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

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 زیست‌محیطی و شبیه‌سازی CFD - مجتمع چند منظوره مسکونی- تجاری در ریاض-عربستان سعودی - گروه معماری رایمست
پروژه‌ها
انرژی

تحلیل جامع زیست‌محیطی و شبیه‌سازی CFD مجتمع چندمنظوره مسکونی- تجاری | ریاض، عربستان سعودی

مشخصات پروژه

موقعیت پروژه:
ریاض، عربستان سعودی
اقلیم:
گرم و خشک بیابانی
سال انجام پروژه:
۲۰۲۵
نوع پروژه:
تحلیل عملکرد زیست‌محیطی و تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی(CFD)
مدل‌سازی سه‌بعدی در نرم‌افزار DesignBuilder:
مهندس مدیحه مرادنیا | استودیو رایمست
کارشناس مدیریت انرژی:
دکتر امیرحسین جانزاده | استودیو رایمست
نرم‌افزارهای مورد استفاده:
حوزه‌ی تحلیل:

معرفی پروژه

این پروژه یک تحلیل جامع زیست‌محیطی و آیرودینامیکی برای یک مجتمع چندمنظوره‌ی بزرگ در شهر ریاض است که شامل برج‌های مرتفع مسکونی، بلوک‌های میان‌مرتبه، فضاهای تجاری، تراس‌های سبز، حیاط‌های نیمه‌باز و فضاهای شهری چندسطحی می‌باشد.

هدف اصلی پروژه، بررسی رفتار باد، کیفیت آسایش محیطی، عملکرد حرارتی، نور طبیعی و پتانسیل انرژی خورشیدی با استفاده از شبیه‌سازی‌های عددی پیشرفته بوده‌است.
نتایج این مطالعه به توسعه راهکارهای طراحی پایدار، کاهش مصرف انرژی و بهبود کیفیت محیط شهری کمک می‌کند.

Image Jul 3 2026 04 32 58 PM - گروه معماری رایمست

فاز اول؛ تحلیل اقلیم باد و شرایط محیطی ریاض

اهمیت تحلیل اقلیم در طراحی معماری

در اقلیم گرم و خشک ریاض، رفتار باد نقش تعیین‌کننده‌ای در عملکرد حرارتی ساختمان‌ها، آسایش کاربران و میزان وابستگی به سیستم‌های سرمایشی دارد.
تحلیل دقیق داده‌های اقلیمی امکان طراحی معماری اقلیم‌گرا و توسعه‌ی استراتژی‌های تهویه‌ی طبیعی را فراهم می‌کند.

02 - گروه معماری رایمست

اهداف تحلیل

  • بررسی الگوهای سالیانه و فصلی باد
  • تحلیل ارتباط دما و سرعت باد
  • ارزیابی پتانسیل تهویه‌ی طبیعی
  • شناسایی دوره‌های بحرانی گرمایی
  • استخراج راهکارهای طراحی غیرفعال
Image Jul 8 2026 12 24 32 AM - گروه معماری رایمست
Image Jul 8 2026 12 27 19 AM - گروه معماری رایمست

روش تحقیق

تحلیل اقلیمی بر پایه‌ی فایل‌های آب‌وهوایی EPW و داده‌های IWEC انجام شد.
داده‌ها در نرم‌افزار Climate Consultant پردازش شدند تا الگوهای باد، رطوبت، دما و آسایش حرارتی استخراج شوند.

Image Jul 8 2026 12 31 46 AM - گروه معماری رایمست
Image Jul 8 2026 12 35 24 AM - گروه معماری رایمست

نتایج کلیدی

الگوی باد غالب؛

  • باد غالب از شمال غرب و شمال
  • بیشترین سرعت باد در بهار
  • کاهش محسوس جریان باد در تابستان
05 - گروه معماری رایمست

تحلیل آسایش حرارتی؛

تحلیل سایکرومتریک نشان می‌دهد که کمتر از ۱۰٪ از ساعات سال بدون استفاده از سیستم‌های سرمایش مکانیکی در محدوده‌ی آسایش حرارتی قرار دارند.

راهبردهای غیرفعال زیر به عنوان مؤثرترین گزینه‌ها شناسایی شده‌اند؛

  • خنک‌سازی شبانه(Night Flush Cooling)
  • استفاده از جرم حرارتی(Thermal Mass)
  • سرمایش تبخیری
  • تهویه‌ی متقاطع
  • فضاهای بیرونی سایه‌دار

با این حال، در دوره‌های اوج گرمای تابستان استفاده از سیستم‌های سرمایش مکانیکی همچنان ضروری است.

06 - گروه معماری رایمست

تحلیل دما و رطوبت؛

داده‌های محیطی نشان می‌دهند؛

  • میانگین دمای خشک سالانه: حدود ۲۸٫۶ درجه سانتی‌گراد
  • بیشینه‌ی دمای ثبت‌شده: حدود ۴۷ درجه سانتی‌گراد
  • کمینه‌ی دمای ثبت‌شده: حدود ۵ درجه سانتی‌گراد
  • میانگین رطوبت نسبی سالانه: حدود ۲۹٪

سطوح پایین رطوبت، پتانسیل قابل توجهی برای استفاده از سرمایش تبخیری در فصل‌های انتقالی(بهار و پاییز) ایجاد می‌نماید.

07 - گروه معماری رایمست

راهکار‌های معماری

نتایج اقلیمی مستقیماً چند تصمیم مهم طراحی معماری را هدایت می‌کنند؛

  • جهت‌گیری ساختمان باید اولویت را به بازشوهای رو به شمال‌غرب بدهد.
  • نماهای شرقی نیازمند حفاظت بیشتر در برابر تابش خورشید و عایق‌کاری بهتر هستند.
  • هندسه‌ی حیاط مرکزی می‌تواند به افزایش سرعت جریان هوا کمک کند.
  • استفاده از شفت‌های تهویه در بام و سیستم تهویه دودکشی(Stack Ventilation) به‌شدت توصیه می‌شود.
  • در زمان وقوع طوفان‌های گرد و غبار بهاری، راهکارهای فیلتراسیون هوا ضروری هستند.
08 1 - گروه معماری رایمست
08 2 - گروه معماری رایمست
08 3 - گروه معماری رایمست
08 4 - گروه معماری رایمست

فاز دوم؛ شبیه‌سازی CFD جریان باد در مقیاس سایت

هدف تحلیل CFD

این مرحله با هدف بررسی رفتار جریان هوا در کل سایت، تحلیل مسیرهای باد، شناسایی نواحی رکود هوا، تونل باد و اثر ونتوری انجام شد.

اهداف:
شبیه‌سازی CFD با هدف دستیابی به موارد زیر انجام می‌شود؛

  • تحلیل حرکت باد در سراسر سایت
  • شناسایی کریدورهای جریان هوا و مناطق راکد(بدون جریان)
  • ارزیابی رفتار باد در سطح عابران پیاده
  • بررسی تلاطم(توربولانس) و تشکیل گردابه‌ها
  • ارزیابی پتانسیل تهویه‌ی طبیعی
  • بهبود عملکرد زیست‌محیطی از طریق بهینه‌سازی آیرودینامیکی


مشخصات مدل‌سازی:

  • شبیه‌سازی با ANSYS Fluent
  • مدل آشفتگی k-ε
  • سرعت ورودی باد: 5m/s 
  • تحلیل سه‌بعدی کل سایت
09 - گروه معماری رایمست

یافته‌های کلیدی

  1. کریدور های جریان باد؛
    چیدمان بال‌های میان‌مرتبه باعث ایجاد کریدورهای طبیعی جریان هوا شده که با بادهای غالب شمال‌غربی هم‌راستا هستند. این کریدورها به‌طور قابل‌توجهی تهویه‌ی متقاطع را در سراسر سایت تقویت می‌کنند.

  2. شتاب و اثر ونتوری(venturi)؛
    ناحیه‌های افزایش سرعت در بین برج‌ها و بخش‌های سکویی(پدیوم) شناسایی شدند؛ در این نقاط سرعت باد می‌تواند تا حدود ۱٫۷ برابر سرعت جریان محیطی افزایش یابد. این نواحی نیازمند راهکارهای دقیق برای کنترل و کاهش اثرات منفی در سطح عابران پیاده هستند.

  3. مناطق برگشت جریان(Recirculation Zones)؛
    مسیرهای جریان در شبیه‌سازی CFD نشان می‌دهند که در پشت توده‌های سکویی و همچنین در حیاط‌های فرورفته، پدیده تشکیل گردابه رخ می‌دهد؛ به‌ویژه در شرایطی که سرعت باد پایین است. این مناطق می‌توانند به شکل منفی بر آسایش حرارتی فضای باز و کیفیت هوای بیرون اثر بگذارند.

  4. برش عمودی باد(Vertical Wind Shear)؛
    در ارتفاعات بالاتر از ۶۰ متر، جریان هوا لایه‌لایه و آشفته می‌شود؛ در نتیجه کارایی سیستم‌های تهویه‌ی طبیعیِ مبتنی بر مکش دودکشی(stack ventilation)  کاهش می‌یابد.
10 - گروه معماری رایمست

تحلیل معماری

مزایای طراحی موجود:

  • ایجاد تهویه‌ی متقاطع
  • بهبود جریان هوا در فضاهای باز
  • افزایش پتانسیل خنک‌سازی غیرفعال

چالش‌ها:

  • افزایش تلاطم در لبه‌ی برج‌ها
  • ایجاد فشار منفی در برخی سطوح
  • افزایش سرعت باد در مسیرهای باریک
placeholder - گروه معماری رایمست

فاز سوم؛ تحلیل فشار باد بر نماها

هدف مطالعه

بررسی فشار مثبت و منفی باد روی نماها به‌منظور بهینه‌سازی طراحی سازه و پوسته ساختمان

نتایج کلیدی

فشار مثبت؛
در نماهای شمال‌غربی مقادیر فشار تا ۰.78Cp+ ثبت شد.

فشار منفی؛
در نماهای پشت‌به‌باد، فشار منفی تا ۰.55Cp-  مشاهده شد.

اثرات سازه‌ای؛

  • افزایش ریسک uplift
  • نوسان پوسته نما
  • نیاز به تقویت اتصالات curtain wall

پیشنهادات طراحی

  • استفاده از فین‌های عمودی
  • تقویت اتصالات نما
  • محدود کردن بازشوها در فشارهای بالا
  • جلوگیری از استفاده‌ی مصالح سبک در نواحی بحرانی
11 - گروه معماری رایمست

فاز چهارم؛ تحلیل آسایش باد در سطح عابر

اهداف:

  • بررسی آسایش کاربران
  • تحلیل سرعت باد در تراز انسانی
  • بهینه‌سازی فضاهای باز

 

نتایج:

  • فضاهای مناسب؛
    پلازاهای شمال‌غربی دارای شرایط آسایش مطلوب برای تجمع و نشستن هستند.

  • نواحی بحرانی؛

    • لبه‌های شرقی
    • روف‌گاردن‌ها
    • گذرگاه‌های باریک

  • راهکارهای پیشنهادی؛
    • استفاده از پوشش گیاهی
    • ایجاد windbreak
    • طراحی pergola
    • جانمایی نشیمن در wind shadow
12 - گروه معماری رایمست

فاز پنجم؛ تحلیل اثرات سازه‌ای باد

اهمیت تحلیل

در برج‌های مرتفع، نیروهای ناشی از باد تأثیر مستقیمی بر موارد زیر دارند؛

  • پایداری سازه
  • ارتعاش
  • آسایش کاربران
  • طراحی نما

 

نتایج کلیدی

مناطق بحرانی؛

  • گوشه‌ی برج‌ها
  • لبه‌ی پودیوم
  • پاراپت‌ها
  • کنسول‌ها

بارهای باد؛

بار باد در طبقات بالایی به حدود ۳۵–۴۰ kN رسیده‌است.

پیشنهادات سازه‌ای؛

  • استفاده از RC Core
  • سیستم Moment Frame
  • استفاده از TMD در صورت نیاز
  • تقویت Slab Edge
  • محدودسازی کنسول‌ها
13 - گروه معماری رایمست

فاز ششم؛ تحلیل نور روز و انرژی خورشیدی

تحلیل نور طبیعی

مطالعه‌ی رفتار سایه و نور طبیعی در چهار فصل سال انجام شد.

دوره‌های تحلیل:

  • Summer Solstice
  • Winter Solstice
  • Spring Equinox
  • Autumn Equinox

نتایج:

  • تابستان؛ سایه‌اندازی گسترده باعث کاهش بار سرمایشی شده‌است.
  • زمستان؛ نفوذ نور طبیعی افزایش یافته و پتانسیل گرمایش غیرفعال بهبود یافته‌است.
14 1 - گروه معماری رایمست
14 2 - گروه معماری رایمست
14 3 - گروه معماری رایمست
14 4 - گروه معماری رایمست

تحلیل انرژی خورشیدی PV

هدف:

بررسی راندمان پنل‌های خورشیدی روی نما و بام

نتایج:

  • بهترین راندمان در بام
  • عملکرد مناسب در نماهای جنوب‌شرقی و جنوب‌غربی
  • امکان تأمین بخشی از انرژی مجموعه
Image Jul 8 2026 12 39 46 AM - گروه معماری رایمست
Image Jul 8 2026 12 57 01 AM - گروه معماری رایمست
15 3 Image Jul 10 2026 10 31 32 AM - گروه معماری رایمست
15 4 Image Jul 8 2026 10 23 18 PM - گروه معماری رایمست

جمع‌بندی نهایی

نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که طراحی مبتنی بر تحلیل CFD و داده‌های اقلیمی می‌تواند نقش بسیار مهمی در توسعه‌ی معماری پایدار در اقلیم‌های گرم و خشک داشته‌باشد.
ترکیب طراحی اقلیم‌گرا، تهویه‌ی طبیعی، کنترل فشار باد، بهینه‌سازی نور طبیعی و بهره‌گیری از انرژی خورشیدی، منجر به کاهش مصرف انرژی، افزایش آسایش کاربران و ارتقای کیفیت محیط شهری می‌شود.

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

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