بخشی از مقاله
چکیده
بیش از یک قرن است که رابطه انسان با جهان طبیعی، به دلیل طیف وسیعی از بحران های محیطی، به عنوان مقوله ای مهم و آزار دهنده مطرح شده است. جنبش توسعه پایدار، توجه به مسئله انرژی و بوم گرایی، در سطح وسیعی در راس برنامه های فعلی بیشتر دولتهاست. انسان، امروز از لحاظ صرفه جویی در مصرف انرژی در موقعیتی قرار دارد که هیچگاه تا بدین وضعیت بحرانی نبوده است و این در حالی است که ساختمانها بیش از نیمی از مصرف انرژی جهان را به خود اختصاص داده اند. روش های بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها بسیار متنوع است، یکی از این روش ها، دیوار ترومب می باشد.
دیوار ترومب اگر چه ظاهرا به عنوان اختراعی جدید شناخته شده، اما به عنوان یک تکنیک باستانی در معماری بومی کاربرد داشته و نقش موثری در گرمایش و سرمایش بناها ایفا می کرده است. این سامانه ایستای خورشیدی، که به صورت جذب غیر مستقیم کار می کند، انرژی تجدید پذیر خورشید را جایگزین انرژی های فسیلی کرده و بنابراین کمک شایانی به صرفه جویی انرژی می نماید. این مقاله به بررسی و مطالعه دیوار ترومب در معماری بومی پرداخته و روش تحقیق اصلی در آن، مبتنی بر روش تطبیقی و بر اساس مطالعات کتابخانه ای و به ویژه جستجو در سایت های اینترنتی می باشد. در این مطالعه، ساختار دیوار ترومب بومی تشریح شده و تفاوت های آن با دیوار ترومب مدرن مشخص گردیده است. دیوار ترومب می رود تا با فراگیر شدن در معماری فردا، به عنوان یک سیمای موثر از طراحی ایستای خورشیدی بکار رود.
-1 مقدمه
شکل :1 این نمونه ای از دیوار ترومب کلاسیک است که برای هدف مهمی در تابستان و زمستان از آن استفاده می شود. دیوار ترومب به انگلیسی - Trombe wall - :دیوار جنوبی یک ساختمان است که ضخیم می باشد و معمولاً سیاه رنگ است تا گرما را جذب کند. نوعی سیستم گرمایشی خورشیدی ایست که در پنجرههای رو به جنوب اجرا میشود اثری مشابه گلخانه داشته. یک پنجره شیشه ای یا پلاستیکی شیشه ای روی سطح بیرونی دیوار با فاصله چند اینچی قرار می گیرد که باعث ایجاد فضای خالی بین جداره و دیوار می شود. در طول زمستان این سازه باعث می شود دیوار در طول روز گرم شود به این دلیل که شیشه به راحتی اجازه نمی دهد گرما خارج شود و هدر رود.
در شب دیوار خنک می شود و این باعث نفوذ گرما به داخل ساختمان می شود.در طول تابستان از همین دیوار برای خنک کردن ساختمان استفاده می شودمعمولاً. یک تهویه به بیرون روی دیوار و یک برآمدگی بالای دیوار که جلوی آفتاب تابستانی را می گیرد، وجود دارد. تهویه ای که در زمستان گرما را به داخل ساختمان هدایت می کند بسته و تهویه تابستانی باز می شود. این باعث تشکیل یک هواکش خورشیدی می شود که تهویه ای برای خنک کردن ساختمان را به وجود می آورد. شکل 1 نمونه ای از یک دیوار ترومب کلاسیک را نشان می دهد. از جمله مزایایی که دیوار ترومب در ساختمان دارد عبارتست از :
- استفاده از انرژی تجدید پذیر خورشیدی و عدم تکیه بر سوخت های فسیلی
- جلوگیری از آلودگی های زیست محیطی نای از مصرف سوخت های فسیلی
- کاهش هزینه های مربوط به گرمایش و سرمایش در بنا
- قابل کنترل بودن از لحاظ مقدار انرژی وارد شده به فضا به دلیل جذب غیر مستقیم
- احساس آسایش بیشتر در مقایسه با سامانه های مرسوم مکانیکی، به دلیل پخش تدریجی انرژی گرمایی و تشعشع مادون قرمز توسط سطح گرم دیوار به داخل فضا
- عدم اشغال فضای داخلی
- قابل ترکیب بودن با پنجره ها، پی آمدگی ها و عناصر برای دریافت متعادل و یکنواخت گرمای خورشید
- مناسب بودن برای استفاده در فضاهای شب هنگام
- تاثیر پذیری اندک از مقتضیات منطقه در مقایسه با سامانه های جذب مستقیم
- هزینه ساخت پایین وآسان، عدم نیاز به فن آوری ویژه در مقایسه با سامانه های ایستای دیگر
- نیاز اندک به نگهداری و تعمیر، به دلیل غیر متحرک بودن اجزا
- و نهایتا پایدار بودن این سامانه
-2تاریخچه و پیشرفت دیوار ترومب
این ایده روش غیرمستقیم برای گرم کردن یک ساختمان اولین بار توسط ادوارد سیلوستر مورس در سال 1881 با طراحی سیستم دریچه چند کاره ثبت شد. نام دیوار ترومب برگرفته از نام مهندس فرانسوی Felix Trombe که باعث شهرت این سیستم گرمایش غیرمستقیم در دهه 1960شد، است. انگیزه های بیشتری مخصوصاً در آمریکا در دهه 1970 به وجود آمد که توسط محققانی در آزمایشگاه ملی Los Alamos در New Mexico حمایت شد. به این دلیل که دیوار ترومب کلاسیک معروف شده بود، تغییرات مختلفی به منظور تطبیق دیوار ترومب با اقلیم ها، اهداف و فصول مختلف صورت گرفت. برخی از این تغییرات شامل دیوارهای ترومب زیگزاگ، آبی، خورشیدی هیبریدی، کامپوزیت، و مایع می شود.
-3سامانه خورشیدی ایستا
واژه سامانه خورشیدی ایستا به سیستمی اطلاق میگردد که انرژی خورشیدی را بدون استفاده از پنکه، پمپ ذخیره ساخته و دوباره توزیع کند.
عناصر اصلی
هرسامانه گرمایش خورشیدی ایستا دارای حداقل 2 عنصر میباشد
· گردآور که از شیشههای رو به جنوب تشکیل میشود
· عنصر ذخیره ساز انرژی که معمولاً از جرم حرارتی تشکیل میگردد
-4مواد ساخت دیوار ترومب
اگر چه دیوار ترومب معمولاً از مواد جامد مانند - بتن، آجروخشت- سنگ – فلز - که با یک لایه هوا و یک لایه شیشه عایق دار و یک مخزن ترکیب شده است تا یک جمعکننده حرارتی خورشیدی را شکل دهند. ساخته شده ولی میتوان آن را از ظروف محتوی آب نیز ساخت. نمونه سنتی این سامانه توسط استیو بایر برای سکونت خود ساخته شد. اکثر دیوارهای ابی از لولههای عمودی تشکیل میشوند، اگر لولههای فولادی مورد استفاده قرار گیرند ضلع رو به شیشه آنها با رنگ تیره و ضلع رو به اتاق را با رنگی روشن رنگ آمیزینمود ولی معمولاً این لولهها را اغلب از پلاستیکهای شفاف یا نیمه شفاف استفاده میکنند تا امکان عبور نور را میسر سازند.
آب را میتوان به همان صورت شفاف نگه داشت و یا از مواد رنگی درآن استفاده نمود، لولههای شفاف به دلیل شکست نور در آنها از زیبایی ویژهای برخوردار میباشند. آب شفاف به همان اندازه اب رنگی و یا ظروف کدر در ذخیره ساختن گرما کارآمد میباشند. ترکیبی از دیوارهای ترومب و سامانه جذب مستقیم معمولاً منجر به بهترین راه حل طراحی میشود در اقلیم گرم میبایست بر روی شیشه دیوار ترومب در طول تابستان یک صفحه سایه انداز کشید. مجموع مساحت نور گیرهای جنوبی نباید از20 درصد زیر بنا تجاوز کند.
