ارزیابی تاثیر فرم کلی ساختمان بر بهینه سازی مصرف انرژی در بلندمرتبه های مسکونی؛ مطالعه موردی تهران

رشد فزاینده ساخت وسازهای بلندمرتبه در تهران، به ویژه در منطقه ۲۲، اگرچه پاسخی به نیازهای کالبدی توسعه شهری محسوب می شود، اما هم زمان چالش های جدی در حوزه مصرف انرژی و پایداری زیست محیطی ایجاد کرده است. در این میان، تصمیمات اولیه طراحی، به ویژه فرم کلی ساختمان، نقشی بنیادین در تعیین الگوی مصرف انرژی برج های مسکونی ایفا می کنند. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی تاثیر فرم کلی ساختمان بر عملکرد انرژی برج های مسکونی بلندمرتبه منطقه ۲۲ تهران انجام شده است و می کوشد نقش متغیرهای هندسی را در کاهش تقاضای انرژی مورد واکاوی قرار دهد. این پژوهش از نوع کاربردی–تحلیلی بوده و با رویکرد توصیفی–مقایسه ای انجام شده است. در چارچوب رویکرد طراحی مبتنی بر عملکرد، ابتدا با مرور نظام مند ادبیات پژوهش، پارامترهای کلیدی فرم موثر بر مصرف انرژی شناسایی شد. سپس، هفت برج شاخص منطقه ۲۲ با گونه شناسی های فرمی متفاوت مورد تحلیل هندسی و ارزیابی عددی قرار گرفتند. شاخص های اصلی تحلیل شامل نسبت سطح پوسته به حجم (A/V)، جهت گیری ساختمان، نسبت بازشو به دیوار (WWR) و شدت مصرف انرژی سالانه (EUI) بود. داده های اقلیمی منطقه چیتگر و مقادیر مرجع مصرف انرژی ساختمان های بلندمرتبه تهران، مبنای تحلیل قرار گرفت. یافته های پژوهش نشان می دهد که میان نسبت A/V و شدت مصرف انرژی سالانه رابطه ای مستقیم و قوی وجود دارد، به گونه ای که فرم های فشرده با سطح پوسته کمتر، عملکرد انرژی به مراتب بهتری نسبت به فرم های کشیده از خود نشان می دهند. همچنین، جهت گیری شرقی–غربی در ترکیب با WWR بالا، موجب افزایش قابل توجه بار سرمایشی شده است، در حالی که جهت گیری شمالی–جنوبی عملکرد متعادل تری را ارائه می دهد. نتایج رگرسیون نشان دهنده نقش تعیین کننده تصمیمات فرمی در مراحل اولیه طراحی در کاهش تقاضای انرژی است. در مجموع، نتایج این پژوهش تاکید می کند که بهینه سازی فرم ساختمان، به عنوان راهبردی کم هزینه و پایدار، می تواند پیش از به کارگیری فناوری های پیچیده، سهم موثری در کاهش مصرف انرژی و مقابله با ناترازی انرژی شهری ایفا کند. یافته ها می توانند مبنایی برای بازنگری در ضوابط طراحی برج های مسکونی و حرکت به سوی توسعه پایدار شهری در تهران و اقلیم های مشابه فراهم آورند.

کلیدواژه ها:

فرم ساختمان ، بهینه سازی مصرف انرژی ، ساختمان های بلندمرتبه مسکونی ، طراحی غیرفعال ، منطقه ۲۲ تهران