the effect of kinetic shell’s geometry on energy
TRANSCRIPT
ISSN: 2538-2594; Naqshejahan- Basic studies and New Technologies of Architecture and Planning. 2020;10(3):219-230
C I T A T I O N L I N K S
Copyright© 2020, TMU Press. This open-access article is published under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License which permits Share (copy and redistribute the material in any medium or format) and Adapt (remix, transform, and build upon the material) under the Attribution-NonCommercial terms.
The Effect of Kinetic Shell’s Geometry on Energy Efficiency Optimization Inspired by Kinetic Algorithm of Mimosa pudica
[1] Silk road, an expression of green architecture “sustainability and confilict with climate ...[2] Optimization of window proportions with an approach to reducing energy consumption ... [3] Evaluation of renovation measures for urban deteriorated fabrics in Iran (in Comparison to global renovation experiences) in line with the objectives of sustainable … [4] Determining the most efficient window-to-wall ratio in southern façade of educational ... [5] The significance of natural components of Quranic life in Islamic-Iranian architecture ... [6] Horizontal and vertical movable drop-down shades performance in ... [7] Isfahan green dwelling, the reflection of energy use optimization on quality of ... [8] Localization pattern for assessment of energy efficiency in buildings in … [9] Biomimic technology and nature ... [10] Breathing wall modeling to absorb indoor pollutants in the living room of a ... [11] Introducing an innovative variable building layers … [12] Impact of geometric indicators on residential thermal behavior in hot ... [13] Propose of movement pattern for curved retractable roofs with using of … [14] Stablishment of optimum designing pattern in buildings roof shape based on ... [15] Introduction of interactive architecture and its role in the adaption of ... [16] Algorithmic Design of “Palekane” in order to increase efficiency of daylight in … [17] High-performance architecture: Search for future legacy in contemporary Iranian ... [18] Gilan native habitat assessment body-centered sustainable by Sachs and ... [19] Optimal placement of shadow tools of double-skin facade with the aim of … [20]Biomimetic research for architecture and building construction ... [21] Contemporization of Tehran Traditional architecture by parametric ... [22] Generating synthetic space allocation probability layouts based on trained ... [23] Fundamentosde Fisiologí�a Vegetal … [24] (Laajvanti): An ... [25] Mimosa pudica Linn-a shyness princess: A review of its plant movement ... [26] Mimosa- A brief ... [27] Electrical experiments with plants that count and ... [28] Mimosa pudica, dionaea muscipula and … [29] A methodology for transferring principles of plant movements to elastic systems in ... [30] Parametric algorithms for unity of architecture and ... [31] Pharmacology and traditional uses of Mimosa …
Aims Fixed vertical and horizontal canopies that are used in buildings give a low level of clean and inexpensive energy. Therefore, modern technology should use in constructing new buildings in order to have maximum use of this blessing. One of these technologies is kinetic canopies which they can put on the façade. This would result in optimal use of sunlight and also a dynamic design style. The purpose of the current study is to present a kinetic smart shell model inspired by the Mimosa pudica motion algorithm in order to optimize energy consumption.Materials & Methods This study is quantitative and simulation-modeling research that modeling of kinetic shell has done in the Rhino 6 software and Grasshopper and climate analysis has performed using the Ladybug plugins. The shell has been analyzed on the south facade of a building in the Shiraz climate.Findings In the current study, attempted to create one-degree-angle canopies in each of the horizontal constituents by optimizing the facade to achieve better performance and aesthetic form. The amount of radiation received in this analysis ranges from 0 to 50.16kwh/m2. Finally, a table on the analysis of the kinetic shell energy from 6 to 19 o’clock in August and the climate of Shiraz was presented.Conclusion Modeled smart shell can be used as a kinetic canopy that can optimize energy consumption compatable with Shiraz climate.
A B S T R A C TA R T I C L E I N F O
Article TypeOriginal Research
AuthorsNasr T.*1 PhD,Yarmahmoodi Z.1 MSc,Ahmadi S.M.2 MSc
Keywords Kinetic Shell; Intelligent; Energy; Motion Algorithm; Mimosa pudica
*CorrespondenceAddress: Department of Architec-ture, Islamic Azad University, Shiraz Branch, Sadra New Town, Shiraz, Iran. Postal code: 71987-74731Phone: +98 (71) 36412716 Fax: +98 (71) [email protected]
1Department of Architecture, Fac-ulty of Art & Architecture, Shiraz Branch, Islamic Azad University, Shiraz, Iran2Department of Architecture, Art & Architecture Faculty, Apadana Edu-cation Institute, Shiraz, Iran
Article HistoryReceived: April 9, 2020Accepted: April 13, 2020ePublished: October 21, 2020
How to cite this articleNasr T, Yarmahmoodi Z, Ahmadi S.M. The Effect of Kinetic Shell’s Geometry on Energy Efficiency Optimization Inspired by Kinetic Algorithm of Mimosa pudica. Naqshejahan- Bas-ic studies and New Technologies of Architecture and Planning. 2020;10(3):219-230.
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــهمکاران و طاهره نصر ۲۲۰
۱۳۹۹ پاییز، ۳، شماره ۱۰وره د پژوهشی نقش جهان - فصلنامه علمی
مصرف یساز نهیمتحرک بر به هندسه پوسته ریتاثقهر و اهیگ یحرکت تمیبا الهام از الگور یانرژ یآشت
PhD *طاهره نصر
،یدانشگاه آزاد اسلام راز،یواحد ش ،یدانشکده هنر و معمار ،یگروه معمار رانیا راز،یش
MSc یارمحمودیزهرا
،یدانشگاه آزاد اسلام راز،یواحد ش ،یدانشکده هنر و معمار ،یگروه معمار رانیا راز،یش MScیاحمد دمحمدیس
یآموزش عال یرانتفاعیموسسه غ ،یهنر و معمار دانشکده ،یگروه معمار رانیا راز،یآپادانا، ش
دهیچک
ظلحا از بناها در شدهکاربردهبه ثابت افقی و عمودی هایسایبان اهداف: پاک انرژی استحصال از پایینی میزان دارای خورشید، تابش از مناسب بردنبهره نعمت این از حداکثری استفاده مانع رفع بنابراین برای هستند. ارزان و
این از هدایت کرد. یکی روز تکنولوژی سویبه را جدید بناهای باید خدادادی نور از جوییبهره بر علاوه در نما است که متحرک هایسایبان از استفاده موارد،
هدف از انجام . شودمی دینامیکی طراحی با نماهایی ایجاد موجب خورشید، مصرف سازیبهینه راستای در متحرک هوشمند پوسته مدل پژوهش حاضر، ارایه
آشتی است. و قهر گیاه حرکتی الگوریتم از انرژی با الهامسازی است که بیهش -سازیاز نوع کمی و مدل این پژوهش ها:مواد و روش
و هاپرگرس پلاگین و ۶ راینو افزارنرم در متحرک پوسته یک سازیمدل در پوسته این. انجام شده است باگلیدی پلاگین توسط اقلیمی هایتحلیل .است گرفته قرار تحلیل مورد شیراز اقلیمی موقعیت با بنا یک جنوبی جبهه بتوان نما هوشمندسازی با تا شد آن بر در پژوهش حاضر، سعی ها:یافته بر علاوه تا ایجاد کرد هاپنل از هر یک در ایدرجهیک زاویه تغییر هایی باسایبان دریافتی تابش میزان. یافت دست بهتری عملکرد بتوان به شناسانهزیبایی فرمدر نهایت . است مترمربع بر ساعت کیلووات۱۶/۵۰ تا صفر بین تحلیل این در
اقلیم و مرداد ماه در ۱۹ تا ۶ ساعت از متحرک پوسته انرژی تحلیل از جدولی .است شده ارایه شیراز شهرسازی مصرف توان در جهت بهینهشده میاز پوسته هوشمند مدل گیری:نتیجه
ه گرفت.عنوان سایبان متحرک بهر انرژی متناسب با اقلیم شیراز به پوسته متحرک، هوشمندسازی، انرژی، الگوریتم حرکتی، گیاه قهر و آشتیها: کلیدواژه
۲۱/۰۱/۱۳۹۹ افت:یخ دریتار ۲۵/۰۱/۱۳۹۹ رش:یخ پذیتار
[email protected]سنده مسئول: ینو*
مقدمههای زیستی نیز افزایش یافته است، با افزایش تکنولوژی، آلودگی
کل انرژی مصرفی %۳۷مخصوصاً در بخش ساختمان که حدود پایدار شهری، نیاز به کاهش ایران است و با توجه به اصول توسعه
. همچنین افزایش ]1-4[مصرف انرژی مورد اهمیت قرار گرفته استهای مصنوع های اکولوژیک توسط ساخت حداکثری محیطآلودگی
موجب شده است که در معماری معاصر، تقاضا برای توسعه
پذیر افزایش یابد. طبیعت و معماری سازگار با طبیعت و انعطافگیری از آن، خصوصیات منحصر به فرد آن و فرآیند لازم برای بهره
های مختلف شده در دیدگاهمهم مطرحهمواره جزء موضوعات .]5[شامل فلسفه، علم، هنر، اقتصاد و غیره بوده است
های متحرک، نمای آنها ترین قسمت در طراحی ساختمانمهماست که این دیدگاه از نظر ظاهر بنا و بازده انرژی مورد توجه
خارجی و داخلی فضاهای بین مرز ساختمانی هایاست. پوسته باید نما ساختارهای آن، بر علاوه. دهندمی تشکیل را هاساختمان عملکردهای بر علاوه تا نیز باشد شناسانهزیبایی هایویژگی دارای مشخصاً . باشد و بیرون بنا درون میان مناسبی رابط بتواند اقلیمی خود به فرد منحصر شناسانهو زیبایی عملکردی ویژگی دارای بنا هر
و اقتصادی فواید زیادی از جمله صرفهگونه نماها است. این با سازگاری و خورشید نور از گیریبهره افزایش کاهش آلودگی،
حد از بیش ورود گرما، دوره در زیرا منطقه در طراحی دارند، اقلیم در سرما دوره در امر همین و کنندمی کنترل را خورشید تابش گیرد.می صورت مخالف جهت
منطقه وابسته است که ایران بالاتر از حد مصرف انرژی به اقلیم . به همین ]6[مند استمتوسط جهانی از میزان تابش خورشید بهره
گیری از تابش خورشید مد نظر قرار دلیل در پژوهش حاضر بهرهداده شده است. یکی از راهکارهای رسیدن به نماهای کاربردی
ی و هوشمند، الهام از طبیعت است که دارای اهداف کارکرد. علاوه بر آن، طبیعت دارای ویژگی رشد و حرکت ]7 ,8[معنوی است
بندی های مختلفی دسته. الهام از طبیعت خود به شاخه]9[استشود که شامل الهام از گیاهان، حیوانات و انسان است. در این می
هوشمند بهره گرفته عنوان منبع الهام پوستهپژوهش از گیاه به شده است.های اقلیم دو امر غیر قابل تفکیک هستند و از گذشتهمعماری و
. قابلیت حرکت در ]10[انددور پیوسته مورد توجه طراحان بودهتواند های خارجی محیط اطراف میگیاهان، متناسب با واکنش
. ]11[منبع الهام نماهای هوشمند متحرک و پاسخگوی اقلیم باشدشود. به همین میاین قابلیت رویکردی پویا در طراحی محسوب
عنوان دلیل در این پژوهش الگوریتم حرکتی گیاه قهر و آشتی بهسازی مصرف انرژی هوشمند در جهت بهینه منبع الهام پوسته
انتخاب شده است، زیرا حرکات این گیاه مطابق با جهت تابش خورشید و اقلیم شیراز است.
های زیر است:این پژوهش درصدد پاسخ به پرسشتوان از مکانیزم حرکتی گیاه قهر و آشتی در جهت ه میچگون -
طراحی پوسته هوشمند متحرک بهره گرفت؟.تواند در جهت رسیدن به ه خصوصیاتی از گیاه قهر و آشتی میچ -
طراحان باشد؟. کنندههوشمند، کمک الگوی پوستهای، این پژوهش به دنبال آن است که با استفاده از امکانات رایانه
سازی مصرف شده در جهت بهینهسازیسازی و مدلپوسته شبیهبه انرژی دست یابد. روش پژوهش در بخش اول تحقیق از نوع کیفی
آمده از دستتحلیلی است که اطلاعات به -صورت توصیفیو به
۲۲۱ یشتآقهر و اهیگ یحرکت تمیاز الگور با الهام یمصرف انرژ یساز نهیمتحرک بر به هندسه پوسته ریتاث ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
Naqshejahan Volume 10, Issue 3, Fall 2020
منابع مرتبط با موضوع مورد بررسی قرار گرفته است و در بخش گیری از اه با بهرهدوم، از نوع کمی است که روش تجربی همر
سازی است. ابزار گردآوری اطلاعات، سازی و مدلروش شبیهای است. به این صورت که پس از صورت اسناد و کتابخانهبه
شناخت الگوریتم حرکتی گیاه قهر و آشتی، براساس پژوهش افزار راینو و افزونه سازی توسط نرمسازی و شبیهتجربی، مدل
ت و در بخش آخر توسط پلاگینهاپر طراحی شده اسگرسسازی باگ، آنالیزهای حرارتی پوسته برای آگاهی از بهینهلیدی
صورت مصرف انرژی پوسته مورد تحلیل قرار گرفته و نتایج به نمودار و جدول ارایه شده است.
های موجود ناشی از تغییر اقلیم، امروزه معماری با توجه به بحرانتعاملی است، مورد توجه طراحان متحرک که زیرمجموعه معماری
قرار گرفته است و در سالیان اخیر مطالعات زیادی در زمینههای ساختمانی صورت گرفته است، اما در بخش طراحی پوستهها، تحقیق چندانی سازی انرژی مطلوب طرح پوستهکارآیی و بهینه
و همکاران در پژوهشی به مولایی. ]12-14[صورت نگرفته استاند. در این مقاله میزان اهمیت معماری تعاملی پرداخته معرفیشده با تغییرات پدیدآمده در محیط پذیری اثر خلقتطبیق
پذیر و دهد. همچنین معماری باید انعطافپیرامونش را نشان می. در پژوهش ]15 ,16[پاسخگوی نیازهای متغیر جامعه کنونی باشد
حیط اطراف آن باق با مالعمل گیاه قهر و آشتی و انطحاضر عکس متحرک برگزیده شده است. ستهعنوان الگوی طراحی پوبه
ای تحت عنوان "طراحیو همکاران در مقاله خیبریگنجی در روز نور از مندیبهره افزایش پالکانه برای الگوریتمیک
اند و با ایجاد هندسهپالکانه پرداخته ساختمان" به بررسی پیکرههاپر و تحلیل میزان افزار راینو، افزونه گرسنرمالگوریتمیک توسط
افزار اکوتکت، مدل سایبان دریافتی تابش خورشید توسط نرمو کسمایی. ]17[اندغربی شهر تهران را ارایه داده مناسب برای جبهه
های بومی گیلان را بر محوریت همکاران در پژوهشی سکونتگاهای که مدل ند، به گونهاپایداری زیستی مورد بررسی قرار داده
بیلدر مورد تحلیل افزار دیزاینبعدی یک ساختمان را توسط نرمسهانرژی از نظر میزان دریافت تابش آفتاب در فصل تابستان و
تراز. ]18[اندزمستان قرار داده و راهکارهایی در این زمینه ارایه دادهسازی شبیهسازی و گیری از مدلو همکاران، از روش تجربی با بهره
هاپر به ارایه یک مدل دستافزار راینو و افزونه گرستوسط نرمیافتند و در آخر، آنالیز حرارتی و برودتی پوسته را توسط افزونه
های نماهای دوپوسته و همکاران، سایبان هود. ]11[دیوا ارایه دادندسازی استقرار در جهت رسیدن به آسایش حرارتی در از نظر بهینه
. نتایج حاصل از پیشینه نشان ]19[اندم گرم را بررسی کردهاقلیهایی با الهام از نقوش اسلامی با روش تقریباً دهد که پوستهمی
مشابه با پژوهش حاضر صورت گرفته است، اما تاکنون منبع الهام متحرک مورد مطالعه قرار نگرفته گیاهی در جهت طراحی پوستهنوآورانه است. معماری معاصر به است و این پژوهش از این لحاظ
محیط ساختار گرفته از طبیعت و سازگار باالهام هایحلراه سمت
با و چندعملکردی پیچیده، آنها بیشتر زیرا است، زیستیهای متحرک به همین دلیل پوسته هستند، بالا پذیریمسئولیت
های سنتی گذشته دارند. با امروزی عملکرد بهتری نسبت به پوستهسازی و ارایه مدل، از توجه به اینکه تمامی تحقیقات با روش شبیه
کنند، این پژوهش در حیطه رویکرد، های خام استفاده میدادهگیری از الگوریتم حرکتی دلیل بهرهابداعی است. پژوهش حاضر، به
گیاه قهر و آشتی در جهت ارایه مدل پوسته هوشمند، نوآورانه است.
های نوآورانه ای در جهت رسیدن به طرحرشته امروزه از علوم بینهای بسیاری در شود. علاوه بر آن پیشرفتو خلاق بهره گرفته می
افزارهای تحلیل انرژی حاصل شده که سازی و نرمهای شبیهزمینهپذیر کرده کاربردی را امکان های عملکردی ورسیدن به طرح
هش در ادامه به ، به همین دلیل با توجه به موضوع پژو]20[است بررسی رویکرد و منبع الهام طرح پرداخته شده است.
طراحی الگوریتمیک
های حلطراحی الگوریتمیک درواقع برای حل مسایل، راهدهد. الگوریتم خود دارای یک مفهوم شده ارایه میدهیسازمان
شود جز معماری را نیز شامل میچندوجهی است که علوم دیگر بهتوان به فرم، سازه و عملکرد نوآورانه دست یافت. یو براساس آن م
های الگوریتمیک شده تکرار در معماری دیجیتال علت ایجاد مدل است.
یجاد پتانسیل که خود باعث ا ]21[ها، ساختار ریاضی دارندالگوریتمسازی مصرف انرژی در این پذیری، سازگاری هندسی و بهینهانطباق
این پژوهش روش الگوریتمیک در . در]22[شودها مینوع طرحجهت رسیدن به مدلی برای طراحی پوسته هوشمند ارایه شده
شده های اولیه طراح و الگوریتم حرکتی سنجیدهاست تا بتوان داده شدهطراحی ساختار در گیاه قهر و آشتی را ترکیب کرد. همچنین
یدریافت تابش میزان براساس هامدول نامتناوب تغییرات دلیلبه مانند ایریز داده اجزای از باید هاپوسته این خارجی سطوح صورتبه آنها از یک هر زوایای تغییرات و هامدول طولی تغییراتبتوان تا شود استفاده پوسته به دهیبرنامه روش از یکدیگر از مجزا .دست یافت تابش میزان به نسبت زاویه بهترین به
الگوهای گیاهی
ها قابلیت تحرک ندارند و متناسب با ساختمانگیاهان همانند های خاصی العملعوامل خارجی مثل باران، نور، باد و دما عکس
های مختلف ها خود به دستهاین واکنش. ]23[دهندنشان میشوند که در ادامه مورد بررسی قرار گرفته شده است. تقسیم می
اما اجزایی اند،باوجود اینکه گیاهان در محلی ثابت کاشته شدهواکنش گیاهان متحرک متناسب با شرایط محیطی موجود دارند.
که در این آشتی و قهر گیاههمواره از جانوران، کندتر است. سریع در جهت واکنش به رفتاری فرآیندپژوهش منبع الهام است، .محیط پیرامون خود دارد
فیتوکروم حرکتی الگوی
هر. هستند گیاهان در نور حسگرهای و هاگیرنده هافیتوکروم
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــهمکاران و طاهره نصر ۲۲۲
۱۳۹۹ پاییز، ۳، شماره ۱۰وره د پژوهشی نقش جهان - فصلنامه علمی
تبدیل قسمت يک و نور کنندهدريافت قسمت يک از فیتوکروم هایموج طول به واکنش در هافیتوکروم. است شده تشکیل پیام
تبديل غیرفعال و فعال شکل در ساعات گوناگون به مختلف نور ريتم شامل فیتوکروم هایواکنش طور مختصربه. شوندمیدرواقع فیتوکروم مانند ساعت شنی، طول . ]24[است روزیشبانه
کند و حتی زمانی که در مقابل گیری میروز را برای گیاهان اندازه کند.روزی گیاهان را کنترل مینور خورشید نباشد، این رفتار شبانه
شود، گیاهان با تابش نور خورشید باز و از به همین دلیل باعث میبود آفتاب، بسته شوند که این رفتار مند شوند و در شب و نآن بهره
دلیل شدت بالای تابش خورشید و عدم در مناطق گرم و خشک بهدهد. این مکانیزم گیاهان، برعکس روی می دادن آب بدنهازدست
رفتاری در گیاهان مختلف متناسب با نیازهای آنها از محیط توان از نحوه الگوریتم حرکتی گیاهانی که متفاوت است و می
هایی دارای این خصوصیت هستند در جهت طراحی سازه یا پوسته شدن دارند، بهره گرفت.که نیاز به مکانیزم باز و بسته
پولوینوس حرکتی الگوی
نام به محرک هایبرآمدگی نوعی ساقه به برگ اتصال قسمت در و شکلایاکثراً استوانه هاپولوينوس. دارد وجود پولوينوس موتور در را آنها تاشدن که مشخصی هستند عرضی شیارهای دارای بالای و زیر نواحی. بخشدسهولت می پایینی و بالایی مناطق
اين در. شوندمی نامیده فلکسور و اکستنسور ترتیب به پولوينوس نام با الاستیک و نازک هایديواره با هاسلول سریيک نواحیتور فرم توسط موها از طریق تغییر برگ. شودیافت می موتور
مدت در هاسلول اکستنسور ناحیه کنند. درپولوینوس حرکت می دست از را ورم خود شدنبسته مدت در و کنندورم می بازشدن مدت در و کاهش ورم بازشدن مدت در فلکسور در ناحیه. دهندمی رموتور اکستنسو هایسلول شدنمتورم. يابدمی افزايش شدنبسته افروخته را پولوينوس فلکسور، موتور هایسلول شدنچروکیده و. گیاه قهر و آشتی ]24[شودمی هاباعث بازشدن برگ کند ومی
کند.مطابق با این نوع الگوی حرکتی رفتار می
آشتی و قهر گیاه حرکتی الگوی
است بقولات خانواده از چندساله و خزنده گیاهی آشتی و قهر گیاه آن هایگل و هابرگ دارد. ابریشم گل درخت به زیادی و تشابه
مرکب آن هایبرگ طوری کهاست، به درخت همین همانند دقیقاً آن از است و شده خارج نقطه یک از مرکب برگ ۴ تا ۳ گروه هر و
برگ هر. شودمی متصل اصلی ساقه به بلندی دمبرگ با نقطه گیاه این .است دراز و باریک برگچه جفت۴۰ تا ۲۴ دارای مرکب و دارد صورتی یا قرمز هایگل با باریک و کوچک هاییبرگتا آن ارتفاع هستند و خار دارای قامت وراست آن هایشاخه سریع حرکات دلیلبه بیشتر آشتی و قهر . گیاه]25[رسدمی متر۵/۱
گیاهی هایگونه از تعدادی همچون. است شده شناخته گیاهی محیط، تغییر یا خواب هنگام در است قادر گیاه این دیگر، هنگام هابرگ گیاه، این در. دهد تغییر را هابرگ گیریجهت، ۱. در جدول ]26[شوندمی باز روشنایی هنگام و بسته تاریکی
آمده از گیاه توسط مطالعات علمی و تجربی، دستراهکارهای به روند برای منبع الهام در طراحی پوسته قرار داده شده است. در
حرکتی چرخه تا شد آن بر سعی شدهطراحی تهپوس حرکتیپولوینوس حرکتی الگوی براساس و پارامتریک صورتبه هامدول و هوشمند صورتبه هامدول از بنابراین هر یک. شود انتخاب گیاه
قطعات، از هر یک کنند ومی عمل قبلی مدول از در واکنشی .هستند خود بعدی و قبلی قطعات حرکت به وابسته
ضربه گیاه هایگیرنده به وقتی شناس،گفته یک معلم عصببه حرکت باعث که فرستدمی ساقه انتهای به را ولتاژی شود،وارد می
های خود را حرکتها ماهیچهدر این زمان انسان. شودمی آن که ، چیزی۱. باتوجه به شکل ]27[ندارد ماهیچه گیاه اما دهند،می
برخورد سلول با ولتاژ وقتی و تها اسسلول درون آب گیاه دارد و کندمی عوض را سلول شکل و آزاد را آب و شودمی باز کند،می .افتدمی برگ
اطلاعات شود کهدیده می فعالیت پتانسیل یک اینجا پس درمیزان زاویه حرکت گیاه ۲. در شکل ]28[کندمی رمزگذاری را حرکت
نشان داده شده است.
شده از الگوریتم حرکتی گیاه قهر و راهکارهای معماری الهام گرفته )۱جدول آشتی در پوسته هوشمند
معماری راهکار ویژگی گیاه قهر و آشتیهنگام بارش باران بسته گیاه هایبرگ شود.می
کاربردن این ویژگی، پوسته در نبود با به شود.تابش آفتاب بسته می
در و بسته تاریکی هنگام در هابرگ شوند.می باز روشنایی هنگام
العمل مناسب یک پوسته این عکس بهینه انرژی است.
سریع حرکات دارای آشتی و قهر گیاه است. گیاهی
حرکت سریع گیاه باعث کاهش اتلاف شود.انرژی می
]24[دادن آب در بافت برگ گیاه قهر و آشتیازدست نحوه )١شکل
۲۲۳ یشتآقهر و اهیگ یحرکت تمیاز الگور با الهام یمصرف انرژ یساز نهیمتحرک بر به هندسه پوسته ریتاث ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
Naqshejahan Volume 10, Issue 3, Fall 2020
مكانیكی سیستم و حرکتی الگوی
به اجزا شدنمتصل راه از حرکت کلی طوربه مکانیک مهندسی درهای طبیعی حرکت باوجود اینکه پذیرد،صورت می تکنیکی مفاصل
پذیری وجود انعطاف آیند که پایهاز راه تغییر شکل سازه پدید می مهندسی در موجود الگوی متضاد و دقیقاً در طبیعت است
اند، به صالح گوناگونی ساخته نشدهگیاهان از م .است مکانیکالعمل آنها به محیط پیرامون همان همین دلیل تنها راه عکس
کاربردی الهام منبع يک به خوبیبه توانندمی تغییر رفتار است و هاگلبرگ و هابرگ تاشدن و خم الگوریتم طوری کهبه شوند، تبديلقطعات تعداد توانمی چگونه که دهدمی نشان ای شاخصگونهبه
کم الاستیک و پذيرانعطاف مواد از استفاده با را حساس مکانیکیافزار جهت رسیدن به مدل گیری از نرمبر آن، بهره. علاوه ]29[کرد
. ]30[نبع الهام، سازگاری ایجاد کندمتواند بین مدل و حرکتی میزم های حرکتی مستلهای مکانیکی و مکانیزماستفاده از رویه
توسط کدهای نوشتاری است تا توسط آن بتوان کنترل طراحی گیری این تری بر صفحات بازشو داشت، بنابراین با شکلدقیق
هاپر، اعمال دقیق افزار راینو و کددهی در افزونه گرسپوسته در نرم، ۲تغییرات بر روی صفحات قابل مشاهده است. با توجه به شکل
ورت کددهی به افزونه صالگوریتم حرکتی گیاه قهر و آشتی به مانند نوشتاری کدهای هاپر معرفی شده است. اینگرس
فرمپلت به بتوان تا اندشده طراحی همدیگر به وابسته پارامترهای حرکتی متغیرهای. یافت دست آشتی و قهر گیاه با مشابه حرکتی
هاپنل قطعات از یک هر ابعاد و چرخش زاویه پوسته، این در .شده است تعیین تابشی ساعت براساس اقلیم با سازگار هوشمند پوسته اقلیمی تحلیل الگوریتم ۳ شکلآشتی را نشان و قهر گیاه حرکتی مکانیزم از گرفتهالهام شیراز، دهد.می
]28[میزان زاویه حرکت گیاه قهر و آشتی )٢شکل
شیراز، پوسته هوشمند سازگار با اقلیم اقلیمی الگوریتم تحلیل )۳شکل گرفته از مکانیزم حرکتی گیاه قهر و آشتیالهام
آن معرفی شیراز اقلیمی فایل دریافت به توجه با اقلیمی زمینه در این. پذیرفته است صورت هاپرگرس در باگلیدی تحلیلی افزونه به خورشید نور دریافتی میزان بیشینه و توسط کمینه هاداده
.اندشده استخراج با سازگار متحرک هوشمند پوسته سازیشبیه الگوریتم ۴ شکله آشتی را ارای و قهر گیاه حرکتی مکانیزم از گرفتهالهام شیراز، اقلیم دهد.می
شیراز، اقلیم با متحرک سازگار هوشمند سازی پوستهشبیه الگوریتم )۴ شکل آشتی و قهر گیاه حرکتی مکانیزم از گرفتهالهام
هامواد و روش
روند پژوهش به این صورت است که در ابتدا با بررسی تجربی گیاه قهر و آشتی، الگوریتم حرکتی و مدول فرمی آن استخراج شد.
هاپر، و افزونه پارامتریک گرس ۶افزار راینو سپس توسط نرم هر چرخش زاویه طبق بر که گیاه حرکتی نویسی و کدهایبرنامه ساختار در .شد تعریف بود قطعات طولی ابعاد و قطعات از یک
در قطعه ۹۴ هاپرگرس پلاگین و راینو افزارنرم درون شدهطراحی شدهطراحی قطعات کل تعداد. شد تعریف مدول یک طرف دو هر
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــهمکاران و طاهره نصر ۲۲۴
۱۳۹۹ پاییز، ۳، شماره ۱۰وره د پژوهشی نقش جهان - فصلنامه علمی
قطعه ۴۷۰ به پنل درون چرخشی هایسیستم از هر یک در بر علاوه شد تا طراحی پویا فرمی ایجاد دلیلبه تعداد این. رسدمی روشی به بتوان خورشید، تابش برابر در نما بیشتر شدنبهینه روش .یافت دست پارامتریک صورتبه نما طراحی در جذاب در قطعه هر دو و بود دو به دو صورتبه قطعات از هر یک چرخش یک و مفصلی ماژول یک توسط شدهطراحی میانی هایمدول از مجزا شکل به قطعات از کدام هر شدند تا تعریف حرکتی ماژول قطعات با میانی قطعات ترتیب به کند و عمل مجاور هایمدول قطعات در. باشد ایزاویه حرکتی اختلاف دارای خود بعدی و قبلی طولی ابعاد دارای قطعات از هر یک تا شد آن بر سعی شدهطراحی و قبلی هایمدول از متفاوتی و مستقل چرخشی زوایای و متفاوت هامدول از هر یک در کاررفتهبه قطعات در. شود تعریف خود بعدی گرفته نظر در مترسانتی۸ ارتفاع و مترسانتی۵ قطعات عرضی ابعاد نظر در متر۳۵ در ۴۰ پنجره پروفیل احتساب بدون بازشو ابعاد. شد
در کاررفتهبه قطعات در شدهدرنظرگرفته طول کمترین. شد گرفتهو ۲۳، ۳۰، ۴۵۳۸، ۵۳، ۶۰، ۶۸، ۷۵ ترتیب به هامدول از هر یک و دو به دو صورتبه حرکتی زوایای ترتیب. هستند مترسانتی۱۵ را خود قبلی و بعدی قطعات به وابسته حرکتی عملکرد قطعه هردر مردادماه از فصل تابستان تابشی ساعات تعریف با سپس. دارد
عصر که ۷بامداد تا ۶با موقعیت اقلیمی شهر شیراز، از ساعت ساعات طلوع و غروب خورشید است به افزونه تحلیل اقلیمی
باگ معرفی شد. روند تحلیل میزان انرژی دریافتی به این لیدیصورت بود که براساس میزان دریافت انرژی خورشیدی در هر یک از ساعات روز زاویه معینی در جهت عمودی و در محور افقی به هر
در همان جهت رخ دهد. بازه های حرکتییک از قطعات مدول تا ماه ابتدای از مردادماه در تابشی ساعات برای تعریفی زمانی بنابراین میزان. شده است گرفته نظر در شمسی ماه انتهای بازه این از ماههیک هایتابش کل مقدار خورشیدی انرژی دریافتیمیزان و نوع حرکت در تعریف کدها به میزان و . است تاریخیهای ها بستگی دارد. دادهجذب انرژی نور خورشید در پوستهشدت
ورودی اقلیمی مورد استفاده در تحلیل میزان دریافت نور خورشید با پسوند ۹٫۳٫۰پلاس افزار انرژیاز سازمان هواشناسی جهانی و نرم
epw برداشت شده است. از این اطلاعات برای آنالیز دقیق نور، تحلیل ۵شو استفاده شد. در شکل دریافتی بر روی صفحات باز
هاپر شده توسط افزونه گرسانرژی تابش خورشید بر پوسته طراحینشان داده شده است. در این بررسی با استفاده از سیکل حرکتی نما در جهت افقی محور عمودی سعی بر آن شد تا میزان دریافتی نور خورشید در هر یک از زوایای حرکتی قطعات متحرک پوسته
بررسی شود تا کمینه و بیشینه این میزان از نور ارایه شوند.
هایافتهنشان داده شده است، فرم پوسته ۵طور که در شکل همان
هوشمند نیز همانند مکانیزم حرکتی آن از گیاه قهر و آشتی ایده در این شدهدادهنشان اقلیمی تحلیل به گرفته شده است. با توجه
تا ۶ ابتدایی ساعات در و خود حالت بازترین در پوسته شکل، ابتدا ابتدایی ساعات تحلیل در. گرفته است قرار تحلیل مورد صبح ۷
و ۳۷/۲ میزان به کمینه حالت در خورشیدی انرژی دریافتی میزان به خورشیدی انرژی دریافتی میزان بیشینه حالت در مقدار دلیلبه میزان این. رسید مترمربع بر ساعت کیلووات۶۶/۲۳ بازترین به هامدول تا بوده است روز ابتدایی ساعات در تابش کم
شدهطراحی پوسته صبح ۸ تا ۷ ساعات در. یابند دست خود حالت میزان براساس قطعات از یک هر تدریجی شدنبسته به شروع دریافتی میزان بیشینه و کمینه ساعات این طول در. کندمی تابش مترمربع بر ساعت کیلووات۳۰/۲۸ تا ۸۳/۲ بین خورشید تابش زوایای دارای پرتابش ساعات در هامدول در متغیر ساختار. است نسبت کندتر حرکتی دارای انتهایی و ابتدایی قطعات. است متغیر صورتبه متغیر میزان این. هستند خود از بعد و قبل هایمدول به
پویا فرمی و شکل است تا داده رخ قطعات از هر یک در تصاعدی دریافتی میزان تغییرات صبح ۹ تا ۸ ساعات در. آید به دست در مترمربع بر ساعت کیلووات۱۶/۳۰ تا ۰۲/۳ از خورشید نور تابش توانمی. است بوده متغیر آنها قطعات ریز روی هامدول از هر یک به نزدیک ساعات در تابش میزان حداکثری شروع به با توجه گفت. آیدمی به وجود نما در فاحش تغییراتی فرمی حالت در تابش اوج
نوشتاری کدهای هوشمندسازی دلیلبه هامدول این در قطعات دارای و کنندمی تبعیت بعد و قبل هایمدول از مجزا، صورتبه
دریافتی میزان صبح ۱۰ تا ۹ ساعات در. هستند تصاعدی زوایای مترمربع بر ساعت کیلووات۳۷/۳۹ تا ۹۴/۳ بین خورشیدی انرژی تابش دریافتی میزان ازدیاد به با توجه با گذشت زمان،. است
ترشدنبسته قطعات، بازشونده هایدرجه تصاعدی ازدیاد و خورشید ۱۱ تا ۱۰ تابشی ساعات در. شودمشاهده می شدهطراحی هایمدول هایمدول در خورشید تابش دریافتی میزان ظهر از قبل
سیستم این دریافتی میزان. است داشته نزولی سیر شده،طراحی دلیلبه. است بوده مترمربع بر ساعت کیلووات۴۱/۴۶ تا ۶۴/۴ بین تصاعد قطعات، از هر یک در افزایشی سازیبهینه و بیشتر تابش به با توجه. قطعات ایجاد شده است از هر یک در بیشتری حرکتی میزان بیشتر هر چه افزایش و ظهر از قبل ۱۲ تا ۱۱ تابشی ساعاتپدید آمده قطعات از هر یک در حرکتی متغیرهای افزایش تابش، روز در خود میزان بیشترین به ساعات این در دریافتی میزان. است بیشترین در و ۰۲/۵ به حالت کمترین در میزان این. رسید خواهد تابش، تغییرات از میزان این به با توجه. رسدمی ۱۶/۵۰ به حالتفراهم قبلی تابشی ساعات به نسبت هامدول از هر یک در بیشتر
۱۳ تا ۱۲ ساعات در تابش اوج ساعات به رسیدن با. شده است حالت بیشترین در و ۰۰/۵ به خود حالت کمترین در تابش مقدار به حاضر پژوهش در. رسدمی مترمربع بر ساعت کیلووات۰۰/۵۰ به روند بر نیز تابش میزان کمینه که یافته شده است دست مهم این
بنابراین . گذاردمی مثبتی تاثیر قطعات از هر یک حرکتیفراهم فوق پنل در حرکتی هایمدول از هر کدام ترشدنبسته نور تابش میزان که ۱۴ تا ۱۳ تابشی ساعات در همچنین. شودمی
۲۲۵ یشتآقهر و اهیگ یحرکت تمیاز الگور با الهام یمصرف انرژ یساز نهیمتحرک بر به هندسه پوسته ریتاث ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
Naqshejahan Volume 10, Issue 3, Fall 2020
ترینبسته نما، حرکتی سیکل به با توجه است، نزول به رو خورشید نور دریافتی میزان. آیدپدید می بازشو جنوبی جبهه در نما حالت
بیشترین در و ۶۰/۴ به حالت کمترین در ساعت این در خورشید. است رسیده مترمربع بر ساعت کیلووات۹۹/۴۵ به خود حالت است و نبوده قبل مانند ساعت این در دریافتی میزان اینکه دلیلبهاند یافته دست خود حرکتی حالت ترینبسته به هامدول از پس حالت این. است قطعات از هر یک حرکتی سیر کردنکامل به شروع باز و شودمی تبدیل خود ابتدایی حالت به شدنبسته ساعات در. شد خواهد گشودگی جهت در خود حرکتی سیر تجدید در تصاعد دلیلبه نما گشودگی در مورد میزان ۱۵ تا ۱۴ تابشی مقدار. است بیشتری سرعت دارای حرکتی سیر هاگشودگی زوایای تا ۸۸/۳ بین ساعات این در خورشیدی انرژی دریافتی
دلیلبه حالت این در. است مترمربع بر ساعت کیلووات۸۰/۳۸ به میل شدهطراحی پنل خورشید، نور دریافتی میزان کمترشدن پژوهش در. کندمی بازشو درون به خورشید نور بیشتر دریافت
نزدیک عصرگاهی ساعات و روز انتهایی ساعات به حاضر، هر چهایجاد مدول دهندهتشکیل قطعات در بیشتری گشودگی شود، میزان عصرگاهی، نزدیکی ۱۶ تا ۱۵ تابشی ساعات در. شودمی
این در. خورشید مشاهده شده است تابش مقدار در دریافتی تابش مترمربع بر ساعت کیلووات۴۷/۲۹ تا ۹۵/۲ از مقدار این ساعات ۱۷ تا ۱۶ درساعات دریافتی انرژی از میزان این همچنین. رسدمی وات کیلو۴۶/۲۸ تا ۸۵/۲ از خود حالت بیشترین و کمترین در
واردکردن دلیلبه ساعات این در که رسدمی مترمربع بر ساعت شدهطراحی قطعات از هر یک چرخش زاویه بنا، درون به نور بیشتر داخل به بیشتری دریافتی نور تا یابدمی افزایش تصاعدی صورتبه
نور دریافتی میزان نیز ۱۸ تا ۱۷ ساعات در. شود هدایت بازشو که رسدمی مترمربع بر ساعت کیلووات۱۶/۲۴ تا ۴۲/۲ به خورشید
چرخشی سیکل شدنتکمیل حالت در گشودگی حالت این در میزان کمترین ،۱۹ تا ۱۸ ساعات در همچنین. است پذیرفته صورت سیکل آن واسطه به که شودمشاهده می خورشید تابش دریافت حالت بازترین به هامدول در شدهطراحی قطعات از هر یک حرکتی خورشیدی انرژی دریافتی میزان ساعات این در. است رسیده خود ساعت کیلووات۲۲/۱۰ حالت بیشترین در و ۰۲/۱ حالت کمترین در داخل به نور ورودی کردنبهینه بنابراین برای. است مترمربع بر
روندهای .مشاهده شده است قطعات این کامل بازشو، گشودگی میزان کمترشدن به توجه با روز انتهایی ساعات در زاویه تغییرات تابش خورشید کمتر دریافتی میزان درنتیجه و خورشید نور تابش تحلیلی هایداده. است ایزاویه تغییرات در بیشتری تصاعد دارای گونههیچ و داده رخ کامپیوتری تحلیل و مصنوعی هوش توسطهای ، برگ۶با توجه به شکل . وجود ندارد آن در انسانی دخالت
شوند و در اواسط به گیاه از نظر ابعاد، از طول کم شروع میرسند و در انتها دوباره حداقل طول مشاهده حداکثر طول خود می
ین الگو در جهت طراحی پوسته استفاده شده است. شود. از هممی حالت در خورشید تابش دریافتی میزان آمدهدستبه هایداده در
مترمربع بر ساعت کیلووات۱۶/۵۰ بیشینه حالت در و ۰۲/۱ کمینه میزان بیشینه و کمینه هایحالت در اینکه به توجه با. است
قطعات شود، ظاهر ایفرم بهینه به باید خورشیدی انرژی دریافتی خود حالت بازترین به خورشید، نور دریافتی کمینه میزان در حالت
مصرفی میزان اند تارسیده حالت ترینبسته آن به بیشینه در و .برسد حالت ترینپایین به سال ماه ترینگرم در انرژی
شده مقابل میزان دریافت نور که ، پوسته طراحی۵باتوجه به شکل شود، قرار گرفته کیلووات ساعت بر مترمربع نشان داده میبا واحد
ها با شود که پوستهاست. از مشاهدات این آنالیز برداشت میکنند و صورت دینامیکی حرکت میالگوی مدولی غیرمشابه، به
۱ نمودار کمترین بار انرژی را با خود به همراه دارند. در ادامه از بیشترین که حالتی در سال ماه ترینگرم در که شودمی استنباط به هاپنل قطعات فراهم است، باید خورشید نور دریافتی میزان دلیلبه روز انتهایی و ابتدایی ساعات در و حالت ترینبسته حالت بازترین به قطعات این خورشید، نور میزان کمتر دریافت .یابند دست خود
تا دارند آن بر سعی طراحان و معماران از بسیاری اینکه به با توجهیابند، دست قبول مورد به ساختار و طرح شناسیمقوله زیبایی به
که مهمی هایمولفه از. ضروری است هااز مولفه بسیاری توجه به بودنصرفهبهزیبایی، مقرون کرد، در این بخش به آنها اشاره توانمی را خوب طرح یک مثلث ضلع سه هر چند که است عملکرد و
توجه آنها به هاطراحی از بسیاری در اما دهند،می تشکیل عدم دلیلبه طراحان و نیز معماران موارد از بسیاری در. شودنمی پوشیچشم عملکرد و زیبایی روی بر مدتکوتاه در اقتصادی صرفه دلیلبه معماران توسط شدهساخته بناهای آن بر علاوه. کنندمی
و خطیر وظیفه شهری نماهای در گرفتهشکل بصری هایجذابیت زیبا، شهر یک هایمولفه از یکی چراکه دارند، دوش بر سنگینی این. است شهر برای زیبا حتی و کاربردی و اصیل نماهای داشتن و بودناقتصادی محیطی،زیست عملکردهای مورد در پژوهش واقع بررسی مورد نظری پدیده یک صورتبه شناسیزیبایی توسعه
معماری چراکه پرداخته است، آن عملکردی هایلایه به نشده، بلکه و بود نخواهد عملی اقتصادی عامل درنظرگرفتن بدون طراحی و
شهرها اقتصاد بر مستقیم طوربه ساختمان هر ساخت نحوه درواقع بین واسط و حرفه یک عنوانبه معماری. تاثیرگذار است
زبان به کردنصحبت توسط و کندمی عمل مختلف هایتخصص این. است پیچیده و سخت بس کاری آنها از یک هر تخصصی
مفاهیم برخی راحتیبه تا کندمی کمک طراحان پژوهش به معماری به مربوط که شناسیزیبایی و عملکردی اقتصادی، اساسی دنبالبه که کسانی برای مقوله این. کنند درک را هستند موجب تخصص چند دادندخالت معماری توسط کردنتخصصی اهمیت حایز شوند،می طرح یک مثبت هایویژگی در تسهیل اهمیت نیز شناسانزیست بین در شناسیزیبایی هایویژگی است. تمام رسدمی نظر به چراکه شود،می بیان مکرر شکل به دارد و
و اندشده خلق والا ایمرتبه با شناسیزیبایی نظر از زنده موجودات
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــهمکاران و طاهره نصر ۲۲۶
۱۳۹۹ پاییز، ۳، شماره ۱۰وره د پژوهشی نقش جهان - فصلنامه علمی
عملکردی دیگر، هایزمینه در خللی گونههیچ بدون نظر همین از و قهر گیاه از الگوبرداری با پژوهش این. دارند همراه به را مناسب عملکرد و اقتصادی لحاظ از فرم ساختنبهینه جهت در آشتی ۱ در نمودار که گونههمان. گرفته است قرار واکاوی مورد اقلیمی نور دریافتی میزان بیشترین محدوده در شده است، داده نشان
دلیلبه هاپنل قطعات در شدهطراحی ساختارهای به خورشید سال ساعات و ماه ترینگرم در انرژی اتلاف کمترکردن به واکنش ساختمان بنای از را انرژی اتلاف میزان ترینکم ساختار این
بیشترین نیز دریافتی انرژی کم بار با ساعات در. شودمی متحمل ورود موجب که شودمشاهده می قطعات از هر یک در گشودگی
است طبیعی نور به نیاز بیشترین که روز از ساعاتی در طبیعی نور ابزار از عملکردی استفاده پژوهش هاییافته دیگر از. شودمی
و طراحی در سنتی هایروش جایگزینی تا است رایانه قدرتمند با دادمی پاسخ را طراحی سئوالات از کمتری میزان که ساخت برای هاییپاسخ وجویجست در متعدد هایالگوریتم از استفاده علاوه. دهد قرار معمار اختیار را در بهینه و صحیح نتایج به رسیدن
الگوریتمی الگوهای براساس که پارامتریک معماری امروزه آن بر در پردازد،می معمارانه بناهای از متفاوتی ساختارهای ایجاد به از استفاده آن بستر که است معماری از سبکی به تبدیل حال
برای روش این از استفاده. است جدید هایتکنولوژی و اطلاعات طراحی هایتئوری از مختلفی هایسبک که معماری در طراحیگیرد، این در بر می را غیره و فازی فرکتال، منطق هندسه مانند
معمارانه پیچیده الگوهای ایجاد بر علاوه کند تامیامکان را فراهم تولید برای را اقلیمی عوامل و نور مانند محیطی هایمولفه بتوان به نوع دستیابی پژوهش این هاییافته دیگر از. کرد آماده داده
ارایه در ارزشمندتر نقشی معمار آن در که است طراحی از دیگری تبدیل با آن بر علاوه و بر عهده دارد را کامپیوتر به هاداده ورودی از بسیاری به خاص فرمی و هندسی هایشکل به نوشتاری کدهای از یک هر حال. درخور دهد و صحیح پاسخی پروژه یک سئوالات ۵شکل در شدهارایه حرکتی هایمدول از استفاده با طراحان در خورشید نور تابش برابر در ممکن حالت بهترین تواندمی چراکه برگزیند، خود طراحی در را سال ساعات و ماه ترینگرم .است شده انجام هاتحلیل و هابررسی در ممکن حالت ترینبهینهمتحرک است و در دهنده روند رسیدن به مدل پوستهنشان ۷شکل توانند با تلفیق رویکرد بیونیک و های آتی طراحان میپژوهش
گیری از معماری دیجیتال و روند پارامتریک یا فراکتال با بهرههایی با کاربری بالاتر و پاسخگویی بیشتر در پژوهش حاضر، پوسته
جهت معماری پایدار، این روند طراحی را ادامه دهند.
1MAY8:00-31MAY9:00
1MAY7:00-31MAY8:00
هر شیرازدر ماه مرداد و اقلیم ش ١٩تا ٦هاپر از ساعت از الگوریتم حرکتی گیاه قهر و آشتی توسط افزونه گرس گرفتهوشمند الهامانرژی پوسته ه تحلیل )٥شکل
۲۲۷ یشتآقهر و اهیگ یحرکت تمیاز الگور با الهام یمصرف انرژ یساز نهیمتحرک بر به هندسه پوسته ریتاث ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
Naqshejahan Volume 10, Issue 3, Fall 2020
1MAY10:00-31MAY11:00
1MAY9:00-31MAY10:00
1MAY12:00-31MAY13:00
1MAY11:00-31MAY12:00
1MAY14:00-31MAY15:00
1MAY13:00-31MAY14:00
1MAY16:00-31MAY17:00
1MAY15:00-31MAY16:00
1MAY18:00-31MAY19:00
1MAY17:00-31MAY18:00
لیم شهر شیرازدر ماه مرداد و اق ١٩تا ٦هاپر از ساعت از الگوریتم حرکتی گیاه قهر و آشتی توسط افزونه گرس گرفتهانرژی پوسته هوشمند الهام تحلیل )٥شکل ادامه
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــهمکاران و طاهره نصر ۲۲۸
۱۳۹۹ پاییز، ۳، شماره ۱۰وره د پژوهشی نقش جهان - فصلنامه علمی
]31[گرفته از فرم گیاه قهر و آشتیمدل فرمی پوسته الهام )۶شکل
شیراز شهر اقلیم و مرداد ماه در ۱۹ تا ۶ ساعات در شدهطراحی پوسته در خورشید دریافتی انرژی بیشینه و کمینه میزان )۱ نمودار
گرفته از الگوریتم حرکتی گیاه قهر و آشتیروند دستیابی به مدل پوسته هوشمند الهام )۷شکل
0
10
20
30
40
50
60
6-7 AM 7-8 AM 8-9 AM 9-10 AM 10-11 AM 11-12 AM 12-13 PM 13-14 PM 14-15 PM 15-16 PM 16-17 PM 17-18 PM 18-19 PM
HIGH INPUT LOW INPUTورودی زیاد ورودی کم
۲۲۹ یشتآقهر و اهیگ یحرکت تمیاز الگور با الهام یمصرف انرژ یساز نهیمتحرک بر به هندسه پوسته ریتاث ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
Naqshejahan Volume 10, Issue 3, Fall 2020
گیریبحث و نتیجهآشتی وحرکتی گیاه قهر گرفته از الگوریتم پوسته هوشمند الهام
صورت عنوان پوسته نما مورد استفاده قرار گیرد و بهتواند بهمیخودکار، از ورود بیش از حد نور خورشید به داخل بنا در فصل تابستان منطبق با اقلیم شهر شیراز، جلوگیری و آسایش بیشتری برای ساکنین فراهم کند. علاوه بر آن مکانیزم حرکتی پوسته
د، امکان کنترل نور خورشید با تغییر فصول را فراهم هوشمنعنوان سایبان در فضاهای کند. کاربری دیگر آن پوشش سقف بهمی
شهری است تا فضاهای آسایش برای مردم را نیز فراهم آورد. در سطوح به دریافتی انرژی بیشینه و کمینه حاضر، میزان پژوهششده و استخراج آشتی و قهر گیاه از الهام با شدهطراحی هایپنل دریافتی پیک ساعات در که است حاصل شده نتیجه آن، این طبق قطعات از یک هر در متناوب تغییرات با توانمی خورشید، تابش خورشید تابش دریافت و اتلاف کمترین هوشمند صورتبه سایبان
.فراهم سازد را سال ماه ترینگرم درها از الگوریتم حرکتی گیاه قهر و دادهاین رویکرد از آن نظر که
اند و اند و توسط طراح به سیستم ارایه شدهآشتی الهام گرفتهفرض نیست، خلاقانه است. روند حرکتی این پوسته صورت پیشبه
در جداره نماهای شهری علاوه بر حفظ انرژی و استفاده بهینه از به یک جداره کند تا بتوان نور خورشید این امکان را فراهم می
مدولار دینامیکی در حال تغییر دست یافت. این امر موجب عدم یکنواختی در فرم نما و نیز باعث ایجاد جذابیت بصری خواهد شد. این پژوهش با هدف طراحی پوسته متحرک الگوگرفته از طبیعت
سازی مصرف انرژی به بررسی الگوی فرمی گیاه قهر در جهت بهینهسازی سازی و شبیهرکتی گیاه و در نهایت مدلو آشتی، مکانیزم ح
توان گفت انرژی در اقلیم شیراز پرداخته است که درنتیجه میگرفته از فرم و مکانیزم حرکتی این گیاه در پوسته هوشمند الهام
سازی مصرف انرژی در صورت استفاده در اقلیم شیراز موجب بهینه شود.عنوان سایبان مینما یا به
است. نشده گزارش نویسندگان توسط موردیدردانی: تشکر و ق است. نشده گزارش نویسندگان توسط موردیاخلاقی: تاییدیه
است. نشده گزارش نویسندگان توسط موردیتعارض منافع: نگارنده ،)اول نویسنده(نصر طاهره سهم نویسندگان:
؛ زهرا)%۴۰( بحث نگارنده/اصلی پژوهشگر/شناسروش/مقدمه؛ )%۴۰( بحث نگارنده/اصلی یارمحمودی (نویسنده دوم)، پژوهشگر
)%۲۰( بحث نگارنده/آماری احمدی (نویسنده سوم)، تحلیلگر سیدمحمد است. نشده گزارش نویسندگان توسط موردیمنابع مالی:
منابع
1- Ghasemzadeh M, Aliyev F, Hasanova A. Silk road, an expression of green architecture “sustainability and confilict with climate change in architecture and urbanization of tourism areas”. NAQSHEJAHAN. 2018;8(1):57-69. [Persian] 2- Moulaii M.M, Pilechiha P, Shadanfar A. Optimization of
window proportions with an approach to reducing energy consumption in office buildings. NAQSHEJAHAN. 2019;9(2):117-23. [Persian] 3- Nasr T. Evaluation of renovation measures for urban deteriorated fabrics in Iran (in Comparison to global renovation experiences) in line with the objectives of sustainable development. J Reg Plan. 2017;7(27):181-98. [Persian] 4- Fallah H. Determining the most efficient window-to-wall ratio in southern façade of educational buildings in Kerman. NAQSHEJAHAN. 2019;9(2): 105-15. [Persian] 5- Nasr T, Rismani A, Bahadori M. The significance of natural components of Quranic life in Islamic-Iranian architecture (Case studies: residential architecture of Qajar, Zand, and Pahlavi Eras in Shiraz). NAQSHEJAHAN. 2017;7(3):47-62. [Persian] 6- Rasuli M, Shahbazi Y, Matini MR. Horizontal and vertical movable drop-down shades performance in double skin façade of office buildings; Evaluation and parametric simulation. NAQSHEJAHAN. 2019;9(1):23-31. [Persian] 7- Mirmasoumi FS, Salavati M, Ahmadi F. Isfahan green dwelling, the reflection of energy use optimization on quality of life. NAQSHEJAHAN. 2018;8(3):195-204. [Persian] 8- Noroozian N. Localization pattern for assessment of energy efficiency in buildings in Tehran. NAQSHEJAHAN. 2016;6(3):63-74. [Persian] 9- Medi H, Imani M. Biomimic technology and nature inspiration. NAQSHEJAHAN. 2018;8(1):47-55. [Persian] 10- Motallaei S, Heidari Sh. Breathing wall modeling to absorb indoor pollutants in the living room of a house inspired by the buffer zones of traditional architecture in hot and arid climate of Iran. NAQSHEJAHAN. 2018;8(1):1-7. [Persian] 11- Abasi M, Tahbaz M, Vafaee R. Introducing an innovative variable building layers system (V.B.L.S). NAQSHEJAHAN. 2015;5(2):43-54. [Persian] 12- Ghodsi M, Daneshjoo K, Mofidi Shemirani SM. Impact of geometric indicators on residential thermal behavior in hot arid climate (Case study: Yazd). NAQSHEJAHAN. 2018;8(3):143-8. [Persian] 13- Ahmadnejad Karimi M, Asefi M, haghparast F. Propose of movement pattern for curved retractable roofs with using of movable bars. NAQSHEJAHAN. 2016;6(3):27-37. [Persian] 14- Mahdavinejad M, Fakhari M. Stablishment of optimum designing pattern in buildings roof shape based on energy loss. NAQSHEJAHAN. 2013;3(2):35-42. [Persian] 15- Moulaii MM, Pourjafar MR, Bemanian MR. Introduction of interactive architecture and its role in the adaption of architecture. NAQSHEJAHAN. 2016;5(4):61-70. [Persian] 16- Ganji Kheybari A, Diba D, Mahdavinejad M, Shahcheraghi A. Algorithmic Design of “Palekane” in order to increase efficiency of daylight in buildings. Armanshahr Archit Urban Dev. 2015;8:35-52. [Persian] 17- Mahdavinejad M. High-performance architecture: Search for future legacy in contemporary Iranian architecture. Armanshahr Archit Urban Dev. 2017;9(17):129-38. [Persian] 18- Kamran Kasmaei H, Daneshjou K, Mofidi Shemirani SM. Gilan native habitat assessment body-centered sustainable by Sachs and energy simulation software. NAQSHEJAHAN. 2017;7(2):58-77. [Persian]
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــهمکاران و طاهره نصر ۲۳۰
۱۳۹۹ پاییز، ۳، شماره ۱۰وره د پژوهشی نقش جهان - فصلنامه علمی
19- Hood SD, Mahmoodi Zarandi M, Kamyabi S. Optimal placement of shadow tools of double-skin facade with the aim of achieving thermal comfort in hot climate. NAQSHEJAHAN. 2018;8(3):171-7. [Persian] 20- Knippers J, Nickel K, Speck T, editors. Biomimetic research for architecture and building construction, biological design and integrative structures. Berlin: Springer; 2016. 21- Mahdavinejad M, Shahri Sh. Contemporization of Tehran Traditional architecture by parametric algorithm. HOVIATSHAHR. 2015;8(20):35-48. [Persian] 22- Rahbar M, Mahdavinejad M, Bemanian M, Davaie Markazi AH, Hovestadt L. Generating synthetic space allocation probability layouts based on trained conditional-GANs. Appl Artif Intell. 2019;33(8):689-705. 23- Azcón-Bieto J, Talón M. Fundamentosde Fisiología Vegetal [Fundamentals of plant physiology]. Barcelona: McGraw-Hill Interamericana; 2000. [Spanish] 24- Ahmad H, Sehgal S, Mishra A, Gupta R. Mimosa pudica L. (Laajvanti): An overview. Pharmacogn Rev. 2012;6(12):115-24. 25- Johnson K, Narasimhan G, Krishnan C. Mimosa
pudica Linn-a shyness princess: A review of its plant movement, active constituents, uses and pharmacological activity. Int J Pharm Sci Res. 2014;5(12):5104-18. 26- Sanaye MM, Joglekar CS, Pagare NP. Mimosa- A brief overview. J Pharmacogn Phytochem. 2015;4(2):182-7. 27- Gage G. Electrical experiments with plants that count and communicate [Internet]. New York: TED; 2017 [cited 2020 September 8]. Available from: https://bit.ly/2Fkq0UY 28- De Luccia T. Mimosa pudica, dionaea muscipula and anesthetics. Plant Signal Behav. 2012;7(9):1163-7. 29- Schleicher S, Lienhard J, Poppinga S, Speck T, Knippers J. A methodology for transferring principles of plant movements to elastic systems in architecture. Comput Aided Des. 2015;60:105-17. 30- Mahdavinejad M, Refalian G. Parametric algorithms for unity of architecture and construction. Iran Sci Assoc Archit Environ Des. 2011;2(2):61-7. [Persian] 31- Joseph B, George J, Mohan J. Pharmacology and traditional uses of Mimosa pudica. Int J Pharm Sci Drug Res. 2013;5(2):41-4.