بخشی از مقاله
چکیده
معماری پایدار پاسخ مناسبی برای کاهش مصرف انرژی و مشکلات زیست محیطی است.دیوار ترومب، یک تکنولوژی گرمایش غیر فعال در ساختمان های پایدار است و به صورت جذب غیرمستقیم کار می کند، انرژی تجدید پذیر خورشید را جایگزین انرژی های فسیلی کرده و کمک قابل توجهی به صرفه جویی در مصرف انرژی می کند. این مقاله مروری بر تحقیقات صورت گرفته برای بهینه سازی عملکرد دیوار ترومب - ضخامت بهینه، فاصله هوایی و ... - و معرفی انواع دیوار ترومب از نمونه های کلاسیک آن تا آخرین نمونه های چند سال اخیر است. مزایا و معایب این تکنولوژی معماری پایدار شرح داده شده و اقداماتی که در جهت رفع معایب آن انجام شده، ارائه خواهد شد و در انتها راهکارهایی پیرامون تحقیقات آینده این حوزه مطرح خواهد شد. این تحقیق بر اساس مطالعات کتابخانه ای و به ویژه مقالات منتشر شده در مجلات بین المللی در سال های اخیر است.
-1 مقدمه
محدود بودن ذخایر فسیلی و همچنین آلودگی های ناشی از مصرف این سوخت ها موجب گشته تا در دو دهه اخیر موضوع محیط زیست و ابعاد سیاسی، اقتصادی و اجتماعی آن تدریجا از محدوده مرزهای داخلی کشورها فرارفته و به عنوان یک مشکل بین المللی مطرح گردد. مواردی از قبیل بحران انرژی، گرم شدن زمین و جو، تخریب لایه اوزون و شیوع آلودگی های ناشی از استفاده بی رویه از منابع انرژی، موجب روی آوردن کشورها به انرژی های پاک و تجدیدپذیر شده است.
توسعه پایدار عبارت است از توسعه ای که احتیاجات نسل امروز را بدون صدمه زدن به توانایی تامین نیازهای نسل های آینده برآورده نماید. در صنعت ساختمان سازی، اهمیت انرژی خورشیدی بسیار آشکار است، نقش معماری، استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر، طراحی همراه با اقلیم باید در نظرگرفته شود. این فاکتوها نقش مهمی در میزان انرژی مصرفی ساختمان به عهده دارند. سیستم های غیرفعال خورشیدی گرما را به وسیله تدابیر غیرمکانیکی گردآوری کرده و انتقال می دهند و تقاضای گرما را تا 25درصد کاهش می دهند. تمهیدات معمارانه متعدد مانند دودکش خورشیدی،دیوار ترومب و غیره در ساختمان ها، تخریب های زیست محیطی و انتشار گازهای گلخانه ای راکاهش می دهند.
-2 دیوار ترومب:
دیوار ترومب که به نام های دیواره ذخیره ساز یا دیوار گرمایش خورشیدی شناخته می شود، میزان مصرف انرژی ساختمان را تا 30 درصد کاهش می دهد . - 1 - ایده دیوارترومب، استفاده از انرژی خورشید برای گرمایش، تهویه، و فراهم آوردن آسایش گرمایی در ساختمان ها در اقلیم های مختلف است. این دیوار یکی از عناصر مهم معماری سبز می باشد که حتی در مواردی به سرمایش ساختمان کمک می کند.
- 2 - دیوار ترومب اولین بار توسط مخترعی فرانسوی به نام فیلیکس ترومب در سال 1950 در آزمایشگاهی در نیومکزیکو ساخته شد.اولین دیوار آبی در ماساچست در سال توسط هویت هاتل و دانشجویانش ساخته شد×؟دیوار آبی آنها ردیفی ازتاگالون قوطی بلند بودکه به رنگ سیاه رنگ آمیزی شده بود و پشت دیوار شیشه ای دو جداره قرار داده شده بود؟دیوارهای آبی دوباره در سال در نیومکزیکو توسط استیوبایر ظاهر شدند؟خانه او از گالون پر از آب برای تامین جرم گرمایی استفاده شدند×؟دیوارهای جنوبی، با صفحه شیشه ای برش داده شده اند که عایق حرارتی داشتند. - 3 -
یکی از نمونه های نسبتا جدید دیوار ترومب توسط دانشجویان دانشگاه آریزونا در سال 2009 برای مسابقات Solar Decathlon ساخته شد.در ساخت این دیوار آبی از پلاستیک های بازیافتی برای جداره های دیوار آبی استفاده شد . این دیوار دارای کارکرد کاملا مناسبی برای گرمایش و سرمایش غیرفعال بوده و با توجه به شفاف بودنش، مقداری از بار روشنایی فضا را در طی روز کاهش می دهد. - 4 -
-1-2طبقه بندی انواع دیوار ترومب:
انواع مختلف دیوار ترومب برای اقلیم های مختلف و اهداف متنوع وجود دارد که به9 نوع زیر طبقه بندی می شوند: دیوار ترومب کلاسیک1 ، دیوار ترومب زیگ زاگ2 ، دیوار آبی خورشیدی3 ، دیوار خورشیدی هیبریدی4 ، ترنس وال5 ، دیوار ترومب با مواد تغییر فاز دهنده6 ، دیوار ترومب ترکیبی7 ، دیوار ترومب مایع8 و دیوار ترومب با فتوولتاییک - 5 -
-1-1-2 دیوار ترومب کلاسیک
دیوار ترومب ساده ای است که دارای یک فاصله هوایی و شیشه است که بین دیوار داخلی و فضای خارج ساختمان قرار میگیرد. ایده اصلی طراحی این دیوار بر استفاده از مصالح با ظرفیت حرارتی بالا می باشد. این مصالح شامل آجر، بتن، سنگ وخشت است.معمولا سطح خارجی این دیوار، برای افزایش جذب حرارتی به رنگ مشکی رنگ آمیزی می شود. - 2 -
-2-1-2 دیوار ترومب زیگ زاگ
هدف از طراحی این دیوار، دریافت انرژی از خورشید و جلوگیری از تشعشع خیره کننده در روزهای آفتابی است. این دیوار از سه قسمت تشکیل می شود که یک وجه آن رو به جنوب است و 2 وجه دیگر آن، نسبت به ضلع جنوبی زاویه می گیرند.قسمتی که رو به جنوب شرقی قرار میگیرد، گرما و نور را در صبح سرد، زمانی که گرمای فوری مورد نیاز است، فراهم میکند. طرف مخالف آن گرما را برای پس دادن در شب سرد ذخیره میکند. - 6 -
-3-1-2 دیوار آبی خورشیدی
در دیوار آبی خورشیدی، به جای استفاده از مصالح بنایی، از آب به عنوان منبع ذخیره حرارت استفاده می شود. در نمونه های ابتدایی این دیوار، بشکه های آب به شکل دیوار به کار گرفته می شود. از آنجایی که آب عملکرد بهتری از مصالح بنایی در جذب غیرمستقیم گرما دارد، توجه بسیاری از طراحان را به خود جلب کرده است. در دیوار آبی خورشیدی، شیشه ای در سمت خارجی بشکه ها قرار دارد که برای به دام انداختن اشعه آفتاب است. - 3 - اَدَم و همکاران یک مطالعه اکسپریمنتال بر روی تاثیر ضخامت دیوار آبی بر روی عملکرد آن انجام دادند. سه نمونه دیوار 3 و 6 و 9 اینچی، مورد آزمایش قرار گرفت. این مطالعه آشکار کرد 6 و 9 اینچی عملکرد بهتری نسبت به 3 اینچی دارند و افزایش ضخامت دیوار به داشتن فضای داخلی خنک تر در طول فصول گرم و فضای گرمتر در طول فصول سرد تر کمک می کند. - - 7
-4-1-2 دیوار خورشیدی هیبریدی
دیوار ترومب به اثر گرما بخشی آن در طول زمستان، معروف است و معمولا برای اقلیم سرد طراحی می شود. محققان اسپانیایی الگوواره ترکیبی دیوار ترومب را ارائه کرده اند.این دیوار سرامیکی، در طول زمستان مانند دیوار ترومب عمل می کند. سرمایش را در طول تابستان با استفاده از سرمایش تبخیری، فراهم می آورد و همچنین یک سایه انداز و عایق خارجی برای بهبود عملکرد آن استفاده شده است.
