بهینه‌سازی فرم، نسبت ابعادی و جهت‌گیری ساختمان بر اساس تابش خورشید و جهت باد (مطالعه‌ی موردی: شهرهای تبریز، یزد و بندرعباس)

انرژی‌های تجدیدپذیر (مانند انرژی خورشیدی) می‌تواند از طریق طراحی فضاهای معماری و شهری سازگار با اقلیم و زیست‌بوم منطقه و با در نظر گرفتن ویژگی‌های معماری ساختمان از قبیل فرم، ابعاد و جهت‌گیری آن تأمین شود. هدف از این پژوهش، تعیین فرم، نسبت ابعادی و جهت‌ مناسب استقرار ساختمان بر اساس انرژی تابشی خورشید و جهت باد غالب در شهرهای تبریز، یزد و بندرعباس است. در این پژوهش، شش فرم‌ هندسی متداول، شامل مربع، مستطیل (با راستای شرقی- غربی و شمالی- جنوبی)، شش‌ضلعی، هشت‌ضلعی، شانزده ضلعی و سی‌ودو ضلعی (دایره) با مساحت و ارتفاع برابر و رو به جنوب موردبررسی قرار گرفته و از میان آن‌ها، فرم مستطیل با نسبت‌های ابعادی 2/1:1، 4/1:1، 6/1:1، 8/1:1 و 1:2 و در جهات 120، 135، 150، 165 و 180 درجه جنوب شرقی و غربی مطالعه گردیده است. میزان انرژی تابشی دریافتی بر روی سطوح قائم به‌صورت نظری و واقعی با استفاده از روش محاسباتی "قانون کسینوس"، برای ماه‌های مختلف و در 32 جهت جغرافیایی و به تفکیک دوره‌های سرد و گرم سال محاسبه و پردازش شده است. نتایج پژوهش نشان می‌دهد که بهترین فرم ساختمان در تمام شهرهای موردمطالعه، مستطیل با راستای شرقی- غربی و بعدازآن فرم مربع است. نسبت ابعادی بهینه برای فرم مستطیل با راستای شرقی- غربی، در شهر تبریز برابر 2/1:1 و در شهرهای یزد و بندرعباس برابر 6/1:1 است. جهت مناسب استقرار ساختمان بر اساس تابش و جهت باد غالب، در شهر تبریز، جهت 165 درجه جنوب شرقی و در شهرهای یزد و بندرعباس، جهت 180 درجه جنوب است.

Keywords:

Form , Aspect Ratio , Optimal Orientation , Solar Energy , Wind Direction , the “Law of Cosines”. , نسبت ابعادی , جهت‌گیری بهینه , انرژی خورشیدی , جهت باد , قانون کسینوس.