بهینه سازی جداره های ساختمان مدرسه در جهت دستیابی به معماری پایدار مدارس نمونه موردی شهر شیراز

نویسندگان

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

2 دانشیار، گروه معماری، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران

3 استاد مدعو، گروه معماری، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران

چکیده

ازآنجاکه ساختمان ها 40 درصد مصرف سالانة انرژی جهان را به خود اختصاص می دهند، آموزش روش های صحیح مصرف انرژی به کاربران و ساکنان این ساختمان ها می تواند تأثیر زیادی در کاهش مصرف داشته باشد. جهت آموزش این روش ها از سنین پایین، مدارس بهترین محیط جهت آموزش و یادگیری است. چراکه مدارس پایدار به عنوان یکی از بخش های مهم جامعه، علاوه بر انتقال میزان اهمیت بحث پایداری توسط آموزش دیداری و تجربی، خود نیز با صرفه جویی در راه پیشرفت به سوی جامعه ای پایدار گام برمی دارند. با توجه به گستردگی مبحث پایداری، در این پژوهش صرفاً مبحث پایداری اقلیمی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. هدف این مقاله بهینه سازی جداره های ساختمان یک مدرسه در شیراز در جهت کاهش مصرف انرژی است و همچنین لزوم استفاده از سامانه های ایستا در طراحی هر مدرسه با توجه به اقلیم محل مدرسه در جهت استفاده بهینه از انرژی تابشی خورشید می باشد. روش تحقیق مقاله حاضر کمّی و انجام محاسبات با نرم افزار شبیه ساز می باشد، و به منظور مدل سازی از نرم افزار اکوتکت 2011 استفاده گردیده است. جامعه آماری این تحقیق مدارس ساخته شده توسط سازمان نوسازی مدارس استان فارس، بر اساس پلان تیپ اقلیم گرم و خشک، می باشد. در این راستا یک مدرسه 6 کلاسه ابتدایی تیپ 2- 1926 به روش نمونه گیری غیر احتمالی، هدفمند انتخاب شد و تأثیر استفاده از عایق حرارتی در جداره های ساختمان این مدرسه در بهینه سازی مصرف انرژی بررسی گردید. نتایج محاسبات نشان داد که پس از بهینه سازی جداره ها، مجموع فضاهای ساختمان مدرسه مدت زمانی حدود دو برابر بیشتر در محدوده آسایش قرار خواهند داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Retrofitting school building envelope in order to enhance sustainable school architecture: Case study of Shiraz city

نویسندگان [English]

  • Parināz Keshtkārān 1
  • Khosrow Movahed 2
  • Zahrā Barzegar marvasti 3
1 PhD Candidate in Architecture at Islāmic Āzād University (Shirāz Branch) (corresponding author)
2 (PhD), Islāmic Āzād University (Shirāz Branch)
3 (PhD), Islāmic Āzād University (Shirāz Branch)
چکیده [English]

Residential buildings consume 40% of the world’s annual energy consumption, where the efficient utilization of the energy is significantly affected by residents’ understanding of proper energy conservation techniques. Hence, raising the understanding of the society about the proper ways of energy consumption is necessary. This can be achieved by providing the relevant education in the school system to familiarize young students with proper ways of energy conservation; for example, by incorporating sustainable design schemes based on energy conservation at the school environment and buildings. This would facilitate observational learning among students besides conserving significant energy at school buildings. Among the various factors influential on the sustainability, in this paper, we focus on the climatic design. The aim of this article was two folds: First, to improve the energy efficiency of a school building in Shirāz through retrofitting the building envelops; and second, to justify the necessity of utilizing passive design in buildings. For this purpose, we performed quantitative simulations to assess the heat dissipation in a school building which we chose as the sample. The Ecotect software was used to develop a model. In this case study, the research population consisted of the listed schools designed by Fārs Province School Renovation Organization based on hot-arid climate plan. The research sample was a type 1926-2, six-classroom primary school in Shirāz which was chosen based on a non-stochastic sampling method. The effect of using heat insulators in the building’s envelopes on energy conservation efficiency was assessed. The results demonstrated that two times increase in the duration of the comfort zone can be achieved by retrofitting the building envelopes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sustainable Architecture
  • School
  • Energy
  • retrofitting
  • Envelopes
  • Insulation

داریوش، بابک. (1392). انسان طبیعت معماری (چاپ چهارم). تهران: انتشارات توس.

دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان. (1382). مقررات ملی ساختمان ایران: مبحث نوزدهم. تهران: نشر توسعه ایران.

فارسی، طیبه و هنردان، علی. (1392). ارزیابی پس از بهرهبرداری. فصلنامه باغ نظر، 26(10)، 49-58.

فارسی، طیبه و هنردان، علی. (12اردیبهشت 1394). نقش برنامهریزی فضایی کاربریهای آموزشی در مصرف انرژی. دومین کنفرانس ملی معماری و منظر شهری پایدار، 12اردیبهشت 1394، مشهد.

فورد، آلن. (1389). معماری مدارس مدرن (چاپ اول، ترجمه مجتبی دولتخواه). تهران: انتشارات باختر. (اثر اصلی در سال 2007 چاپ شده است).

قیابکلو، زهرا. (1388). آشنایی با نرمافزار اکوتکت (چاپ اول). تهران: انتشارات جهاد دانشگاهی.

سازمان نوسازی مدارس کشور. (1393). بازیابی از سایت www.dres.ir.

Boss, S. (Winter 2000). Big lesson on a small scale. Northwest Education, 6(2), 2-9.

Alshamrani, O., Galal, K., & Alkass, A. (2014). Integrated LCAeLEED sustainability assessment model for structure and envelope systems of school buildings. Building and Environment, 80, 61-70.

Castro-Lacouture, D. Sefair, JA. Florez, L. Medaglia, AL. (2009). Optimization model for the selection of materials using a LEED-based green building rating system in Colombia. Build Environ, 44(6), 1162-1170

De Santoli, L., Fraticelli, F., Fornari, F., & Calice, C. (2014). Energy performance assessment and a retrofit strategy in public school buildings in Rome. Energy and Buildings, 68, 196-202.

Dimoudi, A., & Kostarela, P. (2009). Energy monitoring and conservation potential in school buildings in the C’ climatic zone of Greece. Renewable Energy, 34, 289–296.

Edwards, B. (2003). Green buildings pay. New York: Spon Press.

Fesanghary, M., & Asadi, S. (2012). Design of low emission and energy efficient residential building using a multi objective optimization algorithm. Building and environment, 49, 245-250.

Gagiliano, A. Pataniaa, F. Capizzi, G. (2013). A case study of energy efficiency retrofit in social housing units. Energy Procedia, 42, 289-298.

Güneş, M. (2004). Reinterpreting sustainable architecture: The place of technology. Journal of Architectural Education, 54(3), 140-148.

Jin Kan, H. Rhee, E. (May 2014). Development of a Sustainable Design Guideline for a School Buildingin the Early Design Stage. Journal of Asian Architecture and Building Engineering, 474, 467-473.

Kim, T.W. Lee, K.G. Hong, W.H. (2012). Energy consumption characteristics of the elementary schools in South Korea. Energy Build, 54, 480–489.

Lackney, J.A. (1999). Reading a school like a book: the influence of the physical school setting on learning and literacy. Fourth Annual PREPS, Winter Conference: Literacy for the New Century.

U.S. Green Building Council (USGBC). (2008). LEED 2009 for Schools New Construction and Major Renovations Rating System. Retrieved from http://www.usgbc.org/Docs/Archive/General/Docs5547.pdf.

Citherlet, S., & Defaux, T. (2007). Energy Environmental comparison of three variation of a family house during its whole life span. Building and environment, 42, 591-598.

Mateus, R. Bragança, L. (2011). Sustainability assessment and rating of buildings: developing the methodology SBToolPT- H. Build Environ, 10(46), 1962-1971.

Mofidi shemirani, S.M. (2006). Energy optimization and management in schools. Proceedings of the Conference of Energy optimization in buildings, Tehran, Iran [in Persian].

Prakash, N., & Randall, F. (2005). The Language of School Design: Design Patterns for 21st Century Schools. Washington, DC: national clearinghouse for educational facilities (ncef).

Reza, B., Sadiq, R., & Hewage, K. (2011). Sustainability assessment of flooring systems in the city of Tehran: an AHP-based life cycle analysis. Constr Build Mater, 25(4), 2053–2066

Somalı, B., & Ilıcalı, E. (2009). Leed ve Breeam uluslararasi yeşil bina değerlendirme sistemlerinin değerlendirilmesi, IX. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi [in Spanish].

Tahsildoost, M., & Zomorodian, Z. S. (2015). Energy Retrofit Techniques: An Experimental Study of two Typical School Buildings in Tehran. Energy and Buildings, 104, 65–72.

Tasci, B. (2015). “Sustainability” Education by Sustainable School Design. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 186, 868 – 873.

Taylor, A. (1993). The learning environment as a three-dimensional textbook. Children's Environments, 10, 170-179.

The United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (UNESCO). (1977). Educating for a sustainable future. A transdisciplinary vision for concerted action. Paris: UNESCO.

Zahiri, S., Sharples, S., & Altan, H. (2011). Developing Sustainable School Design in Iran thermal comfort survey of a secondary school in Tehran. In M. Bodart and A. Evard (Eds), Architecture and Sustainable Development (pp. 523-528, Vol 1). Belgium: Universite catholique de Louvain.

Zomorodian, Z. S., & Nasrollahi, F. (2013). Architectural design optimization of school buildings for reduction of energy demand in hot and dry climates of Iran. International Journal of Architectural Engineering & Urban Planning, 23, (1, 2), 41-50.

Gong, X., Akashi, Y., & Sumiyoshi, D. (2012). Optimization of passive measures for residential buildings in different Chinese areas. Building and environment, 58, 46-57

Lollinia, Barozzia, Fasanob, Meronia, & Zinzib. (2006). Optimisation of opaque components of the building envelope. Energy, economic and environmental issues. Building and Environment, 41, 1001–1013.