of cold climate educational spaces]. Environmental Science and Technology, 18(4), 572–583. https://civilica.com/doc/1288893

[17] Janzadeh, A., & Zandieh, M. (2015). [Feasibility of designing a zero energy neighborhood unit in Qazvin]. Proceedings of the National Conference on Civil Engineering, Architecture and Sustainable Urban Development. https://civilica.com/doc/619014

[18] Mahdavi, M., Hosseini, S., Babaafjeei, A., Chaghakaboodi, S., & Ghasemi, F. (2024). [Optimizing the life cycle of residential buildings by combining hierarchical analysis and value engineering methods with the classic and widely used AHP analysis model]. Karafan Quarterly Journal, 21(3), 347–366. https://karafan.nus.ac.ir/article_212354.html