مدل تجربی سنجش فاکتورهای فیزیکی و غیر فیزیکی آسایش حرارتی در فضاهای واسط ساختمان‌های آموزش عالی شهر اصفهان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجو دکتری معماری، گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران.
2 استادیار، گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی ، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران.
3 استادیار، گروه معماری، دانشکدگان هنرهای زیبا، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
چکیده
این پژوهش با یک مدل تجربی مرتبط با مطالعات آسایش حرارتی در فضاهای واسط بسته آموزشی، اهمیت هر یک از معیارهای آن‌ها را ازنظر ارجحیت و اهمیت موردبررسی قرار می‌دهد. روش تحقیق در گام نخست توصیفی-تحلیلی، با استفاده از مطالعات کتابخانه‌ای است. لذا، ابتدا به‌وسیله توزیع پرسشنامه و با استفاده از رتبه‌بندی ابعاد و معیارها، از روش رفت و برگشتی دلفی، اجزای مدل تدقیق شده و یک مدل تجربی سلسله مراتبی که متشکل از سه بخش است، تنظیم شد. سپس از طریق تحلیل سلسله مراتبی، رتبه‌بندی ابعاد و معیارهای موجود در مدل تجربی پرداخته‌شده و وزن هرکدام از معیارهای این مدل در مقایسه با سایر معیارهای هم‌سطح خود به کمک نرم‌افزار اکسپرت چویس ،ارزش‌گذاری شد. نتایج نشان می‌دهد وزن عوامل فیزیکی، به‌طورکلی بیشتر از سایر عوامل و وزن عوامل غیر فیزیکی- روانی و فردی کمتر از سایر عوامل است. در بین عوامل فیزیکی، دمای هوا دارای بیشترین وزن  و سرعت جریان هوا دارای کمترین وزن است. وزن عوامل فیزیکی نیز نشان می‌دهد که وزن عامل «جهت کلی ساختمان نسبت به خورشید» در ادراک آسایش حرارتی در فضاهای بسته بیشتر از بقیه و وزن «رنگ دیوارهای داخلی» و «ارتفاع فضاها» کمتر از بقیه و قابل‌چشم‌پوشی است. وزن عوامل فردی و روانی نشان می‌دهد که وزن همه عوامل آن مانند ویژگی‌های فیزیولوژیکی و سازگاری‌های جسمی و روانی یکسان است و وزن رفتارهای غیر واکنشی سنگین‌تر از بقیه است. همچنین، داده‌های فیزیکی با استفاده از سنجش عوامل اقلیمی به‌وسیله دیتالاگرها موردسنجش قرار گرفت و ارتباط این عوامل بااحساس آسایش حرارتی افراد با استفاده از پرسشنامه ارزیابی شد. نتایج این اعتبارسنجی، مدل تجربی سلسله مراتبی را تائید نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Experiential Model for Assessing Physical and Non-Physical Factors of Thermal Comfort in Interface Spaces of Higher Education Buildings in the City of Isfahan

نویسندگان English

Sanaz Motalaei 1
Meghedy Khodabakhshian 2
Fatemeh Alsadat Majidi 2
Mahdieh Abravesh 3
1 PhD Student in Architecture, Department of Architecture, Faculty of Architecture & Urbanism, Isfahan Branch (Khorasgan), Islamic Azad University, Isfahan, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Architecture, Faculty of Architecture & Urbanism, Isfahan Branch (Khorasgan), Islamic Azad University, Isfahan, Iran.
3 Assistant Professor, Department of Architecture, School of Fine Arts, University of Tehran, Tehran, Iran.
چکیده English

The standard temperature currently used to control closed interface spaces is the same as the main indoor environments, despite the fundamental differences in use, covering of people, residence time of people, and user needs. Currently, there is no thermal comfort standard for these interface spaces, and little research related to these spaces has been done in recent years. In these closed interface spaces, there is a high potential to save energy and improve the quality of the indoor environment. As a result, the present research was formed to evaluate and prioritize the effect of physical and non-physical criteria and sub-criteria on thermal comfort in closed interface spaces in hot and dry climate academic spaces. The evaluation of these factors was done first by collecting previous studies and library research, and then using the Delphi round-trip method, it was verified by questionnaires and interviews, and presented by the experimental model. Then, the results of the questionnaires and interviews, by Expert Choice software were weighted and prioritized. Based on the obtained results, the factors affecting thermal comfort in closed intermediate spaces are climatic, physical, and psycho-personal, respectively. Also, each of the sub-criteria of these main factors was prioritized and weighted precisely. The results of this research can be generalized in higher education spaces in hot and dry climates and be used and considered for future constructions. This research delves into the intricate realm of thermal comfort within enclosed educational spaces, exploring the nuanced significance and prioritization of diverse criteria. Employing a comprehensive descriptive-analytical methodology, the study initiates with the Delphi method, delineating the refined model into a three-section hierarchical experiential model. Through meticulous hierarchy analysis, dimensions and criteria undergo ranking, and weights are judiciously assigned using the Expert Choice software. The results underscore the predominant influence of physical factors, notably air temperature, over non-physical, psychological, and individual aspects. Within the physical realm, air temperature holds the utmost weight, while air velocity assumes the lowest. These weightings underscore the pronounced impact of factors like the "overall building orientation to the sun" on thermal comfort perception, surpassing considerations like the "color of interior walls" and "space height." Moreover, the study validates the hierarchical experiential model by establishing correlations between climatic data measurements and individuals' thermal comfort, meticulously assessed through a questionnaire. This multifaceted exploration yields profound insights into augmenting thermal comfort within educational settings, emphasizing the indispensable role of specific physical factors in shaping occupants' perceptions and overall well-being. As such, this research contributes not only to the theoretical framework of thermal comfort but also offers practical implications for designing educational spaces that prioritize occupants' comfort and satisfaction. From the results of the previous discussions and in general, it can be concluded that only paying attention to one of the factors of thermal comfort cannot be effective in the efficiency and effectiveness of a closed interface space and cannot turn it into a space with multi-purpose use. Paying little attention to any of the factors can cause a large space with high potential for multi-purpose use, such as closed interface spaces in educational buildings, to be used only as a passage space and an organizer of the main spaces, which results in a waste of space. , will be the cost and energy consumption. These spaces have a high potential for collective spaces, coffee shops, and restaurants and use related to educational spaces such as typing and printing centers, the location of computers for student research, open bookshelves, the location of light tables, and drawing tables in related faculties. With design and other related activities, these uses can be considered based on the location of closed interface spaces. The results of this research can help architects and builders to pay more attention to the parameters that have a greater role and a higher priority among other effective factors in the thermal comfort of people, in the stage before designing the space. In future research, similar research can be carried out regarding the visual and acoustic comfort in the space, and based on them, we can act on the topic and design.

کلیدواژه‌ها English

Thermal Comfort
Thermal Perception
Intermediate Enclosed Spaces
Hierarchical Model
University Enclosed Intermediate Spaces
·        اداره مرکزی دانشگاه صنعتی اصفهان.( ۱۴۰۱).دفتر اسناد و نقشه ها.دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان،ایران.
·      اخلاقی نژاد، فاطمه، و باقری سبزوار، هادی. (۱۴۰۲). ارزیابی آسایش حرارتی فضای باز در فرم‌های مختلف حیاط در مقیاس همسایگی نمونه موردی: اقلیم سرد و نیمه‌خشک سبزوار. نشریه هنرهای زیبا: معماری و شهرسازی، 28(1)، 61-45.
·         اقلیمی، مریم و محمدی، علی و ترکاشوند، عباس و فیضی، محسن،1400،تاثیر رنگ و دمای نور بر آسایش حرارتی در فضاهای داخلی به منظور کاهش مصرف انرژی بر اساس فرضیه رنگ- دما،پنجمین کنفرانس بین المللی عمران،معماری و مدیریت شهری.
https://civilica.com/doc/1249526
·         اکبری، حسن و رشید کلویر، حجت اله . (1401). بهینه‌سازی فرم، نسبت ابعادی و جهت‌گیری ساختمان بر اساس تابش خورشید و جهت باد (مطالعه‌ی موردی: شهرهای تبریز، یزد و بندرعباس). مطالعات جغرافیایی مناطق خشک،9(34)، 1-13.
https://jargs.hsu.ac.ir/article_161479.html
·         امیدوار، کمال ، علیزاده شورکی، یحیی و زارعشاهی، عبدالنبی . (1390). تعیین مطلوبیت شرایط آسایش مدارس شهر یزد بر اساس شاخصهای زیست - اقلیمی. معماری اقلیم گرم و خشک، 1(1)، 117-101.
·      بنازاده، بهاره، حیدری، شاهین، و هادیان فرد، حبیب. (۱۳۹۹). سنجش تأثیر سابقه ذهنی کوتاه‌مدت و بلندمدت کاربران در ادراک آسایش حرارتی (مطالعه موردی: ساختمان مدیریت دانشگاه شیراز). معماری و شهرسازی پایدار، 8(2)، 1-20.
·      حاتمی، مونا. (۱۳۹۲). تحلیل همزمان عملکرد حرارتی و روشنایی پنجره (در ساختمان‌های اداری در اقلیم تهران) (پایان‌نامه کارشناسی ارشد معماری و انرژی). دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ایلام، ایران.
·       حسنی لیچایی، بهمن، حیدری، شاهین، و مفیدی شمیرانی، سید مجید. (۱۴۰۱). بررسی آسایش حرارتی در فضاهای نیمه‌باز (مورد پژوهی: خانه‌های بومی شهر رشت. معماری و شهرسازی پایدار، 10(2)، 184-165.
·      حیدری، ابولفضل، و داوطلب، جمشید. (۱۳۹۸). نقش خارخانه در تعدیل دمایی فضای زیست در مسکن روستایی مؤثر در ارتقاء پایداری معماری (مطالعه موردی: مسکن روستایی سیستان) . معماری و شهرسازی پایدار، 7(2)، 67-55.
·         حسین آبادی سعید ، لشکری حسن ، سلمانی مقدم محمد.(۱۳۹۱). طراحی اقلیمی ساختمان های مسکونی شهر سبزوار با تأکید بر جهت گیری ساختمان و عمق سایبان. نشریه جغرافیا و توسعه10(27)، 103-116.
 
https://doi.org/ 10.22111/gdij.2012.343
·      سرگزی، محمدعلی، طاهباز، منصوره، و حاج ابراهیم زرگر، اکبر. (۱۳۹۹). رفتارهای سازگارانه و آسایش حرارتی تابستانه در فضاهای داخلی معماری بومی منطقه سیستان. معماری اقلیم گرم و خشک، 8(12)، 196-169.
·      عبداله زاده، سیده مهسا، حیدری، شاهین، و عینی فر، علیرضا. (1400). بررسی سازگاری حرارتی در آپارتمان‌های اقلیم گرم و خشک: مطالعه آسایش و رفتار حرارتی در آپارتمان‌های شیراز. نقش‌جهان - مطالعات نظری و فناوری‌های نوین معماری و شهرسازی، ۱۱ (۳)، ۳۳-۴۸.
·      ضابطیان، الهام، و خیرالدین، رضا. (1399). ارزیابی ادراک منظر ثابت رنگی در فضاهای شهری، نمونه موردی: میدان امام حسین (ع) تهران. منظر، 12(50)، 39-28.
https://sid.ir/paper/965500/fa
 
·         ضرغامی اسماعیل.(۱۳۹۴). بررسی رابطه فرم ساختمان های مسکونی با میزان مصرف انرژی آنها در اقلیم گرم و خشک شهر سمنان. نشریه انرژی ایران.; ۱۸ (۴).
·      فلاح، حسین. (۱۳۹۸). تعیین نسبت بهینه پنجره به دیوار در جبهه جنوبی ساختمان‌های آموزشی در کرمان. فصلنامه نقش‌جهان، 9(2)، 115-105.
·      مجیدی، فاطمه السادات. (۱۳۹۷). ارائه مدل آسایش حرارتی در فضای باز عمومی محلات مسکونی با تکیه‌بر نظریه سازگاری (نمونه موردی: محلات منتخب جدید و قدیم شهر اصفهان) (رساله دکتری تخصصی معماری). دانشکده معماری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان(خوراسگان)، اصفهان، ایران.
·      مقررات ملی ساختمان ایران.(۱۳۹۹).صرفه جویی در مصرف انرژی، مبحث ۱۹،دفتر تدوین مقررات ملی ساختمان،ویرایش چهارم،247-209.
https://inbr.ir/upload/mabhas/1402-08/mabhas19-1402-08.pdf
·      Abdollahzadeh, N., Velashjerdi Farahani, A., Soleimani, K., & Zomorodian, Z. (2023). Indoor environmental quality improvement of student dormitories in Tehran, Iran. International Journal of Building Pathology and Adaptation, 41(1), 258-278.
·      Albatayneh, A., Mohaidat, S., Alkhazali, A., Dalalah, Z., & Bdour, M. (2018). The Influence of Building’s Orientation on the Overall Thermal Performance. Environmental Science & Sustainable Development, 3(1), 63–69.
https://doi.org/10.21625/essd.v3iss1.276
·      Al-Saadi, S. N., & Budaiwi, I. M. (2007). Performance-based envelope design for residential buildings in hot climates. Conference proceedings of the 10th Conference of IBPSA held in Beijing, China. Conducted by International Building Performance Simulation Association. Beijing: IBPSA.
·      Al-Tamimi, N. A. M. (2011). Impact of Building Envelope Modifications on the Thermal Performance of Glazed High-Rise Residential Buildings in the Tropics. PhD thesis, School of Housing, Building & Planning, University Science Malaysia, Penang, Malaysia.
·      ASHRAE. (2006). ASHRAE green guide: the design, construction, and operation of sustainable buildings. Burlington: Elsevier Publications.
·      Auliciems, A. (1981). Towards a psycho-physiological model of thermal perception. International Journal of Biometeorology, 25(2), 109–122.
·      Avantaggiato, M., Belleri, A., Oberegger, U. F., & Pasut, W. (2021). Unlocking thermal comfort in transitional spaces: A field study in three Italian shopping centres. Building and Environment, 188, 107428.
·      Badescu, V., Laaser, N., Crutescu, R. (2010). Warm season cooling requirements for passive buildings in southeastern Europe (Romania). Energy, 35(8), 3284-3300.
·      Chen, X., Yang, H., & Lu, L. (2015). A comprehensive review on passive design approaches in green building rating tools. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 50,1425-1436.
·      Chun, Ch., Kwok, A., & Tamura, A. (2004). Thermal comfort in transitional spaces- basic concepts: literature review and trial measurement. Building and Environment, 39(10), 1187-1192.
·      De Dear, R., & Brager, G. (1998). Developing an Adaptive Model of Thermal Comfort and Preference. ASHRAE Transactions, 104(1), 1-18.
·      de Wit, M. S. (2001). Uncertainty in predictions of thermal comfort in buildings. Ph.D. thesis, Delft University of Technology, Netherlands.
·      Du, T., Jansen, S., Turrin, M. & van den Dobbelsteen, A. (2020). Effects of architectural space layouts on energy performance: a review. Sustainability, 12(5), 1829.
·      Robledo-Fava, R., Hernández-Luna, M. C., Fernández-de-Córdoba, P., Michinel, H., Zaragoza, S., Castillo-Guzman, A., & Selvas-Aguilar, R. (2019). Analysis of the Influence Subjective Human Parameters in the Calculation of Thermal Comfort and Energy Consumption of Buildings. Energies, 12(8), 1531.
https://doi.org/10.3390/en12081531
·      Foo, J. S., & Mavrogianni, A. (2018). Seeing is believing, or is it? An assessment of the influence of interior finish characteristics on thermal comfort perception at a university campus in a temperate climate. 10th Windsor Conference– Rethinking Comfort held in Windsor Great Park. Conducted by Cumberland Lodge. Windsor: Cumberland Lodge.
·      Rupp, R. F., Kim, J., de Dear, R., & Ghisi, E. (2018). Associations of occupant demographics, thermal history, and obesity variables with their thermal comfort in air-conditioned and mixed-mode ventilation office buildings. Building and Environment, 135, 1-9.
·      Ge, J., Wu, J., Chen, S., & Wu, J. (2018). Energy efficiency optimization strategies for university research buildings with hot summer and cold winter climate of China based on the adaptive thermal comfort. Building Engineering, 18, 321-330.
·      Ghiai, M. M., Mahdavinia, M., Parvane, F. & Jafarikhah, S. (2014). Relation between energy consumption and window to wall ratio in high-rise office buildings in Tehran. European Online Journal of Natural and Social Sciences, 3(2), 366-375.
·      Gupta, N., & Tiwari, G. N. (2016). Review of passive heating/cooling systems of buildings. Energy Science & Engineering, 4(5), 305-333.
·      Heiselberg, P., Brohus, H., Hesselholt, A., Rasmussen, H., Seinre, E., & Thomas, S. (2009). Application of sensitivity analysis in design of sustainable buildings. Renewable Energy, 34(9), 2030-2036.
·      Hemsath, T. L., & Bandhosseini, K. A. (2015). Building design with energy performance as primary agent. Energy Procedia, 78, 3049-3054.
·      Hou, G. (2016). An investigation of thermal comfort and the use of indoor transitional space. Ph.D. Thesis, Cardiff University, United Kingdom.
·      Humphreys, M.A. (1970). A simple theoretical derivation of thermal comfort conditions. JIHVE, 38, 95-98.
·      Korsavi, S. S., Montazami, A., & Brusey, J. (2018). Developing a Design Framework to Facilitate Adaptive Behaviours. Energy and Buildings, 179, 360-373.
·      Lam, J.C., Wan, K. K. W., Lam T. N.T., & Wong, S. L. (2010). An analysis of future building energy use in subtropical Hong Kong. Energy, 35(3), 1482-1490.
·      Lin, Ch., Wu, L., Xia, H., Zhen, M., Shen, Ch., Zhu, J., & Li, X. (2022). Characteristics of the thermal environment, air quality, and passenger comfort in the underground transfer space of metro stations in Beijing. Building Engineering, 59, 105093.
·      Lin, Y. H. (2003). The algorithm of fuzzy linguistic numbers and its comparison of scoring. J. Natl. Taichung Univ.Educ., 17, 279–304.
https://www.ntcu.edu.tw/eng/library.htm
·      Lomas, K. J. (2007). Architectural design of an advanced naturally ventilated building form. Energy and Buildings, 39(2), 166-181.
·      Ourghi, R., Al-Anzi, A., & Krarti, M. (2007). A simplified analysis method to predict the impact of shape on annual energy use for office buildings. Energy Conversion and Management, 48(1), 300-305.
·      Mechri, H., Capozzoli, A., & Corrado, V. (2010). Use of the ANOVA approach for sensitive building energy design. Applied Energy, 87(10), 3073-3083.
·      Mirrahimi, S., Mohamed, M. F., Haw, L. C., Ibrahim, N. L. N., Yusoff, W. F. M., & Aflaki, A. (2016). The effect of building envelope on the thermal comfort and energy saving for high-rise buildings in hot–humid climate. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 53, 1508-1519.
https://doi 10.1016/j.rser.2015.09.055
·      Moore, F. (1993). Environmental Control Systems: Heating, Cooling, Lighting. Minnesota: McGraw-Hill.
·      Morbitzer, C., Strachan, P., Webster, J., Spires, B., & Cafferty, D. (2001). Integration of building simulation into the design process of an architecture practice. Conference proceedings of the 7th international IBPSA conference on building simulation. Conducted by International Building Performance Simulation Association. Rio de Janeiro, Brazil.
·      Nikolopoulou, M., & Steemers, K. (2003). Thermal comfort and psychological adaptation as a guide for designing urban spaces. Energy and Buildings, 35(1), 95–101.
·      Nikolopoulou, M., Baker, N., & Steemers, K. (2001). Thermal Comfort in Outdoor Urban Spaces: Understanding the Human Parameters. Solar Energy,70(3), 227–235.
·      Noorani, K., Hedayati Marzbali, M., Maghsoodi Tilaki, M.J. & Abdullah A.  (2019). Assessing the impact of building parameters on energy performance in residential settings, 4th International Conference on Rebuilding Place. Conducted by Universiti Sains Malaysia. Minden: Universiti Sains Malaysia.
https://doi.org/10.15405/epms.2019.12.89
·      Onyenokporo, N. C., & Ochedi, E. T. (2019). Low-cost retrofit packages for residential buildings inhot-humid Lagos, Nigeria. Building Pathology and Adaptation, 37(3), 250-272.
·      Oral, G. K., Yener, A. K., & Bayazit, N. T. )2004(. Building envelope design with the objective to ensure thermal, visual and acoustic comfort conditions. Building and Environment, 39(3), 281-287.
·      Paciuk, M. )1990(. The role of personal control of the environment in thermal comfort and satisfaction at the workplace. Ph.D. thesis, Faculty of Architecture, University of Wisconsin, Milwaukee, the United States.
·      Parasonis, J., & Keizikas, A. (2010). Possibilities to reduce the energy demand for multi-storey residential buildings, in Modern Building materials and Techniques. Conference proceedings of the 10th International Conference, Modern Building Materials, Structures and Techniques. Conducted by Vilnius Gediminas Technical University. Vilnius: Lithuania.
·      Pitts, A. (2013). Thermal Comfort in Transition Spaces. Buildings, 3(1), 122-142.
·      Sabouri, S. (2012). Optimization of architectural properties of a tropical bungalow house with respect to energy consumption. Master thesis, University Kebagnsaan Malaysia, Bangi, Malaysia.
·      Yıldız, Y., & Durmuş Arsan, Z. (2011). Identification of the building parameters that influence heating and cooling energy loads for apartment buildings in hot-humid climates. Energy, 36(7), 4287-4296
·      Zhang, A., Bokel, R., Van den Dobbelsteen, A., Sun, Y., Huang, Q., & Zhang, Q. (2017). The effect of geometry parameters on energy and thermal performance of school buildings in cold climates of China. Sustainability, 9(10), 1708.
·      Zhang, Y., Liu, J., Zheng, Z., Fang, Z., Zhang, X., Gao, Y., & Xie, Y. (2020). Analysis of thermal comfort during movement in a semi-open transition space. Energy and Buildings, 225, 11031.
·      Zomorodian, Z.S., Tahsildoost, M., & Hafezi, M. (2016). Thermal Comfort in Educational Buildings: A Review Article. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 59, 895–906.