طراحی معماری با رویکرد بهینه سازی انرژی


طراحی معماری با رویکرد بهینه سازی انرژی

امروزه بحث انرژي از مهمترين مباحث مطرح در تمام كشورهاي جهان در امر توسعه به شمار مي‎رود. تا به امروز انرژي مصرفي جهان از منابع مختلف و عمدتاً از منابع فسيلي تأمين شده است. اما مسائل و مشكلات متعدد از جمله محدوديت و پايان‎پذير بودن منابع فسيلي و اثرات زيست‎محيطي ناشي از سوزاندن اين منابع ضرورت صرفه‎‎جويي در مصرف انرژي با بهينه‎سازي مصرف آن و نيز جايگزيني منابع ديگر انرژي بخصوص مصرف انرژي در سطح جهان بشکل روزافزونی رو به افزایش است ،که طراحی معماری با رویکردهای متفاوت را می طلبد.

 

 

امار و ارقام

براساس آمار و ارقام منتشره، متوسط مصرف انرژي به ازاي هر مترمربع ساختمان در ایران۲ برابر متوسط مصرف در کشورهاي صنعتی است که در بعضی از شهرهاي کشورمان، این رقم به حدود ۴ برابر میرسد. لذا توجه و تدوین راهکارهاي کاهش مصرف انرژي بخصوص در بخش ساختمان و طراحی معماری در کشور ما امري ضروري است. این موضوع از دو منظر حائز اهمیت است. در وهله اول از منظر زیست محیطی کاهش مصرف انرژي به معناي کاهش گازهاي گلخانهاي و به طبع آن کاهش تخریب محیط زیست است و در وهله دوم، کاهش میزان مصرف انرژي به معناي کاهش هزینه هاي مصرفی و توانمندسازي اقتصاد کشور و در راستاي اهداف مستقیم اقتصاد ملی است.

اصلی ترین دلیل

رشد فزاینده مصرف انرژی را میتوان در روند رو به رشد جمعیت جهان جستجو نمود. مصرف بیرویه انرژي نگرانی هاي اساسی را نسبت به تامین منابع ایجاد نموده است. فرسودگی منابع انرژي و بروز آثار مخرب زیست محیطی مانند گرمایش زمین، تخریب لایه اوزون و تغییرات جدي اقلیمی از نتایج مستقیم افزایش مصرف انرژي است.

بهینه سازی انرژی  در طراحی معماری:

درسالهای اخیر احداث و تخریب زودهنگام ساختمان ها هزینه های هنگفتی را به خود اختصاص داده است. صرف انرژی های زیاد و رویارویی با حجم بالای پسماندها و نخاله های ساختمانی در پی تخریب بناهای ناپایدار بسیاری از جوامع بشری بخصوص کلان شهرها را با معضلات زیست محیطی مواجه کرده و این درحالی است که سیستمهای ساختمانی تکنولوژی ساخت جدید همگام با علوم دیگر به سرعت رشد داشته و امکان استفاده از سیستمهای متنوع کاربردی و انعطاف پذیر در طراحی معماری بویژه طراحی سازه فراهم است.

شناخت

لذا شناخت و بررسی فناوری های جدید و الگوهای نوین بهینه سازی مصرف انرژی در عرصه معماری پایدار از جمله استفاده ازفناوری نانو تکنولوژی در مصالح ساختمانی برای از بین بردن آثار مخرب بر محیط شهری، سیستم بام و دیوار سبز برای جلوگیری از هدر رفتن انرژی در ساختمانها ، استفاده از سیستم فتوولتاییک برای تولید انرژی مصرفی ساختمان های شهری به وسیله  نورخورشید، و در نهایت برنامه ریزی و طراحی پایدار، از جمله راهکار هایی است که به بهینه سازی انرژی کمک می نمایید.

 

مصرف انرژي در ساختمان

بر مبناي اطلاعات ارائه شده در ترازنامه انرژي سال ۱۳۹۰ ایران از سوي وزارت نیرو، در ایران نیز ۴۰ %کل انرژي مصرفی شامل تمامی انواع انرژي مربوط به ساختمان ها میباشد. ساختمانهاي مسکونی، تجاري و عمومی در سال ۱۳۹۰ در ایران ۴۰ %کل مصرف انرژي را بخود اختصاص داده اند در حالیکه حمل و نقل با ۲۸ ،%صنعت با ۲۸ %و کشاورزي با ۴ %در رتبه هاي بعدي مصرف انرژي در ایران قرار داشته اند.

تاثیرات

 طراحی معماري تنها بر بخشی از مصرف انرژي در ساختمان تاثیر گذار خواهد بود. مواردي مانند آبگرم مصرفی، انرژي مصرفی تجهیزات برقی مانند وسایل اداري، آشپزي و مانند آنها از مواردي هستند که با طراحی معماري نمیتوان تغییر معناداري در آنها ایجاد نمود. سیستم تهویه مطبوع و روشنایی بعنوان مصرف کننده ۶۰ %انرژي در ساختمان تحت تاثیر مستقیم و قابل توجه طراحی معماري ساختمان است. بگونه اي که هر تصمیم در طراحی معماري، تاثیر قابل توجهی بر رفتار انرژي ساختمان و به طبع آن میزان مصرف انرژي آن خواهد داشت.

تعریف معماری پایدار

کاربرد مفاهیم پایداری و اهداف توسعه پایدار در جهت کاهش اتلاف انرژ ی و آلودگی محیط زیست در معماری، مبحثی به نام معماری پایدار یا معماری اکولوژیکی یا معماری سبز و یا معماری زیست محیطی را به وجود آورده است که همگی اینها دارای مفاهیم یکسانی بوده و بر معماری سازگار با محیط زیست دلالت دارند.دراین نوع معماری، ساختمان نه تنهاباشرایط اقلیمی منطقه خود را تطبیق میدهد،بلکه ارتباط متقابلی با آن برقرار میکند. بطوریکه بر اساس گفته ریچارد راجرز، «ساختمانها مانند پرندگان هستندکه درزمستان پرهای خودرا پوش داده وخود را باشرایط جدید محیط وفق میدهند و بر اساس آن سوخت و سازشان را تنظیم میکنند». بناهای پایدار بناهایی تلقی می شود که کمترین تأثیرات مخرب را بر محیط های ساخته شده(مصنوع) و طبیعی مجاور خود و نیز ناحیه اطرافشان وهمچنین زمینه کلی خود داشته باشند. ساختمان های پایدار به تمام چرخه حیات ساختمان، محیط باکیفیت،کارکردمطلوب وآینده توجه می کند.

رویکردهای معماری پایدار

اقلیمِ زیستی و تغییرات آن، کاهش مصرف انرژی، ساختمان سبز و مسائل بوم شناختی از مهمترین عوامل تأثیرگذار در شکل گیری رویکردهای معماری پایدار در لایه های گوناگون فرایند طراحی، فرایند ساخت و تولید مصالح  میباشند.  مفهوم معماری پایدار در ادامه گزارش گرُوهالم برانتلَند در سال ۱۹۸۷ بروز مینماید و عمدتاً بر دو اصل تکیه دارد؛ گروهی که به طراحی ساختمان بر اساس ارتباط و تأثیر آن بر محیط زیست توجه داشته و گروه دیگری که به کاهش مصرف انرژی در ساختمان اشاره دارد. بررسی جریان های گوناگون طراحی پایدار معماری و معماریِ پایدار جهت دستیابی به دستورالعمل های راهبردیِ اقتصادی، اجتماعی و محیط زیستی پایدار، نیازمند شناخت مفاهیم پایداری و مطالعه تجربیات اجرائی چهار دهه اخیر است.

اصول معماری پایدار

  معماری پایدار مانند سایر مقولات معماری، دارای اصول و قواعد خاص خود است و این سه مرحله را در برم یگیرد: ۱.صرفه جویی در منابع

۲.طراحی برای بازگشت به چرخه زندگی

۳.طراحی برای انسان

صرفه جویی در منابع  (Economy of Resources )

اصل صرفه جویی در منابع از یک سو به بهره برداری مناسب از منابع و انرژیهای تجدیدناپذیر مانند سوختهای فسیلی، در جهت کاهش مصرف میپردازد. از سوی دیگر به کنترل و به کارگیری هرچه بهتر منابع طبیعی به عنوان ذخایری تجدید پذیر و ماندگار  توجه جدی دارد.

به عنوان مثال، یکی از منابع سرشار و نامیرا، انرژی حاصل از نور خورشید است.امروزه توسط تکنولوژ ی فتوولتاییک برای فراهم  کردن آب و برق مصرف ی در ساختمان، از آن استفاده میشود. برای کنترل منابع، سه نوع استراتژ ی میتواند مورد توجه قرار گیرد که شامل حفظ انرژی، حفظ آب و حفظ مواد است.

همان گونه که  مشاهده میشود، تمرکز براین سه منبع، به دلیل اهمیت آنها در ساخت و اداره ساختمان است.

طراحی برای بازگشت به چرخه زندگی (Life Cycle Design)

اصل طراحی برای بازگشت به چرخه زندگی  دومین اصل از معماری پایدار است و بر این فکر و یا نظریه استوار شده است که ماده از  یک شکل قابل استفاده تبدیل به شکل دیگری میشود، بدون اینکه به مفید بودن آن آسیبی رسیده باشد. از سوی دیگر به واسطه این اصل، یکی از وظایف طراح، جلوگیری از آلودگی محیط است. این نظریه برای رسیدن به این منظور در سه مرحله، ساختمان را مورد بررسی قرار میدهد. این مراحل به ترتیب عبارتند از: مرحله پیش از ساخت، مرحله در حال ساخت و مرحله پس از ساخت.

باید توجه داشت که این مراحل به یکدیگر مرتبط بوده و مرز مشخص ی بین آنها وجود ندارد. برا ی مثال، میتوان از مواد بازیافتی در  مرحله پس از ساخت یک ساختمان به عنوان مصالح اولیه در مرحله ساخت ساختمان ی دیگر استفاده کرد.

طراح  برای انسان (Humane Design)

 اصل طراحی برای انسان، آخرین و شاید مهمترین اصل از معماری پایدار است. این اصل ریشه در نیازهایی دارد که برای حفظ و  نگهداری عناصر زنجیرهای اکوسیستم لازم است که آنها نیز به نوبه خود بقای انسان را تضمین میکنند. این اصل دارای سه استراتژی نگهداری از منابع طبیعی، طراحی شهری، طراحی سایت و راحتی انسان است که تمرکزشان بر افزایش  همزیستی بین ساختمان و محیط بیرون از آن و بین ساختمان و افراد استفاده کننده از آنهاست. در واقع میتوان گفت که برای رسیدن به معماری پایدار، طراح باید این مراحل و اصول را که تعریف کننده یک چارچوب اصلی برای  طرحی پایدار است را در طرح خود لحاظ و برحسب مورد ترکیب و متعادل کند.

 

طراحی پایدار

یکی از راه حلها ی دسترسی به توسعه پایدار که در ارتباط با الگوهای ساخت و طراحی معماری در زمینه های گوناگون زندگی بشری، شامل طراحی های صنعتی، ساختمانی، شهری و… است.هدف از طراحی ساختمانهای پایدار کاهش آسیب آن بر روی محیط و منابع انرژی و  طبیعت است، که شامل قوانین زیر میباشد:

۱.کاهش مصرف منابع غیرقابل تجدید

  1. توسعه محیط طبیعی
  2. حذف یا کاهش مصرف مواد سمی و یا آسیب رسان بر طبیعت در صنعت ساختمان سازی

کمترین ناسازگاری

بنابراین ساختمانی که کمترین ناسازگاری و مغایرت را با محیط طبیعی پیرامون خود و در پهنه وسیع تر با منطقه و جهان دارد طراحی سبز، طراحی بر اساس حساسیتهای محیطی، طراحی اکولوژیکی، طراحی با طبیعت و … عناوینی است که امروزه در نتیجه تجدید نظر در ارتباط با الگوها ی ساخت رایج به وجود آمده است. به طور مثال می توان طراحی سبز را در درون مثلث ی در نظر گرفت که در سه رأس آن انرژی، اقلیم و اکولوژی قرار دارد. در جایی که انرژی عامل قالب میشود، پیدا خواهد کرد. اینگونه است که یک خانه شهری با یک خانه روستایی متفاوت میشود؛ بنابراین طرح نهایی منطقه ای در داخل این مثلث است که با توجه به غالب بودن  یکی از رئوس به آن سو گرایش پیدا میکند.

 

لزوم احداث ساختمان به صورت سبز و پایدار

تحول صنعتی انسان را از زندگی در طبیعت به زندگی در شهر کشانید. با پیشرفت فناوری، الگوی زندگی دستخوش         دگرگونی شد، به نحوی که انسانها برای گرم کردن خود به جایی پوشش بیشتر و استفاده از لباسهای گرم، از سوختهای فسیلی به عنوان گرم کننده استفاده نمودند. بادگیرها، سایبانها و نورگیرها در ساختمان جا ی خود را به تأسیسات گرمایشی و سرمایشی دادند. به این ترتیب تکنولوژی آسایش و راحتی روزافزونی رابرای انسان فراهم کرده است. درنتیجه هجوم شهرنشینی بسیاری از زمینهای طبیعی و جنگلها دستخوش تغییرات شده است. برای تردد، ساخت وساز، سرمایش و گرمایش مصرف انرژی افزایش یافته ودر نتیجه آلودگی هوا و آلودگی صوتی بیشتر شده است. شهرها انرژی را مصرف کرده وبه جای آن زباله و آلودگی ایجاد میکنند.

نتیجه این پیشرفت

 درنتیجه پیشرفت صنعت نیاز به بهره برداری ازمنابع طبیعی نیز بیشتر شده؛ به نحوی که بهره برداری غیرمنطقی از منابع طبیعی منجر به نابودی آنها میشود . برای ادامه زندگی دراین چرخه احتیاج انسان به انرژی بیشتر شده؛ ولی اکنون در مرحله ای قرارداریم که منابع انرژی رو به اتمام هستند. با این نگرش و لزوم کاهش مشکلات، ایجاد ساختمان های سبز ودر عین حال پایدار باتوجه به مشکلات زیست محیطی که  وجود دارد برجسته می شود.

 

 

بام سبز

    
    
 

 بام سبز، بامی است که مقدار یا تمامی آن با پوشش گیاهی و خاک یا با محیط کشت روینده، پوشانده می شود. لفظ بام سبز همچنین را مد نظر قرار می دهند، نظیر پانل های خورشیدی و یا صفحات فتوولتائیک نیزبکار می تواند برای بام هایی که مفاهیم «معماری سبز رود. بام های سبز، پوشش های گیاهی پشت بامی هستند که در آنها گیاهان، جای مصالحی از قبیل موزاییک و کاشی را می گیرند. در طول دهه های اخیر، در بخش هایی از اروپا، تا حدی رایج استفاده بیشتر از پشت بام های سبز می تواند از شدت بعضی از مشکلات شهرهای مدرن بکاهد.

توجه شود:

آنها اتلاف باران حاصل از طوفان ها را کاهش می دهند، آب باران را از آلاینده ها تصفیه می کنند و مصرف انرژی را کاهش می دهند. ساختمان هایی که دارای پشت بام های سبز هستند، در مقایسه با ساختمان های دارای پشت بام های معمولی، در زمستان به گرمای کمتری نیاز داشته و در تابستان محتاج سرمای کمتری هستند. این ساختمان ها در تعداد انبوه، قابلیت جزیره حرارتی شهری کل شهرها را دارا هستند. کاهش دادن اثر سیستم هایی که برای ساخت بام سبز طراحی شده اند سبک وزن ، نیازمند رسیدگی کمتر ، بادوام و جالب هستند . ابتدا لایه عایق رطوبتی بر روی پشت بام نصب می شود: سپس زهکشی مناسب انجام شده تا آب اضافی از پشت بام سرازیر شود .

یک محیط رشد کاملاً مناسب برای موفقیت بام سبز ضروری است . این محیط بر خلاف خاک زراعی طبیعی که معمولا در منظره سازی شیب دار به کار می رود، کاملا متناسب با محیط طراحی شده و به هنگام خیس شدن خیلی سنگین نمی شود . در نهایت گیاهان کاشته می شوند. پوشش های گیاهی مقابل در برابر سرما و گرما مورد استفاده قرار می گیرند تا انبوهی از گیاهانی را تولید کنند که شبیه اکوسیستم های طبیعی محلی و چمنزارهای ساحلی به نظر رسند. گیاهانی که برای این منظور استفاده می شوند معمولا گیاهانی گوشتی، گیاهان چند ساله علفی، گلها ، علف های وحشی و خزه می باشند .

 

 

مزایای بام سبز

۱.کاهش سرازیر شدن سیلاب کنترل آب باران: لایه زهکش بام سبز با ذخیره سازی آب در خودمی توانددرهنگام بارش های ناگهانی و تند، آب رادر خود ذخیره کندواین آب را تا مدتی طولانی برای مرطوب نگهداشتن لایه خاک نگهداری کند، بدین وسیله از  وقوع سیلاب نیز به دلیل جاری شدن آب باران جلوگیری به عمل می آید.

۲.کاهش تاثیر جزیره حرارتی شهرها از طریق سرد کردن بخار هوای محیط. کاهش بار گرمایش از طریق: افزودن توده و لایه عایق بویژه اگر بصورت شیشه ای بوده و بعنوان گلخانه و یا سیستم گرمایش حرارتی و سرمایش بنا از طریق سرمایش تبخیری غیرفعال خورشیدی عمل نماید.

۳.فراهم آوردن محیط آرام برای پرندگان و جانوران

۴.فراهم آوردن امکانات برای کشاورزی شهری و گیاهان دارویی

۵.امکان پرورش میوه جات، سبزیجات و گلها

۶.سرعت بالای اجرا و هزینه پایین نسبت به سایر عملیات های ساختمانی ،پوشش سریع بام را در متراژهای بالا ممکن میسازد.

 

معایب بام سبز

 ۱.نشست

۲.ته نشینی ذرات ریز دانه و خاک نرم

۳.ایجاد مشکل در زهکشی

۴.سخت شدن پوسته سطحی خاک

۵.ایجاد حوضچه

۶.آسیب دیدن لایه صافی

۷.رخنه و نفوذ ریشه ضخیم و سنگین شدن سقف.

فناوری های هوشمند

 معماری پایدار به بهره گیری و بهره برداری از منابع طبیعی توجه دارد به گونه ای که نیاز کنونی جهان به انرژی برآورده شود و تامین نیازهای نسل های بعدی به خطر نیفتد. بنابراین استفاده پربازده از منابع انرژی برای صیانت از این منابع امری ضروری است. تعامل با طبیعت و طراحی با نیاز کم به منابع انرژی، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند باد و خورشید و بهره گیری از فناوری های هوشمند به منظور ارتقای امنیت و صرفه جویی در مصرف انرژی، از جمله اصول سوق دهنده به اهداف توسعه پایدار است. تعامل با طبیعت وطراحی با نیاز کم به منابع انرژی، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند باد و خورشید و بهره گیری از فناوری های هوشمند به منظور  ارتقای امنیت و صرفه جویی در مصرف انرژی، از جمله اصول سوق دهنده به اهداف پایداری اقلیمی است.

 

ساختمانهای خورشیدی

انسان از دیر باز همیشه سعی برآن داشته است که از ابزارهای محیطی خود به بهترین شکل ممکن استفاده نماید.انرژی خورشـیدی یکـی از ایـن راهکارهـا بـرای بهـره گیری از مزایای زیاد این منبع بی زوال می باشد. با توجه به پیشرفت معماری و نیاز انسان به رویکردهای جدید، معماری خورشیدی می تواند انسانها را بـه دنیـایی جدیـد رهنمون سازد. معماری خورشیدی مسیریست میانبر برای رسیدن به معماری پایدارواستفاده بهینه از ابزارهاوامکانات فعلی بدون آنکه نیازآیندگان به خطر بیافتد. خورشید عامل ومنشا انرژی های گوناگونی است که در طبیعت موجود است از جمله: سوختهای فسیلی که در اعماق زمین ذخیره شده اند، انـرژی بـاد، رشد گیاهان که بیشتر موجودات برای بقا خود از آن استفاده میکنند. موادآلی که قابلیت تبدیل به انرژی حراراتی و مکـانیکی رادارنـد،امـواج دریاهـا، قدرت حزر و مد که بر اساس جاذبه و حرکت به دور خورشید و ماه حاصل میشود، اینها همه نمادهایی از انرژی خورشیدی هستند.

ساختمانهای خورشیدیخورشـید یکـی از دو منبع مهم

خورشـید یکـی از دو منبع مهم انرژی است که باید به آن روی آورد زیرا به فن آوری های پیشرفته و پر هزینه نیاز نداشته و میتواند به عنوان یک منبع مفید و تامین کننـده انرژی در اکثر نقاط جهان بکار گرفته شود. بر خلاف بعضی از انرژی هـا مثـل انـرژی هـسته ای اثـرات نـامطلوبی از خـود بـر جـای نمیگـذارد و خطرنـاک نیست. برای کشورهایی که فاقد منابع انرژی زیرزمینی هستند، مناسب ترین راه برای دستیابی به نیرو و رشد و توسعه اقتصادی هستند.امروزه استفاده از انرژِی خورشیدی بهر شکلی مطلوب میباشد ولی امکانات اقتصادی طرحهای مختلف باید دقیقا محاسبه شود. بهره گیری از انرژی خورشیدی برای گرم کردن منازل، ازلحاظ فن آوری امکان پذیر میباشد. از نظر اقتصادی نیزبه علت افزایش روزافزون قیمت سوخت های فسیلی وسایرمنابع انرژی و تـلاش متخصصین در کاهش هزینه، محققین و دانشمندان را به ترغیب استفاده ازانرژی خورشیدی بیش ازپیش تشویق نموده است.

میزان صرفه جویی

در میان استفاده از انـرژی خورشیدی در سیستم گرمایش و سرمایش ساختمان ها میتواند در بسیاری از جهات مفید واقع بشود.  باعث صـرفه جـویی بـسیار زیـادی در اسـتفاده از انرژی ها بشود. بطوریکه استفاده از این سیستم ۵۱درصد باعث صرفه جویی انرژی میشود. 

راهکارهای استفاده از سیستم خورشیدی

 الف ) شیمی خورشیدی: در این روش با تابش خورشید بر سطح زمین و ایجاد عمل فتوسنتز در گیاهان و تبدیل دی اکسید کربن به  اکـسیژن و تولیـد مواد غذائی در زمین، عامل بقاء برای انسان و سایر جانداران میشود.

ب ) برق خورشیدی: با استفاده از مبدل های خورشیدی به انرژی الکتریسیته تبدیل میشود که بیشتر قدرت سفینه های فـضایی و  قمرهـای مخـابراتی و سایر دستگاههای الکتریکی در زمین تامین میگردد.

ج) گرما خورشیدی : با استفاده از انواع کلکتورهای و تولید انرژی حرارتی ، جهت تامین آبگرم مصرفی ، حرارات مرکزی و تهویه مطبوع ساختمانها ، و . . . تامین میشود. و به نسبت ۲ روش قبلی کاربرد وسیعی دارد.

گرما خورشیدیانواع سیستمهای خورشیدی

الف) سیستم فتوبیولوژی : در این سیستم عمل فتوسنتز در گیاهان انجام میشود که با استفاده از انرژِی خورشیدی گیاهان تشعشع خورشـید را جـذب کرده و با کمک آن گاز کربنیک آب را به مواد قندی تبدیل میکند.

ب) سیستم شیمیائی: در این سیستم از تشعشع خورشید در عملیات شیمیایی استفاده میشود و در بعضی مواقع از حرارت خورشید به عنوان یک منبع حرارتی بهره گیری شده و عملیات شیمیایی انجام میگیرد.

ج) سیستم فتوولتائیک: سیستمی است که در آن انرژی خورشید بدون بهره گیری از مکانیزمهای متحـرک و شـیمیائی ، بـه انـرژی الکتریکـی تبـدیل میشود،که این اثر را فتوولتائیک می گویند.

د) سیستمهای حرارتی و برودتی: شامل سیستمهای تهیه آب گرم، گرمایش و سـرمایش سـاختمان ها، تهیـه آب شـیرین، سیـستمهای انتقـال و پمپـاژ، سیستمهای تولید فضای سبز (گلخانه ها)، خشک کن ها و اجاق هـای خورشـیدی، سیـستم های سردسـازی، برجهـای  نیـرو، خـشک کن هـای خورشـیدی و نیروگاه های خورشیدی.

 

انرژی تجدیدپذیر چیست؟

انرژی تجدیدپذیر عبارت از هر نوع منبع انرژی است که بدون آنکه مخازن تأمین کننده آن رو به زوال روند، مورد استفاده  قرار گیرد.

مزایا

  • انرژی های تجدیدپذیر زباله و بقایای مشکل آفرین تولید نمی کنند.
  • این انرژی ها پایان ناپذیرند.
  • انرژی تجدیدپذیر را می توان به طور منطقه ای و محلی تولید نمود.
  • این انرژی باعث قطع وابستگی می شود.

طراحی خانه با سیستم غیر فعال خورشید

انرژی خورشیدی غیرفعال نقش مهمی را دراین استراتژی ایفا می کند. بطوری که علاوه بر کاهش هزینـه هـای انـرژی گرمایـشی- سرمایـشی خانـه بـا طراحی خورشیدی غیرفعال؛ راحتی، آسایش، پایداری، جذابیت، تطابق محیطی و… نیز به ساکنان آن اعطـاء مـی شـود. ذاتـا” اهـداف کلـی از اینچنـین طراحی تطبیق پذیر با محیط به استفاده بهینه از انرژی تجدیدپذیر خورشیدی با ریسک پایین  نگهداری در سرتاسر عمر یک ساختمان برمی گردد. نور خورشید قادر است علاوه بر تأمین مقادیر متنابهی گرما، نور و سایه برای یک خانه طراحی شده خوب، تهویه آن در تابستان را نیز ممکن سازد. طراحی خورشیدی غیر فعال قادر است هزینه های انرژی گرمایش و سرمایش را کاهش، سر زنـدگی و نـشاط فـضایی را افـزایش داده و راحتـی را بهبـود بخشد.

موارد دیده شده در یک خانه خورشیدی

 بطوری که در یک خانه خورشیدی ساخته شده با اصول صحیح، موارد زیر درآن به وضوح  قابل مشاهده خواهد بود: ۱. راحتی: خانه های خورشیدی در زمستان گرم و در تابستان خنک هستند.

  1. اقتصادی بودن: صاحبان خانه برگشت سرمایه ممتازی را دریافت می کنند.
  2. دوام و پایداری: خانه های خورشیدی معمولا از مصالح با عمر طولانی و هزینه نگهداری پایینی ساخته می شوند.
  3. جذابیت: خانه های خورشیدی آکنده از نور هستند و خیلی خوب با خارج از منزل مرتبط میشوند.
  4. طبیق پذیری محیطی :خانه های خورشیدی استفاده موثر از منابع انرژی ما را باعث میشوند.

طراحی معماری

طراحی معماری نقشه تصویری

How to use passive solar design to improve your home’s natural lighting and regulate temperature for indoor comfort.

    
   
 طراحی معماری
 

 

روشهای طراحی

طراحی خورشیدی غیر فعال ترکیبی از خصوصیات و ویژگی های ساختمان را جهت کاهش یا حتی حذف نیـاز بـه سـرمایش وگرمـایش مکـانیکی و نـور مصنوعی روز هنگام بکار میبندد. طراحان و ساختمان سازان توجه ویژه ای به خورشید جهت کاهش نیازهای گرمایشی و سرمایشی دارند. لازم نیست طرح پیچیده و مبهم باشد ولی در عین حال دانش و آگاهی از هندسه خورشیدی، تکنولوژی پنجره و اقلـیم محـل را مـیطلبـد. در صـورت وجـود یـک سـایت ساختمانی مناسب می توان طراحی خورشید غیر فعال را در آنجا کامل کرد.

روش های گرمایش غیر فعال خورشیدی

 عموما روش های گرمایش خورشیدی غیر فعال در یکی از۳ دسته بندی ذیل قرار میگیرند: ۱. دریافت ایزوله شده ۲. دریافت غیر مستقیم ۳. دریافت مستقیم

دریافت مستقیم بواسطه تابش خورشیدی استکه مستقیم به داخل نفوذ میکند و در فضاهای زندگی ذخیره میشود.

دریافت غیر مستقیم با بکارگیری برخی مصالح ذخیره حرارتی( نظیر دیوار ترومب ) ، تابش خورشیدی را جمع آوری نموده، ذخیره کرده و پخش مـیکنـد بنابراین از طرق هدایت، تابش یا همرفت انرژی داخل منتقل میشود.

سیستم های دریافت ایزوله ( نظیر فضای خورشیدی ) تابش خورشید را در یک محفظه ای که بطور انتخابی میتواند به بقیه فضاهای  خانه باز یا بسته شود جمع آوری میکنند.

روشهای دریافت مستقیم طراحی خورشیدی غیرفعال سیاستهای طراحی خورشیدی غیرفعال بواسطه موقعیت ساختمان و اقلیم منطقه تفاوت میکنند لـیکن روشـهای پایـه ای یکـسان مـیباشـند .کـه از مهمترین آنها افزایش کسب حرارت خورشیدی در زمستان و کاهش آن در تابستان است.

تکنیک های ویژه عبارتند از

  1. آغاز کار با بکارگیری استراتژی طرح مصرف انرژی بهینه. ۲. جهت دهی راستای محور طولی خانه به صورت شرقی -غربی. ۳. ساختن سایه اندازهای جبهه جنوبی به نحوی که سایه اندازی پنجره را در تابستان تامین و اجازه دریافت خورشیدی در زمستان را بدهند. ۴. افزودن جرم حرارتی در دیوارها یا کف ها به منظور افزایش ذخیره گرمایی و عدم پوشش آن با مبلمان. ۵. استفاده از تهویه طبیعی جهت کاهش یا حذف نیازهای سرمایشی.۶. استفاده از نور روز جهت تامین نور پردازی طبیعی. ۷.جهت یابی و برآورد نوع پنجره انتخابی جهت بهینه سازی کسب گرما در زمستان و کمینه کردن کسب گرما در تابستان برای اقلیم  مشخص.

طویــلتــرین دیــوار خانــه بایــست زاویــه ای در حــدود عــلاوه یــا منهــای ۱۵ درجه جنوب حقیقی جهت بیشترین دریافــت گرمــایی زمــستان و کاهش هزینه های سرمایشی تابستان به خود گیرد. انحراف بـیش از آن مقـدار سـبب کـسب حـرارت زمـستانی کمتـر از حالـت اپتـیمم مـی شـود. در ۳۰درجه ی درصد شرقی یا غربی سمت جنوب کسب حرارت زمستانی تا ۱۵درصد از حالت اُپتیمم کمتر میشود. کوچـک کـردن دیوارهـا و پنجـره هـای شرقی و غربی دریافت گرمای مفرط در تابستان را کاهش میدهد.

 

 

طراحی سایت خانه خورشیدی

به منظور طراحی یک ساختمان با تامین آسایش آن در حد استاندارد، طراح می بایستی کار را با طراحی سایت شروع کند. از طرفی جانمـایی سـاختمان در زمین، با منظر، فضای سبز، فرم ساختمان در ارتباط است.( این ارتباط و تبادل با محیط و منظر به چیدمان عملکردی فضاهای داخلی، اجرای پوسته خارجی، انتخاب مصالح و … وابسته است.) نخستین مرحله بسیار مهم در طراحی ساختمان، مطالعه سایت است. یعنی طراحی فضای باز بین ساختمان هـا با اجتناب از سایه اندازی و با استفاده از گیاهان، بادشکن ها و… به منظور تثبیت شرایط میکرو اقلیمی در اطراف ساختمان.

نتیجه گیری

طراحی بر اساس اقلیم منطقه، کاشت گیاهان همیشه سبز و بلند در اطراف ساختمان می تواند مانعی جهت نفوذ باد به ساختمان باشد و از آنها به عنوان باد شکن استفاده نمود در تابستان درختان در سمت غرب جنوب غرب عملاً در جهت ورود حرارت به ساختمان سودمندند. سطوح منعکس کننده در کف های مشرف به پنجره های آفتاب گیر، ایوان و گلخانه متصل به فضاهای خالی طراحی  گردند. دیوارهایی با مصالح که دارای ضریب حرارتی بالا می باشند در سمت جنوب ساختمان در مناطق سرد سیر استفاده شوند. انتخاب مصالح عایق کاری حرارتی مناسب که بستگی به مقاومت حرارتی آنها دارد.

مزایای دیگر یک ساختمان

از مزایای دیگر یک ساختمان ، نورگیری مناسب آن است تا ضمن آنکه انرژی ذخیره می کند، مصرف برق جهت روشنایی را کاهش میدهد. طراحی ساختمان بر اساس کمترین مقدار اتلاف حرارتی و بیشترین بهره وری از خورشید باشد. استفاده از تکنولوژی هایی که بتوان انرژی خورشید، باد و غیره را ذخیره و  استفاده کرد، و استفاده از تجهیزات بروز ساختمانی ذکر شده در مقاله که از هدر رفتن انرژی جلوگیری می کنند. .

انرژی خورشیدی یک انرژی زوال ناپذیر است که براحتی در اختیار ما قرار دارد و با کمترین هزینه میتوان از آن استفاده کرد. ساختمان های خورشیدی مقرون به صرفه از نظر اقتصادی، جذاب، دوام و راحتی و نگهداری آسانی دارند.

گامی مهم

 با حرکت به سمت ساختمان های خورشیدی گامی مهم در جهت توسعه پایدار برمیداریم و از وابستگی به سوخت های فسیلی فاصله  میگیریم. نمای پنجم معماری در ساختمان های خورشیدی احیا میشود. انرژی خورشیدی پاک است و مثل سوختهای فسیلی آلودگی تولید نمیکند. استفاده بهینه و مطلوب از عوامل طبیعی مثل باد، آب و خورشید و… بهره مندی از طراحی لندسکپ دلخواه و زیبا در سایت. دستیابی به فناوری جدید و ایجاد اشتعال در زمینه های مختلف ساختمانی. -استفاده از مصالح سبک و مقاوم در ساختمانهای خورشیدی. -معماری خورشیدی ، معماری پایدار است.

 

منابع

۱.ﺷﺮﮐﺖ ﻣﺪﯾﺮﯾﺖ ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ و ﻓﻨﺎوري ﻣﯿﺮ، ﮐﺎﻫﺶ ﻣﺼﺮف اﻧﺮژي ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺑﻪ روش ﺑﻬﯿﻨﻪ ﺳﺎزي ﭘﺎراﻣﺘﺮﯾﮏ در ﻓﺎز ﻃﺮاﺣﯽ ﻣﻌﻤﺎر

  1. مریم جعفری ، لیلا زرین، طراحی معماری پایدار با رویکردی از فناوری های نوین ساختمانی در جهت بهینه سازی مصرف انرژی
  2. حاج سقطی ، اصغر. اصول و کاربرد انرژی خورشیدی.تهران : دانشگاه علم وصنعت ایران ، مرکزانتشارات، ۱۳۸۰
  3. صیادی ، مداحی ، محمدپور ، سید احسان ، سید مهدی ، علی. معماری پایدار. نشر لوتوس. ۱۳۹۱
  4. آصفی ، مازیار ، ایمانی ، الناز ، چالشهای فناوریهای نوین در معماری و تعامل آن با ارزشهای معماری اسلامی ایران، فصلنامه علمی ـ پژوهشی. مرکز پژوهشی هنر معماری و شهرسازی نظر ، شماره ۲۱ ، سال نهم ، تابستان ۱۳۹۱
  5. سایت انرژی خورشیدی ایران
  6. جعفری ، مریم . زرین ، لیلا . طراحی معماری پایدار با رویکردی از فناوری های نوین ساختمانی در جهت بهینه سازی مصرف انرژی

www.arocogroup.ir

اخبار و اطلاعیه ها

گروه معماری آروکومشاهده نوشته ها

گروه معماری آروکو با همکاری دفتر نظام مهندسی ۱۸۲۳ ارائه دهنده کلیه خدمات ساختمانی شامل خدمات شهرداری ، نظام مهندسی ، طراحی نما و دکوراسیون داخلی، بازسازی و اجرای ساختمان ها و تولید محتواهای معماری و ساختمانی می باشد

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *