بهبود پورتال

معماری ابنیه ـ طراحی محیط زیست و توسعة پایدار

میترا خرازی صنعت شتربان

سازمان فنی و حرفه‎ای آذربایجان شرقی

خلاصه

تأمین و مصرف انرژی همواره یک امر حیاتی در زندگی بشر بوده و دستیابی به منابع جدید انرژی نقش اساسی در پیدایش و تغییر تمدن‎ها داشته است. به طوری که انقلاب صنعتی و به کارگیری انرژی‎های فسیلی تمدن جدیدی را به وجود آورده و زندگی بشر را سریعاً تغییر داده و ترقی بخشید. استفاده از اینگونه انرژی‎ها گرچه موجب دگرگونی و تکامل شد ولی در کنار خود مسائل و مشکلاتی را نیز به وجود آورد که مهمترین آنها بحران زیست محیطی و انواع آلودگی‎ها می‎باشد. برای ایجاد توازن زیست محیطی در کرة زمین نگرش جدیدی در امر توسعه به وجود آمد که امروزه به نام ”توسعه پایدار“ شناخته شده و طرفداران زیادی پیدا کرده است. هماهنگی با توسعة پایدار و مصرف بهینه انرژی و استفاده از منابع انرژی پاکیزه و تجدیدپذیر نوین نکاتی است که در طراحی و معماری ابنیه و اماکن باید مدنظر طراحان و معماران قرار گیرد. در این مقاله به مواردی همچون طراحی بهینه اماکن با استفاده از انرژی‎های رایگان طبیعت نظیر انرژی خورشید، باد و ... به کارگیری مصالحی که اتلاف انرژی را در اقلیم‎های مختلف به حداقل برساند و تلفیق فن‎آوریهای نو و سنتی اشاره می‎شود و آفرینش یک معماری نوین هماهنگ با توسعة پایدار مد نظر است.

 

واژه‎های کلیدی:توسعة پایدار، انرژی‎های تجدیدپذیر نوین، مصرف بهینة انرژی، انرژی پاکیزه و رایگان| معماری نوین، معماری ابنیه و طراحی محیط زیست، بحران زیست محیطی

مقدمه

            انسان وقتی از غار بیرون آمد برای مصون ماندن از سرما و گرما، نیاز به سرپناهی داشت و بر این اساس طبیعی است که قدیمی‎ترین بنای ساختمان خانه باشد. این امر از عصر حجر شروع شده و عناصر دیگر معماری از بعد زمانی فرع بر آن است. او وقتی به دشت می‎آید چیزی شبیه به غار می‎سازد. آثار به دست آمده از کاوش‎های باستان‎شناسی اطراف بوئین زهرا وجود سکونت‎گاههایی را تأیید می‎کند که 6000 سال قدمت داشته و شبیه به غار ساخته شده بودند. وجود بقایای سکونت‎گاههای قدیمی و توجه به بناهای سنتی نشان می‎دهد که مواد و مصالح به کار رفته در این بناها همانا مواد و مصالح موجود در طبیعت بوده و نوع معماری نیز به ناچار از آن تبعیت کرده است. در مناطق جنگلی عمده مصالح بنا را چوب و برگ درختان تشکیل می‎داده و در جلگه‎ها و دشت‎ها و کوهستان‎ها مواد اصلی بنا سنگ و گل و خشت بوده است. ساخت ابزار و کشف آتش دو پدیدة مهمی بود که چهرة زندگی انسان را به طور چشمگیری تغییر داد. ابزار در تراشیدن سنگ و فرم دادن به آن و در نتیجه تغییر شکل محیط اطراف و طرز ساختن سکونت‎گاهها اثر گذاشت و آتش به گرم کردن و بسط و توسعه آنها امکان بخشید. تا عصر آهن که سیمای زندگی انسان به طور کلی عوض می‎شود، تغییرات در کلیه زمینه‎ها به کندی پیش می‎رفته و ساخت سکونت‎گاهها و نوع معماری نیز به تبعیت از آن و با الهام گرفتن از طبیعت اطراف صورت می‎گرفت. انرژی‎های به کار گرفته شده در اعصار قبل عبارت بودند از انرژی‎های طبیعی خام (خورشید، باد، هیزم و در برخی موارد قیر طبیعی) و نیروی ماهیچه‎ای به این ترتیب زندگی انسان در گرو استفاده از ابزار ابتدایی و انرژی‎های خام قرار داشت و بالطبع معماری نیز از آنها تبعیت می‎نمود. با آغاز عصر آهن و سپس دستیابی انسان به انواع انرژی‎های فسیلی و با به کارگیری گستردة آنها رابطة انسان با طبیعت به کلی دگرگون شد و در بسیاری از زمینه‎ها انسان بر طبیعت چیره گشت. با این ترتیب عصر صنعت به انسان این اجازه را داد که دامنة تخریب خود را در طبیعت هر چه بیشتر گسترش دهد تا جایی که دیگر جبران آن از سوی طبیعت غیرممکن گردید. پیامد این مسئله آلودگی هرچه بیشتر خاک و آب و هوا بوده که روز به روز بر دامنة آن افزوده می‎گردد. معماری عصر صنعت به ناچار در محدودة این عصر پیش رفته و در طراحی بناها و تأسیسات داخلی به سوخت‎های فسیلی توجه داشته است. به طوری که بر همگان مبرهن است این عصر با دو بحران عمده زیست محیطی و انرژی روبرو بوده و در عین حال ناچار از توسعه است. برای پاسخگویی و فائق آمدن بر این بحران‎ها و ادامة روند توسعه، دیدگاهها و نگرش‎های بسیاری پیدا شده که مهم‎ترین آنها ”توسعة پایدار“ می‎باشد که امروزه طرفداران زیادی دارد. این نگرش که تنها راه‎حل ممکن به نظر می‎رسد مسایل و مشکلات موجود را از بعد حال و آینده می‎نگرد و در این راستا استفاده بهینه از انرژی‎های موجود فسیلی و غیرفسیلی و دستیابی و به کارگیری صور دیگر انرژی به ویژه انرژی‎های تجدیدپذیر نوین را مطرح می‎سازد.

            به این ترتیب به نظر می‎رسد که برای حفظ حیات و ادامة توسعه روی‎آوری به انرژی‎های تجدیدپذیر اجتناب‎ناپذیر بوده و این امر خواه ناخواه بر همة زمینه‎های زندگی (صنعتی، فنی، اقتصادی، اجتماعی) انسان اثر تعیین کننده خواهد داشت و چهرة زندگی را به طور باورنکردنی تغییر خواهد داد. بر همة اندیشمندان و دانش پژوهان رشته‎های مختلف علوم و فنون است که در این زمینه بیندیشند و جامعة بشری را برای درک و پذیرش عصری جدید آماده و هماهنگ سازند. معماری و طراحی نیز از این قاعده مستثنی نبوده و باید گام‎های اساسی و سازنده متناسب با آینده در حال تکوین که در آن انرژی اصلی را منابع تجدیدپذیر (خورشید، باد، آب و ...) تشکیل خواهد داد، از سوی معماران و طراحان برداشته شود. به همین منظور این مقاله سعی دارد هنر معماری را در عین توجه به حال در افق آینده بنگرد.

 

سیر تکاملی سیستم‎های گرمایشی و سرمایشی از معماری عهد کهن تا عصر رایانه

            ابتدایی‎ترین سیستم گرمایشی و سرمایشی در معماری تمدن‎های کهن که می‎توان با توجه به آثار به دست آمده از کاوش‎های باستان‎شناسی بدان‎ها اشاره نمود عبارت بودند از سوزاندن  مستقیم چوب و شاخ و برگ درختان و فضولات حیوانی در آتشدان‎های سنگی، اجاق‎ها و تنورها برای تأمین حرارت و روشنایی.

            برای سرمایش و تهویة هوا نیز از وزش باد برای کشاندن هوایی خوش به درون ساختمان‎ها و از عکس‎العمل نیروی آن یعنی مکش برای راندن هوای گرم و آلوده استفاده می‎شد. نخستین شیوه این کار چنین بود که ابتدا دیوار مشبک با سوراخ‎ها یا کانال‎های خاص در مکان‎های مورد نظر از ساختمان ایجاد می‎کردند و سپس پیرامون آن را با حصیر و سفال یا بوته‎های خاردار می‎پوشاندند و بر آن آب می‎پاشیدند تا بر اثر وزش باد هوای خنک را به درون بکشاند. این سیستم به تدریج کامل‎تر شد تا جایی که جایگاه ویژه‎ای در معماری ابنیه به خود اختصاص داد و بعدها در بسیاری از تمدن‎ها به خصوص در فرهنگ معماری ایرانیان تبدیل به یک سیستم تأسیساتی و یک شاخص معماری سنتی به نام بادگیر گردید.

            به موازات این امر سیستم‎های گرمایشی نیز به تدریج کامل‎تر شده و پیشرفت کردند. تا جایی که ساده‎ترین وسایل گرم‎کننده در خانه‎ها که تا آن زمان تنور و کرسی و اجاق بود در عصر صفوی جای خود را به بخاری‎های دیواری داد. کهن‎ترین خانه‎های بر جای مانده از آن عصر این نکته را تأیید می‎کند.

            ساختمان خن یا تون در گرمابه‎ها نیز کاری بسیار دقیق و شایسته بوده است که تا این اواخر درگرمابه‎های سنتی متداول بود. با ‎آغاز عصر صنعت تحول مهمی در تکنولوژی سیستم‎های سرمایشی و گرمایشی و نوع سوخت مصرفی آنها به وجود آمد.

            با متداول شدن مصرف نفت و برق تحول بزرگی در سیستم‎های گرمایشی و سرمایشی به وجود آمد. بخاری‎های نفت‎سوز، سیستم حرارت مرکزی (شوفاژ) برای تولید گرما و دستگاه‎های خنک‎کننده مانند چیلر، ایرکاندیشن و کولر برای تولید سرما به سرعت جای سیستم‎های سنتی را گرفت.

            استفاده از گاز طبیعی عامل مهم دیگری بود که در تکمیل سیستم‎های جدیدحرارتی و تولید سرما اثر وسیعی گذاشت. استفاده گسترده از این منابع (منابع انرژی‎های فسیلی) همچنان ادامه یافت تا اینکه در دهة 1960 بحران انرژی و به دنبال آن بحران زیست محیطی مصرف این گونه منابع را دچار تردید نمود. به دنبال این بحران‎ها جستجوی منابع جدید انرژی که همگن با محیط بوده و به تخریب محیط زیست منجر نشود آغاز گردید و سیستم‎های جدید تولید انرژی از منابع سالم و تجدیدشونده همانند خورشید، باد و دریا مورد آزمایش و بهره‎برداری قرار گرفت. این آزمایشات و تحقیقات منجر به پیدایش و تکمیل سیستم‎های خورشیدی نظیر سلول‎های فتوولتائیکی، چیلرهای جذبی، آب گرم‎کن‎های خورشیدی، هوا گرم‎کن‎های خورشیدی و توربین‎های بادی مولد برق و ...گردید. این تحولات در واقع آ‎‎غاز عصر جدیدی بود که در شیوة نگرش بشر به تولید و مصرف انرژی پیدا شد. لذا قرن بیست و یکم را می‎توان قرن روی‎آوری به انرژی‎های پاکیزه‎تر دانست که نتیجة آن وقوع یک انقلاب انرژی خواهد بود.

 

طراحی اقلیمی

            در تمام طول تاریخ معماری و ساختمان‎سازی، طراحان همواره درصدد پاسخگویی به شرایط آب و هوایی بوده‎اند حتی معماری به اصطلاح ”بدوی“ طراحی اقلیمی دارای بیان دقیق و استادانه‎ای بوده است، خواه در ساختمان‎های روستایی واقع در کوهستان‎ها که در مقابل باد محافظت شده و رو به جنوب می‎باشد و خواه در پلان خانه‎های حیاط مرکزی سنتی که جهت حفظ سرمای شب در اقلیم گرم و خشک طراحی شده‎اند. در این بناهای بومی و سبک‎های محلی، اقلیم و آب و هوا به عنوان مبنای حیات و فعالیت‎های انسان در نظر گرفته شده که نهایتاً فرم و زیبایی ساختمان‎ها از آنها منتج شده است.

            طراحی اقلیمی که به نام ”زیست اقلیمی ساختمان“ نیز نامیده می‎شود شامل یک سری اصول علمی و کاربردی می‎باشد که در نظر گرفتن این اصول در طراحی ابنیه توسط طراحان و معماران می‎تواند منجر به طراحی فضاهای بهینه از نظر آسایش انسان و نهایتاً صرفه‎جویی در مصرف انرژی شود.

            ارزش یک فضای معماری در هر عصر و منطقه‎ای بستگی به مطابقت ساختمان با اقلیم خاص آن منطقه دارد. طراحی اقلیمی روشی است برای کاهش همه جانبه انرژی یک ساختمان، طراحی ساختمان اولین خط دفاعی در مقابل عوامل اقلیمی خارجی بناست. در تمام آب و هواها، ساختمان‎هایی که بر طبق اصول طراحی اقلیمی ساخته شده‎اند ضرورت گرمایش و سرمایش مکانیکی را به حداقل کاهش می‎دهند و در عوض از انرژی طبیعی موجود در اطراف ساختمان استفاده می‎کنند.

            در طراحی این قبیل ابنیه با عنایت به هزینة گزاف سوخت‎های حرارتی، تأکید بر استفاده از حرارت خورشیدی است. بسیاری از تکنیک‎های طراحی اقلیمی مانند عایق‎بندی یا ابنیه زیرزمینی می‎تواند هزینه‎های سرمایش و گرمایش را تقلیل دهد. تهویة طبیعی زمانی که با سایر تکنیک‎های برودتی مورد استفاده قرار گیرد به راحتی می‎تواند در ماههای گرم تابستان باعث فراهم آمدن شرایط آسایش شود. احتیاج به مخارج زیاد کولرسازی (جهت خنک‎کردن داخل بنا) اغلب به خاطر مکان غلط پنجره در بنا و یا عدم استفاده از سایه است که باعث تبدیل به یک تنور داغ خورشیدی در تابستان می‎شود. حتی در ایامی که هوای بیرون دلپذیر است به واسطه نادیده گرفتن بعضی مبانی و روش‎های طراحی اقلیمی توسط طراح، هوای داخل ساختمان می‎تواند نامطلوب باشد. از طرفی دیگر طراحی اقلیمی موجب می‎گردد که ساختمان‎ها دارای شرایط آسایش بهتری باشند. به جای اینکه به سیستم‎های گرمایش و سرمایش فشار زیادی تحمیل شود، خود ساختمان بدون سر و صدا و بدون پنکه یا سایر دستگاهها و بدون اینکه حداکثر فشار به دستگاههای مولد مرکزی وارد شود، شرایط آسایش را فراهم می‎کند. ساختمان‎های ساخته شده براساس اقلیم نه تنها در مقابل عوامل نامساعد جوی عملکرد خوبی دارند، بلکه یک محیط انسانی سالم و زیبا نیز فراهم می‎کنند.

 

اهداف عمده طراحی اقلیمی

-       کاهش اتلاف انرژی در ساختمان

-       کاهش تأثیر باد در اتلاف حرارت ساختمان

-       بهره‎گیری از انرژی خورشیدی در گرمایش ساختمان

-       محافظت ساختمان در برابر هوای گرم خارج

-       محافظت ساختمان در برابر تابش آفتاب

-       بهره‎گیری از نوسان روزانه دمای هوا

-       بهره‎گیری از شرایط مناسب هوای خارج

-       ایجاد کوران در فضاهای داخلی

-       بهره‎گیری از رطوبت مطلوب هوا

-       محافظت از ساختمان در برابر بارندگی

-       کاهش تأثیر بادهای غبارآلود بر ساختمان

-       جلوگیری از آلودگی‎های صوتی

 

مواردی که در طراحی بهینه اقلیمی یک بنا باید مورد توجه قرار گیرد

* عوامل اقلیمی مؤثر در شکل‎گیری و جهت‎گیری یک بنا مانند: عوارض طبیعی زمین (پستی و بلندی، سستی و سختی، پوشش گیاهی و ...) عوامل جوی (باد، رطوبت هوا، درجه حرات و ...)، پهنه‎بندی اقلیمی محیطی که بنا در آن احداث می‎شود (طول و عرض جغرافیایی، ارتفاع از سطح دریا، زاویة تابش و ...) در نظر گرفته شود.

* برای کاهش اتلاف حرارتی در ساختمان باید بنا را به صورت پیوسته و متراکم در شیب‎های میانی و رو به جنوب طراحی کرد.

* سطوح خارجی بنا باید به نحوی پوشانده شود ( توسط خاک به صورت زیرزمین و پوشش گیاهی) یا به صورت دو طبقه طراحی شود.

* استفاده از پوسته حرارتی مناسب در جداره‎های ساختمان.

* استفاده از بادشکن‎های طبیعی مانند چمن و درختان (مناسب با جهات وزش باد و تابش آفتاب).

* استفاده از شیشه‎های دوجداره یا سه جداره، انواع مختلف پرده و سایه‎بان‎ها، شبکه عایق متحرک در پشت پنجره و ورقه‎های عایق حرارتی در داخل بازشوها، دیوارها و بام می‎تواند کمک مؤثری در کاهش اتلاف حرارتی ساختمان باشد.

* استفاده از پوشش گیاهی در مجاورت بنا جهت تعدیل و مطلوب کردن هوا در تابستان و   جلوگیری از اثرات نامطلوب بادهای سرد زمستانی.

 

نکات مهم جهت بهره‎گیری از انرژی خورشیدی در گرمایش ساختمان

-       احداث ساختمان در جهت تابش آفتاب و شیب‎های رو به جنوب.

-       باز گذاشتن جبهة جنوبی ساختمان.

-       انتخاب شکل‎های کالبدی مناسب جهت کاهش گسترش و کشیدگی پلان در جهت محور شرقی و غربی.

-       رعایت عمق مناسب در بنا و پنجره

-       در نظر گرفتن سایه‎بان‎های مناسب برای پنجره‎ها.

-       طراحی سطوح منکعس کننده در کف‎های مشرف به پنجره‎های آفتاب‎گیر، ایوان و گلخانه متصل به فضاهای داخلی.

-       استفاده از مصالح ساختمانی با ظرفیت حرارتی زیاد.

-       استفاده ازدیوارهایی با مصالح ساختمانی سنگین در نمای جنوبی ساختمان.

-       انتخاب رنگ تیره و بافت خشن برای سطوح خارجی.

 

 

نکات مهم در طراحی اقلیمی بنا جهت جلوگیری از اتلاف انرژی

* انتخاب مواد و مصالح متناسب با اقلیم در پوستة خارجی ساختمان مانند آجر در مناطق سردسیری. (لازم به توضیح می‎باشد که استفاده از مصالحی چون تراورتن که از جمله سنگ‎های آهکی می‎باشد و در مناطق سردسیری در مقابل عوامل جوی از مقاومت کمتری برخوردار است و یا سنگ‎های گرانیتی که در اثر اکسیده شدن مواد فلزی داخل آنها مقاومت پوستة خارجی ساختمان کاهش می‎یابد و نمای ساختمان نیز به مرور زمان آسیب می‎بیند، در اقلیم سرد و مرطوب توصیه نمی‎شود.)

* کاهش نسبت سطح پوسته خارجی ساختمان به حجم فضای مفید (فرم کالبدی ساختمان) به منظور کاهش تأثیر هوای سرد.

* کاهش نسبت سطح بام به سطح مفید ساختمان.

* کاهش نسبت سطح بازشوها در پوستة خارجی (مانند درها و پنجره‎های بازشو به هوای آزاد یا فضای کنترل شده) به سطح مفید ساختمان.

*درزبندی صحیح درها و بازشو و استفاده از فضاهای ثانویه مانند گاراژ، هشتی، انبار و ... به عنوان فضای حایل.

 

عایق‎کاری

          امروزه در سراسر جهان، عایق‎کاری اعم از حرارتی و برودتی، جایگاه ویژه‎ای در امر ساختمان‎سازی به خود اختصاص داده است و تولید مواد عایق و مصرف آن جزو ضروریات اجتناب‎ناپذیر محسوب می‎شود. تفکری که قرن‎ها پایه طرح‎ریزی معماری بناهای مسکونی و غیرمسکونی بوده و عمده هدف آن جنبه حفاظت از جان و مال را شامل می‎شده، اینک با گرانی سوخت و لزوم صرفه‎جویی در مصرف انرژی در کنار حفظ موارد بالا به استفاده بهینه از انرژی، که ثروت ملی هر ملت محسوب می‎شود نیز پرداخته است. امروزه تکنیک سوپر عایق یکی از روش‎های نو در عایق‎کاری ساختمان‎ها شناخته شده است. در این تکنیک از عایق ضخیم و پنجره‎های دو جداره یا سه جداره استفاده شده، برای تهویه ساختمان مبدل حرارتی هوا به کار گرفته می‎شود. در طراحی معماری برای عایق‎کاری حرارتی، حدود 85% سطح پنجره‎ها به طرف جنوب و بقیه به سمت شمال قرار می‎گیرد و پنجره‎های غربی و شرقی ساختمان حذف می‎شود و برای جلوگیری از ورود مستقیم جریان هوا به فضاهای داخلی نیز پس از در ورودی، هشتی (فیلتر)، در نظر گرفته می‎شود. در ساختمان‎های عمومی به لحاظ تکرر زیاد استفاده از بازشوها به مورد اخیر باید توجه بیشتری کرد. همچنین درزبندی صحیح درب‎ها و بازشوها در کاهش اتلاف انرژی حرارتی حائز اهمیت می‎باشد.

 

مزیت‎‏های انرژی و تکنولوژی‎های خورشیدی در ابنیه

الف ـ صرفه‎جویی مالی

          مخارج تعبیه سیستم‎های خورشیدی کمی بیش از طراحی و ساخت یک خانة مسکونی سنتی می‎باشد که معمولاً هزینه افزوده از 10% مقدار کل تجاوز نمی‎کند، در بلندمدت این سیستم می‎تواند 70% از هزینه‎های معمول برای تولید حرارت را صرفه‎جویی نماید.

 

ب ـ بهبود وضعیت حرارتی ساختمان

          در استفاده از سیستم‎های خورشیدی جریان حرارتی در فضای مسکونی کاملاً به طور طبیعی صورت می‎گیرد و در صورت تغییرات حرارتی در خارج بنا، هوای داخل با این تغییرات به آرامی هماهنگ می‎شود. از این گذشته هوای فضای داخلی، همیشه حالت طبیعی خود را حفظ کرده و هرگز خشک و نامطبوع نمی‎شود.

 

ج ـ عملکرد ساده

          برای استفاده بهتر و بیشتر از میزان حرارت، ساکنین این گونه بناها بایستی نکاتی را رعایت کنند. از جمله، در اوقات ضروری پرده‎ها و کرکره‎ها را ببندند.

 

د ـ انعطاف‎پذیری ساخت سیستم

          سیستم مزبور برای هر مکان، هر نوع مصالح و تکنیک به کار رفته در بنا، طراحی خاص خود را داراست.

 

هـ ـ عاملی مؤثر بر زیباسازی محیط

          به سبب آن که استفاده از این سیستم در نماهای جنوبی تأثیر به سزایی را دارا می‎باشد، راه‎حلهای مختلف و متنوعی برای نماسازی ارائه شده است. یکی از این روش‎ها استفاده از چراغ‎هایی با نور مصنوعی و یا شیشه‎های با پوشش است که، برای انعکاس نور مناسب می‎باشد. علاوه بر آن که نور لازم به ترتیب تأمین می‎گردد، از مضرات نور مستقیم نیز جلوگیری می‎شود.

 

و ـ جلوگیری از آلودگی محیط زیست

          به دلیل آن که انرژی‎های فسیلی و آلوده‎کننده استفاده نمی‎شود در سالم‎سازی محیط زیست بسیار مؤثر می‎باشد.

انتخاب رنگ و جنس مصالح در افزایش ضریب جذب پرتوها

الف ـ رنگ‎ها

          توانایی جذب یا انعکاس حرارتی در رنگ‎های مختلف، بسیار متفاوت می‎باشد. به طور مثال، اگر یک صفحة فلزی را با دو رنگ مشکی مات و سفید آزمایش کنیم، مشاهده می‎شودکه صفحة فلزی با رنگ مشکی مات حدود 92% از حرارتی را که از تشعشع خورشید حاصل شده، جذب می‎کند. در صورتی که صفحة فلزی با رنگ سفید توانایی جذب 40% از این حرارت تابیده شده را خواهد داشت. (جدول 1)

جدول 1ـ درصد توانایی جذب حرارتی چند نوع رنگ

 

ب ـ فلزات

          از فلزاتی که در سیستم بیشتر مورد استفاده قرار می‎گیرند، مس، آلومینیوم و فولاد می‎باشد. این فلزات هم به صورت صفحاتی برای جذب و انتقال حرارتی و هم به صورت لوله‎ای برای گرم کردن و انتقال آب به کار برده می‎شوند.

          از مقایسة این سه نوع فلز با یکدیگر به این موارد می‎توانیم اشاره کنیم:

-       از نظر قابلیت هدایت حرارتی، مس بیشترین قابلیت و فولاد کمترین توانایی را داراست.

-       از نظر وزن، فولاد سنگین‎ترین وآلومینیوم سبک‎ترین فلز در بین این سه نوع فلز می‎باشد.

از ورقه‎های نازک و براق آلومینیوم، به خاطر قابلیت تشعشع و جذب رطوبت سریع‌ آن، نیز آسانی برش و شکل‎پذیری در موارد بسیاری از جمله جذب حرارت استفاده می‎شود.

 

ج ـ جنس مصالح

            مقاومت طراحی مصالح به کار رفته در جدار ساختمان بستگی به ضخامت آنها، میزان رطوبت و وزن مخصوصشان دارد. مقاومت حرارتی پاره‎ای از مصالح در جدول (2) آمده است. جز آهن و بتن (سبک یا سنگین) سایر مصالح منحصراً باید در اقلیم‎های خشک به کار رفته و در نتیجه مقاومت حرارتی آنها باید معادل شرایط خشک به حساب آید.

جدول 2ـ مقاومت حرارتی برخی مصالح ساختمانی

 

 

معماری خورشیدی

تقریباً تمامی منابع انرژی در روی زمین منشاء خورشیدی دارند. بشر از طلوع عصر تکنولوژی کوشیده است که این انرژی را برای اهداف مفید به خدمت گیرد. انرژی خورشیدی برخلاف انرژی فسیلی، یک منبع انرژی پایان‎ناپذیراست. کره زمین فقط یک ده هزار میلیونیم از تشعشع خورشید را جذب می‎کند. تحقیقات حاکی از آن است که انرژی به دست آمده از خورشید در مدت سه روز، بیش از انرژی تمام منابع سوختی در زمین می‎باشد. دریافت انرژی خورشیدی در هر نقطه کرة زمین به میزان ابرها و وجود بخار آب و گاز کربنیک و ذرات جامد معلق در هوا وابسته است. با توجه به اینکه کشور ایران در محدودة کمربند زرد قرار گرفته از میزان دریافتی انرژی خورشیدی نسبتاً زیادی برخوردار می‎باشد. توجه به این امر و محدودیت منابع انرژی‎های فسیلی و بحران‎های زیست محیطی و انرژی ایجاب می‎کند که جهت تأمین انرژی ابنیه که حدود 30 % تا 35% مصارف انرژی را در بر می‎گیرد، به معماری خورشیدی توجه بیشتری به عمل آید. لذا در این بخش به اهم سیستم‎های رایج خورشیدی که در طراحی ابنیه می‎تواند مورد استفاده قرار گیرد به صورت خلاصه اشاره می‎شود.

            ساختمان‎های مدرن خورشیدی می‎تواند ترکیبی از سیستم فعال و غیرفعال خورشیدی باشد. استفاده از انرژی خورشیدی از نوع PASSIVE SOLAR حرارت داخلی فضا را از طریق پنجره‎های جنوبی آفتاب‎گیر، گلخانه، دیوار جنوبی، سقف آفتاب‎گیر، ایوان و انبارة سنگی در کف تأمین و کنترل کرده و با هدایت حرارت از پنجره‎های جنوبی به انباره‎های سنگی کف دمای داخلی بنا را در حدود 18 تا 20 درجه سانتی‎گراد در طول سال ثابت نگه می‎دارد.

            در سیستم ACTIVE SOLAR کلکتورهای خورشیدی عمدتاً برای گرم کردن آب مصرفی و تأمین حرارت و در مواردی جهت تأمین الکتریسته می‎باشند که سطح به کار رفته بستگی به ابعاد ساختمان و میزان حرارت مورد نیاز داخل بنا و اقلیم منطقه دارد. صفحات خورشیدی به زیرشیشه‎ای که اشعه خورشید را جذب می‎کند در جهت جنوبی بام نصب می‎شوند. زمانی که نیاز به گرما باشد هوای ذخیره شده توسط پمپ به محل مصرف هدایت می‎گردد. آب گرم نیز توسط پمپ در میان کلکتور و در جایی که به وسیلة خورشید گرم می‎شود گردش می‎کند و در صورت نیاز توسط پمپ به محل مورد نظر هدایت می‎شود. البته محدودیت‎هایی نیز در استفاده از این سیستم‎ها وجود دارد که در بعضی شرایط استفادة بهینه از این سیستم را مقدور نمی‎سازد ولی چنانچه وضعیت جغرافیایی منطقه مورد نظر موافق با ضوابط سیستم‎های خورشیدی باشد، با استفاده از انرژی خورشیدی و سیستم ACTIVE SOLAR نتیجه‎ای مطلوب‎تر به دست خواهد آمد. سیستم PASSIVE SOLAR در مجتمع‎های مسکونی، مدارس، بیمارستان‎ها و اماکن صنعتی مورد استفاده قرار می‎گیرد. البته در نظر گرفتن یک سیستم کمکی کوچک نیز که بتواند به مدت چند روز در شرایط نامساعد جوی انرژی مورد نیاز بنا را تأمین نماید در کنار این سیستم‎ها لازم به نظر می‎رسد.

            عامل مهمی که حتماً باید مورد توجه قرار گیرد، وضعیت اجتماعی و فرهنگی مردم ساکن در آن منطقه می‎باشد زیرا استفاده از یک سیستم اعم از خورشیدی یا متداول به فرهنگ بهره‎برداری نیز بستگی مستقیم دارد. بنابراین با روی‎آوری به اقلیم مناسب و راهکارهای صحیح در کنار تکنولوژی نوین و انتخاب سیستم‎های عایق‎بندی کارآمد در جهت جلوگیری از اتلاف انرژی و رسیدن به توسعه‎ای پایدار، آموزش عمومی نیازی است که جهت گام نهادن به سوی فردایی نوین احساس می‎شود و امید است که در آینده این امر توسط مسئولین ذیربط و کارشناسان مربوطه مورد بررسی کاربردی قرار گیرد تا طراحان و معماران نیز بتوانند در کنار سایر متخصصین و کارشناسان فنی جهت کارآیی بیشتر به این سیستم‎های نوین اتکاء نمایند.

 

نتیجه‎گیری

            برای مقابله با بحران‎های زیست محیطی و انرژی و با توجه به پایان‎پذیر بودن انرژی‎های فسیلی روی‎آوری به انرژی‎های تجدیدپذیر نوین و پاکیزه امری اجتناب‎ناپذیر بوده که بر تمامی جنبه‎های زندگی بشر تأثیر به سزایی خواهد داشت. با توجه به مصارف عمده انرژی در ابنیه، معماری نیز مستثنی از این قاعده نخواهد بود، لذا توجه به طراحی اقلیمی و استفاده بهینه از انرژی‎های موجود در طبیعت و روش‎های کارآمد عایق‎کاری برای جلوگیری از اتلاف انرژی امری است که باید مد نظر طراحان و معماران ابنیه و محیط زیست قرار گیرد. همچنین توجه به انرژی‎های پاکیزه و نوین و سیستم‎های مربوطه که مهمترین آنها در تأمین انرژی ابنیه سیستم‎های خورشیدی می‎باشد، می‎تواند راه‎گشای بسیاری از مشکلات مربوط به تأمین انرژی ابنیه باشد. استفاده از این سیستم‎های نوین در قالب معماری خورشیدی و تلفیق آن با معماری اقلیمی گامی نو در طراحی و معماری ابنیه بوده و تأثیر به سزایی در الگوی مصرف انرژی در آینده خواهد داشت.

 

مراجع

1- نگارش: دانلد واتسون ـ کنت لب، ترجمه: وحید قبادیان ـ محمد مهدوی، عنوان کتاب: طراحی اقلیمی ـ صفحات 3 تا 20، انتشارات دانشگاه تهران، خردادماه 1372.

2- نگارش: محسن صالحی، عنوان کتاب: انرژی در ساختمان ـ صفحات 50 تا 84 ، چاپ پیکان، چاپ اول سال 1372

3- منابع انرژی تجدیدپذیر نوین، شورای جهانی انرژی، سال 1375.