طراحي مجموعه آموزشي در شهر شيراز با رويكرد استفاده بهينه از روشنايي روز جهت بهبود آسايش بصري و كاهش مصرف انرژي

كارشناسي ارشد

در فضاهاي آموزشي كه فرايند يادگيري رخ مي دهد، استفاده از نور طبيعي تاثير بسياري بر روي سلامت و خلاقيت كاربران آن دارد. كيفيت نور طبيعي دريافت شده توسط كاربران به دليل تاثير گذاري آن بر سلامت رواني و جسماني دانش آموزان و همچنين تاثير آن بر كاهش مصرف انرژي در كلاس هاي درس كه دانش آموزان و معلم ها زمان بسياري را در آن ها مي گذرانند، اهميت زيادي دارد. دانش-آموزان در كلاس هاي درس معمولا در مكان هاي مشخصي نشسته اند و قابليت تطابق خود را با محيط ندارند، به اين معنا كه اگر در محل نشستن دانش آموز در كلاس درس، نور به ميزان كافي نباشد يا تابش شديد خورشيد باعث ناراحتي چشم او شود، قابليت كمي براي جابجايي و انتخاب محلي مناسبتر را دارد. در اين حالت كاربر با تغيير دادن محيط اطراف خود، براي مثال با استفاده از روشنايي مصنوعي يا استفاده از سايبان هاي پويا، شرايط آسايش را براي خود فراهم مي كند؛ كه اين عمل معمولا با افزايش مصرف انرژي همراه است. به اين دليل در هنگام طراحي يك كلاس درس، در كنار بررسي ميزان توزيع نور روز در فضا، آسايش كاربران نيز بايد مورد بررسي قرار گيرد. با بيشينه كردن آسايش كاربران مي توان مصرف انرژي را به حداقل رساند و محيطي سالم را براي دانش آموزان فراهم آورد. با بيشتر شدن اهميت استفاده از نور روز و پيشرفت روزانه علم در اين حوزه، شاخص¬هاي متعددي براي بررسي و ارزيابي يك فضا از نظر توزيع نور روز و آسايش بصري كاربران معرفي شده اند. اين شاخص ها كه در ابتدا فضا را به صورت لحظه اي و ايستا ارزيابي مي نمودند، با پيشرفت رايانه ها و سرعت آن ها در پردازش و محاسبه، جاي خود را به شاخص هاي پويا كه فضا را در طول ساعات اشغال در تمامي سال ارزيابي مي كنند، دادند. امروزه بررسي كيفيت نور در فضا، از شبيه سازي هاي رايانه اي با استفاده از موتورهاي شبيه سازي كه وضعيت فضا را با دقت بسيار بالايي تخمين مي زنند صورت مي گيرد. اما اين شبيه سازي ها حتي با استفاده از رايانه هاي امروزي براي بررسي تمامي گزينه هاي طراحي امري زمانبر و پيچيده است. به همين دليل در بسياري از دفترهاي معماري، از ارزيابي فضا در مراحل اوليه طراحي چشم پوشي مي شود. الگوريتم هاي يادگيري ماشيني در بسياري از علوم براي تخمين و پيشبيني استفاده مي شوند. اين الگوريتم ها به صورت گسترده در تخمين ميزان مصرف انرژي در ساختمان ها استفاده شده اند، اما كاربري آن ها در تخمين كيفيت فضا از نظر توزيع نور و آسايش بصري به ميزان بسيار محدودي مورد ارزيابي قرار گرفته است. با استفاده از مدل هاي به دست آمده از الگوريتم هاي يادگيري ماشيني، مي توان با صرف زمان بسيار كم و به سادگي به تخمين كيفيت بصري فضا پرداخت و از اين مدل ها به عنوان جايگزيني براي شبيه سازي هاي طولاني استفاده كرد. در پژوهش حاضر، در مرحله اول به بررسي كارايي رگرسيون خطي چندگانه براي تخمين 4 شاخص sDA، UDI-a، ASE و SVD مي پردازيم. در مرحله بعد تاثير متغيرهاي مستقل را بر اين شاخص ها مطالعه نموده، سپس با استفاده از داده هاي به دست آمده از شبيه سازي به ارزيابي تغيير ميزان شاخص ها نسبت به متغيرهاي مستقل پرداخته، و در مرحله آخر گزينه هاي بهينه را مي¬يابيم. با استناد به نتايج به دست آمده، مدل هاي رياضي به دست آمده از رگرسيون خطي چندگانه، مقادير شاخص ها را با دقت بسيار خوبي تخمين مي زند. در تمامي شاخص ها، ابعاد پنجره تاثير گذارترين متغير از ميان متغيرهاي مستقل در نظر گرفته شده است. داده ها نشان مي دهند كه شاخص ASE تغييرات بسيار كمي را زماني كه ابعاد پنجره يكسان است و جنس شيشه تغيير مي كند نشان مي دهد در صورتي كه شاخص SVD، با تغيير جنس شيشه، تغيير مي كند. همچنين داده هاي به دست آمده نشان مي دهند كه به صورت كلي، كلاس هاي درس با پنجره هاي رو به شمال، كارايي بسيار بيشتري از نظر آسايش بصري كاربران و مصرف انرژي، نسبت به جهت گيري جنوبي دارند و در هنگام طراحي پيشنهاد مي شود كه كلاس هاي درس در جهت گيري شمالي قرار داده شوند.

196205

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي معماري - معماري پايدار

محمدعلي خانمحمدي - مهدي خاكزند