بهینه سازی چندمعیاره ویژگی های پنجره در اقلیم گرم و خشک: ارزیابی یکپارچه بهره وری انرژی، آسایش حرارتی و چرخه عمر ساختمان

پنجره ها به عنوان یکی از تاثیرگذارترین عناصر نما، نقش محوری در عملکرد انرژی و آسایش حرارتی ساختمان ها دارند و مسئول ۲۵ تا ۴۰ درصد از تلفات حرارتی ساختمان های مسکونی و اداری هستند. با این حال، بیشتر مطالعات پیشین یا تنها به بهینه سازی مصرف انرژی پرداخته اند یا آسایش حرارتی را بررسی کرده اند، بدون توجه همزمان به اثرات زیست محیطی چرخه عمر. این پژوهش با رویکردی جامع و یکپارچه، تاثیر ویژگی های مختلف پنجره شامل نسبت مساحت پنجره به دیوار، نوع شیشه و جهت گیری پنجره ها را بر سه معیار بهره وری انرژی، آسایش حرارتی و انتشار کربن چرخه عمر در یک مدرسه ابتدایی در شهر یزد با اقلیم گرم و خشک ارزیابی می کند. شبیه سازی ها در چهل و هشت سناریو با استفاده از نرم افزار دیزاین بیلدر و بر اساس تغییرات نسبت مساحت پنجره به دیوار (۲۵، ۵۰، ۷۵ و ۱۰۰ درصد)، چهار جهت گیری (شمال، جنوب، شرق و غرب) و سه نوع شیشه (تک جداره، دوجداره کم گسیل و سه جداره کم گسیل) انجام شده است. نتایج نشان می دهد که شیشه سه جداره کم گسیل با نسبت مساحت پنجره به دیوار ۲۵ درصد در جهت گیری شمالی، کمترین مصرف انرژی سرمایشی (کاهش ۳۸ درصدی نسبت به شیشه تک جداره) را دارد، در حالی که شیشه تک جداره شفاف با نسبت مساحت پنجره به دیوار ۱۰۰ درصد در جهت گیری جنوبی، بهترین عملکرد گرمایشی (کاهش ۴۲ درصدی نیاز گرمایشی) را ارائه می دهد. از منظر آسایش حرارتی، شیشه سه جداره کم گسیل در تمام فصول سال پایدارترین شرایط را فراهم کرده و درصد افراد ناراضی را در ماه های گرم از ۵۵ به ۴۵ درصد کاهش داده است. تحلیل چرخه عمر ساختمان نشان داد که شیشه سه جداره با کاهش ۶۲ درصدی انتشار کربن دی اکسید در طول سی سال عمر مفید ساختمان نسبت به شیشه تک جداره، گزینه بهینه برای طراحی پایدار در اقلیم گرم و خشک است. این یافته ها نشان می دهد که طراحی اصولی پنجره ها با در نظر گرفتن همزمان معیارهای انرژی، آسایش و زیست محیطی، می تواند الگویی کارآمد برای ساختمان های پایدار دراقلیم های مشابه فراهم کند.

کلیدواژه ها:

بهره وری انرژی ، آسایش حرارتی ، چرخه عمر ساختمان ، نسبت مساحت پنجره به دیوار ، جهت گیری پنجره ها