高温熱容量の中庭住宅における風取り込み装置統合のエネルギー・炭素トレードオフ：暑く乾燥した気候でのEnergyPlusとCFDを組み合わせた評価

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:This study provides a method for integrated annual energy and carbon assessment of passive systems, useful for building performance simulation researchers.

🏢実務担当者:Building designers can use the findings to critically evaluate windcatcher integration, noting that operational schedule and geometry are critical.

伝統的なウィンドキャッチャーは、高温乾燥気候におけるパッシブ冷却装置としてしばしば議論されるが、現代的な快適性制御運転下でのその持続可能性性能は十分に理解されていない。本研究は、トルコのシャンルウルファにある高熱容量の中庭住宅にウィンドキャッチャーを統合することのエネルギーおよび負荷ベースの炭素影響を評価する。DesignBuilder v6.1/EnergyPlus v8.2とCFDを組み合わせた評価が使用された：年間の暖房および冷房負荷はEnergyPlusベースの建物エネルギーシミュレーションを通じて計算され、一方CFD解析は半開放型イーワン内の代表的な気流挙動と局所的な熱影響を解釈するために使用された。シナリオは、運転スケジュール、形状、材料構成、換気開口部、および水プールの統合を変化させた。結果は、一様なエネルギーまたは炭素便益ではなく、強い文脈依存性のある性能を示した。連続運転は年間性能を弱め、一方季節運転はよりバランスの取れた結果を生み出した。P.1構成は、試験されたシナリオの中で最も低い総年間エネルギー需要を生み出し、総需要を70,929.99から70,806.65 kWh/年に減少させ、ベースラインと比較して123.34 kWh/年または0.17%の削減に相当した。しかし、この限定的な削減には、冷房需要の6.02%増加と暖房需要の2.52%減少が伴った。結果として、総負荷ベースの炭素指標は18.32から18.60 tCO2/年に増加し、0.28 tCO2/年または1.53%の増加に相当した。CFD結果は、半開放型イーワンの形状と卓越風に対するその向きが気流の有効性を制約し、局所的な冷却効果の空調ゾーンへの伝達を制限したことを示している。本研究は、土着のパッシブシステムは、持続可能な改修または気候応答型設計に採用される前に、統合された年間エネルギー、気流、および負荷ベースの炭素分析を通じて評価されるべきであることを実証している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Traditional windcatchers are often discussed as passive cooling devices for hot–arid climates, yet their sustainability performance under contemporary comfort-controlled operation remains insufficiently understood. This study evaluates the energy and load-based carbon implications of integrating a windcatcher into a high-thermal-mass courtyard house in Şanlıurfa, Türkiye. A combined DesignBuilder v6.1/EnergyPlus v8.2 and CFD-based assessment was used: annual heating and cooling loads were calculated through EnergyPlus-based building energy simulation, while CFD analyses were used to interpret representative airflow behavior and localized thermal effects within the semi-open iwan. Scenarios varied operational schedule, geometry, material configuration, ventilation openings, and water pool integration. The results show strongly context-dependent performance rather than uniform energy or carbon benefit. Continuous operation weakened annual performance, whereas seasonal operation produced more balanced outcomes. The P.1 configuration produced the lowest total annual energy demand among the tested scenarios, decreasing total demand from 70,929.99 to 70,806.65 kWh/a, corresponding to a reduction of 123.34 kWh/a or 0.17% relative to the baseline. However, this limited reduction was accompanied by a 6.02% increase in cooling demand and a 2.52% decrease in heating demand. Consequently, the total load-based carbon indicator increased from 18.32 to 18.60 tCO2/year, corresponding to an increase of 0.28 tCO2/year or 1.53%. CFD results indicate that the semi-open iwan geometry and its orientation relative to prevailing winds constrained airflow effectiveness and limited the transfer of local cooling effects to conditioned zones. This study demonstrates that vernacular passive systems should be evaluated through integrated annual energy, airflow, and load-based carbon analyses before being adopted in sustainable renovation or climate-responsive design.

• openalex https://doi.org/10.3390/su18147283first seen 2026-07-19 04:57:20