بخشی از مقاله
چکیده:
کاهش مصرف انرژیهای تجدید پذیر در ساختمان یکی از اهداف اصلی معماری پایدار به شمار میآید. برای دستیابی به این هدف، راهکارها و روشهای متنوع و گوناگونی وجود دارد. از جمله آنها ایجاد سرمایش با تهویه طبیعی مناسب، با استفاده از شرایط اقلیمی منطقه در ساختمان است.
بالکن به منظور ایجاد تهویه طبیعی در اقلیمهای گرم و مرطوب، شرایط را برای کاربران ساختمانها به وجود میآورد. بالکن فضای نیمه بازی است که در طراحی بسیاری از ساختمانهای معاصر، در نظر گرفته نمیشود. از دلایل عمده این مسئله افزایش هزینه ساخت و محدودیتهای فضایی است بدیهی است بالکن، به عنوان یک عنصر معماری، علاوه بر نقش عملکردی و تأثیر بر نمود خارجی ساختمان، در رفتار حرارتی بنا و اثرات محیطی آن از طریق سایه اندازی تأثیر گذار میباشد. آنچه مورد سؤال است چگونگی و میزان تأثیر عنصر بالکن بر عملکرد تهویه طبیعی در ساختمان میباشد. روش تحقیق مورد مطالعه تحلیلی توصیفی است و بر اساس مطالعه کیفی صورت گرفته و ابژار گرد آوری دادهها مطالعه منابع مکتوب، اسناد و مدارک میباشد.
واژههای کلیدی: بالکن، معماری پایدار،تهویه طبیعی، سرمایش ایستا، اقلیم گرم و مرطوب
تاثیر بالکن در میزان تهویه طبیعی به منظور مصرف بهینه انرژی
در اقلیمهای گرم و مرطوب
مقدمه
یکی از مهمترین عناصر ساختمانی در شکل دادن به نمای خارجی و ترکیب حجمی ساختمان، بالکن است. بالکن فضای نیمه بازی است که در طراحی بسیاری از ساختمانهای معاصر، در نظر گرفته نمیشود. از دلایل عمده این مسئله افزایش هزینه ساخت و محدودیتهای فضایی است بدیهی است بالکن، به عنوان یک عنصر معماری، علاوه بر نقش عملکردی و تأثیر بر نمود خارجی ساختمان، در رفتار حرارتی بنا و اثرات محیطی آن از طریق سایه اندازی تأثیر گذار می باشد
روش تحقیق
آنچه مورد سؤال است چگونگی و میزان تأثیر عنصر بالکن بر عملکرد تهویه طبیعی در ساختمان میباشد. به این ترتیب در صورت ارتقاء عملکرد تهویه، بالکن میتواند همراستا با سایه اندازی سبب کاهش بار حرارتی ساختمان شده و در غیر این صورت سبب کاهش میزان تأثیر عامل سایه اندازی شود. عملکرد بالکن در رابطه با تهویه طبیعی در چندین پژوهش بررسی شده است. در ادامه پژوهشنهای انجام شده در این زمینه عنوان شده و تناقضات موجود در آنها مورد بررسی قرار گرفته است
پیشینه تهویه در ایران
استفاده از تهویه طبیعی در معماری ایران با اقلیم های متنوع سابقه تاریخی درخشان دارد در بسیاری از شهرهای مرکزی و جنوبی ایران عناصر ویژه تهویه چون بادگیها، عامل شکل گیری فرم معمای و مشخصه نمایان در شهری و بافت بلندترین بادگیر جهان در ساختمان باغ دولت آباد یزد قراردارد علاوه برآن در بسیاری از شهرها، با آنکه نشانی از بادگیر به چشم نمیخورد عامل تهویه اهمیت و بسیاری در شکل گیری ساختمانها و بافت شهری و گسترش آنها داشته و به صورتی ویژه جلوه گر شده است ایران به دلیل قرار گرفتن در موقعیت جغرافیایی ویژه از پنانسیل منحصر به فرد جهت کار برد انرژی باد برخوردار است در سالهای اخیر فعالیتهای قابل توجهی جهت استفاده از انرژی باد در مقیاس کلان صورت گرفته است از سال 88 تعداد 158 توربین بادی با ظرفیت کل 90/6 مگاوات در نقاط مختلف ایران نصب شده و بالغ بر 226/8 گیگا وات ساعت برق تولید نمودهاند.
با وجود پیشرفتی معماری بومی ایران در بهکارگیری تهویه طبیعی به دوره معاصر تحقیقات جدی در این زمینه صورت نگرفته و متون موجود در این زمینه با نگاهی توصیفی و تاریخی به تهیه گزارشهای و جزئی نگر کرده اند - شریعتی، سربندی، 1385، مقدمه - متاسفانه در طراحی ساختمانهای امروزی کشور استفاده از تهویه طبیعی به ندرت مورد توجه قرار می گیرد. در زمینه طراحی معماری و تهویه در ساختمانها، حجم عظیمی از پژوهشها انجام شده در رابطه با تهویه در مورد بادگیرها ست که از مهمترین آنها میتوان تحقیقات بهادری نژاد - 2008 - شریعت زاده - 2006 - معماریان - 1375 - خاریان - 1388 - محمودی - 1387 - روف 2010 - 1995 و منتظری - 2011 - را نام برد در حوزه معماری و شهرسازی بسیاری از پژوهش های انجام شده در مورد بالکن و این عنصر مهم پرداخته نشده است.
تاثیر بالکن در میزان تهویه طبیعی به منظور مصرف بهینه انرژی
در اقلیمهای گرم و مرطوببالکن
نیو، تأمین بالکن را به عنوان الگوی معماری مفید در ساختمان مسکونی ارزیابی میکند که میتواند کیفیت هوای داخلی را به طور قابل ملاحظه بهبود داده و مصرف انرژی ساختمان را کاهش دهد[1]
در پژوهش در مالزی، بالکن به عنوان فضایی انتقالی برای کنترل و ایجاد تهویه طبیعی و آشفتگیهای داخلی و خارجی در آپارتمانهای بلند مرتبه شناخته شده است. این پژوهش، راهروها و بالکنها را سبب کانالیزه کردن باد و رساندن جریان هوا به مناطق مورد نیاز ساختمان دانستند و ذکر میکند که این اجزا به عنوان متصل کننده فضای آزاد خارجی و فضاهای پنام بندی شده درون ساختمان توصیف شوند. کارایی شده و بنابراین ممکن است سبب کاهش کارایی سامانه تهویه مطبوع و مصرف انرژی بیشتر آن شود راهروهایی که در اطراف نمای ساختمان هستند یک منطقه فشار برای هوای خارجی ایجاد میکنند. طراحی این مناطق باید با تقویت سطح فشار هوا در هماهنگی با دیگر اجزای ایستا و بر اساس نیاز به تعویض این اجزا به عنوان فضاهایی که نقش انتقال هوا را از خارج به مناطق مورد نیاز ساختمان به عهده دارند به توانایی جریان هوا و سطح آشفتگی محدود میشود .[2] در ساختمانهای تهویه مطبوع ایجاد آشتفتگی، سبب نشت هوا و اتصال حرارت از درزهای باز شوها ساعتی هوا انجام شود[3] به گفته پاپاملولیس، وجود بالکن در پوسته ساختمان اثرات متضادی میتواند داشته باشد وی تأثیرات مختلف بالکن را به دو دسته تقسیم کرده است. برخی از این اثرات - محافظت از باران و تأثیرات محیطی بالکن در ارتباط با رفتار انرژی ساختمان با توجه به شرایط میتواند مثبت یا منفی باشد به این ترتیب اقلیم در تعیین مطلوبیت یا عدم مطلوبیت بالکن نقش مهمی دارد
هندسه ساختمان در رابطه با تهویه درسه دسته آپارتمانها و ادارات کوچک با تهویه یکطرفه، آپارتمانها و ادرارات کوچک با دودکش متصل به بام، آپارتمانها و ادارات بزرگ با امکان تهویه دو طرفه - بازشودر بیش از یک نما - قابل تفکیک است نمای ساختمانها نیز در دو دسته نماهای مسطح و نماهای غیر مسطح با موانع مانند بالکنها، پیش آمدگی ها دسته بندی میشود که الگوی پیچیده باد و توزیع فشار را روی بازشوها ایجاد میکنند. جریان باد در اطراف نماهای غیر مسطح بسیار پیچیده وابسته به هندسه نمای ساختمان است. مدلهای ایجاد شده و نتایج پژوهشهای انجام شده در مورد تعیین ضرایب فشار وارد بر پوسته ساختمان، از دقت بالایی برخوردار است اما تنها برای ساختمانهای با نمای مسطح میتواند به کار رود.[3]
برخی پژوهشها با انجام آزمایشات تجربی تونل با د و شبیه سازیهای رایانه ای به بررسی توزیع فشار ایجاد شده توسط بالکنها پرداختهاند . از جمله این پژوشها تحلیل، توزیع فشار بر دیوارهای ساختمانی 5 طبقه در دو حالت با وجود بالکن و بدون آن است این پژوهش نشان میدهد که وجود بالکن توزیع فشار را روی دیوار رو به باد تغییر داده اما تغییر قابل توجهی و ضرایب فشار دیوارهای پشت به باد ایجاد نمی کند برای بادهای با زاویه برخورد مایل و عمود نیروهای تهویه در همه اتاقها در طبقه اول و بالا کمک میکند اما نیروهای تهویه در همه اتاق های طبقات دوم و سوم اتاقهای میانی طبقات همکف و بالا کاهش مییابند در مورد باد مایل تهویه ایجاد شده با نیروی باد در سطح بازشوی های رو به باد در طبقه بالا حداکثر است. بالکنها در ارتفاع سایر طبقات سبب کاهش نیروهای تهویه و افزایش آن در قسمتهای مرکزی طبقه بالا میشوند کاهش فشار در طول برشهای میانه و رو به پایین دیوار در همه نقاط روی همکف نقاط بالای فضای بالکن در طبقات میانی و نقاط پوشیده شده توسط بالکنها در طبقه بالا ایجاد میشود [4]در پژوهشی عملکرد بالکن در تهویه خانه ای دو طبقه در کوالالامپور با استفاده از IES بررسی شده است و بر اساس این نتایج تعبیه بالکن سبب افزایش قابل توجه تهویه طبیعی میشود اما نمیتواند به عنوان فضای انتقالی برای کنترل و ایجاد جریان هوای خارجی به داخل و افزایش تهویه طبیعی به کار
