بهینه سازی ساختارهای خمیده طاق، گنبد (پوسته) در کاهش مصرف انرژی

بهینه سازی ساختارهای خمیده نظیر طاق ها، گنبدها و پوسته ها ظرفیت قابل توجهی برای کاهش مصرف انرژی در بناها و همزمان ارتقای عملکرد سازه ای دارد. مسئله اصلی این پژوهش تداوم رویکردهایی است که فرم خمیده را عمدتا به عنوان عنصری زیباشناختی تلقی کرده و از قابلیت آن در کنترل تبادل حرارتی، تقویت تهویه طبیعی و ساماندهی نور روز غفلت می کنند. هدف تحقیق، تبیین رابطه میان هندسه پیوسته و کارایی، انرژی، کاهش جرم و مصالح و بهبود رفتار حرارتی جریانی است. اهمیت موضوع با افزایش هزینه انرژی، الزامات کاهش کربن و ضرورت تاب آوری اقلیمی بیش از پیش آشکار می شود. مرور انتقادی مطالعات موجود نشان می دهد که اغلب تحقیقات، یکی از ابعاد سازه ای یا انرژی را به صورت منفک بررسی کرده و کمتر به مدل های یکپارچه چندهدفه پرداخته اند؛ از این رو خلایی در اتصال تحلیل سازه، اقلیم و فرایندهای تصمیم گیری طراحی محسوس است. نوآوری پژوهش حاضر در ارائه چارچوبی ترکیبی مبتنی بر بهینه سازی پارامتریک و شبیه سازی هم زمان انرژی و سازه است که شاخص هایی نظیر بار حرارتی سالانه، کیفیت روشنایی طبیعی و ایمنی سازه ای را به طور هم زمان ارزیابی می کند. روش تحقیق شامل مدل سازی دیجیتال فرم های مختلف، پوسته، تحلیل عددی جریان هوا و انرژی و اعتبارسنجی نتایج در مقایسه با سناریوهای پایه است. ساختار مقاله پس از طرح مسئله و مرور مبانی نظری به معرفی مدل پیشنهادی، ارائه یافته ها و بحث انتقادی می پردازد. نتایج نشان می دهد که بهینه سازی هوشمندانه فرم های خمیده می تواند کاهش قابل ملاحظه ای در انرژی عملیاتی، کاهش مصرف مصالح و ارتقای پایداری کلی ساختمان را فراهم آورد.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی انرژی ساختمان ، ساختارهای خمیده ، طاق و گنبد ، پوسته های ساختمانی ، شبیه سازی پارامتریک