Deprecated: strtotime(): Passing null to parameter #1 ($datetime) of type string is deprecated in /home/vvkgbhjd/public_html/wp-content/plugins/wp-parsidate/includes/parsidate.php on line 162
تحلیل جامع عملکرد حرارتی و کیفیت هوای داخلی خانه‌های سنتی حجاز در جده- عربستان سعودی - گروه معماری رایمست
پروژه‌ها
انرژی

تحلیل جامع عملکرد حرارتی و کیفیت هوای داخلی خانه‌های سنتی حجاز در جده – عربستان سعودی

مشخصات پروژه

نوع پروژه:
تحلیل عملکرد حرارتی و کیفیت هوای داخلی ساختمان مسکونی سنتی در بافت تاریخی شهر جده
مکان پروژه:
جده، منطقه‌ی حجاز، عربستان سعودی
سال انجام:
۲۰۲۳
هدف کلی:
ارزیابی علمی کارایی تهویه طبیعی، کیفیت هوای داخلی و عملکرد حرارتی معماری بومی در اقلیم گرم و مرطوب
اقلیم:
گرم و مرطوب با دمای بالا در اغلب ماه‌های سال و رطوبت نسبی قابل توجه
پارامترهای شبیه‌سازی:
کارفرما:
University of Pennsylvania
متخصص شبیه‌سازی و بهینه‌سازی انرژی:
دکتر امیرحسین جانزاده

معرفی پروژه

این پروژه‌ی پژوهشی با هدف بررسی عمیق رفتار حرارتی، کیفیت هوای داخلی و الگوی تهویه‌ی طبیعی در خانه‌های سنتی منطقه حجاز تعریف شد.
معماری بومی جده مبتنی بر اصول اقلیمی و بهره‌گیری هوشمندانه از جریان طبیعی هوا برای خنک‌سازی فضاها شکل گرفته‌است. در چنین اقلیمی که وابستگی به سیستم‌های سرمایشی مکانیکی بسیار بالاست، مطالعه‌ی علمی عملکرد راهکارهای طراحی غیرفعال می‌تواند نقش مهمی در توسعه معماری پایدار ایفا کند. از این‌رو یک نمونه‌ی واقعی از خانه‎‌ی سنتی انتخاب و تمامی الگوهای جریان هوا، توزیع دما و کیفیت تهویه آن به‌صورت عددی شبیه‌سازی شد.

d2c8c5fe bd29 4761 bccd 0993d4edf003 - گروه معماری رایمست
c9399dd9 0b94 4cae b850 4278a6e10e41 - گروه معماری رایمست
bf8e6a65 380e 45bc b1f6 ab60206ebe73 - گروه معماری رایمست
ba5db488 b852 4ff9 a854 788f2d2799a8 - گروه معماری رایمست

اهداف کلان پژوهش

اهداف این پروژه به صورت چندلایه تعریف شده‌است؛

  • تحلیل توزیع سرعت و جهت جریان هوا در فضاهای داخلی ساختمان
  • بررسی الگوی توزیع دما در اتاق‌ها و نواحی مختلف
  • ارزیابی سن هوا(Age of Air) به عنوان شاخص کیفیت، سلامت و تازگی هوا
  • مقایسه عملکرد تهویه‌ی طبیعی در شرایط تابستانی و زمستانی
  • بررسی نقش راه‌پله به عنوان شفت تهویه عمودی
  • تحلیل تأثیر اختلاف دمای داخل و خارج بر باز و بسته شدن بازشوها
  • تخمین میزان ورود هوای تازه در مقیاس سالیانه

روش تحقیق و ابزارهای مورد استفاده

برای دستیابی به نتایج دقیق، از ترکیب روش‌های شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)و تحلیل عملکرد انرژی ساختمان در نرم‌افزار designBuilder استفاده شده‌است.
مدل سه‌بعدی ساختمان بر اساس ابعاد واقعی و شرایط اقلیمی جده ساخته شده و داده‌های آب‌وهوایی شامل دما، سرعت باد و تابش خورشید در شبیه‌سازی لحاظ گردید.

dcfed965 2d1c 4b70 97f7 bbffb7ed99b5 - گروه معماری رایمست

سناریوهای زمانی تحلیل؛

تحلیل‌ها در چهار بازه‌ی زمانی کلیدی انجام شد:

  • روز نمونه تابستان: ۲۴ جولای- ساعت ۱۰ صبح
  • روز نمونه تابستان: ۲۴ جولای- ساعت ۵ عصر
  • روز نمونه زمستان: ۲۴ دسامبر- ساعت ۱۰ صبح
  • روز نمونه زمستان: ۲۴ دسامبر- ساعت ۵ عصر

تحلیل‌ها برای اتاق غربی طبقه دوم و سوم در قالب پلان افقی در تراز انسانی و همچنین مقطع عمودی راه‌پله در تمامی طبقات انجام شد.

fd9ed365 dfd0 410a 9288 01d012d5b1ab - گروه معماری رایمست
da539df8 83aa 43fc b2bd 1c17a63a484c - گروه معماری رایمست

شبیه‌سازی سالیانه‌ی تهویه‌ی طبیعی؛

در مرحله‌ی نهایی، یک شبیه‌سازی سالیانه جهت برآورد میزان کل هوای تازه ورودی به ساختمان انجام شد. این تحلیل، تغییرات فصلی دما، جهت باد و رفتار بازشوها را در طول سال در نظر گرفت و تصویری جامع از عملکرد بلندمدت ساختمان ارائه داد.
این بخش نقش مهمی در ارزیابی پایداری اقلیمی بنا داشت.

May 24 2026 10 40 54 AM - گروه معماری رایمست

تحلیل تطبیقی نتایج شبیه‌سازی

۱) نتایج تفصیلی- اتاق غربی طبقه دوم:

تابستان- ساعت ۱۰ صبح؛

  • سرعت متوسط جریان هوا: ۴۷ متر بر ثانیه
  • دمای متوسط فضا: ۳۰.۵ درجه سانتی‌گراد
  • سن هوا: ۱۸.۸۵ ثانیه
  • تفسیر: تهویه‌ی طبیعی بسیار مؤثر، هوای تازه و کیفیت هوای مطلوب
Velocity Bock 1 Zone 4 plan view 01 - گروه معماری رایمست
Velocity Bock 1 Zone 4 plan view - گروه معماری رایمست
Temperature Bock 1 Zone 4 plan view 01 - گروه معماری رایمست
Temperature Bock 1 Zone 4 plan view - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 01 Zone 04 plan view 01 - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 01 Zone 04 plan view - گروه معماری رایمست

تابستان- ساعت ۵ عصر؛

  • سرعت متوسط جریان هوا: ۰.۰۷ متر بر ثانیه
  • دمای متوسط فضا: ۳۵.۱۲ درجه سانتی‌گراد
  • تفسیر: افت شدید کیفیت تهویه به دلیل افزایش دمای بیرون و کاهش اختلاف دمایی
Velocity Bock 1 Zone 4 plan view 01 1 - گروه معماری رایمست
Velocity Bock 1 Zone 4 plan view 1 - گروه معماری رایمست
Temperature Bock 1 Zone 4 plan view 01 1 - گروه معماری رایمست
Temperature Bock 1 Zone 4 plan view 1 - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 01 Zone 04 plan view 01 1 - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 01 Zone 04 plan view 1 - گروه معماری رایمست

زمستان- ساعت ۱۰ صبح؛

  • سرعت متوسط هوا: ۲۴ متر بر ثانیه
  • دمای متوسط: ۳۲ درجه سانتی‌گراد
  • سن هوا: ۸۶ ثانیه
  • تفسیر: تهویه‌ی طبیعی همچنان کارآمد در حفظ آسایش حرارتی
Velocity Bock 1 Zone 4 plan view 01 2 - گروه معماری رایمست
Velocity Bock 1 Zone 4 plan view 2 - گروه معماری رایمست
Temperature Bock 1 Zone 4 plan view 01 2 - گروه معماری رایمست
Temperature Bock 1 Zone 4 plan view 2 - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 01 Zone 04 plan view 01 2 - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 01 Zone 04 plan view 2 - گروه معماری رایمست

زمستان- ساعت ۵ عصر؛

  • سرعت متوسط هوا: ۳.۳ متر بر ثانیه
  • دمای متوسط: ۱۲.۸۳ درجه سانتی‌گراد
  • سن هوا: ۸۹ ثانیه
  • تفسیر: تبادل هوای بسیار قوی و عملکرد مطلوب در خنک‌سازی
Velocity Bock 1 Zone 4 plan view 01 3 - گروه معماری رایمست
Velocity Bock 1 Zone 4 plan view 3 - گروه معماری رایمست
Temperature Bock 1 Zone 4 plan view 01 3 - گروه معماری رایمست
Temperature Bock 1 Zone 4 plan view 3 - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 01 Zone 04 plan view 01 3 - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 01 Zone 04 plan view 4 - گروه معماری رایمست

۲) نتایج تفصیلی- اتاق غربی طبقه‌ی سوم:

در طبقه‌ی سوم، به طور کلی افزایش سن هوا و کاهش سرعت جریان مشاهده شد. این موضوع نشان‌دهنده‌ی تأثیر مستقیم ارتفاع، هندسه فضا و محل بازشوها بر کارایی تهویه‌ی طبیعی است. در مقایسه‌ی کلی، طبقه‌ی دوم عملکرد متعادل‌تری در آسایش حرارتی و کیفیت هوا داشت.

تابستان- ساعت ۱۰ صبح؛

  • سرعت متوسط جریان هوا: ۰.۰۷ متر بر ثانیه
  • دمای متوسط فضا: ۳۷.۴ درجه سانتی‌گراد
  • سن هوا: ۱۷۹.۲۱ ثانیه
  • تفسیر: تهویه‌ی طبیعی محدود است؛ دمای بالا باعث کاهش کیفیت تهویه و افزایش سن هوا شده، اما جریان هوا هنوز وجود دارد.
Velocity Bock 04 Zone 03 plan view 01 - گروه معماری رایمست
Velocity Bock 04 Zone 03 plan view - گروه معماری رایمست
Temperature Bock 04 Zone 03 plan view 01 - گروه معماری رایمست
Temperature Bock 04 Zone 03 plan view - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 01 Zone 04 plan view 01 4 - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 01 Zone 04 plan view 5 - گروه معماری رایمست

تابستان- ساعت ۵ عصر؛

  • سرعت متوسط جریان هوا: ۰.۰۴۵ متر بر ثانیه
  • دمای متوسط فضا: ۳۴.۲۸ درجه سانتی‌گراد
  • سن هوا: ۳۳۶.۳۶ ثانیه
  • تفسیر: افت شدید جریان هوا به دلیل اختلاف دمای پایین داخل و دمای بالای بیرون؛ تهویه‌ی طبیعی کارایی بسیار کمی دارد و هوای داخلی نسبتاً کهنه است.
Velocity Bock 1 Zone 4 plan view 01 5 PM - گروه معماری رایمست
Velocity Bock 04 Zone 03 plan view 5 PM 1 - گروه معماری رایمست
Temperature Bock 04 Zone 03 plan view 01 5 PM - گروه معماری رایمست
Temperature Bock 04 Zone 03 plan view 5 PM - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 04 Zone 3 plan view 01 5 PM - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 04 Zone 3 plan view 5 PM - گروه معماری رایمست

زمستان- ساعت ۱۰ صبح؛

  • سرعت متوسط جریان هوا: ۰.۱۶ متر بر ثانیه
  • دمای متوسط فضا: ۱۹.۳۵ درجه سانتی‌گراد
  • سن هوا: ۹۶.۶۵ ثانیه
  • تفسیر: تهویه‌ی طبیعی مؤثر و حفظ آسایش حرارتی در صبح زمستان؛ هوای داخلی تازه است.
Velocity Bock 04 Zone 03 plan view 01 1 - گروه معماری رایمست
Velocity Bock 04 Zone 03 plan view 2 - گروه معماری رایمست
Temperature Bock 04 Zone 03 plan view 01 1 - گروه معماری رایمست
Temperature Bock 04 Zone 03 plan view 1 - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 04 Zone 3 plan view 01 - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 04 Zone 3 plan view - گروه معماری رایمست

زمستان- ساعت ۵ عصر؛

  • سرعت متوسط جریان هوا: ۰.۹ متر بر ثانیه
  • دمای متوسط فضا: ۲۳.۵۷ درجه سانتی‌گراد
  • سن هوا: ۳۹۴.۰۵ ثانیه
  • تفسیر: جریان هوا بالا است اما سن هوا افزایش یافته، که نشان‌دهنده‌ی تجمع هوای داخلی و کاهش نسبی کیفیت هوای تازه است.
Velocity 04 Zone 03 plan view 01 - گروه معماری رایمست
Velocity Block 04 Zone 03 plan view - گروه معماری رایمست
Temperature Block 04 Zone 03 plan view 01 - گروه معماری رایمست
Temperature Block 04 Zone 03 plan view - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 04 Zone 3 plan view 01 1 - گروه معماری رایمست
Age of air Bock 04 Zone 3 plan view 1 - گروه معماری رایمست

۳) تحلیل راه‌پله به عنوان شفت تهویه؛

راه‌پله به عنوان یک کانال عمودی انتقال هوا نقش کلیدی در حرکت جریان هوا بین طبقات ایفا نمود. نتایج نشان داد که در ساعات گرم روز، اختلاف دمای داخل و خارج باعث افزایش مکش عمودی هوا می‌شود و در ساعات سردتر، این شدت کاهش می‌یابد. این ویژگی یکی از اصول مهم در طراحی معماری بومی مناطق گرم محسوب می‌شود.


تابستان – ساعت ۱۰ صبح؛

  • سرعت متوسط جریان هوا: ۰.۱۱ متر بر ثانیه
  • دمای متوسط فضا: ۱۸.۰۹ درجه سانتی‌گراد
  • سن هوا: ۲۵.۳ ثانیه
  • تفسیر: شفت پله به خوبی تهویه طبیعی را هدایت می‌کند؛ جریان هوا ملایم و دمای نسبتاً مناسب است.
Velocity Stair Case24 July 10 AM 01 - گروه معماری رایمست
Velocity Stair Case24 July 10 AM 02 - گروه معماری رایمست
Temperature Stair Case24 July 10 AM 03 - گروه معماری رایمست
Temperature Stair Case24 July 10 AM 02 - گروه معماری رایمست

تابستان- ساعت ۵ عصر؛

  • سرعت متوسط جریان هوا: ۰.۳۴ متر بر ثانیه
  • دمای متوسط فضا: ۳۴.۳۵ درجه سانتی‌گراد
  • سن هوا: ۱۲۰.۵ ثانیه
  • تفسیر: جریان هوا افزایش یافته ولی دمای بالا و اختلاف دما با محیط خارجی سبب کاهش کیفیت تهویه‌ی نسبی می‌شود.
Velocity Stair Case24 July 05 PM 03 - گروه معماری رایمست
Velocity Stair Case24 July 05 PM 02 - گروه معماری رایمست
Temperature Stair Case24 July 05 PM 02 - گروه معماری رایمست
Temperature Stair Case24 July 05 PM 01 - گروه معماری رایمست

زمستان- ساعت ۱۰ صبح؛

  • سرعت متوسط جریان هوا: ۰.۶ متر بر ثانیه
  • دمای متوسط فضا: ۲۲.۶۱ درجه سانتی‌گراد
  • سن هوا: ۳۵.۷ ثانیه
  • تفسیر: شفت پله کارایی خوبی در تهویه و توزیع هوای تازه دارد؛ آسایش حرارتی حفظ می‌شود.
Velocity Stair Case24 Dec 10 AM 04 - گروه معماری رایمست
Velocity Stair Case24 Dec 10 AM 01 - گروه معماری رایمست
Temperature Stair Case24 Dec 10 AM 07 - گروه معماری رایمست
Temperature Stair Case24 Dec 10 AM 06 - گروه معماری رایمست

زمستان- ساعت ۵ عصر؛

  • سرعت متوسط جریان هوا: ۰.۸۴ متر بر ثانیه
  • دمای متوسط فضا: ۲۶.۶۷ درجه سانتی‌گراد
  • سن هوا: ۴۲.۳ ثانیه
  • تفسیر: جریان هوا قوی و قابل توجه است؛ تهویه‌ی طبیعی موثر بوده و توزیع هوای تازه مناسب است.
Stai Case Velocity 24 Dec 05 PM 04 - گروه معماری رایمست
Stai Case Velocity 24 Dec 05 PM 02 - گروه معماری رایمست
Stai Case Temperature 24 Dec 05 PM 08 - گروه معماری رایمست
Stai Case Temperature 24 Dec 05 PM 06 - گروه معماری رایمست

نکات فنی مهم؛

  • تهویه‌ی طبیعی تنها زمانی فعال در نظر گرفته شده که دمای داخل بالاتر از دمای خارج باشد.
  • سیستم‌های مکانیکی سرمایش و گرمایش در شبیه‌سازی غیرفعال(Off) فرض شدند.
  • نمودارهای حداکثر و حداقل مقادیر برای هر پارامتر تهیه شد.
  • شاخص Age of Air به عنوان معیار اصلی سلامت هوا در نظر گرفته شده‌است.
May 24 2026 10 56 56 AM - گروه معماری رایمست

دستاوردهای پروژه

  • اثبات کارایی معماری سنتی در کاهش مصرف انرژی
  • ارائه داده‌های کمی برای طراحی پایدار
  • امکان الگوبرداری در پروژه‌های معماری معاصر
  • کاهش وابستگی به HVAC
  • بهبود کیفیت هوای داخلی و آسایش حرارتی کاربران
11 - گروه معماری رایمست
12 - گروه معماری رایمست
13 1 - گروه معماری رایمست
14 1 - گروه معماری رایمست

جمع‌بندی نهایی

نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که خانه‌های سنتی حجاز نمونه‌ای موفق از معماری اقلیم‌گرا و پایدار هستند که با بهره‌گیری از تهویه‌ی طبیعی، هندسه‌ی فضایی هوشمند و بازشوهای هدفمند، قادر به کنترل دمای داخلی و بهبود کیفیت هوا بدون مصرف انرژی مکانیکی بوده‌اند.
این یافته‌ها می‌توانند الهام‌بخش طراحان معاصر برای توسعه راهکارهای غیرفعال در معماری مناطق گرم و مرطوب باشد.


برای مشاوره و مدیریت مصرف انرژی پروژه‌های خود با ما در ارتباط باشید.

در صورت داشتن هرگونه سوال، با ما در تماس باشید …