بخشی از مقاله
بررسي کيفي و کمي انواع سيستم هاي برودتي رايج در بناهاي مسکوني روستايي، مطالعه موردي : روستاي خور
چکيده
روستاي خور واقع در استان خراسان جنوبي، داراي آب و هواي گرم و خشک است . همين امر ضرورت توجه به امر سرمايش را در اين منطقه تقويت مي کند. خانه هاي قديمي موجود در روستا، داراي بادگيرهايي در مسير بادهاي اصلي اين منطقه هستند. اين بادگيرها درايام گذشته نقش سيستم سرمايشي بناها را به عهده داشتند. امروزه با ورود تکنولوژي و تغيير سبک زندگي ساکنين و همچنين افزايش ميزان گرد و خاک توليدي در منطقه ، عملکرد بادگيرها مختل شده و بسياري از ساکنين جهت سرمايش خانه خود، به استفاده از روش هاي جديد مانند به کارگيري کولرآبي و گازي روي آورده اند.
در اين مقاله که از نوع کاربردي است و به روشي ترکيبي از نمونه هاي موردي و تحقيقات پيمايشي ميداني و جمع آوري اطلاعات از اسناد کتابخانه اي نگاشته شده است ، پس از توضيحات مقدماتي درباره موقعيت و شرايط روستاي خور، به بررسي هريک از سيستم هاي سرمايشي متداول ( بادگيرهاي سنتي، کولرهاي آبي و گازي ) به علاوه يک سيستم تلفيقي پيشنهادي و مقايسه کمي و کيفي بين آن ها پرداخته مي شود. در بررسي کمي اين روش ها، با شناخت نحوه ي سازوکار هر سيستم وميزان مصالح و نيروي کار ، ميتوان هزينه هاي هر سيستم را در طول چرخه عمر آن –در اين مقاله مدت ٢٠ سال - به دست آورد و در نهايت آن ها را در نموداري مقايسه کرد. با توجه به نتايج به دست آمده ، کولر گازي پر هزينه ترين سيستم در اين روستا محسوب مي شود. کولر آبي و بادگير تلفيقي جديد، از نظر هزينه در رتبه هاي بعدي قرار دارند و بادگير سنتي موجود در روستا کمترين هزينه را دارا مي باشد. از نظر کيفي، با وجود شرايط مطلوب آسايشي و بهره برداري در کولر گازي، بادگيرهاي بهينه شده ارزش بالايي در ارتقاي سطح مطلوبيت معيارهاي تعريف شده کيفي نشان ميدهد.
واژگان کليدي : روستاي خور، سيستم سرمايشي، بهينه سازي مصرف انرژي، هزينه چرخه عمر(LCC)، تصميم گيري چند معياره
مقدمه
از زمان هاي دورتا به حال ، خنک سازي فضاهاي داخلي و جلوگيري از ورود گرماي خارج ساختمان به داخل در مناطق گرمسير کشور از جمله نکات مهم در طراحي بناها محسوب مي شود.
با نگاه به معماري بناهاي قديمي موجوددرشهرهاي گرمسير، ميتوان اهتمام معماران آن دوران را در طراحي با رويکرد خنک سازي داخلي، مشاهده نمود. در بسياري از بناهاي قديمي با به کارگيري مواهب و منابع طبيعي در سيستم هاي سرمايشي و گرمايشي ساختمان ، با صرف هزينه و اتلاف کمتر انرژي، شرايط آسايش براي افراد خانه فراهم مي شد.
امروزه در يک ساختمان معمولي داراي تهويه مطبوع و در نواحي گرم ٧٠ تا ٨٠ درصد کل مصرف انرژي فقط صرف بهره برداري از سيستم هاي آسايش دروني مي شود، درحاليکه تنها ٢٠ تا ٣٠ درصد باقيمانده در توليد مصالح ، ساخت و ساز و تخريب ساختمان صرف مي شود (هالگر کوخ ، ١٣٨٥). بنابراين با توجه به محدوديت منابع فسيلي، رشد بالاي مصرف سالانه انواع انرژي در ايران ، عدم کارايي فني و اقتصادي مصرف انرژي و هدررفتن قريب به يک سوم از کل انرژي در فرايندهاي مصرف و مشکلات فزاينده زيست محيطي ناشي از آن ، ضرورت مديريت مصرف انرژي و بالا بردن بازده و بهره وري انرژي را بيش از پيش آشکار ساخته است . توجه به اين امر در طراحي و ساخت بناها در شهرها وروستاهاي کشور بسيار حائز اهميت است . در اين مقاله ضمن معرفي روستاي خور و شرايط حاکم بر آن ، به بررسي و مقايسه سيستم هاي سرمايشي قابل استفاده در آن و انتخاب سيستم مناسب بر اساس عوامل کمي و کيفي پرداخته مي شود.
سؤالات مطرح شده
- آيا راهکاري براي انطباق سيستم هاي قديمي برودتي با شرايط جديد امروزي وجود دارد؟
- هزينه چرخه عمر وسايل برودتي رايج مورد استفاده در اين روستا چه ميزان است ؟
- سيستم برودتي مناسب از منظر انطباق با شرايط خاص محيطي روستاي مذکور کدام است ؟
معرفي روستاي خور
موقعيت در تقسيمات سياسي و اداري کشور
از نظر تقسيمات کشوري، روستاي خور يکي از روستاهاي دهستان خوسف از توابع بخش مرکزي شهرستان بيرجند در استان خراسان جنوبي است .بخش خوسف با وسعت ١٣١٤٤ کيلومتر مربع در ٣٥ کيلومتري جنوب غربي بيرجند قرار گرفته و اخيرا يکي از نقاط شهري شهرستان بيرجند محسوب مي شود.
خوسف از شمال به سرايان ازبخش هاي فردوس ، از خاور به بخش مرکزي ، از جنوب به نهبندان و از مغرب به شهرستان طبس محدود مي شود. (بنياد مسکن انقلاب اسلامي، ١٣٨٦) موقعيت جغرافيايي خور، روستايي کويري است که از نظر موقعيت جغرافيايي، در طول جغرافيايي ٢٥-٥٨ و عرض جغرافيايي ٥٦-٣٢ قرار داشته و داراي ١٣٠٠ متر ارتفاع از سطح دريا مي باشد. اين روستا در مسير ارتباطي طبس به بيرجند قرار گرفته و مجاور پايگاه ١٢ شکاري نيروي هوايي بيرجند مي باشد. (بنياد مسکن انقلاب اسلامي، (1386
ويژگيهاي اقليمي مناطق کويري
از جمله ويژگيهاي معماري مناطق کويري و گرم و خشک ميتوان به موارد زير اشاره کرد:
- در اين مناطق از ايران در اثر وزش بادهاي مهاجر که از جنوب غربي و شمال غربي به طرف استوا مي وزد هوا بسيار خشک است . آسمان در بيشتر اوقات سال بدون آب بوده و اشعه منعکس شده از سطح زمين بسيار بالاست و مه ، طوفان و گرد و خاک در بعضي از شهرها اتفاق ميافتد. بارندگي و رطوبت هوا بسيار کم و خشکي هوا بسيار بالاست .
- در اين مناطق ، تعداد و مساحت پنجره ساختمان ها به حداقل ميزان ممکن کاهش يافته و براي جلوگيري از نفوذ پرتوهاي منعکس شده از سطح زمين اطراف ، پنجره ها در قسمت فوقاني ديوارها تعبيه شده است .
دراين مناطق سعي شده است از ايجاد کوران و ورود هواي خارج به داخل ساختمان از طريق پنجره و بازشو به ويژه در هواي گرم جلوگيري شود. ولي تدابير ديگري از جمله ايجاد بادگير براي خنک سازي هواي داخلي به صورت طبيعي انديشيده شده که بسيار مؤثر است .
- استفاده از حياط هاي داخلي درخت کاري شده و معطوف ساختن فضاهاي زندگي به اين حياط ها، از عمده ترين ويژگيهاي معماري اين اقليم است . حياط هاي 35 داخلي که شامل درخت ، حوض و سطح گياه کاري شده است ، يکي از مؤثرترين عوامل ايجاد رطوبت محسوب مي شود. (کسمايي،١٣٨٩) منابع آبي روستا در سرزميني که اقليم آن خشک و کم بارش است ، مردمان قدر آب را به خوبي مي دانند و استفاده از آن را کارکردي اقتصادي - فرهنگي بخشيده اند. در حال حاضر آب روستا به وسيله يک قنات تأمين مي شود. اهالي روستا معتقدند که خور ٧٢ قنات رو به قبله داشته و بسيار آباد بوده که براثر زلزله ، جنگ و خشکسالي از بين رفته اند. روستاييان معتقدند که قنات هايشان آب خوبي دارد و امکان لايروبي تعدادي از آن ها وجود دارد. (بنياد مسکن انقلاب اسلامي، ١٣٨٦) موقعيت اقليمي اقليم روستا دردو مقياس خرد و کلان قابل بررسي است . شرايط اقليمي کلان (ماکروکليما) بيش از هر چيز وابسته به عوامل محيطي در مقياس منطقه اي و نيز سيستم هاي جهاني کنترل کننده آب و هوا است . اقليم خرد (ميکرو کليما) نيز تحت تأثير موقع و مقر جغرافيايي روستا وبيش از همه ارتفاع روستا و جهت کوه هاي اطراف آن است . روستاي خور به لحاظ قرار گرفتن در آب و هواي گرم و خشک در معرض بادهاي گرم و سوزان بوده و با کمبودها و نارسايي و محدوديت هاي زيست محيطي روبه رو است . بررسي جداول آب و هوايي نشان ميدهد که بيشترين دما در ماههاي تير و مرداد و کمترين آن مربوط به دي ماه است .
ميانگين سالانه رطوبت نسبي، به دليل شرايط اقليمي خور، بارندگي کم و نامنظم و نوسانات شديد درجه حرارت و تبخير زياد برابر ٢٩% است . اين روستا جزو مناطق کم باران کشور بوده و متوسط بارندگي ساليانه آن ١٠٣ ميلي متر ميباشد و تعداد ماه هاي خشک سال که تقريبا هيچ بارشي درآن اتفاق نمي افتد ٦ماه است . بر مبناي ميانگين ساعات آفتابي در دوره ٦ساله (٢٠٠٥- ٢٠٠٠) ميتوان گفت ميانگين روزانه ساعات آفتابي ٩.١ ساعت است و يخبندان وجود ندارد. (بنياد مسکن انقلاب اسلامي، ١٣٨٦)
توجه شود که اختلاف بالاي دماي شب و روز که يکي از خصوصيات بارز مناطق کويري ميباشد باعث کم شدن متوسط درجه حرارت اين منطقه مي شود. به عنوان مثال بيشينه دما در روستاي خور طبق آمار ارائه شده توسط اداره هواشناسي خراسان جنوبي در دوره آماري مورخ ٨٧.٣.٢٤ برابر + ٤٥،٦ و کمترين دماي گزارش شده در تاريخ ٨٦.١٠.٣٠ و برابر با -٢٠ درجه گزارش شده است .
بادهاي منطقه
روستا چند باد اصلي دارد: از بادهاي مفيد روستا ، فرح باد است که نويد بخش باران است و روستاييان معتقدند هر وقت اين باد وزيدن بگيرد، باران خواهد باريد. امکان وزش اين باد در ماه هاي دي، بهمن ، اسفند و فروردين وجود دارد. جهت اين باد از سمت جنوب شرقي به شمال غربي است . باد ديگري که وجود دارد کوه باد است که از سمت شمال مي وزد.
بادگيرها که مورد مصرفشان در تابستان ها است ، غالبا به سمت اين باد جهت گيري کرده اند. به اين دليل به آن کوه باد ميگويند که از سمت کوه مي وزد. وجود گرد و خاک زيادي که از اين باد به داخل روستا وارد ميشود و همچنين جهت گيري موافق بادگيرهاي روستا با اين باد، موجب بروز مشکلات عديده ناشي از ورود گرد وخاک در داخل مناطق مسکوني و از طريق بادگيرها مي شود. از ديگر بادها، سياه باد است که نامطلوب و حامل گرد و غبار است و از سمت شمال غربي ميوزد. اين باد با اينکه قدرت بادکوه را ندارد، ولي به دليل وزش در فصل زمستان تنها براي محصولات کشاورزي مخرب محسوب شده و گرد و خاک چنداني را به داخل روستا وارد نمي کند. باد غالب ديگري که در اين منطقه قابل اشاره است تفت باد نام دارد که باد گرم و سوزاني است که در تابستان و اوايل پاييز ميوزد و براي کشاورزان نامطلوب است و به گفته اهالي اين باد محصولات کشاورزي آن ها را خشک مي کند ولي از آنجا که جهت آن مخالف جهت ورودي بادگيرهاي روستا است ، گرد و غباري را به داخل خانه هاي مسکوني روستاي خور وارد نمي کند .
از ديگر بادهاي معروف چله باد است که سه ماه وزيدن ميگيرد و ازسمت شمال ميوزد، باد نامطلوبي است و گرد و غبار دارد. نکته ديگر اينکه در اين مناطق گردباد و شن باد هم وجود دارد که مخصوصا در مناطق پر شن بيشتر آزار دهنده هستند. (بنياد مسکن انقلاب اسلامي، ١٣٨٦)
شناخت انواع مصالح ساختماني غالب
خانه هاي روستايي حاشيه کوير همواره به صورت مجموعه اي از خشت و گل با سقف مدور، مجسم مي شود. از مزاياي اين مصالح ميتوان به امکان ساخت آن در محل توسط بوميان اشاره کرد؛ اين مصالح همچنين با ظرفيت بالاي حرارتي تبادل حرارت داخل و خارج بنا و در نتيجه اتلاف انرژي را کاهش ميدهد. (اکرمي، واعظ معروفي، ١٣٨٧)
سيستم هاي سرمايشي در روستاي خور
قرارگيري اين روستا در بخش کويري ايران ، ضرورت اهتمام درارتقاي سيستم سرمايشي در اين منطقه را توجيه مي کند. بر اساس نقشه هم دماي استان خراسان جنوبي، روستاي خور از جمله نقاطي است که داراي بيشترين دماهاي منطقه است ؛ اين امراهميت توجه به ايجاد سيستم هاي سرمايشي در بالاترين حدکيفي با کمترين آسيب و هزينه را بيشتر از ساير نقاط را نشان مي دهد.
(اکرمي، واعظ معروفي، ١٣٨٧)
وسايل متداول سرمايشي
ميدانيم که راههاي مورد استفاده براي خانه هاي مسکوني روستايي که در يک منطقه گرم و خشک ، مانند روستاي خور واقع شده عمدتا به روش سنتي بادگير است . اين روش که از ديرباز مورد استفاده قرار ميگرفته هنوز هم در بسياري مناطق کاربرد دارد. با پيشرفت علم و افزايش رفاه طلبي ساکنين روستا، مشکلات پيرامون استفاده از اين روش که پيش از اين نمود بسيار کمتري داشت ، بيشتر به چشم مي آيد. به طور مثال يک خانواده روستايي که تا پيش از اين نگران نشستن گرد و خاک بر روي وسايل صوتي و تصويري مدرن خود نبود، اکنون با اين مطلب مواجه ميشود که استفاده از بادگيرهاي سنتي حجم زيادي از گرد و خاک را بر روي اين وسايل مي نشاند. اين دلايل سبب اين شد که خانواده هاي روستايي مانند روستاي خور، رو به استفاده از آن دسته وسايل سرمايشي بياورند که الزاما مناسب اين منطقه و شيوه زندگي در آن نباشد. دو مورد از اين وسايل که عمدتا مورد استفاده تعدادي از خانواده هاي ساکن در اين مناطق است ، کولرهاي آبي و گازي است که در کنار بادگيرهاي سنتي وظيفه خنک سازي خانه هاي اين مناطق را بر عهده دارند. در ادامه بعد از معرفي کوتاهي از سيستم هاي ذکر شده ( بادگيرهاي سنتي، کولر آبي و گازي ) و پيشنهاد سيستمي بين اين سيستم ها از روش ترکيب بادگيرهاي سنتي و کولرهاي آبي که در واقع سيستم بهينه شده روش سنتي بادگير است ، به مقايسه در دو دسته کميتي و کيفيتي پرداخته شده است . محاسبات کمي بدين گونه صورت گرفته است که براي خانه هاي موجود در روستاي خور، نخست با استفاده از محاسبات هزينه اي، هزينه چرخه عمر١ مربوط به هرکدام از اين چهار سيستم به صورت جداگانه محاسبه و در نهايت در نموداري مقايسه ميشوند. بعد از مقايسه کمي، بين سيستم هاي ذکر شده ، از نظر معيارهاي با اهميت تر که ارتباط بيشتري با روستاي خور دارند و به روش AHP ، مقايسه اي صورت ميگيرد و در قسمت انتهايي، نتيجه حاصل از اين مقايسه ها بيان مي گردد.
