پژوهش‌های معماری و محیط

پژوهش‌های معماری و محیط

بررسی سطح انرژی ساختمان‌های آموزشی مبتنی بر یکپارچه‌سازی سیستم‌های غیرفعال خنک‌کننده تبخیری و سقف‌های خنک در اقلیم گرم و خشک: نمونه موردی مدرسه کیانمهر شهر یزد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
استادیار، گروه معماری، واحد تهران شرق، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
10.30470/jaer.2026.2097247.1241
چکیده
در اقلیم‌های گرم و خشک، ساختمان‌های آموزشی به دلیل ساعات بهره‌برداری طولانی و تراکم بالای کاربران، با چالش‌های جدی در تأمین آسایش حرارتی و مصرف بالای انرژی مواجه هستند. در این میان، بهره‌گیری از راهکارهای غیرفعال می‌تواند به‌عنوان رویکردی مؤثر در کاهش وابستگی به سیستم‌های مکانیکی مورد توجه قرار گیرد. پژوهش حاضر با هدف بررسی سطح انرژی ساختمان‌های آموزشی مبتنی بر یکپارچه‌سازی سیستم‌های غیرفعال خنک‌کننده تبخیری و سقف‌های خنک در اقلیم گرم و خشک انجام شده است. نمونه موردی این مطالعه، مدرسه کیانمهر در شهر یزد است که به‌عنوان یکی از شهرهای شاخص اقلیم گرم و خشک ایران انتخاب شده است. روش تحقیق در این پژوهش مبتنی بر رویکرد توصیفی–تحلیلی است. ابتدا ویژگی‌های اقلیمی شهر یزد و شاخص‌های مؤثر بر بار سرمایشی ساختمان‌های آموزشی مورد تحلیل قرار گرفت. سپس با طراحی و مدل‌سازی ساختمان نمونه در محیط شبیه‌سازی انرژی، عملکرد حرارتی و میزان مصرف انرژی در سناریوهای مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. در این فرآیند، تأثیر استفاده از سامانه‌های خنک‌کننده تبخیری به‌عنوان یکی از راهکارهای بومی و کم‌مصرف، در کنار به‌کارگیری سقف‌های خنک با ضریب بازتاب بالا بررسی شد. در نهایت، عملکرد ترکیبی این دو راهکار در مقایسه با حالت پایه ساختمان مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج پژوهش نشان می‌دهد که یکپارچه‌سازی سیستم‌های خنک‌کننده تبخیری و سقف‌های خنک می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی بار سرمایشی ساختمان‌های آموزشی را کاهش داده و منجر به بهبود شرایط آسایش حرارتی در فضاهای داخلی شود. همچنین این راهکارها با کاهش جذب حرارت خورشیدی در بام و افزایش کارایی خنک‌سازی تبخیری، نقش مؤثری در کاهش مصرف انرژی سالانه ساختمان ایفا می‌کنند. یافته‌های این پژوهش می‌تواند به‌عنوان راهنمایی کاربردی برای طراحی و بهینه‌سازی ساختمان‌های آموزشی در اقلیم‌های گرم و خشک مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigating the Energy Performance of Educational Buildings Based on the Integration of Passive Evaporative Cooling Systems and Cool Roofs in Hot-Arid Climates: A Case Study of Kianmehr School, Yazd

نویسنده English

Saeed Azemati
Assistant Professor, Department of Architecture, Tehran East Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
چکیده English

In hot-arid climates, educational buildings face significant challenges in maintaining thermal comfort and managing high energy consumption due to extended operational hours and high occupant density. In this context, leveraging passive strategies can serve as an effective approach to reduce reliance on mechanical systems. The present study aims to evaluate the energy performance of educational buildings through the integration of passive evaporative cooling systems and high-reflectance “cool roofs” in a hot-arid climate. The Kianmehr School in Yazd—one of Iran’s most prominent cities in this climatic zone—was selected as the case study. The research methodology is based on a descriptive-analytical approach. Initially, the climatic characteristics of Yazd and the key indicators affecting the cooling load of educational buildings were analyzed. Subsequently, the base-case building was modeled within an energy simulation environment to assess thermal performance and energy consumption across various scenarios. This process examined the impact of evaporative cooling systems—a low-energy indigenous solution—alongside the implementation of cool roofs with high solar reflectance. Finally, the synergistic performance of these two strategies was analyzed in comparison to the building’s base-case configuration. The results indicate that the integration of evaporative cooling systems and cool roofs significantly reduces the cooling load of educational buildings and enhances indoor thermal comfort. Furthermore, by minimizing solar heat gain through the roof and maximizing evaporative cooling efficiency, these strategies play a crucial role in reducing the annual energy consumption of the building. The findings of this research can serve as a practical guideline for the design and optimization of educational facilities in hot-arid regions.

کلیدواژه‌ها English

Energy Consumption in Educational Buildings
Evaporative Cooling
Cool Roofs
Passive Strategies
Hot-Arid Climate