مقاله تکنولوژی تهویه وکاربرد انرژی باد در معماری ایرانی

بخشی از مقاله

چکیده

یکی از مسایل اساسی زندگی بشر نیاز گسترده او به منابع انرژی می باشد به طوری که تلاش برای دستیابی به یک منبع تمام نشدنی انرژی از رویاهای دیرینه انسان بوده است .انرژی باد یکی از منابع نامحدود و تجدید پذیر بوده و همواره در صنعت کاربرد داشته است .بشر از این انرژی برای به حرکت در آوردن آسیابهای بادی ، قایقها و بادبان کشتی ها استفاده می کرد .

در شرایط کنونی نیز استفاده از منبع فوق ، به عنوان یک انرژی پاک امری ضروریست . با تامل در گذشته معماری ایران در می یابیم که عنصر باد نقش بنیادینی در تولید انرژی و ساختار بناهای معماری داشته است به طوری که جهت تهویه وخنک کردن فضاهای داخل ودر یک سیستم غیر فعال وسودمند در جهت مفهو‬م پایداری در بادگیرها بکار می رفت در این مقاله تلاش شده است تا به بررسی نقش انرژی باد در تهویه و معماری ایرانی بپردازیم و با یادآوری دستاوردهای معماری امروز و داشته های دیروز به مسیری دست یابیم که فردایی بهتر را برایمان رقم زند .

مقدمه

معماری سنتی ایران چه در بخش مسکونی و چه در بخش غیر مسکونی دارای ویژگی های منحصر به فردیست که ضمن توجه به مسایل زیباشناختی و حفظ محیط پاسخگوی نیازهای اقلیمی هر منطقه نیز بوده است .رفاه و آسایش در ساختمانها نیز از نیازهای مورد توجه در همه دوره های زندگی بوده است و بشر همواره تلاش کرده تا فضایی را بوجود آورد که دارای آسایش باشد که این امر با ایجاد محیطی مناسب از نظر دما و تهویه فضا امکان پذیر بوده چرا که ایجاد جریان تهویه هوا در محیط سهم مهمی در ایجاد آسایش خواهد داشت .در گذشته سازندگان بنا با استفاده از ترفندهای شرایط مطلوب را برای زندگی راحتر فراهم می آوردند و برای رسیدن به نتیجه بهتر توجه به نکات اقلیمی همواره مد نظر آنان بوده به طوری که در طراحی بنا ، وزش بادها و زاویه تابش خورشید نقش مهمی داشته .

انرژی باد یکی از منابعی است که تاثیربسزایی در معماری داشته به عنوان مثال در گذشته برای سرد کردن محیط و تهویه هوا ی ساختمانها از نیروی باد استفاده می شد و نیز از وزش باد برای کشاندن هوای خوش به درون بناها و از عکس العمل نیروی آن یعنی مکش برای راندن هوای گرم و آلوده استفاده می شد . برای این کار نیز دیوار های مشبکی با کانالهای خاص در بناها ایجاد می کردند و پیرامون آن را با حصیر و بوته های خاردار می پوشاندند و بر آن آب می پاشیدند تا بر اثر وزش باد هوای خنک وارد بنا شود

این روش به تدریج کامل شد تا اینکه به یکی از شاخصه های معماری سنتی به نام بادگیر تبدیل شد. معماران ما در هر منطقه عرض جغرافیایی ، ارتفاع، و شرایط آب و هوایی برای سازگاری بهتر را محاسبه میکردند و سپس ساختمان را بنا می کردند که این امر باعث ایجاد معماری متنوعی در نقاط مختلف ایران گردید.از طرفی عوامل گوناگون دیگری چون قابلیتهای اقتصادی ، معیشت ،منابع آب و انرژی موجب پدیدار شدن بافتهای مسکونی متفاوتی از نظر شکل گیری کالبدی شده است .

این موقعیت جغرافیایی و اقلیمی خاص همراه با هوشمندی گذشتگان این سرزمین در بهره گیری از انرژی های طبیعی مانند باد و خورشید چه در کویر سوزان و چه در مناطق مرطوب دست به دست هم دادند تا معماری بی نظیر پدید آید و اگربا دیده انصاف بنگریم میبینیم که معماری دیروز ایران در زمان خود بینظیر بوده‬و منابع تجدید پذیر مثل باد و خورشید توسط ترفندها و المانهای معماری به چنگ می آ مده و مورد استفاده بهینه قرار گرفته است .باد گیرها باد را به داخل هدایت کرده و در سردابه هاباد خشک، مرطوب شده و هوای محیط را خنک می نمود.

ولی امروزه مردم ایران با سهل انگاری و بی توجهی از کنار آن گذشته و دنبال الهام گرفتن از الگویی خارج از این سرزمین هستند . در حالی که امروزه مصرف انرژی در فضاهای زیستی و بناها بسیار زیاد است وبکارگیری اصول و ترفندهای ساخت و ساز گذشته بخصوص استفاده از انرژی باد در تهویه هوا و سیستم سرمایشی می تواند بر استفاده بهینه از این انرژی تاثیر گذار باشد و این امر، حقیقتا بر عهده معماران است، اینجاست که به کیفیت و کمیت انرژی خواهی بنا حساس می شویم. اقلیم پذیری، میزان انرژی خواهی، آسایش گرمایی، همه و همه از مهم ترین ملاحظات معمار تلقی می شوند که در دنیای امروز بسیار فزونی یافته و با کمی تامل در معماری کهن ایرانی می توان زمینه مناسب برای دستیابی به آن را فراهم آورد .

انرژی باد

انرژی باد ، انرژی حاصل از هوای متحرک است . باد به وسیله گرمای غیر یکنواخت سطح کره زمین که حاصل عملکرد خورشید است ، بوجود می آید.سطح زمین از سازنده های خشکی و آبی تشکیل شده که اشعه خورشید را بطور غیر یکنواخت جذب می کند . وقتی خورشید در طول روز می تابد هوای سرزمین های خشک سریعتر از هوای سرزمین های آبی گرم می شود .هوای گرم روی خشکی ضبط شده و بالا می رود و هوای خنکتر و سنگینتر روی آب جای آن را می گیرد که این فرایند بادها را تشکیل می دهند . هنگامی که تابش خورشید به طور نا مساوی به سطوح ناهموار زمین می رسد سبب ایجاد تغیرات در دما و فشار می گردد و در اثر این تغیرات باد به وجود می آید

در شب که هوای روی خشکی سریعتر از هوای روی آب خنک می شود جهت باد برعکس می شود . به همین طریق به علت اینکه هوای سطحی نزدیک استوا در اثر گرمای خورشید بیشتر از هوای قطب شمال و جنوب گرم شده بادهای بزرگ جوی که زمین را دور می زنند بوجود می آید از آنجا که باد تا زمانی که خورشید به زمین می تابد ،بطور پیوسته تولید خواهد شد آنرا انرژی تجدید شونده می نامند .امروزه نیز با افزایش جمعیت و صنعتی شدن ، مصرف انرژی افزایش یافته و تلاش بسیاری در جهت جایگزین کردن منابع فسیلی با انرژی های طبیعی و تجدید پذیر مانند انرژی باد انجام می گیرد بنا براین فناوری استفاده از این انرژی باید توسعه یابد و کشورهای جهان را برای دستیابی به این فناوری باید قدرت علمی و صنعتی خود را افزایش دهند

تهویه و هواسازی

امروزه با نام بردن کلمه تهویه ناخودآگاه سیستم های مکانیکی پیشرفته ی معاصر در ذهن ما تداعی می شود . اما علی رقم این همه ابزار و امکانات، همچنان درگیر مشکلات و معایب موجود در استفاده از این ماشین آلات هستیم . در شرایط کنونی با رشد روز افزون جمعیت و کوچکتر شدن ساختمانها و بناها یکی از جمله مشکلات استفاده از ابزارهای مکانیکی ، عدم وجود فضای لازم برای قرار دادن اینگونه از ماشین آلات است و در مراحل بعدی هزینه ی تهیه، نصب و تعمیر آنها از یک سو و هزینه های ناشی از مصرف بالای انرژی در این وسایل موجب شده است که کاربرد آنان مقرون به صرفه نباشد . این مشکلات همچنین تا کنون نتوانسته اند فشار موجود هوا در ساختمان را به طور یکسان تامین نمایند و این موضوع باعث روی آوردن مجدد انسان برای بازگشت به معماری گذشته شده تا با طراحی دوباره ساختمان ها و تلفیق روش های گذشته با معماری مدرن امروزی جهت تامین نیازهای خود به شکلی کارآمدتر قدم بردارد.

معایب سیستم های تهویه امروزی

تهویه و هواسازی امروزه توسط دستگاهای مکانیکی صورت می گیرد . سیستم های تهویه مکانیکی، سیستم های پیچیده ای با تعداد زیادی اجزا هستند که نیازمند فضا و مصرف انرژی می باشند. به عنوان یک پیامد، استفاده یک پارچه از این سیستم ها در ساختمان ها، چالش برانگیز و نیازمند مهارت است؛ یک سیستم تهویه مکانیکی، دارای عمر خدمت کوتاهی نسبت به ساختار ساختمان می باشد و از طرفی بازسازی و یا نوسازی سیستم تهویه مکانیکی بخش بزرگی از هزینه های ساختمان را شامل می شود. در حقیقت بسیاری از سیستم های تهویه مکانیکی هوای مطلوب مورد نظر را ایجاد نمی کنند که این مساله باعث کم شدن اعتقاد به سیستم های مکانیکی، به عنوان راه حل نهایی شده است. سیستم های تهویه ی مکانیکی صدای زیادی تولید می کنند - هم در داخل ساختمان و هم در خارج آن - و اغلب تمیز کردن، نگهداری و تعمیر آنها سخت می باشد. در مجموع همه ی این موارد و نیز افزایش آگاهی پیرامون پیامد های محیطی، مصرف بیشتر انرژی و منابع، به تمرکز بیشتر بر ساختمان های با مصرف پایین انرژی منجر شده است .

معماری سازگار با طبیعت

امروزه شرایط کنونی جهان ایجاب می کند که معماران ، ساختمان و طبیعت را با هم در آمیزند تا انسانها از وابستگی تمام و کمال به وسایل مکانیکی مولد سرما و گرما رها شود دلیل این تغییر نگرش را می توان در آگاهی از واقعیتهای زیر جستجو کرد :

1    - محدودیت منابع فسیلی که نیروی محرکه اصلی دستگاه های مولد سرما و گرما هستند .

2    - مشکلات جنبی استفاده از منابع فسیلی، از جمله آلودگی هوا