بخشی از مقاله
بررسی کارکرد محیطی و مصرف انرژی آتریوم در ساختمانها
چكیده
یکی از مهمترین چالشهای امروزی در رابطه با مباحث انرژی، مصرف بیش از اندازه سوختهای فسیلی و پیامدهای زیستمحیطی ناشی از آن است. در این راستا یکی از راهحلهای کاهش مصرف انرژی، بکارگیری سامانههای غیرفعال کارآمد در ساختمان میباشد. استفاده از آتریوم در ساختمانها به عنوان یکی از سیستم - های غیر فعال در برخی مناطق مورد توجه بوده است. بکارگیری این ساختار در ساختمانهای مدرن امروزه روز به روز در حال گسترش است، به گونهای که میتوان آتریوم را به عنوان یک مشخصهی معمول در بسیاری از ساختمانهای امروزی دانست. در پژوهش حاضر سعی شده است که بر اساس مطالعات کتابخانهای معتبر پس از بررسی پیشینه تاریخی این فضا، مزایا و معایب آن در سه بعد کلیدی شامل بعد معماری، زیستمحیطی و اقتصادی بررسی گردد.. مقاله حاضر تالش دارد تا با معرفی و بررسی تحقیقات موجود، نکات مؤثر در مراحل اولیه طراحی این گونه ساختمانهای دارای آتریوم به عنوان توصیههایی جهت طراحی استفاده گردد. مطالعات نشان میدهد که طراحی کارآمد آتریوم به عنوان یک خرده اقلیم میتواند عالوه بر ایجاد محیط حرارتی مناسب و فراهم آوردن نور کافی، جهت کاهش و صرفهجویی در مصرف انرژی نیز، یکی از گزینههای مطلوب طراحی محسوب گردد.
واژههای کلیدی: آتریوم، مصرف انرژی، ساختار غیرفعال، کارکرد محیطی
مقدمه
محدودیت منابع فسیلی از یک طرف، پیامدها و عواقب ناشی از مصرف این سوختها از طرف دیگر موجب تغییر نگرش استفاده از این منابع شده است و محقق را به سمت استفاده از انواع دیگر انرژیها سوق داده استت. انقتالب صتنعتی و صتنعتی شتدن موجب استفادهی بیش از پیش از این سوختها شد که به دنبال آن زنگ خطری در دهههای 07 و 07 میالدی به صدا درآمد. در نتیجهی آگاهی نسبت به مسائل محیطزیست و همچنین مشکالت فرهنگی-اجتماعی و اقتصادی مفهوم پایداری در دهتهی 0707 میالدی به وجود آمده است.[1] کشورهای توسعه یافته در زمینه انرژی پیشرو بودهاند، درحالیکته در کشتورهای دیگتر کمتر به مسائل انرژی توجه شده است. مسئله انرژی یک مسئله جهانی است و تنها یک کشور و یا چند کشتور قتادر بته حتل مشکالت ناشی از مصرف بیش از حد آنها نیستند و حل این مشکالت نیازمند همکاری تمام کشورهای جهتان استت. در ایتن راستا هر کشور باید سهم خود را از مصرف این سوختها و آسیبهایی که به طبیعت و محیطزیست وارد متیکنتد را کتاهش دهد.
معماران سنتی در طراحیهای خود با بکارگیری سامانههای غیرفعتال و بته وجتود آوردن بناهتای ارزشتمند از لحتای زیبتایی شناختی، وابستگی بنا به منابع تجدید ناپذیر را کاهش دادند. همچنین محیطهای راحت داخلی در مناطق بتا شترایط ستخت اقلیمی را به وجود آوردند. اما با پیشرفت تکنولوژی و در دسترس بودن وسایل مکانیکی سرمایشی و گرمایشی، نیاز به طراحی - های اقلیمی نادیده گرفته شد و ساکنین ساختمانها جهت رسیدن به محیط حرارتی راحت بر سیستمهتای مکتانیکی متکتی شدهاند. به دنبال وابستگی زیاد به وسایل مکانیکی مصرف سوختهای فسیلی افزایش یافت. بتا رجتوع بته معمتاری ستنتی و آموختن از آن میتوان پاسخی مناسب جهت کاهش این وابستگی یافت. نیاز به بررسی بیشتر این سامانه غیرفعال با توجه بته استفاده روزافزون آن و همچنین عدم وجود مطالعات کافی در این زمینه از اهمیت بسیاری برخوردارست. در این مطالعه هدف اصلی دسته بندی مزایا و معایب این فضا، جهت ارائه درک درستی از آن به معماران و طراحان میباشد.
سامانههای غیرفعال1
سیستم غیر فعال خورشیدی، سیستمی است که قسمتهایی از جداره پوسته خارجی را تشکیل میدهد و به گونتهای طراحتی شده است که با یک مکانیسم غیرفعال، انرژی خورشیدی را در خود جمعآوری و ذخیره مینماید تا در زمان مناسب به فضتای داخلی ساختمان منتقل گردد (مانند فضای گلخانهای(. سامانه فعال و غیر فعال خورشیدی با توجه بته محتدود بتودن منتابع فسیلی و آلودگیهای ناشی از استفاده از این گونه منابع، جوامع اندیشمندان را بدان واداشته است که از انرژیهای تجدید پذیر به جای منابع فسیلی استفاده کنند. در سامانه غیر فعال خورشیدی ساختمانها بته گونتهای طراحتی میشتوند کته نیازهتای سرمایش،گرمایش و نور رسانی در آنها به صورت طبیعی و همساز با اقلیم تأمین گردد و به این دلیل سامانه غیر فعال نامیده میشوند که نیاز به فعالیت تجهیزات سرمایشی و گرمایشی به حداقل ممکن میرسد .[2]
تعاریف آتریوم
آتریوم در فرهنگ لغت به شکل زیر تعریف شده است:
- حیاط اصلی باز یک خانه رومی.
- یک سالن مسقف با شیشه، غالبا به صورت مرکزی که بواسطه چندین طبقه در امتداد یک ساختمان کشتیده شتده است، از قبیل یک مرکز خرید یا هتل.
- یک حیاط در جلوی کلیسای قرون وسطی یا مسیحی اولیه است .[3]
فضای آتریوم یک فضای بزرگ و تقریبا شیشهای به ویژه در ساختمانهای غیرمسکونی است. یک فضای محبوب و عامه پسند است که با یک روند رو به رشد در طول قرنها مورد استفاده قرار گرفته است .[4]
پیشینه تاریخی آتریوم
توسعه آتریوم در تاریخ به طور پیوسته اتفاق نیافتاده است؛ در این بخش روند توسعه آنها به طور مختصر شرح داده میشتود. استفاده از آتریوم به زمانهای قدیم در بینالنهرین برمیگردد. فرم آتریوم ستنتی بته 0777 ستال قبتل از متیالد، در بقایتای باستانی یک خانه حیاط مرکزی در اور2 برگشت داده شده است .[4] تعریف کالسیک اصطالح آتریوم به یک حیاط مرکزی در یک خانه رومی اشاره دارد .[5] در این دوره آتریوم مسقف نبوده است و سقف آن حفرهای جهت آوردن نور به داخل قرار داشته است که به آن کامپلوویوم3 گفته شده است. وسط آتریوم حوضی جهت جمعآوری آب باران وجود داشته که آن نیز ایمپلوویوم4 نامیده شده است .[6] این بخشها در خانه رومی در شکل (2( مشخص شده است.
شكل :(2( مقطع، پالن و پرسپكتیو یک نمونه خانهرومی .[7]
به طور عمده بر اساس کار بدنار(0701( [8] 5 و ساکسون(0771( [9] 6 توسعه مدرن آتریتومهتا در سته دوره اتفتاق متی - افتد.[01]
در اوایل قرن نوزدهم استفاده از شیشه و فلز به عنوان عناصر قابلتوجه در معماری شروعی برای توسعه بود، که به شدت فرم قدیمی حیاط مرکزیها را تغییر داد و ایده قدیمی خانه حیاط مرکزی را به مفهوم واقعی یک آتریوم توسعه داد. دورهاول توسعه آتریومهای مدرن از اوایل قرن نوزدهم همزمان با انقتالب صتنعتی روی داد .[01] در اواختر قترن نتوزدهم، دورهی جدیتدی از ساخت آتریومهای مدرن در ایاالت متحده آمریکا صورت گرفت. نمونههای اروپایی پیش از آن اغلب به عنوان الگو مورد استفاده قرار گرفت، اما به منظور مبارزه با مشکالت آتشسوزی، ساختمانها عمدتا بنایی شدند و تنهتا در منطقتهی تعریتف آتریتوم از آهن، فوالد و شیشه استفاده شد .[5] مرحلهی سوم در اواخر قرن بیستم، تحوالت کالبدی این فضاها پس از رکود اقتصادی بعد از جنگ جهانی سوم پدید آمد. پس از یک دوره رکود در اواسط قرن بیستم توسعه یافت. دلیل محبوبیت آتریوم در این دوره به طور عمده دو عامل است: علل اقتصادی و اجتماعی و عامل فناوری. در این دوره تا بته امتروز نته تنهتا تعتداد بتیستابقهای از ساختمانهای آتریوم ساخته شده داریم، بلکه مفهومش نیز با نقشهای جدید سازگار شده است و انواع جدید از توستعه ادامته یافته است. در سالهای اخیر آتریومها در داخل بیمارستانها، مدارس، کتابخانهها و غیره گنجانده شدهاند. چیزی کته در ایتن زمان شناخته شده است این است که آتریوم جنبه حیاتی و هیجانانگیز عصر معماری حاضر است.
انرژی و ساختمان
تنها 0030 درصد مصرف انرژی اولیه جهانی مربوط به منابع انرژی تجدیدپذیر است. بنابراین مصرف انرژی اولیه جهان در حال حاضر توسط حاملهای سوختهای فسیلی نشان داده شده است. منابع نفتی سهم بیشتر از یک سوم 0131( درصد( از مصرف انرژی جهان را دارند .[00]
شکل :(0( مصرف انرژی اولیه جهان .[00]
بخش ساختمان مسئول حداقل 17 درصد از مصرف انرژی در بسیاری از کشورها در سراسر جهتان استت. در ایتاالت متحتده، ساختمانها حدود 10 درصد از کل برق مورد استفاده در هر سال را مصرف میکنند و 03 درصد از انتشتار دی اکستید کتربن آمریکا و 7 درصد جهان را تولید میکنند. روند مصرف انرژی آینده در این بخش همچنان رو به افزایش استت و بتا توجته بته اطالعات انرژی ایاالت متحده 7 ، مصرف انرژی کل در سال 2703 حدود 27 درصد از سطح مصرف فعلی افزایش میابد. به
عنوان یک نتیجه، ترکیب استراتژیهای انرژی کارآمد در طراحیها، جهت به حداقل رساندن انرژی مورد استفاده در ساختمان - ها مهم است، در حالیکه به طور همزمان سطح آسایش داخلی ساختمان را بهبود دهد .[02] ایران یک کشور درحال توستعه است و میزان مصرف سوختهای فسیلی و انتشار گازهای گلخانهای در آن زیاد است. ایتران بتا داشتتن حتدود یتک درصتد از جمعیت جهان، حدود نه درصد از فرآوردههای نفتی دنیا را مصرف میکند. در سالهای اخیتر رشتد مصترف انترژی در جهتان ساالنه یک تا دو درصد و در ایران پنج تا هشت درصد بوده است. بهعبارتدیگر رشد مصرف انرژی در ایران بیش از پنج برابتر متوسط رشد مصرف در جهان است .[00] نیاز به کاهش مصرف انرژی در بخشهای مختلف صنعت، ساختمان، حمل و نقل و...
یک مسئله کامال بدیهی و مشهود است که نیاز به توجه زیادی دارد.
