تحليل رفتار باد در تهويه طبيعي مسكن بومي روستاي قلعه‌نوي سيستان به كمك CFD

Analysis of Wind Behaviour in Naturally Ventilated Vernacular Housing in Ghaleno Village in Sistan, Using CFD Modelling

امروزه افزايش آلودگي­هاي زيست­محيطي در اثر استفاده از سوخت­هاي فسيلي براي تأمين آسايش حرارتي، يكي از معضلات اين حوزه به ­شمار مي­رود. با رجوع به معماري گذشته مي‌توان دريافت كه تأمين تهويه طبيعي با بهره­گيري حداكثري از نيروهاي طبيعي (در اين مقاله: باد) صورت مي­گرفته است. بنابراين مي‌توان اين­گونه برداشت كرد كه استفاده از روش­هاي بومي به نوبه خود مي‌تواند حل­كننده مسائل و معضلات به­ وجود آمده در حوزه تهويه مطبوع بناهاي جديد گردد. اين مقاله گونه‌هاي مختلف اتاق در مسكن بومي موجود در روستاي قلعه­‌نوي سيستان را (كه در نتيجه مطابقت با شرايط طبيعي منطقه و تأمين آسايش حرارتي در نسبت با فضاي بيرون شكل گرفته‌اند)‌‌ شناسايي كرده و رفتار باد در هريك از گونه‌ها را به‌لحاظ تهويه طبيعي مورد تحليل و بررسي قرار داده و در نهايت گونه بهينه از نظر تهويه طبيعي انتخاب نموده است. در اين پژوهش، ابتدا با استفاده از روش تحقيق كيفي، به­ صورت توصيفي- تحليلي و با تكيه بر برداشت ­هاي ميداني از خانه­هاي بومي روستاي قلعه­ نو، به شناسايي و بررسي روش­ هاي استفاده از باد در مسكن بومي پرداخته شد و در ادامه به كمك مدل‌سازي CFD، با انتخاب گونه‌هاي غالب اتاق از نظر نحوه تهويه طبيعي، تحليل رفتار باد در اين گونه‌ها با استفاده از روش تحقيق شبيه‌سازي به­وسيله نرم­افزارهاي Gambit 2.4.6 (جهت ساخت هندسه مسكن و ايجاد شبكه مش) و Ansis fluent 15 (جهت تحليل رفتار باد) انجام گرفته است. به­منظور اعتبارسنجي پژوهش، به كمك بادسنج ديجيتال، اندازه­ گيري­هاي محيطي در محل انجام شده است. در نتيجه تحليل­ها، اتاق­هايي كه داراي كشيدگي شمال­شرقي-­جنوب­غربي و در جهت عمود بر باد غالب منطقه بوده و از تمام عناصر بومي مانند «كُلَك» در سقف، دريچه­هاي مشبك و «صورك» در ديوار جبهه شمال­غربي با پراكندگي مناسب در سطح ديوار، جهت تهويه مطبوع بهره برده است به‌عنوان گونه بهينه اتاق در مسكن بومي انتخاب مي‌شود ولي با توجه به محدوديت در ساخت كلك، در مسكن جديد تنها مي‌توان از صورك و دريچه­ هاي مشبك استفاده كرد.

Nowadays, increasing environmental contaminants produced by using fossil fuels for heating is deemed to be one of the problems in the field of thermal comfort. Investigating the architectural techniques of the past shows that indoor ventilation is provided by maximizing the benefit from natural forces (in this article: wind). Therefore, it can be concluded that adopting local vernacular techniques can address the ventilation issues and problems in new buildings. Vernacular architecture in Ghaleno village in Sistan province can be considered as a valuable reference for the modern architecture, in terms of local materials and techniques that they use to address the regional climatic and cultural conditions. One of the most important techniques that can be adopted from vernacular architecture in this area relates to its adaptation to a common regional phenomenon, i.e. wind. Sistan is one of the most wind-prone regions in Iran, known for its 120-day Wind. The Climatic features of vernacular architecture in Gholeno Village can provide a suitable guide to identify the techniques by which the wind is used for ventilation in newly built housing. Identifying these techniques and adopting them in new buildings can significantly enhance the thermal quality of these buildings. This article identifies various types of rooms in Ghaleno Village, that are formed through adaption to the local climatic condition for enhancing indoor thermal comfort and analyses the wind behaviour in each type of room in terms of natural ventilation, and eventually chooses an optimum type in terms of natural ventilation. The article first presents a descriptive-analytical study based on a field research on the local houses of Ghaleno Village. Then, it uses the CFD modeling to analyse wind behavior in the prevalent types of rooms in this village. For this analysis the study uses the Gambit simulation 2.4.6 to analyse the house geometry and to establish the mesh network as well as Ansis fluent 15 to analyze wind behavior. In order to validate the findings, on-site environmental measurements have been conducted as well. According to the analyses, optimal rooms have these features: a NE-SW direction, located perpendicular to the dominant regional wind direction, vernacular architectural elements such as “Kolak” in ceiling, reticulated window and “Sourak” in the north western front wall with proper dispersion on wall surface for ventilation purposes. However, due to the limitations on building Kolak, new buildings can only use Sourak and reticulated windows for enhancing their thermal condition