سرمایش ایستا

مقوله آسایش گرمایی و بطور خاص سرمایش از جمله مقولاتی است که به جهت نقشی که در مطلوب سازی محیط و بوم دارد، حایز اهمیت فراوان است. در واقع آسایش گرمایی عامل اصلی شکل دهنده معماری هر منطقه است. در یک سکونتگاه انسانی (به عنوان یک پدیده انسان ساخت) توجه به اقلیم با مکانیزم های سرمایش، گرمایش موجب افزایش احساس، آرامش، و ارتقای سطح زندگی و نهایتا پایداری می گردد.علی رغم اهمیت این موضوع، در دوران اخیر موضوع توجه به اقلیم نادیده گرفته شده است. در واقع باید گفت در سال های اخیر، ساختن برای ساختن و نه ساختن برای زیستن مجالی را برای توجه به مقولاتی مهم و عمیق همچون آسایش حرارتی، بدنه معماری، در معماری و شهرسازی باقی نگذاشته است.در مقاله حاضر به بررسی معماری بومی مناطق مختلف پرداخته و با درنظر گرفتن پهنه بندی اقلیمی در دو اقلیم گرم و خشک و مرطوب، شاخصه نحوه ارتباط بنا با زمین را با هم مقایسه نموده تا راهکارهای مناسب سرمایش در بدنه معماری و یا همان اصطلاح سرمایش ایستا (passive cooling) بدست آید. در اینجا تکنیک موردنظر (سرمایش از طریق توده حرارتی زمین) و فواید و راه های استفاده از این تکنیک با توجه به نمونه های معماری بومی بازنگری می شود.

امروزه تلاش برای حل معضلات مهمی چون کاهش ذخایر سوخت فسیلی و آلودگی های ناشی از مصرف آنها، تخریب محیط زیست و... توجه طراحان را به ساخت بناهایی معطوف ساخته است که در آنها راهکارهای مختلف جهت استفاده از دیگر منابع انرژی در ایجاد آسایش حرارتی مدنظر قرار می گیرد. سامانه های ایستا از کارامدترین روش هایی است که تامین نیازهای حرارتی ساختمان را بدون استفاده از انرژی فسیلی و نیروی مکانیکی و با بهره مندی از منابع انرژی تجدید پذیر، خورشید، باد و... مدنظر قرار می دهد. از مهمترین مزایای این سامانه ها، سازگاری با محیط و استفاده از پتانسیلهای منطقه، کاهش مصرف انرژیهای فسیلی و اثرات مخرب زیست محیطی ناشی از آن است. این مقاله پس از معرفی روشهای مختلف کنترل حرارتی ساختمان به تشریح انواع سامانه های ایستا می پردازد. با توجه به اهمیت ایجاد سرمایش در اقلیم گرم، استفاده از سامانه های ایستای سرمایشی در معماری ایران سابقه ای دیرینه دارد. در این راستا در ساختمانهای سنتی ایران از عناصر مختلف معماری استفاده شده است. اصول بکار رفته در این عناصر که برپایه فیزیک دما و حرارت استوار است، در دوره معاصر در قالب فرمهای متفاوت در دو گروه سامانه های گرمایشی و سرمایشی ایستا مورد استفاده قرار می گیرد. این مقاله با بررسی نحوه عملکرد عناصر معماری به کار رفته در معماری سنتی ایران، جهت ایجاد آسایش حرارتی، به تشریح اصول سامانه سرمایشی ایستای مرتبط با هریک از این عناصر پرداخته و عناصرسنتی را که از نظر فرم و کالبد معماری در تناظر با عناصر امروزی قرار می گیرند، معرفی می نماید.

اهداف: در معماری سده اخیر ایران استفاده از روش های آسایش حرارتی ایستا فراموش شده و جای خود را به روش های پویا داده اند که در کنار محدودیت ها و بحران های زیست محیطی، هزینه های گزاف و بعضاً کاهش دسترسی به انرژی الکتریکی را موجب شده است؛ در نتیجه لزوم استفاده از عناصر و روش های ایستا به ویژه در اقلیم های گرم که انرژی الکتریکی بیشتری مصرف می شود ضروری می نماید. یکی از مهم ترین عناصر معماری سنتی ایران بادگیر است که به سبب سادگی عملکردی و استفاده از انرژی باد همچنان دارای قابلیت کارکردی است. همچنین در سالیان اخیر به کارگیری فناوری های نوین در ساختمان، همچون مواد تغییر فاز دهنده، باعث احیای روش های ایستا و صرفه جویی قابل ملاحظه در مصرف انرژی شده اند. لذا پژوهش حاضر تلاش نموده است تا با کاربرد این مواد در ساختار بادگیر به بهبود عملکردی آن در ایجاد سرمایش ایستا کمک نماید. روش ها: پژوهش توسط مدل سازی جریان هوا در کانال بادگیر در نرم افزار فلوئنت و مقایسه دمای ورودی و خروجی آن انجام گرفته است. در این راستا سه مدل- فایبرگلاس و دو نوع مواد تغییر فاز دهنده با دمای پافشاری متفاوت به عنوان پوشش دیواره بادگیر- آزموده شد. یافته ها: آزمون مدل ها نشان داد که پوشش مواد تغییر فاز دهنده بسیار بیشتر از پوشش فایبرگلاس (حداقل بین °C ۴/۵ تا °C ۵/۵) در کاهش دمای خروجی بادگیر موثر بوده اند. نتیجه گیری: این میزان از سرمایش، حداقل سه ماه از فصل گرما و مدتی از شبانه روز در اقلیم گرم و مرطوب قشم را پوشش می دهد و نقش زیادی در کاهش مصرف برق ایفا خواهد نمود.

اهداف: در معماری سده اخیر ایران استفاده از روش های آسایش حرارتی ایستا فراموش شده و جای خود را به روش های پویا داده اند که در کنار محدودیت ها و بحران های زیست محیطی، هزینه های گزاف و بعضاً کاهش دسترسی به انرژی الکتریکی را موجب شده است؛ در نتیجه لزوم استفاده از عناصر و روش های ایستا به ویژه در اقلیم های گرم که انرژی الکتریکی بیشتری مصرف می شود ضروری می نماید. یکی از مهم ترین عناصر معماری سنتی ایران بادگیر است که به سبب سادگی عملکردی و استفاده از انرژی باد همچنان دارای قابلیت کارکردی است. همچنین در سالیان اخیر به کارگیری فناوری های نوین در ساختمان، همچون مواد تغییر فاز دهنده، باعث احیای روش های ایستا و صرفه جویی قابل ملاحظه در مصرف انرژی شده اند. لذا پژوهش حاضر تلاش نموده است تا با کاربرد این مواد در ساختار بادگیر به بهبود عملکردی آن در ایجاد سرمایش ایستا کمک نماید. روش ها: پژوهش توسط مدل سازی جریان هوا در کانال بادگیر در نرم افزار فلوئنت و مقایسه دمای ورودی و خروجی آن انجام گرفته است. در این راستا سه مدل- فایبرگلاس و دو نوع مواد تغییر فاز دهنده با دمای پافشاری متفاوت به عنوان پوشش دیواره بادگیر- آزموده شد. یافته ها: آزمون مدل ها نشان داد که پوشش مواد تغییر فاز دهنده بسیار بیشتر از پوشش فایبرگلاس (حداقل بین °C ۴/۵ تا °C ۵/۵) در کاهش دمای خروجی بادگیر موثر بوده اند. نتیجه گیری: این میزان از سرمایش، حداقل سه ماه از فصل گرما و مدتی از شبانه روز در اقلیم گرم و مرطوب قشم را پوشش می دهد و نقش زیادی در کاهش مصرف برق ایفا خواهد نمود.