مریم فخاری

امروزه انرژی یکی از مهم ترین شاخصه های اقتصادی است و تامین آن از ابزارهای سیاسی دولت ها به شمار می رود. با توجه به محدودیت منابع انرژی و روند روبه رشد بهای آن، اقدامات بسیاری در جهت کاهش مصرف آن انجام شده است. از آنجا که بیشترین میزان مصرف انرژی مربوط به بخش ساختمان است (حدود 40 درصد از کل مصرف انرژی) و بخش عمده آن صرف سرمایش، گرمایش و تهویه می شود؛ راهکارهای طراحی غیرفعال، کمک قابل توجهی به کاهش مصرف انرژی می کنند. یکی از روش های تهویه غیرفعال در ساختمان، استفاده از دودکش خورشیدی است که عملکردی آن شبیه عملکرد بادگیر در غیاب باد است. بدین ترتیب که دودکش خورشیدی با کمک انرژی تجدیدپذیر خورشید و با به کارگیری پدیده اثر دودکشی در یک کانال هوا، تهویه مورد نیاز فضاهای مجاور خود را فراهم می کند. با توجه به اقلیم های متنوعی که در ایران وجود دارد، به منظور مطالعه کارایی دودکش خورشیدی در اقلیم های مختلف ایران، مدل دودکش خورشیدی متصل به یک اتاق فرضی، در چهار شهر به عنوان نمونه انتخاب شده از چهار اقلیم ایران بررسی شدند. به دلیل عدم دسترسی به نمونه های اجرا شده، شبیه سازی کامپیوتری به عنوان روش جایگزین برای مطالعات میدانی انتخاب شده است. نتایج ارائه شده، برگرفته از شبیه سازی با کمک نرم افزار انرژی پلاس است. در این تحقیق پس از مشخص شدن مناسب ترین اقلیم برای استفاده از دودکش خورشیدی، عوامل دیگر موثر بر عملکرد دودکش خورشیدی در یک اقلیم خاص، بررسی می شوند.

برای کاهش هر چه بیشتر نیاز انرژی، در ساختمان ها ، علاوه بر لزوم در نظر گرفتن عایق های حرارتی با ضخامت کافی، بهره گیری از راهکارهای مناسب به منظور کاهش مصرف انرژی، می تواند تأثیری تعیین کننده بر روی بیلان انرژی ساختمان داشته باشد. بام ساختمان، به عنوان بدنه ای از بنا است که همواره در تمام طول شبانه روز مستقیماً از عوامل جوی تأثیر می-پذیرد، علاوه بر این، اتلاف حرارتی سقف به علت مساحت قابل توجه آن و رقم کلان مجموع اتلاف حرارتی پوشش های سقفی در مقیاس شهری، این عنصر ساختمانی را از نظر اتلاف حرارتی حائز اهمیت نموده است. پژوهش ها نشان می دهد که مطالعات زیادی در ارتباط با جزئیات طراحی جداره ها و پوسته های ساختمانی به منظور دستیابی به کارایی بیشتر صورت گرفته است ولی در زمینه طراحی فرم و عملکرد حرارتی مطلوب، تحقیقات متمرکز چندانی صورت نگرفته است. پژوهش حاضر در واقع گزارشی توصیفی از چارچوب ها و راهبردهای اولیه است که با هدف شناخت و تحلیل انواع بام بر مبنای مدل سازی کامپیوتری در نرم افزار انرژی پلاس، صورت می گیرد. شبیه سازی های صورت گرفته در شهر اصفهان و با تکیه بر کمترین میزان اتلاف انرژی، برای رسیدن به فرم مطلوب بام در اقلیم گرم و خشک انجام می شود. مدل های بررسی شده شامل بام تخت، گنبدی و شیبدار است. نتایج حاکی از آن است که مناسب ترین بام دربین این مدل ها از نظر عملکرد حرارتی، بام شیبدار 30-60 است که بخش عمده ای از مساحت آن رو به جنوب قرار دارد. این در حالی است که بام گنبدی نامناسب ترین عملکرد حرارتی را دارد.

آسایش بصری به ویژه در فضاهایی که فعالیت بصری در آن زیاد است، همواره برای معماران و طراحان روشنایی چالش برانگیز بوده است. این امر به خصوص در کلان شهرها و شهرهای با تراکم بالا، به دلیل سایه اندازی ساختمان های مجاور و محدودیت دسترسی به روشنایی روز، اهمیت بیشتری پیدا می کند. برای دسترسی به طراحی مطلوب روشنایی آگاهی از سطح روشنایی مطلوب ضروری است. در حال حاضر در ایران، این محدوده برای فضاهای اداری تعریف نشده است و متخصصین برای جبران این نقیصه به یافته های دیگر کشورها رجوع می کنند. به دلیل تفاوت های اقلیمی و تفاوت فرهنگ استفاده از روشنایی، ممکن است یافته های دیگر کشورها برای ایران مناسب نباشد. از این رو پژوهش پیش رو به دنبال تعریف محدوده رضایت مندی از شدت روشنایی در ساختمان های اداری شهر تهران است. روش استفاده شده پیمایش و مطالعات میدانی است. به همین منظور تعداد 509 پرسشنامه در دو فصل تابستان و زمستان، در 146 اتاق در تابستان و 109 اتاق در زمستان توسط کاربران در شش ساختمان اداری با ویژگی های مختلف از جمله یک طبقه تا سیزده طبقه، پلان باز و با اتاق های خصوصی، نوساز و قدیمی، به منظور ارزیابی شرایط روشنایی محیط تکمیل شدند. هم زمان با تکمیل پرسشنامه توسط کاربران، پارامتر فیزیکی شدت روشنایی در سطح میز کار کاربران، اندازه گیری شدند. از روش های آماری مرتبط در نرم افزار SPSS برای تحلیل داده ها و یافتن ارتباط بین متغیرهای تحقیق، استفاده شد. نتایج نشان می دهد که شدت روشنایی مطلوب در این فضاها 600 تا 650 لوکس است و شدت روشنایی بین 550 تا 600 لوکس نیز شرایط آسایش را فراهم می کند. شدت روشنایی کمتر از 550 لوکس برای کاربران مطلوب نیست.

تهویه غیرفعال روشی کم مصرف از لحاظ انرژی است که می تواند هوای نامطلوب داخل را از ساختمان خارج کند. یکی از روش های تهویه غیر فعال استفاده از دودکش خورشیدی است که در یک کانال هوا، با استفاده از انرژی خورشید و با کمک پدیده اثر دود کشی تهویه فضاهای مجاور، تأمین می شود. در این پژوهش ابتدا عوامل مؤثر بر کارآیی دود کش خورشیدی از جمله مصالح، عرض دیوار جاذب، مساحت خروجی هوا از دود کش بررسی شد. سپس تأثیر تعداد طبقات بر نرخ تهویه مورد مطالعه قرار گرفت و در نهایت در یک جدول مساحت فضاهایی که در طبقات مختلف دود کش خورشیدی قادر به تأمین نیاز تهویه آن است، ارائه شد. همچنین عملکرد دود کش خورشیدی در فصول سرد سال بررسی شد. به دلیل رایج نبودن ساخت دود کش های خورشیدی، امکان دسترسی به نمونه های اجرا شده وجود ندارد، از این رو شبیه سازی کامپیوتری مدل ها، در نرم افزار انرژی پلاس به عنوان روش جایگزین برای مطالعات میدانی انتخاب شد. مدل های دود کش خورشیدی متصل به یک ساختمان اداری هفت طبقه در اقلیم گرم و خشک شهر اصفهان در روز 31 تیرماه به عنوان نماینده یک روز گرم و ماه های گرم به صورت میانگین مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش ارتفاع دود کش خورشیدی، قدرت تهویه آن را بالا می برد. همچنین مناسب ترین مصالح و ابعاد بهینه دیوار جاذب، ورودی و خروجی هوا نیز مشخص شد. 

از آنجا که40٪ از مصرف انرژی مربوط به بخش ساختمان است و بخش عمده آن صرف سرمایش و گرمایش می شود، راهکارهای طراحی غیرفعال، کمک قابل توجهی به کاهش مصرف انرژی می کند. یکی از روش های تهویه غیرفعال، استفاده از دودکش خورشیدی است که با کمک انرژی تجدیدپذیر خورشید و با به کارگیری پدیده اثر دودکشی در یک کانال هوا، تهویه مورد نیاز فضاهای مجاور خود را فراهم می کند. به دلیل عدم دسترسی به نمونه های مختلف اجرا شده، شبیه سازی کامپیوتری به عنوان روش جایگزین برای مطالعات میدانی انتخاب شده است. نتایج ارائه شده، برگرفته از شبیه سازی مدل های مختلف دودکش خورشیدی متصل به یک ساختمان اداری هفت طبقه با کمک نرم افزار انرژی پلاس است. مدل های مختلف با ابعاد متفاوت دودکش خورشیدی با هم مقایسه شدند. همچنین مدل ها در صورتی که همه طبقات به دودکش خورشیدی متصل باشند و در حالت هایی که هر طبقه به صورت منفرد به دودکش متصل باشد، شبیه سازی شده اند. در این تحقیق، تاثیر به کارگیری دودکش خورشیدی بر تهویه فضاهای متصل به آن در اقلیم گرم و خشک شهر اصفهان بررسی شده است. همچنین مساحت فضاهایی که دودکش خورشیدی با ابعاد بهینه، در هر طبقه قادر به تامین تعویض هوای مورد نیاز آن است، مورد توجه قرار گرفته است.