بخشی از مقاله
چکیده
طی سالهای اخیر استفاده از مصالح، انرژی بسیار زیادی مصرف می کند و مشکلات مربوط به کاهش منابع انرژی های فسیلی، افزایش آلودگی محیط زیست ناشی از سوزاندن این منابع از سوی دیگر، تجدید نظرهایی را در این راستا ایجاب می کند، گسترگی نیاز انسان به منابع انرژی همواره از مسائلی اساسی و مهم در زندگی بشر می باشد، با پیشرفت تکنولوژی و صنعت، تغییراتی در عرصه مهندسی ساختمان جلوه نموده که نیازمند ارائه راهکارهایی در طراحی ساختارهای نوین میباشد تا مصالح و سازهای بهینه در راستای اهداف انرژی صفر ایجاد گردد. این مقاله در پی آن است تا اهمیت تفکرات معماران در ارتباط با سیستم های ساختمانی نو می باشد، ساختمان انرژی صفر اصطلاحی است که برای نسل جدید ساختمانهایی که انرژیهای فسیلی در آن وجود ندارد. مزایای این گونه ساختمان ها افزایش راندمان انرژی، صرفه جویی در مصرف انرژی است.
استفاده از انرژی های موجود در طبیعت و کاربرد آنها در مجتمع های مسکونی و ادامه آن برای نسل آینده خواهد داشت، طراحی مجتمعهای مسکونی با استفاده از اصول بهینه سازی مصرف انرژی، باعث می شود هزینه های انرژی بطور قابل ملاحظهای کاهش می یابد و همچنین با کاهش میزان انتشار گازهای گلخانهای، محیط زیست محافظت میگردد. ضرورت حداقل رساندن استفاده از سوخت های فسیلی باعث شده تا در جهان بعد از نسل ساختمانهای سبز که از حداقل انرژی مصرفی برخوردار بودند، لذا مطالعاتی در زمینه استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، مجتمع های مسکونی انرژیصفر در معماری و صرفه جویی در مصرف انرژی، در ارتباط بین معماری و انرژی صورت گرفته است.
مقدمه
گرمشدگی کره زمین، نازک شدن لایه ازون بعلت استفاده از انواع آلاینده ها، افزایش آلودگی محیط زیست و انقراض گونههای زیستی همه با هم میآمیزند تا ضرورت بومشناسی و مسائل زیستمحیطی را برای آینده قابل پیشبینی گردانند. بطوریکه پیشی گرفتن خاکستری در برابر جهان سبز آینده، قابل تأملترین مسئله قرن حاضر به شمار میآید. در این میان توسعه به عنوان یکی از بزرگترین عوامل تغییر محیط زیست و به تبع آن ساخت و ساز که جزو صنایع بزرگ، باعث از بین بردن زمینهای کشاورزی، فرسایش خاک و آلوده کننده محیط زیست به مخاطره انداختن سلامتی و بهداشت مردم است و بر بحران انرژی دامن می زند.
بحرانی که در اواسط دهه 1965 با افزایش میزان آلودگی محیط زیست هشداری به جهانیان محسوب شد، بدیهی است که زندگی، کار، تفریح، استراحت و... همه فعالیتهایی میباشند که در فضاهای طراحی شده توسط معماران صورت پذیرفته و از آنجا که نقاط ضعف و قوت یک ساختمان بر زیستبوم جهان تأثیر مستقیم خواهد داشت، وظیفهای بس حساس برعهده معماران میباشد - جلالیان و دژدار، . - 610 :1388 با وجود این که ایدهی بناهای صفر مدت زیادی نیست که در غالب یک هدف بلند مدت مطرح شده، اما به عنوان یک راه حل واقعی برای کاهش مصرف انرژی در بخش ساختمان عمل میکند.
افزایش تعداد پروژههای نمادین انرژی صفر و تمایل تحقیق در این زمینه افزایش توجه جهانی به این گونه از بناها را نشان میدهد - قدرتی و فیضی، . - 1: 1392 مقاله ی حاضر ابتدا مروری دارد بر تعریف موجود این بناها با پررنگ کردن جنبههای مهمی که پیش از گسترش بناهای انرژی صفر باید به بحث گذاشته شوند؛ سپس انواع ساختمانهای صفر را ارائه میدهد؛ و در نهایت تلاش این مقاله بر آن است تا برخی توصیهها را در راستای توسعهی تعریف بنای انرژی صفر و راهکارهای مناسب برای صرفهجویی انرژی در مجتمعمسکونی باید به آنها پرداخته شود ارائه دهد.
تعریف ساختمان انرژی صفر
صفر انرژی ساختمانی است که بسیار کارا بوده و انرژی خود را خود تولید مینماید و در طول یکسال به اندازه مصرف انرژی، انرژی تولید می کند. می توان گفت ساختمان های انرژی صفر دو جهتگیری مشخص دارند: -1 نیاز - تقاضا - برای انرژی را کاهش میدهند -2 از منابع قابل بازگشت انرژی تولید میکنند - جلالیان و دژدار، . - 611 :1388 ساختمان بدون مصرف انرژی، اصطلاحی میباشد که بصورت بهینه استفاده از تکنولوژیهای انرژی تجدیدپذیر موجود در بازار را با تکنیکهای ساخت و ساز صرفهجویی انرژی بصورت هنرمندانه، ترکیب مینماید - . - Marszal, 2011
انواع ساختمانهای انرژی صفر
-1 انرژی صفر مورد نیاز محیط: یک ساختمان انرژیصفر که حداقل به همان مقدار انرژی که در سال مصرف میکند، انرژی تولید میکند.
-2 انرژی تولید صفر مورد نیاز در منبع: یک منبع انرژی ساختمان انرژیصفر که حداقل به همان مقدار انرژی که در سال مصرف می کند، انرژی تولید می کند. انرژی مربوط به انرژی اولیهایست که برای تولید و تحویل دادن انرژی به ساختمان مورد استفاده قرار میگیرد.
- 3 هزینه انرژی صفر: در یک هزینه ساختمان انرژی صفر مقداری پولی که صاحب خانه انرژی که ساختمان به شبکه صادر می کند، حداقل برابر مقداری است که دارنده بابت خدمات انرژی و انرژی که در یک سال استفاده میشود، هزینه میکند.
-4 گسیل صفر انرژی: این نوع ساختمان دارای کمترین میزان انرژی هدر رفته از منبع تجدیدپذیر است - لاله پرور و اکبری و باقریه، . - 64 :1388
اثر طراحی معماری بر کاهش مصرف انرژی
به طور کلی به ساختمانهایی که از شبکه برق دور باشند - به شبکه متصل نباشند - و به کمک منابع تجدیدپذیر انرژی مانند خورشید و باد، انرژی مورد نیازشان را تأمین کنند عبارت زیرو انرژی - صفر انرژی - اطلاق میگردد - کریمی صفا و برادران رحیمی، . - 2 :1390 ساختمانهای تولید کننده انرژیصفر حداقل به اندازهای انرژی تجدیدپذیر بدون آلودگی تولید میکنند که از منابع انرژی تولید کننده ها استفاده میکند، اگر یک ساختمان که فقط با برق مورد نیاز خود از طریق یک منبع تولید آلاینده صفر خارج از محل دست یابد، میزان تولید آلایندههای آن نزدیک صفر خواهد بود و نیازی ندارد که انرژی تجدیدپذیر در محل برای جبران آلایندههای تولید شده کند.
اگرچه در صورتیکه همین ساختمان از گاز طبیعی برای گرمایش استفاده کند، در این صورت باید انرژی تجدیدناپذیر کافی فاقد آلودگی، تولید و صادر کنند تا جبران تولید آلایندههای ناشی از مصرف گاز طبیعی را کرده باید خرید این میزان انرژی از دیگر منابع به معنای یک ساختمان تولید کننده آلایندههای صفر در خارج از محل خواهد بود - همان - . شیوه معماری کاهش مصرف انرژی، که بر ساختمان های غیر موجود و نوساز تمرکز دارد، به این امر می پردازد که چگونه می توان تنها با طراحی معماری مناسب و با انتخاب مناسب فاکتورهای معماری و شهرسازی اثرگذار بر مصرف انرژی ساختمان، از قبیل جهتگیری و کشیدگی ساختمان، میزان پنجرهها در جبهههای مختلف، نوع و اندازه سایبانها، جانمایی و... میزان مصرف انرژی ساختمانها را کاهش داد - نصرالهی، . - 20 :1389
روشهای ایستا در کاهش انرژی روش مستقیم
پنجره ها نورگیر سقفی که معمولاً جزئی از اجزاء یک ساختمان محسوب میشوند. پنجره هایی که رو به آفتاب هستند انرژی حرارتی خورشید را به داخل ساختمان هدایت، و از خروج آن در مواقع تابش آفتاب جلوگیری میکنند. در صورتی که همین پنجرهها در روزهای ابری و شب ها، بیشتر از آن مقدار گرمائی را که کسب کرده اند، از دست می دهند. برای جلوگیری از هدر رفتن حرارت در شب، می توان از عایق های حرارتی استفاده کرد.
نورگیر سقفی یا سقف های شکسته که برای ایجاد نور و تهویه در ساختمان به کار می روند می توانند تابش خورشیدی و انرژی حرارتی حاصله را در زمستان به تمامی سطوح داخلی ساختمان راه دهند و در تابستان نیز به تهویه هوایی ساختمان و خنک کردن هوا کمک کنند. در ساختمان نورگیرها هم احتیاج به ایجاد پانل و یا صفحات عایق خواهد بود تا از ورود اشعه خورشیدی در تابستان جلوگیری کرده و در زمستان اجازه دهد تا انرژی حرارتی خورشید، به ساختمان وارد شده و ساختمان با دریافت مستقیم تابش خورشیدی گرم شود - حاجسقطی، . - 136 :1390
دیوار ترمب
دیوار ترومب وظیفه جمع آوری و ذخیره گرما را به شیوه غیرمستقیم برعهده دارد. انرژی خارج شده ازخورشید به توده ای از مصالح که واسط بین فضای داخلی و منبع انرژی است برخورد کرده و جذب آن گشته سپس به فضاهای داخلی انتقال می یابد. این واسطه در دیوار ترومب از مصالحی است که خاصیت انباشت حرارت در درون خود دارند و با مقداری فاصله از شیشه قرار میگیرد - صابرنژاد، . - 3 :1384
دیوار آبی
دیوار آبی نیز از انواع سامانه های ایستا به روش غیر مستقیم است. دیوار آبی به جای مصالح بنایی نظیر آجر، سنگ، خشت و بتن به عنوان توده حرارتی، از آب استفاده می شود. استفاده از یک مخزن آبی فولادی میتواند مناسب ترین روش برای کسب انرژی باشد؛ زیرا آب بسیار مؤثرتر از بتن و گچ در ذخیره و انتقال گرما عمل میکند.
