بخشی از مقاله
چکیده:
کارآمدترین استراتژی برای فرار از بحران انرژی، بهینه کردن مصرف و جایگزین کردن انرژیهای تجدیدپذیر به جای سوختهای فسیلی میباشد که در ایران بدلیل قیمت ارزان، بایستی با فرهنگ سازی انجام گیرد. این پژوهش که به صورت کتابخانه ایی و میدانی انجام شده است، به سه بخش تقسیم میگردد. در بحث اول به پارامترهای مهم در طراحی در راستای بهره گیری از انرژیهای تجدیدپذیر در مازندران پرداخته میشود.
بحث دوم رفتار اقلیمی اجزای مختلف مهم بنا در جهت بهرهگیری از انرژی تجدیدپذیر محیط و جلوگیری از هدررفت انرژی را توضیح میدهد. مبحث سوم که از اهمیت زیادی خصوصا در ایران و مازندران برخوردار است، به دلایل هدر رفت انرژی در ساختمانها و چگونگی جلوگیری از آن خواهد پرداخت که اصلاح رفتارهای فرهنگی در این موارد، تاثیر چشمگیری در کاهش مصرف سوخت دارد. رویکرد توصیفی- تحلیلی این پژوهش با تاکید بر اقلیم معتدل و مرطوب مازندران، قابل درس گرفتن و تعمیم برای دیگر مناطق اقلیمی کشور خواهد بود.
مقدمه
امروزه انرژی های فسیلی بسیار بی رویه و بدون هیچ پارامتر محدود کننده ای در جامعه ما مصرف می شوند. شاید امروز هیچ خطری به اندازه نادیده گرفتن مصرف سوختهای فسیلی جامعه ما را تهدید نمی کند. موضوع اصلی کار معماران، در راه تولید معماری، شکل دادن بهینه و مطلوب ساختمان است بهطوریکه از شرائط محیطی، حداکثر استفاده در تامین انرژی گرمایشی و سرمایشی بدست آید. همچنین هیچ روش منحصر به فردی جهت بهبود هر دوی شرائط زندگی و بهینه سازی مصرف انرژی در معماری ها وجود ندارد. لیکن یکپارچه سازی بنا نسبت به محیط اطراف و ترکیب فن آوری های بهینه معماری قدیم وجدید نسبت به وضعیت موجود، اهداف کلی این طرح را تامین خواهد کرد.
در این راستا انرژیهای تجدیدپذیر نقش مهمی را ایفا میکنند. این نکته هنگامی اهمیت بیشتر پیدا میکند که وابستگی زیادی بین تامین انرژی و معماری ساختمان پیدا شود. در حال حاضر اکثر ساختمانهای نوساز در بسیاری از شهرها و حتی برخی روستاهای مازندران و ایران به علت تقلید ناقص از معماری و تکنولوژی غرب دارای جدار نازک و پنجره های بزرگ می باشند و در نتیجه تبادل حرارتی بسیار زیادی با محیط خارج خود دارند. این مسایل که امروزه بسیار حاد شده اند نیاز به بررسی و راهکارهایی سریع الوصول و کم هزینه را ضروری نموده است. هم چنین در این مقاله می توان به پرسش های زیر پاسخ داد:
الف -قدم اول برای طراحی در بهینه سازی انرژی در طراحی از کجا باید شروع شود؟
ب- آیا طراحی مناسب می تواند در جذب نور خورشید همراه با حبس گرمای آن در زمستان و دفع نور خورشید در ایجاد محیطی خنک در تابستان کارایی داشته باشد؟
ج- طراحی با استفاده از سنت دیرینه ییلاق و قشلاق چه مقدار در بهینه سازی انرژی تاثیر گذار است؟
د - چگونه با طراحی مناسب ساختمان، استفاده از انرژی تجدیدپذیر می تواند وابستگی به انرژی سوخت فسیلی را کاهش دهد؟
روش تحقیق
در این تحقیق سعی شده تا اطلاعات به دو روش کتابخانهایی و پیمایشی - میدانی - به دست آید. ضمن این که اسناد و مدارک هواشناسی به طور دقیق مورد بررسی قرار گرفته اند. اطلاعات به دست آمده سپس با همدیگر تطبیق داده شده و با تحلیل بر آنها یافتهها حاصل شد که به روش توامان توصیفی- تحلیلی بیان شدهاند. نتیجه مباحث به راهکارهایی اجرایی، فنی و فرهنگی با توجه به زندگی و خواسته های امروزی، منجر شده که در متن آمدهاند.
بحث اول: بررسی پارامترهای تاثیرگذار به منظور طراحی
-1 جهت استقرار زمین و استفاده از انرژی تجدید پذیر ابزارهای موجود برای تهیه طرح و اجرای ساختمانی که پتانسیل درونی بالایی در جهت آسایش ساکنان خود و مصرف کمتر انرژی داشته باشد عبارتند از: خورشید - نور خورشید و گرمای خورشید - ، تهویه طبیعی، فضای سبز.[1] گام اول از طراحی های شهری شروع می شود زمانی که مهندس شهرساز جهت خیابانها و کوچه ها را مشخص می کند و طراحان طرحهای تفکیکی قطعات زمین را مشخص می کنند . طراح باید طول زمین را بر محور شمال - جنوب قرار دهد و برای چرخش به شرق یا غرب حداکثر 30 درجه را برای خود به عنوان فضای چرخش بگذارد.
آنچه در عمل می توان شاهد بود این است، زمین هایی که طول آنها بر محور شرق و یا غربی بهره می گیرد از شرایط آسایش کمتری نسبت به زمین های منطبق بر محور شمالی جنوبی برخوردارند. این ساختمان ها در مصرف انرژی برای سرمایش و گرمایش در تابستان و زمستان بین 7 تا 22 درصد نیاز بیشتری به مصرف انرژی دارند. ساختمانهای شرقی - غربی حتی با تزریق انرژی زیاد از شرایط آسایش نامطلوبی برخوردارند زیرا کمبود تابش آفتاب در زمستان و میزان بالای تابش در تابستان برای این ساختمانها مشکل اساسی است. بنابراین اولین اقدام در استفاده بهینه از انرژی این است که طراحان جهت استقرار زمین ها را شمالی - جنوبی انتخاب کنند.
از مهم ترین موارد استفاده از نور خورشید تامین روشنایی روز است. کاربرد دیگر نور خورشید تامین گرمای محیط است که از دو نظر دارای اهمیت می باشد: جذب نور خورشید همراه با حبس گرمای آن در زمستان و دفع نور خورشید و ایجاد محیطی خنک در تابستان. ابتدا لازم است کیفیت نور خورشید در چهار جهت اصلی شمال ، جنوب ، شرق و غرب شناخته شود و سپس زاویه تابش تابستان و زمستان را در منطقه مورد نظر مورد بررسی قرار گیرد. پس از شناخت ارزش نور و تابش خورشید در جهات مختلف می توان طراحی پلان و چگونگی استقرار ساختمان را بهگونه ای انجام داد که متضمن آسایش ساکنین با حداقل نیاز به تزریق انرژی باشد.
در مازندران نور شرق و نور گذرهای شرقی در تابستان از ساعت 5 الی 6 بامداد تا ساعت 11 ظهر در معرض تابش آفتاب هستند، بنابراین فضاهای شرقی از اول صبح در معرض تابش آفتاب قرار گرفته و گرم می شوند. از آنجا که ابتدای شروع روز است و هوا هنوز گرم نشده است در تابستان این اتاق ها تا یکی دو ساعت اول صبح نیز قابل استفاده هستند. پنجره های شرقی در زمستان به مدت 3 تا 4 ساعت و در تابستان به مدت 5 تا 6 ساعت نورگیر هستند.
خورشید از شرق شمالی شروع به تابیدن می کند. در ساعت 6 صبح خورشید با زاویه 15 درجه نسبت به افق و 20 درجه از سمت شرق شمالی در حال تابیدن است در این ساعت سایبان های افقی فاقد کارایی هستند ولی سایبانهای عمودی می توانند پنجره های باریک و بلند را پوشش دهند. در ساعت 8 الی 8/30 صبح خورشید دقیقا در شرق است که با خط افق زاویه 45 درجه می سازد. در این ساعت سایبان های عمودی کنار پنجره ها کاملا فاقد کارایی و سایبانهای افقی بالای پنجره ها سایه ای موثر ایجاد می کنند. از این ساعت به بعد، خورشید از سمت شرق تقریبا به حالت عمود در حال برخاستن است و این وضعیت تا زمانی که جبهه شرقی در سایه قرار می گیرد ادامه دارد.
بنابراین سایبان های عمودی کنار پنجره ها کاملا فاقد کارایی هستند. ساعت 8.5 تا 9 صبح زاویه تابش خورشید با خط افق حدود 50 درجه است که ازاین ساعت به بعد، تابش بندهای افقی بالای پنجره ها کاملا موثر می شوند. برای نور شرق در زمستان، پنجره ها از ساعت 7/30 با اولین طلیعه آفتاب روشن می شوند. زاویه طلوع خورشید با جهت شمال در کوتاهترین روز سال 30 درجه به سمت جنوب است، بنابراین تابش بندهای عمودی کنار پنجره در زمستان مانع از تابیدن نور به درون فضا می شوند. تابش بندهای افقی بالای پنجره ها در تابستان از ساعت 9 صبح به بعد کارایی داشته و در زمستان نیز خیلی مشکل ساز نیستند.
بنابراین برای جبهه شرقی پنجره های افقی و کشیده با تابش بند افقی بالای پنجره مناسب ترند . فضاهای شرقی برای اتاق خواب مناسب هستند، زیرا اولین روشنایی سپیده صبح در این اتاقها قابل رویت است و با هجوم نور آفتاب به درون اتاق در اولین لحظات روز انسان را وادار به برخاستن می کنند. در تابستان این اتاقها از اولین ساعات روز شروع به گرم شدن می کنند و در همان ساعات اولیه روز، ساکنین اتاق را ترک می کنند و شب هنگام نیز که برای استراحت به اتاق بر می گردند اتاق حداقل بمدت 10 ساعت در سایه قرار گرفته است.
معمولا افرادی که از اتاقهای شرقی استفاده می کنند سحرخیز هستند و از نشاط بیشتری برخوردارند و برای مسلمانان نماز صبح قضا نمی شود. پنجره های شرقی برای آشپزخانه نیز مناسب هستند. زیرا تابش نور صبحگاهی در تابستان و زمستان با فعالیت صبحگاهی در آشپزخانه تناقضی ندارد و بلکه هنگام خوردن صبحانه نشاط آور است. نور گذرهای غربی از نظر زاویه تابش همان ویژگی پنجره های شرقی را دارند یعنی تابش بندهای افقی در تابستان تا ساعت 5 بعدازظهر کارایی داشته و در زمستان نیز به دلیل تابش مایل آفتاب مشکل آفرین نیستند.
