نمودار ۲۴- میزان مصرف انرژی کلی در جهتگیری های اصلی………………………………………………….۹۹
نمودار ۲۵- مقایسه مصرف انرژی سرمایشی در ساختمان های روی سطح زمین و در عمق خاک با تغییر نرخ تعویض هوا در ساعت ۲۴ تا ۷ صبح…………………………………………………………………………….۱۰۲
نمودار ۲۶- میزان مصرف انرژی سرمایشی با تغییر نرخ تعویض هوا در ساعت ۲۴ تا ۷ صبح………..۱۰۳
فهرست تصاویر
عنوان صفحه
تصویر ۱- نمونه ساختمان خاکپناه………………………………………………………………………………………..۱۵
تصویر ۲- ساختمانهای خاک پناه در جنوب تونس………………………………………………………………….۱۹
تصویر ۲- ساختمانهای خاک پناه در شمال غرب چین……………………………………………………………..۱۹
تصویر ۴-پراکندگی گونه مسکونی خاک پناه در سراسر جهان بر اساس مستندات تاریخی……………..۲۰
تصویر ۵- پراکندگی گونه های مختلف ساختمان خاک پناه در اقلیم های مختلف ایران…………………۲۱
تصویر ۶- ترسیم شماتیک نوسان دریافت گرما از طریق خاک در عمق­های مختلف……………………..۳۵
تصویر ۷- تاخیر زمانی در عمق ساختمان……………………………………………………………………………….۳۷
تصویر ۸- تعامل بین پوسته­ی زمین و تابش خورشید…………………………………………………………………۴۷
تصویر ۹- مقطع سرداب خانه سیگاری در یزد…………………………………………………………………………۶۷
تصویر ۱۰- آب انباری در شهر یزد……………………………………………………………………………………..۶۸
تصویر ۱۱- روند شکل گیری گودال باغچه…………………………………………………………………………..۶۹
تصویر ۱۲- مقطع خانه گودال باغچه…………………………………………………………………………………….۷۰
تصویر ۱۳-عکس هوایی محدوده قرارگیری خانه­ی هوشمند…………………………………………………….۷۷
تصویر ۱۴و۱۵- خانه هوشمند نمونه ای از خانه گودال باغچه شهر یزد……………………………………….۷۷
تصویر ۱۶- حسگر st-174 B……………………………………………………………………………………………78
تصویر ۱۷- پلان حیاط گودال باغچه و محل قرارگیری حسگر حرارتی در اتاق نمونه در زیر زمین خانه­ هوشمند……………………………………………………………………………………………………………………………۷۹
تصویر ۱۸- مقطع اتاق نمونه در زیر زمین خانه­ی هوشمند…………………………………………………………۷۹
تصویر۱۹- مدل هندسی پیشنهاد شده BestCase 900 ASHRAE………………………………………….82
تصویر ۲۰- نمونه های مدل شده در هشت عمق مختلف در زیر خاک رسی منطقه­ یزد………………..۸۶
۱- فصل اول: کلیات و شرح موضوع
۱-۱- 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 می­ اندازد. 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 نحوه­ عملکرد حرارتی این گونه­ ساختمانی را در منطقه­ اقلیمی گرم و خشک شهر یزد، از جوانب مختلف بررسی می­نماید. چگونگی پاسخ این گونه­ ساختمانی در شرایط مختلف اقلیمی و کالبدی شهر یزد، رهنمود مهمی در عرصه­ طراحی، ساخت و بهبود ساختمان­های غیرفعال است.
۱-۲- شرح وبیان مسئله:
با گسترش شهرها و رشد ساخت و ساز، عوامل زیادی که آسایش همه­جانبه­ی ساکنان را تامین می­ کند، مورد غفلت قرار گرفته است. عدم هم­خوانی ساختمان ها با اقلیم و بوم منطقه و فراموشی تجربه ­های 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 نتیجه­ عدم توجه به طراحی اقلیمی، یکی از ساختارهای فراموش شده، ساختمان­های خاک پناه می­باشند که در بسیاری از شهرهای ایران رواج داشته اند. 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.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۱-۳- ضرورت و اهمیت موضوع تحقیق:
خاک یکی از ارزان ترین و در دسترس­ترین مصالحی است که در اکثر مکان­ها یافت می­ شود. عملکرد حرارتی خاک یکی از اثراتی است که با ساخت و ساز جدید و ورود مصالح مدرن مورد غفلت واقع شده است. خاک در ضخامت وعمق­های متفاوت، عملکرد حرارتی متفاوتی دارد. این مصالح که خاصیت اینرسی حرارتی مناسبی دارد، می ­تواند نقش پررنگی در تامین آسایش حرارتی ساکنین ساختمان ها ایفا کند. (Al-Neama, 2011)
پناه بردن به دل زمین و استفاده ازخاصیت حرارتی خاک یکی از ترفندهایی است که در گذشته بر حسب تجربه، در اکثر اقلیم­های ایران مورد استفاده قرار می­گرفته است. فهم و بررسی چگونگی رفتار خاک و اندرکنش بین زمین و ساختمان فرو رفته در دل آن در اقلیم­های متفاوت ایران یکی از خلاء­هایی است که باید بصورت کمی و کیفی کار شود. بررسی رفتار حرارت منتقل شده از محیط به ساختمان، از طریق خاک به طوری که اثرات آن بر آسایش حرارتی ساکنان درنظر گرفته شود، از دغدغه­ های مهمی است که باید به آن پرداخته شود. بر اساس این موضوع، چگونگی طراحی و چیدمان فضای ساختمان­های خاک پناه بایستی بهتر درک ­شود تا بتوان از این فضاها به منظور تأمین وارتقای آسایش حرارتی استفاده مؤثرتری نمود.
تاکنون در ایران به صورت تخصصی و با نگاه اهمیت مصرف انرژی این گونه­ ساختمانی مورد مطالعه قرار نگرفته است. درک صحیح رفتار حرارتی این گونه­ ساختمانی و ارائه­ قواعد صحیح، برای طراحی، ساخت و اجرای صحیح آن ضروری می­باشد. از آن گذشته این اصول و قواعد می ­تواند به صورت راهکارهایی در تدوین استانداردهای مرتبط داخل کشور نظیر مباحث مقررات ملی ساختمان استفاده گردد.
۱-۴- اهداف تحقیق مورد نظر:
۱- امکان سنجی استفاده از الگوی گونه های موفق خانه های سنتی خاک پناه با کارایی حرارتی بالا و ارائه راهکار برای بهینه کردن عملکرد حرارتی آنها.
۲- ارائه گونه بندی جدیدی از ساختمان های خاک پناه مطابق با اقلیم بر اساس کارایی حرارتی آنها.
۳- بررسی رفتار خاک در برابر انتقال حرارت از محیط به ساختمان خاک پناه.
۱-۵- کاربرد نتایج تحقیق:
فهم دقیق و صحیح رفتار انتقال حرارت به محیط داخل ساختمان از طریق خاکی که ساختمان را احاطه کرده است، گامی موثر جهت حل بسیاری از چالش های نیاز به انرژی است. اثبات این قضیه که خاک با رفتارهای متفاوت خود، هم می ­تواند نقش عایق را بازی کند و هم ذخیره حرارتی بالایی داشته باشد، کمک بزرگی برای کاهش نیاز به انرژی جهت تأمین آسایش حرارتی است. درک صحیح این موضوع و ارائه­ قواعد صحیح، برای طراحی اقلیمی، ساخت و اجرا ضروری می­باشد. از آن گذشته این اصول و قواعد می ­تواند به صورت راهکارهایی در تدوین استانداردهای مرتبط داخل کشور نظیر مباحث مقررات ملی ساختمان استفاده گردد. ساختار­های خاک پناه با بهره­ گیری از رفتار حرارتی خاک می­توانند به عنوان یک ساختار مفید در ساختمان­های امروزی مورد استفاده قرار گیرند. علاوه بر ساختمان­های با کاربری خصوصی و عمومی، سایر ساختمان­هایی که کاربران خاص دارند، مانند پناهگاه­های زیر زمینی، مراکز صنعتی و تولیدی که در زمین فعالیت می­ کنند نیز می­توانند از این ره­آورد بهره بگیرند.
۱-۶- فرضیه ها یا سؤال های تحقیق:
۱-۶-۱- فرضیه ها:
دستیابی به راهکارهایی نوین در جهت کاهش اتلاف حرارت ساختمان از طریق به کارگیری ساختمان های خاک پناه منطبق بر الگوی بهینه شده میسر می باشد.
۱-۶-۲- سوال ها:
انتقال حرارت از طریق خاک به داخل ساختمان­هایی که آن را در بر می­گیرد، چه تاثیری بر آسایش حرارتی ساکنین می­ گذارد؟
عوامل مؤثر در عملکرد حرارتی ساختمان های خاک پناه چه بوده است؟
رفتار حرارتی ساختمان­های خاک پناه در اقلیم­ گرم و خشک به چه صورت است؟
۱-۷- شرح روش تحقیق
ابتدا با بهره گرفتن از مطالعات کتابخانه­ای، پیشینه­ی تاریخی ساختمان­های خاک پناه در اقلیم­های مختلف و همچنین پیشینه علمی موضوع در ایران و جهان مورد بررسی قرار گرفته است. از آن جایی که محدود کردن الگوی قابل مطالعه، زمینه­ مطالعه­ دقیق­تر را فراهم می­نماید، تمرکز مطالعات بر روی اقلیم گرم و خشک شهر یزد به عنوان نمونه­ موردی، قرار داده شده است. این شهر علاوه بر اقلیم مناسب و خشک برای احداث چنین گونه­ ساختمانی، بیشترین نمونه ساختمان­های خاک­پناه را دارا می­باشد. بسیاری از نمونه ساختمان­های خاک­پناه در این شهر هنوز زنده است و مورد بهره ­برداری قرار می­گیرد. سپس جهت اعتبارسنجی شبیه سازی رایانه­ای، یک نمونه­ مطالعاتی از ساختمان­های خاک­پناه در شهر یزد، که استفاده از این تکنیک رایج تر است، در قالب اندازه گیری پارامترهای فیزیکی، رکورد گیری و مانیتورینگ شده است. همچنین بار حرارتی این نمونه با بهره گرفتن از شبیه سازی رایانه­ای سنجیده شده تا میزان اعتبار شبیه سازی به دست آید. پس از اعتبار سنجی نتایج شبیه سازی حرارتی و اطلاع از میزان خطای آن، نمونه ساختمانی استاندارد جهت بررسی عمیق عوامل محیطی بر روی ویژگی خاک پناهندگی انتخاب گردید. در نهایت با در نظر گرفتن تمامی عوامل بررسی شده، با تحلیل و مقایسه­ وضعیت گوناگون نمونه­ در این منطقه با ساختمان­های روی سطح زمین، عمق مناسب برای فرو رفتن در زمین ارزیابی می­ شود. با مشخص کردن و تست پارامترهای متفاوت تأثیرگذار بر روی عملکرد حرارتی ساختمان­های خاک پناه ، بهترین ترکیب و مدل برای این ساختمان­ها، با توجه به ویژگی­های رفتاری خاک در منطقه، مشخص می­گردد. رسم توضیحی ۱ مروری بر مراحل تحقیق عملکرد حرارتی ساختمان­های خاک­پناه دارد که روند آن را گام به گام نشان می­دهد.