伝統的な建築は、特定の場所の気候条件に応じて構築する方法を常に知っています。単なる例として、私たちは伝統的に、雪が降る場所では傾斜した屋根を使用し、湿度が高く暑い場所では換気の良い家を使用しています。
この意味で、乾燥した暑い場所の伝統的な建築では、中庭は中庭内の気候条件を和らげるだけでなく、建物の快適条件を改善するのにも役立つ要素です.暑い夏には中庭は外よりも涼しく、地中海性気候の伝統的な中庭のように植生や水を使用すると中庭がより新鮮になるというのは、広く知られていることです.
実際、コルドバ (スペイン南部) では、私たちの調査では、伝統的な家屋の中庭で外気温度が最大 8 ℃低下したことが観察されました。中庭で生成されたこの微気候は、建物のエネルギー消費も削減します。しかし、現代の建築は、気候条件に合わせて設計することの利点を忘れているか、現在の建物の要件にそれらの利点を組み込むことに失敗しているようです.この受動的な戦略に従って建物を設計できれば、建物部門で消費される総エネルギーを削減でき、社会の持続可能な発展に貢献できます。
プロジェクトMORE PATIOの一環として開発された研究では、パフォーマンスを理解するために、さまざまな建物のこれらのスペースを分析しています。これは、エネルギーを節約するための受動的な要素として最適化された中庭を備えた新しい建物を設計できるようにするために不可欠です。成層、対流、流れのパターンなどの熱力学的効果が中庭の性能を説明します。
- 成層化:中庭の壁の温度が空気よりも低い場合、これは冷やされて下がります。この動きにより、暖かい空気がより高いレベルに移動します。その結果、中庭内の空気は温度に応じて層状に分配されます。
- 対流:壁の温度が高いと、日射の影響で壁に接する空気が暖められて上昇し、対流効果が発生して冷たい空気が壁の中央で下降します。中庭。
- 流れのパターン:風によって引き起こされる中庭内の気流は、中庭のパフォーマンスに重要な影響を与える可能性があります。これらの流れは、中庭の形状、特に奥行きと幅の関係である縦横比の影響を受けます。
これらの効果は、中庭の形状、植生や水の存在、風など、他の多くの要因の影響を受ける可能性があります。したがって、建物の最終的な性能を予測することは困難な場合があります。すでに存在する利用可能なツールの多くは、中庭内の微気候をシミュレートすることができず、コンパクトな建物は多孔質の建物よりも効率的であるという一般的な信念のために、それらをエネルギー性能のマイナス要素と見なすことさえできません。 .私たちが行っている研究は、建築家がこれらの中庭を設計するのに役立つツールを開発することを目標としています。これは、特定のプロジェクトの境界条件を考慮して最高のパフォーマンスを達成するために設計段階で使用できるシミュレーション ソフトウェアです。
ただし、このプロセスの最初のステップは、設計者にとっての使いやすさと結果の精度を知るために、既存のツールを評価することです。この精度を達成するために、利用可能なすべてのソフトウェアは CFD に基づいて複雑なナビエストークス方程式を計算します。 ANSYS Fluent、IES.VE、Design Builder、および ENVI-met が最もよく使用されていることがわかりました。この論文 [1] では、都市規模の微気候をシミュレートするための特定のソフトウェアである ENVI-met given のパフォーマンスを評価しますが、中庭の特定のケースでのパフォーマンスは十分に評価されていません。ソフトウェアの精度を証明するために、研究の重要な部分は、さまざまな中庭からの監視とデータ分析です。収集されたデータはシミュレーションと対比され、その精度をテストします。
この研究では、地中海性気候にあるセビリア市の 3 つの異なる中庭が監視され、シミュレートされました。得られた結果は中庭の気温の低下を示しましたが、これらの結果を監視データと対比すると、ENVI-met シミュレーションは中庭のサイズが減少するにつれて精度が低下しました。一般に、結果は、建物のエネルギー効率の計算に適切な入力と見なされるほど正確ではありませんでした。これらの計算では、屋外の温度と中庭の温度の差が非常に重要であるため、両者の間に大きな差はありません。さらに、各シミュレーションに必要な計算能力と、モデリング時の柔軟性の欠如により、ソフトウェアの使いやすさが低下します。そのため、ENVI-met は、エネルギー効率を評価しようとするときに、この種の空間の設計プロセスで使用するのに十分なツールではないと結論付けました.
考慮しなければならないもう 1 つの側面は、現在の研究の目的であり、ジオメトリ以外の要素 (影、植生、水を提供する要素など) をシミュレートする可能性です。私たちのモニタリングでは、シェーディング要素が、ピーク時 (外気温が約 45 ℃ のとき) の中庭内の気温の低下を再現できることを示しました。これにより、エネルギー効率の高い建物を設計する際に必要な柔軟性と精度を得るために開発したいツールが複雑になります。
地球規模の気候変動の潜在的な将来の影響は、とりわけ温暖な気候です。より暖かい未来では、中庭などの閉鎖されたオープン スペースは、より涼しい場所を提供し、建物のエネルギー要件を減らすことができます。これには、新しいパッシブ デザイン ソリューションが必要です。
これらの調査結果は、ジャーナル Building and Environment に最近掲載された、 Courtyard microclimate ENVI-met outputs の実験データからの偏差というタイトルの記事で説明されています。 この作業は、V.P.セビリア大学のロペス・カベサ、C.ガラン・マリン、C.リベラ・ゴメス、J.ロア・フェルナンデス。
参照:
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