تأثیر الگوی هندسی حیاط مرکزی بر جریان هوا در خانه‌های سنتی شوشتر
محورهای موضوعی : شهرسازی اسلامیعلی مردانی 1 , امین رؤسائی 2 *
1 - گروه معماری، واحدآبادان، دانشگاه آزاد اسلامی ، آبادان، ایران
2 - گروه معماری، واحدآبادان، دانشگاه آزاد اسلامی ، آبادان، ایران
کلید واژه: الگوی هندسی, حیاط مرکزی, جریان هوا, خانه‌های شوشتر,
چکیده مقاله :
حیاط مرکزی یکی از الگوهای کهن و ارزشمند معماری اقلیمی ایران و به عنوان عنصرکالبدی در سازماندهی ساختار فضای خانه‌های سنتی ابعاد مختلفی از نیازهای زیستی، اجتماعی و فرهنگی را پاسخ داده است. هندسه حیاط مرکزی (شکل و تناسبات) به عنوان اصلی‌ترین شاخصه طراحی همواره بر عملکرد میزان انرژی تابشی جذب شده، شرایط مناسب آسایش حرارتی، و الگوی حرکت جریان هوا تاثیرگذار است. از این رو پژوهش حاضر ارتباط بین تناسبات حیاط و الگوی جریان هوا در خانه‌های سنتی شوشتر را مورد ارزیابی قرار داده است. جهت دست یابی به یافته‌های دقیق‌تر در بناهای موجود، خانه‌های نعنایی، رضوان، امین‌زاده، بقال به عنوان نمونه‌های مورد مطالعه در یک دوره تاریخی، با حداقل مداخله در ساختار فضایی آن‌ها انتخاب گردید. روش تحقیق این پژوهش با توجه به ماهیت میان رشته‌ای آن، یک روش ترکیبی است: در مرحله اول پس از مشاهدات اولیه با استفاده از راهبرد تجربی متغیرهای مستقل تاثیرگذار (شکل، تناسبات) حیاط‌ها شناسایی و متغیرهای وابسته (سرعت جریان باد) توسط دستگاه دیجیتال باد سنج اندازه‌گیری شدند. به منظور بررسی دقیق‌تر داده‌ها شبیه سازی این پژوهش با روش دینامیک سیالات محاسباتی CFD و با استفاده از نرم افزارهای Design Modeler و Fluent صورت پذیرفت و جریان هوای داخل حیاط‌ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج پژوهش نشان می‌دهد، خانه‌هایی که دارای حیاط‌های چهارطرف ساخت با تناسبات طول به عرض 08/1 و 2/1 دارای مطلوب‌ترین شرایط توزیع جریان هوا و حیاط‌های سه طرف ساخت با طول به عرض 01/1و 13/1 از نظر توزیع یکنواخت جریان هوا از شرایط نامطلوبی در فصول گرم سال در شهر شوشتر برخوردار هستند. تغییرات صورت گرفته در تناسبات و الگوی هندسی حیاط‌ها بر شرایط کیفیت جریان هوا و شرایط آسایش حرارتی ساکنان تأثیرگذار بوده است.
The central courtyard is one of the ancient and valuable models of Iranian climatic architecture and as a physical element in organizing the structure of the space of traditional houses has responded to various dimensions of biological, social and cultural needs. The geometry of the central courtyard (shape and proportions) as the main design feature always affects the performance of the amount of radiated energy absorbed, suitable thermal comfort conditions, and the pattern of air flow movement. Therefore, the present study has evaluated the relationship between yard proportions and airflow pattern in traditional Shushtar houses. In order to achieve more accurate findings in the existing buildings, Nanaee, Rezvan, Aminzadeh, and Baghal houses were selected as the studied samples in a historical period, with minimal intervention in their spatial structure. The research method of this research is a hybrid method due to its interdisciplinary nature. Firstly, the initial observations, using the experimental strategy, the independent variables (shape, proportions) of the yards are identified and the dependent variables (wind flow velocity) have been measured by using digital anemometer device. Secondly, Anemometers are measured. In order to study the data more accurately, the simulation of this research is performed by CFD computational fluid dynamics method by using Design Modeler and Fluent software. Finally, the air flow inside the yards is analyzed. The results show that houses with four-sided construction yards with length to widths of 1.08 and 1.2 have the most favorable air flow distribution conditions and three-sided construction yards with lengths of 1.01 and 1.13 width in terms of uniform air flow distribution suffer .They enjoy unfavorable conditions in the hot seasons of the year in Shushtar. Changes in the proportions and geometric pattern of the yards have affected the air quality conditions and thermal comfort conditions of the residents.
اخوت، هانیه و نفیسه زینلیان (1396)، «ساختارشناسی حیاط در خانه های قجری اقلیم گرم و خشک و گرم و مرطوب با تمرکز بر گونه حیاط مرکزی مطالعة موردی: خانه‌های یزد و دزفول»، فصلنامه شهر ایرانی اسلامی، (8) 30، 29-15.
پسران، آرش؛ شهاب کریمی‌نیا؛ الهام ناظمی و شیرین طغیانی (1398)، «ارزیابی وجود مکانیزم طراحی منطبق بر تهویه طبیعی در معماری سنتی شهرهای اقلیم گرموخشک بدون بادگیر (نمونه موردی: فضای بیرونی بناهای چهارطرفه قاجاری شیراز)، نشریه معماری اقلیم گرم و خشک، (7)9، 101-119.
تابان، محسن؛ محمد مهرکی‌زاده و سارا نجاریان (1398)، «شناخت عناصر سایه انداز در مسکن سنتی دزفول»، معماری و شهرسازی آرمانشهر، 27، 41-25.
تابان، محسن؛ محمدرضا پورجعفر؛ محمدرضا بمانیان و شاهین حیدری (1392)، «تعیین الگوی بهینه حیاط مرکزی در مسکن سنتی دزفول با تکیه بر تحلیل سایه دریافتی سطوح مختلف حیاط»، فصلنامه باغ نظر، 27 (10)، 48-39.
تقی‌زاده، علیرضا و ویدا تقوایی (1398)، «محوربندی فضایی، سیر تجلی وحدت در کثرت در معماری خانه‌های سنتی شوشتر (مطالعه موردی: خانه امین زاده و خانه گازر)»، هویت شهر، 40 (13)، 108-91.
حنیف، احسان(1399)، «مفهوم سکونت و تاثیر آن بر حیاط خانه های ایرانی: مطالعه موردی خانه‌های کاشان دوره قاجار»، نشریه علمی اندیشه معماری، شماره (2)، 31-44.
خاک‌سفیدی، سعیده؛ بهزاد وثیق و محسن تابان (1399)، «طراحی بهینه‌ی حیاط مرکزی در ساختمان‌های مسکونی در برابر باد 120 روزه زابل براساس تحلیل CFD»، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال هفتم، شماره (1)، 19-212.
رهسپار منفرد، رضا؛ سعید کاردار و ایرج شهروز تهرانی (1399)، «بررسی اصول طراحی ساختمان‌های مسکونی در اقليم معتدل و مرطوب با رويکرد تهويه طبيعی (نمونه موردی: تحليل بازشو شبيه سازی شده در بنای مسکونی در شهر آمل)»، علوم و تکنولوژی محيط زيست، دوره بيست و دوم، شماره (12)، 146-133.
زمانی، زهرا؛ شاهین حیدری و پیروز حناچی (1399)، «بررسي عملکرد خرد اقليمي حياط مرکزی در اقليم تهران (نمونه موردی: حوزه علميه معمارباشي)، علوم و تکنولوژی محيط زيست، دوره بيست و دوم، شماره (5)، 1-14.
سلیقه، الهام و پریا سعادت‌جو (1399)، «بررسی نقش تناسبات حیاط مرکزی بر سرمایش ایستای ساختمان در اقلیم گرم و مرطوب (نمونه موردی: ساختمان‌های یک مرتبه شهر بندرعباس)»، نقش جهان- مطالعات نظری و فناوری‌های نوین معماری و شهرسازی، 10 (2)، 152-137.
صالحی‌پور، علی؛ ایرج اعتصام؛ سیدمجید مفیدی شمیرانی (1399)، «بازشناسی ساختار فضای باز و تعامل آن با جداره‌های شفاف در خانه‌های تاریخی شهر اردبیل»، دو فصلنامه اندیشه معماری، 8 (4)، 202- 220.
عطاریان، کوروش و بهناز صفرعلی نجار (1397)، «تبیین معیارهای پایداری اقلیمی در ابنیه سکونتی اقلیم گرم و مرطوب (نمونه موردی: خانه‌های سنتی اهواز)»، نقش جهان- مطالعات نظری و فناوری‌های نوین معماری و شهرسازی، 8 (3)، 170-161.
فتاحی، کارن؛ نازنین نصر اللهی؛ مریم انصاری منش؛ جمال خداکرمی و علی عمرانی‌پور (1399)، «بررسی نقش هندسه و نوع فضای باز شهری بر آسایش حرارتی و کیفیت محیطی (مطالعه موردی بافت تاریخی کاشان»، فصلنامه مطالعات شهری، 8 (2)، 85-97.
کرمی‌راد، سینا؛ بهاره بنازاده؛ هانی زارعی و ابراهیم قزلباش (1398)، «ارزیابی و تحلیل آسایش حرارتی حیاط خانه‌های تاریخی شهر شیراز در دوره‌ی قاجاریه»، پژوهش‌های باستان شناسی ایران، 2 (9)، 202-183.
لطفی، كورش؛ منیژه ظهوریان پردل و میترا مكاری (1392)، «تأثیر اقلیم بر معماری و شهرسازی جدید و قدیم شهر شوشتر»، فصلنامه جغرافیا برنامه ریزی منطقه ای، 4 (12)، 130-121.
ملکی، سیدمحمدرضا؛ بهروز محمدکاری و مهدی معرفت (1396)، «بررسی عملکرد حیاط و خصیصه‌های طراحی آن برای بهبود عملکرد گرمایی و آسایش حرارتی در شرایط آب و هوایی تهران»، مهندسی مکانیک مدرس، 17 (4)، 380-369.
مهدوی نژاد، محمدجواد؛ مجید منصورپور و مصطفی مسعودی‌نژاد (1395)، «جایگاه اقلیم در ترکیب بندی بناهای معاصر (مطالعه موردی: خانه‌های دوران قاجار در شهر دزفول)»، هویت شهر، 10 (2)، 74-61.
مرادی، ساسان، متین، مهرداد، فیاض، ریما، دهباشی شریف، مزین(1397)، «گونه شناسی خانه های سنتی حیاط دار تبریز بر اساس معیارهای کالبدی موثر بر عملکرد اقلیمی حیاط مرکزی»، مدیریت شهری، شماره(51)، 105- 87.
هود، سیده دل افروز؛ مهناز محمودی زرندی و سعید کامیابی (1399)، «دستیابی به اصول طراحی نماهای دو پوسته با تاکید بر ایجاد تهویه دودکشی در اقلیم گرم و مرطوب»، فصلنامه علمی و پژوهشی نقش جهان، شماره2 (10) ، 1-11.
Al-Hafith O, Satish B.K, Pieter De. (2017). “The Impact of Courtyard parameters on its shading level An experimental study in Baghdad, Iraq”. 9th International Conference on Sustainability in Energy and Buildings, SEB-17, 5-7 July, Chania, Crete, Greece.
Akbari H, Teshnehdel S. (2018). “Climatic Compatibility of Courtyard Houses, Based on Shad-ing- sunlit Index; Case Studies: Traditional Houses in Kashan & Ardabil Cities”. Armanshahr Architecture & Urban Development, 11 (24): 1-13.
Aryani S M, Sasongko S, Sulistyono I B, Nur Hidayati N. . (2017), “Courtyard Placement for Maintaining Air Movement of Natural Ventilation inside a Transformed House”, Advances in Economics, Business and Management Research (AEBMR), Volume 41.
Ghazanfari, F., Kaboli, M, H. (2019), “Energy consumption of atria; the case of a commer-cial‐office center in the semi‐arid climate of Tehran”, Energy Equipment and Systems, 7 (3), 211-234.
Grote, L.V.D. (2013), Research Methods in Architecture, (A. R. Eynifar,Trans), Tehran Uni-versity Press, Tehran, Iran.
Kheirkhah,P, Nasrollahi,N. (2020). “Windcatchers and their applications in contemporary archi-tecture”. Energy and Built Environment, 2 - 18.
Mofidi Shemirani, S.M. Nikghadam, N. (2013), ”Architectural Objectives in Tropical Climates (Comparing Climatic Patterns in Vernacular Houses of Bandar-e-Lenge and Dezful)”. Interna-tional Journal of Architecture and Urban Development, 3 (3) : 57-64.
Saadatjoo, P. Mahdavinejad, J. Njaf Khosravani, SH. Kaveh, N. (2016), ”Effect of Courtyard Propor-tion on Neural Ventilation Efficiency”, International Journal of Advances in Mechanical and Civil Engineering, 3 (5): 92-97.
Tablada A, Blocken B, Carmeliet,J.Troyer ,F.D.Verschure, H. (2005), “The influence of court-yard geometry on air flow and thermal comfort: CFD and thermal comfort simulations. Confer-ence on Passive and Low Energy Architecture. Beirut, Lebanon”. The 22ndConference on Pas-sive and Low Energy Architecture, Beirut, Lebanon.
Soflaei F, Shokouhian M, Mofidi Shemirani S.M. (2016), “Investigation of Iranian traditional courtyard as passive cooling strategy (a field study on BS climate)”, International Journal of Sus-tainable Built Environment, 5, 99–113.
Xiaodong Xu, Fenlan Luo, WeiWang, Tianzhen Hong, and Xiuzhang Fu. (2018), “Performance-Based Evaluation of Courtyard Design in China’s Cold-Winter Hot-Summer Climate Regions”, Sustainability, 10, 3950.