طبقه‌بندی نوین راهکارهای غیرفعال جریان‌ساز هوای تازه در معماری تنفس‌پذیر با ارزیابی چندمعیاره در چهار اقلیم ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجو دانشگاه مازندران
2 استادیار گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران
چکیده
با افزایش توجه به کیفیت هوای داخلی و کاهش وابستگی به سامانه‌های مکانیکی، ضرورت بازتعریف راهکارهای غیرفعال جریان‌ساز هوای تازه در معماری پایدار بیش‌ازپیش آشکار شده است. بررسی پیشینه پژوهش نشان می‌دهد با وجود معرفی راهکارهای متعدد، همچنان فقدان یک طبقه‌بندی جامع کالبدی و عدم ارزیابی دقیق عملکرد این راهکارها در اقلیم‌های مختلف ایران، به‌عنوان یک خلأ علمی و کاربردی جدی مطرح است. هدف این پژوهش، ارائه یک طبقه‌بندی نوین بر پایه منطق کالبدی - عملکردی و اولویت‌بندی راهکارهای غیرفعال در چهار اقلیم اصلی ایران است. پژوهش حاضر کاربردی و با رویکرد ترکیبی انجام شد. ابتدا با مرور نظام‌مند منابع، ۱۷ راهکار در چهار دسته سقف‌محور، دیوارمحور، فضاهای میانی و کف‌محور طبقه‌بندی گردید. سپس با مشارکت ۶۳ خبره، ۸ معیار ارزیابی استخراج و با روش آنتروپی شانون وزن‌دهی شد. در ادامه، رتبه‌بندی راهکارها در چهار اقلیم ایران با روش TOPSIS انجام گرفت و الگوهای هم‌افزایی نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که «کارایی تهویه» و «کیفیت هوای داخل» مهم‌ترین معیارهای تصمیم‌گیری هستند. همچنین، عملکرد راهکارها به طور معناداری به اقلیم وابسته است؛ به‌گونه‌ای که بازشوها و چیدمان داخلی در اقلیم‌های معتدل و مرطوب و گرم و مرطوب، بادگیر و حیاط مرکزی در اقلیم گرم و خشک، و پنجره، دیوار ترومپ و دودکش خورشیدی در اقلیم سرد و کوهستانی بیشترین کارایی را داشتند. یافته‌ها بیانگر آن است که تهویه غیرفعال مؤثر، حاصل انتخاب یک عنصر منفرد نیست، بلکه از ترکیب هوشمندانه عناصر و انطباق دقیق با بستر اقلیمی شکل می‌گیرد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

A Modern Classification of Passive Fresh Air Flow-Generating Strategies in Breathable Architecture with Multi-Criteria Evaluation in Four Climates of Iran

نویسندگان English

fatemeh firozmandi bandpi 1
Mostafa Gholipour Geshniani 2
1 Student of Mazandaran University, Babolsar
2 Assistant Professor of Architecture, Faculty of Art and Architecture, University of Mazandaran, Babolsar, Iran
چکیده English

With the escalating global energy crisis and the growing imperative to mitigate greenhouse gas emissions, the building sector has faced immense pressure to reduce its heavy reliance on energy-intensive mechanical heating, ventilation, and air conditioning (HVAC) systems. Concurrently, with the increasing attention paid to indoor air quality (IAQ) and its direct impacts on occupant health, comfort, and productivity, the necessity of redefining and integrating passive strategies for fresh air circulation in sustainable and bioclimatic architecture has become more apparent than ever. A comprehensive review of the existing literature indicates that despite the historical introduction and modern development of numerous passive design strategies, a significant void remains. Specifically, the lack of a comprehensive, structurally oriented physical classification, coupled with the absence of a precise, multi-criteria evaluation of these strategies’ actual performance across the highly diverse and distinct climatic zones of Iran, still remains a serious scientific and practical gap.

Consequently, the primary aim of this research is to bridge this gap by presenting a novel, comprehensive classification framework based on physical-functional logic, and subsequently, to prioritize these passive ventilation strategies across the four main climates of Iran (hot-dry, hot-humid, temperate-humid, and cold-mountainous).

To achieve these objectives, the present study was structured as applied research, conducted using a rigorous mixed-methods approach. In the first qualitative phase, through a systematic and extensive literature review, 17 distinct passive ventilation strategies were identified and innovatively classified into four primary spatial categories based on their physical integration into the building envelope: roof-based, wall-based, transitional spaces, and floor-based systems. Following this, in the quantitative phase, with the active participation of a panel consisting of 63 recognized academic and industry experts in the field of sustainable architecture, 8 critical evaluation criteria were extracted. These criteria were then objectively weighted using the Shannon entropy mathematical method to eliminate subjective bias. Subsequently, the identified strategies were rigorously ranked within the specific context of the four distinct Iranian climates using the Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) multi-criteria decision-making method, alongside a detailed investigation into potential synergy patterns among the varying strategies.

The comprehensive results demonstrated that “ventilation efficiency” and “indoor air quality” emerged as the most heavily weighted and important decision-making criteria for system selection. Furthermore, the analysis conclusively revealed that the performance and viability of the strategies are significantly and intrinsically dependent on the specific climatic context. For instance, natural openings and optimized interior spatial layouts exhibited the highest efficiency in both temperate-humid and hot-humid climates. Conversely, traditional windcatchers and central courtyards proved to be the optimal choices for managing the severe thermal conditions of the hot-dry climate. Meanwhile, strategic window placements, Trombe walls, and solar chimneys demonstrated peak performance in the harsh cold and mountainous climate by effectively balancing ventilation requirements with thermal retention.

Ultimately, the findings conclusively indicate that effective and sustainable passive ventilation is not merely the result of selecting and installing a single architectural element. Rather, it emerges organically from the intelligent, holistic combination of complementary elements, creating vital synergistic effects, and demanding precise, calculated adaptation to the localized climatic context.

کلیدواژه‌ها English

Breathable architecture
Passive ventilation
Airflow
Multi-criteria decision-making
Climate of Iran