بخشی از مقاله
چکیده
در ایران حدود 40درصد انرژی کشور در حوزهی ساختمان و معماری مصرف میشود، لذا طرح ساختمانهایی در جهت کاهش مصرف انرژی و تامین آسایش حرارتی بنیان نهاده شده. همچنین یکی از عوامل مهم در تامین آسایش حرارتی و بهبود رفتار حرارتی، پوستهی ساختمان است که به عنوان جداکنندهی فضای داخلی و محیط خارجی نقش مهمی را ایفا میکند. با توجه به ضرورت کاهش و جلوگیری از گازهای گلخانهای میتوان با بهرهگیری از آن در کاهش اتلاف انرژی و همچنین ذخیرهی انرژی استفاده کرد. از سویی دیگر با توجه به ساختار نمای دوپوسته باعث کاهش بار سرمایشی و گرمایشی شده. بهرهگیری از این مقالات میتواند به طراحان برای کاهش اتلاف انرژی و به تبع آن ذخیره انرژی و به طور کلی در تامین شرایط آسایش حرارتی و بهبود رفتار حرارتی در ساختمان کمک کند. هدف از این پژوهش، تاثیر نمای دوپوسته در عملکرد رفتار حرارتی است، که با استفاده از روش کتابخانهای و تحلیلی انجام شده است. بدین منظور در این مقاله برای آشنایی بیشتر ابتدا تعریفی جامع از نمای دوپوسته، اجزا آن، صرفه جویی انرژی، آسایش حرارتی، سامانهی ایستا و رفتار حرارتی و بررسی رفتار و عملکرد حرارتی پوستهی ساختمان خواهد شد. گفتنی است، با توجه به مطالعات انجام شده، نمای دوپوسته تاثیر بسزایی در بهبود رفتار و عملکرد حرارتی ساختمانها دارد.
-1مقدمه
امروزه استفاده از نمای دوپوسته به عنوان یک فناوری نوین در ساختمان به عنوان عاملی در جهت صرفه جویی انرژی در حال توسعه و شکلگیری است. از سویی دیگر یک عامل مهم در طراحی نمای دوپوسته اقلیم ساختمان است که تاثیر بسزایی در تعیین رفتار بهینه نماست. همچنین آسایش حرارتی انسان و واکنش بدن در ارتباط مستقیم با رفتار حرارتی ساختمان میباشند - خان احمدلو و همکاران، . - 1396 پوسته ساختمان به عنوان واسطه اصلی بین فضای داخل و خارج، نقش قابل توجهی در تعدیل شرایط آب و هوایی و تامین آسایش ساکنین و در نتیجه کاهش بار سرمایشی و گرمایشی دارد و طراحی و اجرای پو ستههای ساختمانیای که بتوانند با رفتار حرارتی مناسب بالاترین میزان آسایش حرارتی را در فضای داخل بدون کمک تجهیزات م کانیکی تامین کن ند، میتوا ند تا حدود ز یادی س بب صرفهجویی در مصرف انرژی و بهینه کردن عملکرد رفتار حرارتی گردد - محمد، . - 1396 با توجه به موضوع تحقیق و با وجود تعاریف متفاوت از نمای دوپوسته و تاثیر آن بر بهبود عملکرد رفتار حرارتی به منظور گسترش این فناوری و آشنایی بیشتر معماران از تاثیر نمای دوپوسته بر عملکرد رفتار حرارتی نیاز به تعریف بیشتر از نمای دوپوسته و تاثیر آن بر رفتار حرارتی احساس می شود. ازاین رو در ادامه و با توجه به موضوع تحقیق و برای آشنایی بیشتر در ابتدا ادبیات موضوع و پیشینه تحقیق، برر سی ویژگیهای مرتبط با نماهای دو پو سته و تعریفهای متعددی از نمای دوپوسته و اجزاء نمای دوپوسته معرفی خواهد شد. و در ادامه برای درک بهتر موضوع به معرفی صرفه جویی انرژی، آسایش حرارتی، سامانه ایستا و رفتار حرارتی و بررسی رفتار و عملکرد حرارتی پوسته ساختمان بیان خواهد شد.
-2 ادبیات موضوع و پیشینه تحقیق
در دههً80 میلادی ابتدا در اروپا سپس در سایر کشورهای جهان نمای دوپوسته به عنوان عنصری معمارانه رواج یافت. جنبههای زیبایی شناختی و برقراری ارتباط بصری بین فضای داخلی و خارجی ساختمان از یک سو و از سویی دیگر تاًمین آسایش حرارتی و صرفهجویی مصرف انرژی از دیگر ویژگیهای مثبت نمای دوپوسته میباشد. این نماها با بهرهگیری از اثر گلخانهای، با به دام انداختن گرما بین دوپو ستهی خود به گرمایش ف ضا کمک میکنند. همچنین، امکان تهویه طبیعی برای ف ضای داخلی، در شرایطی که سرو صدای زیادی در خارج از ساختمان و یا وزش شدید باد وجود دارد امکانپذیر است. از طرف دیگر، هوای مورد نیاز ساختمان در فصل زمستان میتواند بین فضای دوپوسته پیشگرم شده و سپس به داخل ساختمان انتقال مییابد - هادیانپور و همکاران، . - 1393 میتوان گفت،نماهای دوپوسته یکی از بهترین گزینهها برای جدا سازی و بهینه سازی شرایط حرارتی داخل و بیرون ساختمان میباشند - . - Shameri et al, 2011 مطالعات فراوانی در زمینه تحلیل عملکرد حرارتی در نمای دوپو سته انجام شده ا ست. از جمله، تاثیر جدارههای لایه درونی و بیرونی نمای دوپو سته بر میزان م صرف انرژی ساختمانهای اداری و آموزشی، طبقهبندی انواع فنآوریی پوستههای ساختمانی براساس کارکرد حرارتی در جهت افزایش کارایی و کاهش مصرف انرژی، روشهای ایجاد آسایش حرارتی پوسته بنا در مسکن بومی - اقلیم گرم و خشک - و غیره. گذشته از دلیل استفاده نماهای دوپوسته که میتواند از دلایل زیبایی شناسی تا دلایل فنی را در برگیرد، نماهای دو پوسته از طریق روشهای پسیو سرمای شی و گرمای شی توانایی ایجاد شرایط آ سایش حرارتی، صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش تولید گازهای گلخانهای را در پی داشته باشند. بر اساس مطالعات، نماهای دوپوسته عمدتاً در اقلیمهای معتدل استفاده شدهاند - . - Hamza, 2008 توجه به ویژگیهای اقلیمی در کارآیی و نحوه استفاده از نماهای دوپوسته تاثیر فراوانی دارد.
-2-1بررسی ویژگیهای مرتبط با نمای دوپوسته
پژوهشها در زمینه طول عمر نماهای دوپوسته بطور عام و ساختار مصرف انرژی در این نماها بطور خاص، اولین بار حدود 20 سال قبل مطرح شد - . - Diprose et al, 1996 با این وجود پژوهش ها عمدتا در زمینه بررسی ویژگیهای مصرف انرژی در این نماها به صورت مقطعی میباشند و پژوهشها در زمینه مصرفه انرژی در طول عمر نما اندک میباشد. ودل ٌ و همکاران، در سال 2013 میلادی، الگوی ساده شده ارزیابی طول عمر نماهای دوپوسته را در طراحی جدارههای ساختمانها با تاکید بر استفاده از الگوهای مدولار را ارئه کردند. این نماها از ترکیب مقاطع آلومینیوم بازیافتی، چوب های روکش شده، شیشه های عایق کاری شده و نردههای مات که از شیشه حرارت دیده شده ساخته شده اند، ورق های پشم شیشه، پشم گوسفند بعنوان عایق، موانع بخاربند تشکیل شده اند - . - Wadel et al, 2013 میزان مصرف انرژی برای تولید و استفاده از این مدل نماهای دو پوسته و میزان تولید دی اکسید کربن مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفت. مطالعات نشان داد که طول عمر مفید این نمونه حدود 50 سال می باشد. در بهترین حالت نمونه پیشنهادی توانایی کاهش حدود %50 مصرف انرژی و تولید دی اکسید کربن را دارد. این در حالی است که مجموع صرفه جویی در انرژی لازم برای ایجاد روشنایی و گرمایش مجموعاً برابر % 34 میباشد - . - Wadel et al, 2013 علاوه بر این, گارسیاٍ و همکاران، به بررسی نماهای دو پوسته با تهویه طبیعی - VDSF3 - ، با بررسی تاثیر تعویض مصالح ساخت حفره ها پرداخته اند. مطالعات آنها نشاد داد که این نماها در طول 50 سال باعث حدود % 7.5 صرفه جویی خواهند شد - de Gracia et al, . - 2013
-2-2نمای دوپوسته
تعاریف متفاوتی در ارتباط با نماهای دوپوسته وجود دارد، بر این اساس نمای دوپوسته به شکل زیر تعریف میشود:
انستیتو تحقیق ساختمان بلژیکُ در کتاب منبع خود نمای دوپوسته نمایی است که یک یا چند طبقه را پوشش میدهد و از چند لایهی شیشهای تشکیل شده است. این لایهها هم میتوانند هوابندی شده باشند و هم نشده باشند. در این نوع نماها، فضای میانی بصورت طبیعی یا مکانیکی تهویه میشود. روش تهویه هوای این فضای حائل ممکن است متناسب با زمان تغییر کند - . - http://www.bbri.be همچنین کلیسنس و دیهردِ نمای دوجداره را این گونه تعریف می کند: نمای ثانویه، یک پوسته اضافی است که روی نمای موجود نصب میگردد وغالباً شفاف است. فضای خالی بین نمای اولیه و پوسته ثانویه فضای بافری است که ساختمان را ایزوله مینماید. این فضا به تناسب جهت نما میتواند توسط خورشید گرم شود. در سازههای رو به جنوب، هوای گرم شده توسط خورشید برای اهداف گرمایشی در فصول سرد استفاده میشود. البته در فصول و زمانهای دیگر این هوا مورد تهویه قرار میگیرد - . - Poirazis, 2004 و طبق تعریفی دیگر نمای دوپوسته شیشهای که بشکل سیستمی پیوندی ساخته شده از جداره خارجی شیشهای و جداره اصلی ساختمان میباشد. دو لایه مذکور از طریق لایه هوا از هم جدا شدهاند. در برخی انواع نماهای دوپوسته قطعات ثابت و یا متحرک همانند صفحات سایهاندازی وجود دارند - . - Pomponi et al, 2016
-2-3اجزاء نمای دوپوسته
الف - پوستهی خارجی: معمولا این شیشهها یک جداره و سخت شده هستند و ضخامت آنها نسبت به دیگر شیشهها بیشتر است. نمای بیرونی میتواند کاملا شیشهای باشد - سعادتی نصب و همکاران، . - 1392 شکل - - 1
ب - پوستهی داخلی: این لایه میتواند کاملا شیشهای نباشد و معمولا از شیشههای دو جدارهی عایق و یا شیشههاس لمینت و بازتاب کننده استفاده میشود. این شیشهها میتواند توسط کاربر باز یا بسته شوند که امکان تهویه طبیعی فضای داخلی ساختمان را فراهم می-کند - سعادتی نصب و همکاران، . - 1392 شکل - - 2
ج - فضای هوای بین دو پوسته: تهویهی هوای بین دو پوسته میتواند کاملا طبیعی یا مکانیکی باشد. پهنای حفرهی هوای بین دو پوسته
