مرتضی رهبر

سایبان های خارجی یکی از اجزای بسیار مهم و کاربردی در طراحی معماری پایدار به ویژه در اقلیم های گرم هستند که تاثیر زیادی بر کنترل مصرف منابع انرژی برای کاربردهایی چون بار حرارتی، نور روز و آسایش حرارتی دارند که به نظر می رسد کمتر تحقیقی در مورد تاثیر کیفیت سایه اندازی بر این عملکردها به ویژه بر سازگاری حرارتی انجام شده باشد. برای این منظور، این مقاله با کمک برداشت های میدانی از یک ساختمان مسکونی در شیراز و شبیه سازی و اعتبار سنجی آن و سپس تولید یک سایبان پارامتریک خلاقانه با قابلیت تولید سایه اندازی های متنوع و در نهایت با استفاده از تکنیک نمونه برداری LHS و همچنین استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و بهینه سازی چند هدفه با الگوریتم NSGA III توانسته است نمونه های سایبانی بهینه ای را تولید کند که در نهایت بر مبنای میزان سازگاری حرارتی طبقه بندی شده اند. این طبقه بندی نشان می دهد که در سایبان های بهینه با وجود اینکه شاخص های نور روز در محدوده استاندارد هستند و می توانند 53% تا 73% در بار سرمایشی و 8% تا 10% نیز در بار گرمایشی صرفه جویی ایجاد کنند اما مدت زمان تامین آسایش حرارتی توسط آنها بین 4 تا 8 ماه متغیر است که این خود نشان دهنده اهمیت تاثیر کیفیت سایبان ها بر آسایش حرارتی است.

یافتن متوازن ترین گزینه طراحی ضمن در نظر گرفتن چندین عملکرد، مسأله این پژوهش است که می تواند در فرآیند طراحی یکپارچه تحقق یابد. بنابراین هدف این مطالعه راه اندازی یک فرآیند طراحی یکپارچه است که در روند آن به جنبه های سرمایش، گرمایش، روشنایی و برداشت آب باران در خصوص طراحی سایبان های جنوبی یک ساختمان خوابگاهی مرسوم پرداخته شود و نهایتاً متوازن ترین گزینه که جوانب نام برده را به تعادلی نسبی می رساند، توسط معمار انتخاب شود. برای تحقق این مهم، از روش شبیه سازی و نرم افزار انرژی پلاس با رویکردی کمی، ابتدا رفتار حرارتی، برودتی و روشنایی موردها بررسی شده و سپس در بخش توسعه، توانمندی بهره وری از سامانه فوتولتائیک و جمع آوری آب باران به صورت متغیری مستقل واکاوی شده است. از شش گزینه طراحی، نمونه سایبانی که با منطق حداکثر سایه اندازی در روز-طرح تابستان دارای 35درجه شیب با عمق 65سانتی متر بوده و پیش آمدگی های شرقی-غربی مثلثی داشته؛ عملکرد به نسبت بهینه تری را در کسب نورِروز مفید و کاهش بار سرمایشی دارد. به علاوه مستعدترین هندسه را به لحاظ جذب تابش خورشید برای تولید برق و نیز جمع آوری آب باران دارد. اگرچه بارگرمایشی این نمونه نسبتاً بالا گزارش شده اما باتوجه به چالش شهر موردمطالعه(تهران) در تأمین انرژی سرمایشی، می توان اذعان داشت در مقایسه با دیگر گزینه ها ضمن درنظرگیری جوانب نام برده در خلال یک فرآیند یکپارچه، متوازن ترین پاسخ در چندین بُعد است.