بخشی از مقاله
چکیده:
اجرای روش های مناسب در طراحی ساختمان که با اقلیم محل زندگی هماهنگی داشته باشد همواره مورد نظر معماران ساختمان بوده است.طراحان ساختمانی با کمک اقلیم شناسان از حداکثر امکانات بالقوه آب و هوایی هر منطقه استفاده می کنند. استفاده از انرژی های طبیعی در ساختمان به صرفه جویی در مصرف سوخت و مهمتر از آن به افزایش کیفیت آسایش و بهداشت محیط مسکونی و سالم سازی محیط زیست منتهی می شود.
تهویه ی طبیعی به عنوان یکی از مسائل طبیعی در رسیدن به یک ساختمان پایدار در اهمیت اصلی قرار می گیرد، تراس یک المان معماری متفاوت است که به عنوان واسطه ای برای تهویه طبیعی و کاهش مصرف انرژی در ساختمان در نظر گرفته شده است و این ابزار به منظور ایجاد آسایش دمایی برای ساکنین به وسیله ی تهویه ی بهتر و جلوگیری از استفاده از دستگاههای تهویه ارزشمند می باشد.
میزان نوری که در طول روز از خورشید بر سطح ساختمان تابیده میشود و تولید گرما می کند مقدار زیادی از انرژی مورد نیاز ساختمان را تامین میکند. در این پژوهش سعی شده میزان گرمای تولید شده توسط اشعه ی خورشید و تاثیری که تراس - بالکن - بر میزان گرما وکاهش مصرف انرژی ساختمان دارد از طریق شبیه سازی در نرم افزار design builder و مقایسه یک ساختمان معمولی با ساختمانی که دارای تراس گسترده - حیاط در ارتفاع - است مورد بررسی قرار گیرد .
نتایج شبیه سازی نشان داده که ساختمانی که دارای تراس - بالکن - است انرژی کمتری جهت گرمایش و سرمایش مصرف می کند و دمای هوا در این ساختمان در تابستان پایین تر و در زمستان بالاتر از ساختمان های مشابه ولی بدون تراس است.
مقدمه
از رویکرد های انرژی پایدار آن است که با کمترین میزان استفاده از سوخت های فسیلی و بیشترین استفاده از انرژی های تجدید پذیر انرژی مورد نیاز ساختمان را تامین کرد. معماری گذشته ایران با دانش تجربیات و الگوهای ارزشمند، نمایشگر راه حل های خردمندانه در این زمینه است. این معماری در هماهنگی با محیط پیرامون خود و به پیروی از آن چهره ای خاص یافته است، که در بهره گیری از نیروهای طبیعت یا مقابله با شرایط بسیار سخت اقلیمی موفق بوده است.از میان نیروهای طبیعی و عوامل اقلیمی تاثیرگذار بر این معماری، تابش نور خورشید مهمترین عامل محسوب می شود.
برودت بسیار زیاد هوا در بخش عمده ای از سال ، در نواحی سرد و کوهستانی باعث شده است تا حداکثر استفاده از تابش آفتاب، بهره گیری از نوسان روزانه دما ، حفظ حرارتی و جلوگیری از باد سرد زمستانی در فضاهای مسکونی امری ضروری گردد . لذا فرم بنا در جهت مقابله با سرمای شدید طراحی و اجرا می شود
در این پژوهش سعی شده میزان گرمای تولید شده توسط اشعه ی خورشید و تاثیری که تراس - بالکن - بر میزان گرما وکاهش مصرف انرژی ساختمان دارد از طریق شبیه سازی در نرم افزار design builder و مقایسه یک ساختمان معمولی با ساختمانی که دارای تراس گسترده - حیاط در ارتفاع - است مورد بررسی قرار گیرد.
اقلیم
اقلیم تا آنجا که با آسایش انسان رابطه برقرار می کند نتیجه ی عواملی همچون تابش آفتاب- دمای هوا- رطوبت هوا- وزش باد و میزان بارندگی است .
الف - تابش آفتاب
تابش اشعه ی خورشید به سطح زمین باعث ایجاد گرمای طبیعی می شود.
ب - دمای هوا
میزان گرما و سرمای سطح زمین عامل اصلی تعیین کننده درجه حرارت هوای بالای آن است.هوا عبور دهنده کلیه طیف های نور خورشید بوده و در اثر دریافت اشعه خورشید دمای آن به طور مستقیم افزوده نمی گردد اما لایه های هوا به وسیله تماس با سطح زمین که در اثر دریافت 10 تا 15 درصد حرارت خورشید گرم شده اند؛ گرم می شوند و سپس لایه های گرم شده ی هوا، گرمای خود را به وسیله جابجایی به لایه های دیگر منتقل می کنند. جریان هوا و باد نیز باعث تماس بیشتر توده های عظیم هوا با سطح زمین شده و بدین طریق باعث گرمی هوا می شود.و عکس این مطلب در زمستان و شب رخ می دهد. بدی ترتیب که هوا در اثر تماس با سطح زمین گرمای خود را از دست می دهد و سرد می شود. در نتیجه میزان تغییرات روزانه و سالانه درجه حرارت هوا به تغییرات درجه حرارت سطح مورد تماس آن بستگی دارد.
با توجه به اینکه سطح دریاها خیلی آهسته تر از سطح زمین تحت تاثیر آفتاب گرم می شوند لذا میانگین درجه حرارت هوای بالای خشکی ها در تابستان بالاتر و در زمستان پایین تر از میانگین درجه حرارت هوای بالای دریاهاست. ارتفاع از سطح دریا نیز تعیین کننده درجه حرارت هوا می باشد و در یک عرض جغرافیایی مشخص، مناطقی که در ارتفاع بیشتری قرار دارند سردتر از مناطق پایین تر هستند.
ج - رطوبت هوا
منظور از رطوبت هوا مقدار آبی است که به شکل بخار در هوا وجود دارد، که این بخار از طریق تبخیر آب سطح اقیانوس ها و دریاها و همچنین سطوح مرطوبی چون گیاهان وارد هوا می شود. هرچه هوا گرمتر باشد بخار آب بیشتری را در خود نگه میدارند. به عنوان مثال ظرفیت پذیرش بخار آب در هوایی که دمای آن 18 درجه سلسیوس است 3 برابر هوایی است که دمای آن 2 درجه سلسیوس می باشد. همچنین با کم شدن ارتفاع، تراکم بخار آب در هوا زیاد می شود.
یکی از ویزگی های بومی این اقلیم استفاده از ایوان و حیاط های کوچک است - شاطریان،. - 1392 حذف حیاط و فضای باز خصوصی از زندگی و نیاز به حضور آن برای تحقق عملکردهای وابسته به آن باعث به وجود آمدن تراس و بالکن هایی در این آپارتمان ها شده است.
بالکن - تراس -
بالکن یا تراس بخشی از یک ساختمان است که حد فاصل بخش های بسته ساختمان و فضای باز بیرون است و حداقل از یک طرف در مجاورت هوای آزاد قرار می گیرد.
تراس ها از طریق عواملی می توانند کیفیت هایی را در خود پرورش دهند که در تبدیل آنها به حیاط موثر باشند.
· سهم آسمان و دید زیبا
· جهت گیری صحیح نسبت به خورشید و سایر عوامل اقلیمی
· دادن نقش به تراس
· همجواری و نفوذ فضاها
· خلوت دیداری و شنیداری
تراس به عنوان یکی از فضاهای خانه مطرح می شود و طراحی آن باید همگام با سایر فضاها باشد ، نه اینکه به شکل الحاقی به خانه افزوده شود. قرارگیری تراس در جهت مناسب سبب ایجاد آسایش در آن می شود.
عالی ترین محل برای تراس جهت جنوب است . این تراس ها در غالب اقلیم ها خصوصا در اقلیم های سرد مطلوب هستند و در کنترل میزان تابش به فضای زندگی نقش بزرگی دارند. در اقلیم های گرم نیز تراس های جنوبی در کنترل تابش موثرند ولی در روزهای گرم تابستان تابش مستقیم و آزار دهنده دارند.
پیشینه تحقیق دررابطه با بهینه سازی و کاهش مصرف انرژی ساختمان درایران پژوهشی توسط خانم مرجان دهقانی انجام گرفته است. که طراحی مناسب ساختمان، عایق کاری ها، پوشش و چتر ساختمان به صورتی که در مجموع عمر آن، کمترین تلفات انرژی را داشته باشد، از اهداف این پژوهش بوده است
یکی دیگر از پژوهش های انجام شده توسط آقایان مهدی معرفت، امیر امیدوار، سید علیرضا ذوالفقاری با عنوان اولویت بندی و میزان اثربخشی روش های بهینه سازی همزمان شرایط آسایش حرارتی و مصرف انرژی در ساختمان انجام گرفته است. که در این تحقیق روش های بهبود شرایط حرارتی که با صرفه جویی در مصرف انرژی همراه می باشند، که یکی از این روش ها، کنترل کوران هوا در محیط های بسته است.
با استفاده از سیستم های گرمایشی که سرعت و شدت اغتشاش جریان هوای کمی در اتاق ایجاد می کنند مانند سیستم های گرمایش از کف، میتوان از سرمایش موضعی بدن در زمستان جلوگیری کرد. تهویه طبیعی ساختمان نیز به دلیل امکان سازگاری افراد با توجه به توانایی ذاتی خود، با شرایط محیطی، باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می گردد .
فرش کردن کف ساختمان با مواد و مصالح مناسب، علاوه بر بهبود شرایط اسایش حرارتی، باعث کاهش مصرف انرژی در ساختمان می شود. محدود کردن دامنه نوسانات کنترل کننده های دما در ساختمان هایی که به طور دایم استفاده نمی شوند، تا حد زیادی مصرف انرژی را کاهش میدهد. که با بکارگیری تدابیر فوق، حسب مورد کاهش بین 10 تا 30 درصد مصرف انرژی در ساختمان براورد شده است
یکی دیگر از پژوهش های انجام شده توسط مهناز محمودی، ندا پاکاری، حسن بهرامی با عنوان ارزیابی چگونگی تاثیرگذاری بام سبزدر کاهش دمای محیط انجام گرفته است. در این تحقیق مزایای بام سبز مورد ارزیابی قرار گرفته و برای اثبات این فرضیه که بام سبز و چگونگی طراحی آن نقش موثری در کاهش انتقال حرارت دارد از نرم افزار تحلیلی به نام انسیس استفاده شده است.
سه نمونه بام معمولی، بام سبز معمولی، بام سبز با جزییات اجرایی خاص - لایه فایبرگلاس - انالیز شده و انتقال حرارت انها مورد مقایسه تطبیقی قرارگرفت و معلوم شد که بام سبز نسبت به بام معمولی 50 درصد انتقال حرارت کمتری دارد و بام سبز با لایه فایبرگلاس نسبت به بام سبز اجرایی 40 درصد بهینه سازی شده است. سایه اندازی و خنک سازی تبخیری گیاهان و همچنین لایه های سقف به عنوان عایق تاثیر موثری در کاهش انتقال حرارت دارند. رویکرد این پژوهش علمی-کاربردی بوده است. روش تحقیق در بخش های مربوط به مزایای بام سبز، توصیفی ونوع تحقیق، کیفی و در بخش هایمربوط به تحلیل نرم افزاری نوع تحقیق کمی وروش، تحلیلی بوده است
