بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به بحران انرژی در سالهای اخیر و افزایش روزافزون مصرف سوختهای فسیلی به عنوان منابع محدود انرژی و تأثیر آن بر محیط زیست، کشورهای جهان را بر آن داشته که با مسائل مربوط به انرژی برخوردی متفاوت نمایند. براین اساس ارائه راهکارهای مناسب در طراحی اقلیمی در جهت بهینه سازی مصرف انرژی در تمام کشور امری ضروری می باشد که با توجه به هدررفت انرژی در بخش ساختمان یکی از ضروری ترین گام های پیش رو در آغاز این امر توجه به طراحی همساز با اقلیم در ابنیه در اقلیم های مختلف در ایران می باشد . به همین منظور ارائه راهکارهای بهینه سازی انرژی در شرایط اقلیمی متنوع ایران با توجه به نوع شرایط بهره مندی از انرژی های موجود متفاوت خواهد بود.
در این پژوهش اقلیم شهر مشهد مورد بررسی قرار گرفته و بافت شهر از لحاظ اقلیمی مورد تحلیل قرار گرفته است . در ادامه به ارائه راهکارها در جهت بهینه سازی ابنیه با توجه به ویژگی های اقلیمی شهر مشهد پرداخته شده است.در نتیجه با شناخت ویژگی های اقلیمی شهر مشهد می توان تدابیری در جهت تامین آسایش ساکنان از لحاظ اقلیمی در نحوه ی ساخت ابنیه اندیشید تا با کمترین میزان مصرف انرژی به بهترین بازدهی از ساختمان در فصول مختلف سال برسند.
-1 مقدمه
توجه به مسائل اقلیمی در طراحی معماری یکی از وجوه مهم در پایدارسازی معماری و شهرسازی است . استفاده از انرژی های طبیعی در ساختمان به صرفه جویی در مصرف سوخت و افزایش کیفیت آسایش ، بهداشت محیط مسکونی و سالم سازی محیط زیست منتهی می شود. در نتیجه طراحی مسکن براساس شرایط اقلیمی منطقه ، اولین خط دفاعی در برابر عوامل خارج بناست.
یکی از مسائل مهم در مبحث ساختمان و محیط های مسکونی و معماری همساز با قلیم ، مسئله گرم کردن آنها در فصول سرد و سرد کردن آنها در دوره های گرم سال است.
امروزه با افزایش روز افزون مصرف انرژی ، استفاده از انرژی های تجدید پذیر و بخصوص انرژی خورشیدی اهمیت ویژه ای پیدا کرده است. از این رو بهترین راه حل رو آوردن به استفاده از انرژی های طبیعی نظیر خورشید می باشد. واژه ی انرژی گرمایی خورشید نیز کلیه حالات استفاده از انرژی گرمایی خرشید را در برمی گیرد که این کار با استفاده از فن آوری های مختلفی امکان پذیر است. در کشور ایران نیز در سال های اخیر تحقیقات مختلفی در زمینه استفاده از انرژی های نو به خصوص انرژی خورشیدی انجام شده است که بخش زیادی از این تحقیقات مربوط به تبدیل انرژی تابشی به گرما است.
از این رو سعی بر این است تا روش های استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یکی از مهم ترین انرژی های تجدید پذیر و ارائه راهکارهای خاص مربوط به شرایط اقلیمی حداکثر صرفه جویی را به عمل آورد.
• اقلیم
شرایط جوی موقت و معینی که برای مدتی کوتاه در یک مکان معین غالب می گردد راه هوا یا وضعیت جوی می نامند میانگین این وضعیت جوی در دراز مدت را اقلیم می گویند. - 1 - اقلیم عبارت است از تفسیر مجموعه شرایط جوی که توسط کیفیت و تکامل وضع هوای منطقه معین مشخص می شود . از نظر علمی اقلیم سنتز هوا یا به عبارت دیگر وضعیت درازمدت اتمسفر یک مکان است
اقلیم یکی از مهمترین عوامل زیست محیطی است که در چگونگی رفتار وحالات کلی انسانها نقش اساسی را ایفا می نماید. - 8 - منظور از اقلیم یک ناحیه مجموعه شرایط جوی در منطقه است که با تغییر شرایط خاص مربوط به هر ناحیه همراه است و با تغییرات زمانی اقلیم آن منطقه را تشکیل می دهد.
قسمتی از یک سرزمین با مساحت های مختلف که توسط کوه و جنگل و رود و دریا و دره از مناطق دیگر جدا می شوند و شرایط آب و هوایی آن یکسان است.
شرایط جوی غالب یک محل را در دراز مدت اقلیم گویند . تعریف کلی و علمی اقلیم را می توان چنین گفت : ترکیب زمانی وضعیت فیزیکی محیط جوی ، که ویژگی یک محل جغرافیایی مشخص است . چون هوا وضعیت لحظه ای جوی یک محل معین است ، اقلیم را نیز می توان چنین تعریف نمود :
ترکیب زمانی اوضاع هوا - 11 - وضعیت آب و هوایی یک منطقه به طور کلی با توجه به رابطه متقابل چندین عنصر هواشناسی تعریف می شود . این عناصر عبارتند از : اشعه ی خورشید ، درجه حرارت هوا ، رطوبت ، باد و تبخیر. - 4 - تمایل و انحراف ناحیه ای از زمین نسبت به آفتاب را اقلیم می نامند. - 12 - حاصل ترکیب تمامی عناصر جوی هر مکان در بلند مدت است
شرایط و کیفیت آب و هوا به طور متوسط در یک منطقه اقلیم نامیده می شود که در مناطق مختلف دنیا با عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا مشخص می گردد. کشور ایران فلاتی است که در عرضه جغرافیایی - 25 ، - 40 درجه در نیمکره شمالی و در منطقه گرم واقع است . تقسیمات اقلیمی ایران شامل چهار تقسیم بندی می باشد :
اقلیم گرم و خشک - فلات مرکزی ایران - اقلیم سرد و کوهستانی - مناطق کوهستانی غرب کشور -
اقلیم معتدل و مرطوب - کرانه جنوبی دریای خزر -
اقلیم گرم و مرطوب - کرانه شمالی خلیج فارس و دریای عمان -
در این بخش از پژوهش به بررسی ویژگی های اقلیم سرد و خشک - مشهد - می پردازیم :
o اقلیم سرد و خشک :
سلسله جبال البرز و زاگرس نواحی مرکزی ایران را از دریای خزر در شمال و جلگه بین النهرین در غرب جدا می کنند . کوه هایی نیز به صورت منفرد در مرکز و شرق ایران وجود دارد از جمله کوه تفتان ، شیرکوه و ....کوهستان های غربی که دامنه های غربی رشته کوههای فلات مرکزی ایران و سراسر کوه های زاگرس را دربر میگیرد از مناطق سردسیر کشور به شمار می آیند .
کلیات آب و هوای این منطقه به شرح زیر می باشد :
سرمای شدید در زمستان و هوای معتدل در تابستان - اختلاف بسیار زیاد درجه حرارت هوا بین دمای شب و روز بارش برف سنگین رطوبت کم هوا میانگین دمای هوا در گرمترین ماه سال در این اقلیم بیش از 10 درجه سانتی گراد و متوسط دمای هوا در سرد ترین ماه سال کمتر از -3 درجه سانتی گراد میزان بارندگی در زمستان کم در تابستان زیاد دارای زمستانهای سرد و سخت
• طراحی همساز با اقلیم
طراحی مسکن بر اساس شرایط آب و هوایی یک منطقه ، اولین خط دفاعی در مقابل عوامل خارج از بنا است. - 14 - طراحی اقلیمی عبارت است از طراحی بنا بر اساس ملاحظات آب و هوایی - 2 - طراحی همساز با اقلیم عبارت است از نگهداری وضعیت میکروکلیمای یک مسکن در محدوده آسایش ، صرف نظر از وضعیت خارج از ساختمان است - 15 - طراحی ساختمان ها بر اساس اصول معماری همساز با اقلیم هر منطقه علاوه بر اینجاد آسایش حرارتی در فضای داخلی ساختمان سبب کاهش مصرف سوخت و سالم سازی محیط زیست خواهد شد . - 16 - به طور اساسی طراحی همساز با اقلیم عبارت است از طراحی بنا بر اساس شرایط آب و هوایی منطقه در جهت استفاده بهینه از ساختمان و رسیدن به بالاترین درجه کیفیت آسایش محیطی می باشد.
• جایگاه انرژی خورشیدی در تامین انرژی
فن آوری ساده آلوده نشدن هوا و محیط زیست از همه مهم تر ذخیره شدن سوخت های فسیلی برای آیندگان ، از عمده دلایلی هستند که لزوم و اهمیت استفاده از انرژی خورشیدی را برای کشور ما آشکار می سازد.
" فابر بیرم " در تاکید اهمیت استفاده از انرژی خورشیدی می نویسد : اگر نابودی بشر بر اثر فقدان اکسیژن ، تشعشعات اتمی ، آلودگی آب و هوا و انهدام فضا های سبز خطر نیفتد ، مسلما" با عدم درک مزایای نور خورشید و امتناع از استفاده از آن در فضاهای زیستی دچار مشکل خواهد شد . - 17 - در واقع ساده ترین روش استفاده از انرژی خورشیدی تبدیل آن به انرژی حرارتی از طریق گردآورنده های حرارتی خورشیدی است . بنابر این قابل درک است که بسط و توسعه ی اولیه ی سیستم های انرژی خورشیدی در تامین آب گرم مورد نیاز متمرکز شده باشد.
