مهدی شعبانیان

امروزه انرژی، منبع حیات و زندگی مدرن انسان به شمار می آید. اما با توجه به رشد جمعیت و پیشرفت فناوری، مصرف انرژی در زندگی به شدت افزایش یافته است و منجر به انتشار گازهای گلخانه ای و تغییرات آب و هوا شده است که مشکلات متع دد برای سلامتی محیط زیست و جوامع بشری به وجود آورده است. به همین دلیل، کاهش مصرف انرژی در ساختمان های مسکونی امری ضروری به نظر می رسد. نمای ساختمان به عنوان عامل ارتباط دهنده فضای داخلی و فضای خارجی نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی در ساختمان های مسکونی دارد. لذا یکی از روش های موثر برای کنترل و بهبود کیفیت مصرف انرژی ساختمان و عملکرد حرارتی و در نهایت کاهش مصرف انرژی در ساختمان های مسکونی استفاده از نماهای دوپوسته است. هدف از این پژوهش سنجش میزان کاهش مصرف انرژی در ساختمان های مسکونی با استفاده از نماهای دو پوسته دالانی و یکپارچه در سه حالت تهویه طبیعی، مکانیکی و بدون تهویه در اقلیم شهر کرمانشاه می باشد. برای نیل به هدف پژوهش حاضر ابتدا موقعیت جغرافیایی نمونه مشخص گردید.در مرحله بعد داده های آب و هوایی شهر کرمانشاه جمع آوری شد. با استفاده از نرم افزار (Design Builder) نمونه پایه، شبیه سازی و سناریوهای موجود مورد تحلیل و سنجش قرار گرفت. صحت نتایج حاصل از شبیه سازی با مقادیر مندرج در قبوض برق و گاز سالیانه ساختمان مورد مطالعه، اعتبارسنجی گردید.که میزان اختلاف خروجی نرم افزار نسبت به مقادیر واقعی کمتر از 10 درصد بود. تأثیر نمای دوپوسته و تهویه هوای بین دوپوسته در ساختمان های مسکونی در اقلیم شهر کرمانشاه را می توان از لحاظ مصرف انرژی ساختمان حائز اهمیت دانست زیرا که تأثیر مستقیمی در کاهش مصرف انرژی در این ساختمان ها داشته است. بررسی و مقایسه مصارف انرژی و رفتار حرارتی پوسته دوم ساختمان، تهویه هوای بین دوپوسته در فصل گرم، بهینه ترین حالت مصرف انرژی را برای کل ساختمان رقم زده است. استفاده از نمای دوپوسته(دالانی)، بیشترین میزان کاهش انرژی گرمایشی را با 55/54 درصد در ماه آپریل داشته است. استفاده از نمای دوپوسته(یکپارچه)، در ماه ژانویه با 84/40درصد پایین ترین کاهش مصرف انرژی گرمایشی را دارد. در صورت فعال بودن تهویه طبیعی هوای بین دوپوسته در فصل گرم در اقلیم شهر کرمانشاه، مصرف انرژی کل ساختمان نسبت به سایر حالت ها دارای بهینه ترین وضعیت می باشد. مصارف انرژی کل ساختمان، در نمای دوپوسته دالانی به همراه تهویه طبیعی با kWh/m2 63/66 یعنی پایین ترین مصرف انرژی را به خود اختصاص می دهد. به طور کلی استفاده از پوسته دوم به صورت دالانی و دارای تهویه طبیعی درفصل گرم برای این ساختمان کاهش 73/10 درصدی معادل kWh/m2 01/8 را در مصرف انرژی کل نسبت به ساختمان پایه را نشان می دهد.

توسعه فناوری های مدرن به دلیل مزیت های محیط زیستی، اقتصادی و اجتماعی، به عنوان یک زیرساخت و اولویت مشترک جهانی تبدیل شده است. با توجه به افزایش جمعیت و گسترش محیط انسان ساخت و روی آوردن به معماری و طراحی داخلی، تقاضای انرژی برای مصارف گوناگون روز به روز در حال افزایش است. لذا استفاده هوشمندانه از انرژی های تجدیدپذیر نقش مهمی در بهبود پایداری و بهره وری انرژی در طراحی معماری دارد. هدف پژوهش حاضر امکان سنجی استفاده از تکنولوژی های نوین از جمله رف نوری درطراحی معماری با تاکید بر رویکرد افزایش بهره وری انرژی های تجدیدپذیر (نور خورشید) در برج آریان همدان است. هدف تحقیق کاربردی، دارای ماهیت کمی و شیوه تحلیل داده ها به صورت ترکیبی، توصیفی-تحلیلی و شبیه سازی است. جمع آوری اطلاعات با بررسی های میدانی در فضای برج آریان و برداشت داده ها با وسایلی همچون لوکس متر است. با استفاده از نرم افزارهای دیزاین بیلدر و اکوتکت به بررسی نقش رف های نوری بر تامین روشنایی طبیعی در برج آریان پرداخته می شود. بررسی های انجام شده بر روی واحد ساختمانی نشان می دهد که، قسمت های داخلی پلان آن هیچ نور طبیعی را دریافت نمی کند و این مسئله سبب بالا رفتن مصرف انرژی به دلیل روشن شدن لامپ ها برای تامین روشنایی می باشد. با تعبیه رف نوری که یکی از روش های استفاده از انرژی های تجدیدپذیر است، تلاش به رساندن نور به عمق پلان گردید، که این سامانه در انجام وظیفه خود بخوبی عمل نمود و در گرین استار گواهینامه را دریافت نمود. درنهایت این نتیجه حاصل شد که استفاده از رف نوری تاثر بسزایی در کاهش بار سرمایی، گرمایی و مخصوصا افزایش بار روشنایی دارد.

آلودگی های زیست محیطی ناشی از مصرف بالای سوخت های فسیلی پیامدهای نامطلوبی را برای سلامت و زندگی انسان ها ایجاد کرده است. گسترش شهرنشینی و استفاده از انواع ماشین ها موجب روند افزایشی این پیامدهای نامطلوب در محیط زیست شده است. ساختمان ها به عنوان یکی از عمده ترین مصرف کننده های منابع انرژی، نقش موثری در بروز این وضعیت دارند. تدابیر مناسب به منظور کاهش استفاده از منابع فسیلی در سرمایش و گرمایش فضاهای داخلی ساختمان، می تواند منجر به تعدیل این پیامدها شود. یکی از راهکارهای موثر در این زمینه، جهت گیری مناسب بناها متناسب با شرایط اقلیمی هر منطقه به منظور کسب حداکثر بهره طبیعی از توان های محیطی و کاهش بار انرژی فسیلی مصرفی ساختمان می باشد. هدف از این پژوهش یافتن بهترین زاویه ممکن برای استقرار ساختمان در شهر همدان به منظور کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی و کاهش آلودگی ناشی از مصرف آنها از جمله برق و گاز در طی فصول مختلف سال می باشد. ابتدا موقعیت جغرافیایی نمونه مشخص گردید. در مرحله بعد داده های آب و هوایی مربوط به شهر همدان را به دست آورده و در برنامه دیزاین بیلدر(design builder) وارد گردید. فضای نمونه استاندارد اشری (Ashrae Standard) به عنوان مدل پایه در شهر همدان در نظر گرفته شد. در مرحله بعدی اقدام به ساخت مدل سه بعدی و تعریف مشخصه های فیزیکی فضای مذکور در نرم افزار دیزاین بیلدر گردید. سپس با تغییر تدریجی زاویه استقرار جغرافیایی مدل در فصول مختلف اقدام به تحلیل مصرف انرژی تحت هریک از زوایای مذکور شد. یافته ها نشان می دهد که با تغییر زاویه استقرار مدل، میزان مصرف انرژی به منظور سرمایش و گرمایش فضای داخلی در طول سال دارای تغییر بوده و مقادیر عددی متفاوتی را برای هریک از این موارد در زوایای مختلف ارائه می کند. جهت گیری به سمت زاویه 100 درجه، میزان مصرف انرژی برای گرمایش را در کمترین مقدار نسبت به دیگر زوایا قرار می دهد، در صورتی که مصرف انرژی برای سرمایش در جهت گیری بنا به سمت زاویه 269 در کمترین مقدار قرار می گیرد. لذا برای هریک از دوره های زمانی مختلف در طول سال، مقادیر زاویه استقرار بهینه جغرافیایی برای ساختمان ها در شهر همدان متفاوت می باشد.

تعداد زیادی از شهرهای دنیا درگیر موضوع آلودگی هوا و محیط زیست می باشند. مصرف سوخت های فسیلی در حوزه های مختلف شهری به ویژه ساختمان ها تأثیر بالایی در ایجاد این آلودگی دارد. حدود چهل درصد از کل انرژی کشور صرف گرمایش، سرمایش و روشنایی ساختمان ها می گردد. بهره گیری از انرژی پاک خورشیدی یکی از راهکارهای کاهش بار حرارتی ساختمان ها هست. یکی از عوامل مؤثر در میزان این بهره گیری، نسبت ارتفاع ساختمان به عرض معبر مجاور آن یا شاخص رؤیت پذیری آسمان هست. به طوری که با افزایش این نسبت امکان بهره گیری بنا از انرژی خورشیدی کاهش و با کاهش نسبت مذکور، این امکان افزایش می یابد. هدف از این پژوهش ارزیابی ضوابط طرح تفصیلی شهر همدان، در خصوص روش تعیین ارتفاع ساختمان ها از جنبه بهره گیری آن ها از انرژی خورشیدی و تعیین رتبه کیفیت بهره گیری ساختمان های مجاور معابر شهری با عرض های متفاوت، از انرژی خورشیدی هست. بر اساس طرح تفصیلی همدان، چهارده گزینه اصلی به همراه حالت های زیرمجموعه هریک که درمجموع شامل هجده حالت می شود، در قالب چهار شاخص مؤثر بر میزان مصرف انرژی در ساختمان ها بر پایه روش تاپسیس برای ساختمان های شمالی و جنوبی مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت. این شاخص ها شامل زاویه متوسط رؤیت موانع تابش انرژی خورشیدی روبروی پوسته بیرونی، نسبت سطح کل پوسته در معرض هوای آزاد به حجم کل ساختمان، نسبت سطح جدار نور گذر به سطح کل پوسته بیرونی در جبهه جنوبی و نسبت سطح پل های حرارتی موجود در نما به سطح کل پوسته بیرونی ساختمان هست. بر اساس نتایج به دست آمده به طورکلی در معابر کم عرض، ساختمان های جنوبی و در معابر عریض ساختمان های شمالی بهره گیری مناسب تری از انرژی خورشیدی در مقایسه با دیگر معابر دارند. نتایج نشان می دهد که در بین ساختمان های شمالی، بناهای واقع شده در مجاورت معابر 75 متری دارای مناسب ترین و بناهای مجاور معابر 10 متری واقع شده درزمینهٔای با مساحت بیش 220 مترمربع نامناسب ترین عملکرد رادارند. همچنین در بین ساختمان های جنوبی، بناهای واقع شده در مجاورت معابر 4 متری دارای مناسب ترین و بناهای مجاور معابر 30 متری واقع شده درزمینهٔ ای با مساحت کمتر از 300 مترمربع نامناسب ترین عملکرد رادارند.