تجلی هنر در معماری و شهرسازی 2 پیاپی ۳ 1403 03 24 Investigating the Impact of Architectural Variables on the Optimization of Natural Ventilation in Residential Villas Using CFD Simulation (Case Study: Dastek Region, Gilan) بررسی تأثیر متغیرهای معماری بر بهینه سازی تهویه طبیعی در ویلاهای مسکونی با استفاده از شبیه سازی CFD (مطالعه موردی: منطقه دستک گیلان) 91 120 FA سیده مامک صلواتیان استادیار، گروه معماری، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران سپند بیدریغ دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه معماری، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت ،ایران Journal Article 1403 01 10 <p>Given the significant contribution of the building sector to global energy consumption—particularly in developing countries like Iran—optimizing natural ventilation has increasingly gained importance as an effective and low-cost solution for reducing energy use and improving indoor air quality. This study aims to analyze the influence of three architectural variables—window-to-wall ratio (WWR), window height, and building orientation relative to prevailing wind—on the performance of natural ventilation in residential buildings. To this end, numerical simulations were conducted using DesignBuilder software and Computational Fluid Dynamics (CFD), and various design scenarios were evaluated across three seasonal climates (spring, summer, autumn, and winter). The findings indicated that increasing the WWR from 40% to 60%, combined with raising the window height to 2 meters, significantly enhances the air ventilation rate (up to 25%) and improves temperature distribution in interior spaces. Moreover, building orientations at angles of 30°, 45°, and +15° relative to the prevailing wind demonstrated the highest effectiveness in increasing pressure differentials and enhancing natural airflow. The results suggest that climate-based smart architectural design can reduce reliance on mechanical ventilation by up to 30%, playing a key role in energy savings, reducing greenhouse gas emissions, and improving the thermal comfort of occupants. This study can serve as both a scientific and practical guide for architects and designers in developing sustainable and energy-efficient buildings.</p> <p>با توجه به سهم قابل‌توجه بخش ساختمان در مصرف انرژی جهانی، به‌ویژه در کشورهای در حال توسعه مانند ایران، بهینه‌سازی تهویه طبیعی به‌عنوان یک راهکار مؤثر و کم‌هزینه برای کاهش مصرف انرژی و بهبود کیفیت هوای داخلی اهمیت فزاینده‌ای یافته است. این پژوهش با هدف تحلیل تأثیر سه متغیر معماری شامل نسبت پنجره به دیوار (WWR)، ارتفاع پنجره و جهت‌گیری ساختمان نسبت به باد غالب، به بررسی عملکرد تهویه طبیعی در ساختمان‌های مسکونی می‌پردازد. در این راستا، از شبیه‌سازی‌های عددی در نرم‌افزارهای DesignBuilder و دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) استفاده شده و سناریوهای مختلف طراحی در سه اقلیم فصلی (بهار، تابستان، پاییز و زمستان) مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. یافته‌های پژوهش نشان داد که افزایش WWR از 40% به 60% همراه با افزایش ارتفاع پنجره تا ۲ متر، موجب افزایش قابل‌توجه نرخ تهویه هوا (تا ۲۵٪) و بهبود توزیع دما در فضاهای داخلی می‌شود. همچنین، جهت‌گیری ساختمان در زوایای ۳۰ و ۴۵ و +15درجه نسبت به باد غالب بیشترین اثربخشی را در افزایش اختلاف فشار و بهبود جریان طبیعی هوا داشته است. نتایج حاکی از آن است که طراحی معماری هوشمند مبتنی بر اقلیم می‌تواند وابستگی به تهویه مکانیکی را تا ۳۰٪ کاهش دهد و نقش مهمی در صرفه‌جویی انرژی، کاهش گازهای گلخانه‌ای و ارتقاء آسایش حرارتی ساکنان ایفا کند. این تحقیق می‌تواند به‌عنوان راهنمایی علمی و عملی برای معماران و طراحان در مسیر توسعه ساختمان‌های پایدار و کم‌مصرف به کار رود.</p> https://www.jmaaue.org/index.php/jmaaue/article/download/38/37