بررسی عددی و تحلیلی تاثیر هندسه‌‌های متفاوت معماری بر پدیده دودکشی و مصرف انرژی در ساختمان‌‌های بلند مرتبه

نوع مقاله : مقاله علمی

نویسندگان
سعید وحیدی فر 1
سجاد کلیدری 2
1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‏ ای، تهران، ایران
2 گروه مکانیک دانشگاه صنعتی سجاد- مشهد - ایران
10.22034/stme.2023.376737.1025
چکیده
با توجه به اهمیت پدیده­های طبیعی در زندگی انسان، بررسی و مطالعه این پدیده­ها همواره مورد توجه بوده است . هدف این مطالعه بررسی پدیده دودکشی است که در همه ساختمان­ها اتفاق می­افتد اگر چه در ساختمان­های بلندمرتبه محسوس­تر است. با توجه به اهمیت این پدیده در مصرف انرژی ساختمان­های بلندمرتبه در این پژوهش این نوع ساختمان­ها مورد مطالعه قرار گرفته است. به دلیل اهمیت تاثیر مقطع ساختمان­ها در بروز و رفتار این پدیده، مقاطع بیضوی، مثلثی و مستطیلی با سطح یکسان مورد بررسی قرار گرفته و با مقایسه نتایج بدست آمده، مقاطع متفاوت ارزیابی و مقایسه شده اند. شبیه­سازی این پدیده در نرم افزار فلوئنت انجام گرفته و نتایج تحلیلی با عددی مقایسه شده است که تطابق خوبی را نشان می­دهد. نتایج نشان می­دهد مقطع بیضی­گون با توجه به هندسه آن و شرایط آیرودینامیکی، بهترین عملکرد را از نظر میزان حجم هوای لازم جهت ایجاد فشار مثبت و غلبه بر پدیده دودکشی و در نتیجه کاهش مصرف انرژی دارد.
کلیدواژه‌ها
پدیده دود‌‌کشی
آیرودینامیک ساختمان
بهینه‌سازی مصرف انرژی
مقطع هندسی ساختمان
موضوعات

عنوان مقاله English

Numerical and Analytical Study of the Effect of Different Architectural Geometries on the Stack Effect and Energy Consumption in Tall Buildings

نویسندگان English

Saeed Vahidifar 1
Sajad Kalidari 2
1 Department of Mechanical Engineering, Technical and Vocational University (TVU), Tehran, Iran
2 Department of mechanical engineering- sajad university- mashhad-iran
چکیده English

 Due to the importance of natural phenomena in human life, investigation and study of these phenomena has always been of interest. The aim of this study is to investigate the stack effect that occurs in all buildings, although it is more noticeable in high-rise buildings. Due to the importance of this phenomenon in the energy consumption of high-rise buildings, in this research, these types of buildings have been studied. Due to the importance of the influence of the cross-section of buildings on the occurrence and behavior of this phenomenon, therefore, elliptical, triangular and rectangular cross-sections with the same surface have been examined and by comparing the results, different cross-sections have been evaluated and compared. The simulation of this phenomenon has been done in Fluent software and the analytical results have been compared, which shows a good match. The results show that the elliptical cross-section, according to its geometry and aerodynamic conditions, has the best performance in terms of the amount of additional pressure required to create positive pressure and energy consumption.

کلیدواژه‌ها English

Stack effect
Aerodynamic of building
Optimization of energy
Cross section of building
[1] EPA Climate Change Indicators, 2021, Chapter “Global Greenhouse Gas Emissions”, Figure 1. Global Greenhouse Gas Emissions by Gas, 1990–2015
[2] Sergey Mijorski, Stefano Cammelli, 2016, Stack Effect in High-Rise Buildings: A Review, International Journal of High-Rise Buildings, Vol 5, No 4, 327-338
[3] Sungmin Yoon, Doosam Song, Jaehun Kim, Joowook Kim, Hyunwoo Lim, Junemo Koo, 2020, Identifying stack-driven indoor environmental problems and associated pressure difference in high-rise residential buildings Airflow noise and draft, Building and Environment 168 (2020) 106483.
[4] Xiaoxin Man, Yanyu Lu, Guolei Li, Yanling Wang, Jing Liu, 2019, A study on the stack effect of a super high-rise residential building in a severe cold region in China, Indoor and Built Environment, DOI: 10.1177/1420326X19856045
[5] In-Ho Yang, Jae-Hun Jo, Myoung-Souk Yeo, Kwang-Woo Kim, 2003, Evaluation of the Impacts of Stack Effect in High-Rise Buildings, International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration, Vol 11, No 2 (2003)/pp. 91-103
[6] Lim H, Seo J, Song D, Yoon S, Kim J, 2019, Interaction Analysis of Countermeasures for the Stack Effect in a High-Rise Office Building, Building and Environment,
[7] Sungmin Yoon, Doosam Song, Joowook Kim, Hyunwoo Lim, 2019, Stack-driven infiltration and heating load differences by floor in high-rise residential buildings, Building and Environment 157 (2019) 366–379,
[8] Shi Y, Li X, Effect of Mechanical Ventilation on Infiltration Rate under Stack Effect in Buildings with Multilayer Windows, Building and Environment.
[9] Risto Kosonen, Juha Jokisalo, Ilari Ranta-aho, Esa-Pekka Koikkalainen, 2017, Methods to Reduce Stack Effect and Improve Energy Efficiency in a Nordic High Rise Residential Building, Procedia Engineering  205 (2017) 2311–2317, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.10.118 
[10] Air conditioning systems, 2011, First edition, Bahram Khakpour, Yazda Publications (in persian)
[11] ASHRAE Fundamentals Handbook,1997, Chapter 15 “Airflow around Buildings”, p.265

  • تاریخ دریافت 24 آذر 1401
  • تاریخ بازنگری 17 بهمن 1401
  • تاریخ پذیرش 20 خرداد 1402
  • تاریخ اولین انتشار 20 خرداد 1402
  • تاریخ انتشار 01 تیر 1402