پوسته ساختمان

پوسته های ساختمان در تقابل بین محیط خارجی و فضاهای ساخته شده داخلی هستند که ما اغلب آن ها را به عنوان مانع یا حفاظ در نظر گرفته ایم و راه حل های محدودی در تطابق با تغییرات محیطی در ساختمان ها لحاظ کرده ایم. نماها نقش مهمی در اتلاف انرژی در ساختمان ها دارند. این مصرف انرژی برای تأمین راحتی فضای داخلی است. طبیعت راه حل های زیادی در جهت انطباق پذیری دارد که در طرح های معماری و به خصوص طراحی پوسته های ساختمانی قابل اجرا است. سازگاری های زیست محیطی راه حل های پیچیده، چند عملکردی و بسیار پاسخگویی هستند. این مقاله در نظر دارد راه حل هایی بین سازگاری زیست شناختی و معماری مطرح نماید و هدف یافتن راهکاری جهت ایجاد نوآوری در طراحی نمای ساختمان هاست. تمرکز این تحقیق بر روی گیاهان هست زیرا مانند ساختمان ها فاقد حرکت هستند و در یک مکان خاص باقی می مانند. آن ها خود را با محیط اطرافشان منطبق کرده و در مقابل عوامل خارجی تغییر می کنند. این پژوهش مروری است بر تحقیقات انجام شده بر اساس تئوری ها، مفاهیم، موضوعات و جمع آوری اطلاعات از گیاهان سازگار و نقشه و برنامه هایی برای هدایت این اصول به منظور استفاده در طرح های معماری است. همچنین چند ایده طراحی که می توانند راهگشای دریچه های جدیدی از راه حل های تکنولوژیکی در انطباق با شرایط اقلیمی متفاوت بر اساس انطباق پذیری و سازگاری گیاهان با محیط اطرافشان باشد، نشان داده شده است.

قابلیت استفاده از نور خورشید در تأمین انرژی مورد نیاز بنا از طریق جذب آن توسط پوسته ساختمان لزوم توجّه به طراحی پوسته را به عنوان عنصری انرژی-کارا در ساختمان به منظور تولید انرژی الکتریکی موجب گردیده است. میزان تولید انرژی الکتریکی از یک سامانه پوسته ساختمانی یکپارچه با پیل خورشیدی به عوامل گوناگونی از جمله شرایط تابشی سایت، جهت گیری ساختمان نسبت به مسیر حرکت خورشید، ساختار شکلی پوسته بنا و بازده پیل خورشیدی مورد استفاده در سامانه بستگی دارد. از دسته عوامل فوق، ساختار شکلی پوسته بنا می تواند در ترکیب با بازتابنده های تخت موجب تشدید میزان تابش رسیده به سطح پوسته و درنتیجه افزایش بهره وری الکتریکی از سطح بنای یکپارچه با پیل خورشیدی گردد. این پژوهش با هدف بررسی اثر بازتابش بر میزان افزایش بازده پیل خورشیدی در پوسته ساختمان طی یک تحقیق آزمایشی میزان افزایش توان خروجی پیل واقع در نمای جنوبی را به میزان 13.19 درصد با اضافه کردن بازتابنده تختِ عمود بر سطح پیل در سمت غرب و شرق آن و این مقدار را برای همان پیل با افزودن بازتابنده تخت در سطح افق 11.19درصد ارزیابی نمود. از طرف دیگر تحلیل زوایای تابشی خورشید در سایت مورد مطالعه بازه ای معادل 26 درجه غربی تا 26 درجه شرقی را محدوده ای مناسب جهت الحاق پیل خورشیدی در بین دو بازتابنده تخت برای جذب حداکثر بازتابش سالانه توصیه می نماید. نتایج پژوهش نشان می دهد که بازتابنده تخت مستطیلی با عمقی معادل نصف ارتفاع پیل محصور در بین دو بازتابنده غربی و شرقی بهینه ترین پوشش انعکاس را در طول سال خواهد داشت. پژوهش انجام شده از منظر هدف، کاربردی و از جهت روش در دسته پژوهش های توصیفی-تجربی قرار دارد و نتیجه گیری به روش استدلال منطقی است.

از سال 1970 تاکنون، یکی از مسائل مهم در سراسر جهان کمبود انرژی در کنار مصرف بالای سوخت بوده است. معماران تلاش می کنند تا راهکارهایی را برای مدیریت و مصرف انرژی در ساختمان ها پیدا کنند. یکی از روش های نوآورانه در این زمینه زیست الگو (بیومیمیک ری) است. زیر مجموعه این دانش ایجاد پوسته ای است که ارتباط ساختمان ها با محیط از طریق آن برقرار می شود. مدیریت مناسب پوسته ساختمان می تواند تقاضای انرژی در ساختمان را به طور قابل توجهی کاهش دهد. هدف اصلی این مقاله بررسی قابلیت صرفه جویی در مصرف انرژی با به کارگیری روش زیست الگو در طراحی پوسته ساختمان هاست. به منظور تحقق این هدف، روش تحقیق به منظور دستیابی به چهار هدف طرح ریزی شده است. اولاً، با استفاده از این روش، تحقیق عمیقی در خصوص زیست الگو، پوسته و زیست الگو در ایجاد پوسته از طریق بررسی منابع علمی موجود در این زمینه انجام شد. ثانیاً، بررسی های نمونه های موردی بین المللی از نظر استفاده از زیست الگو و همچنین تأثیر آن بر کاهش مصرف انرژی ساختمان ارائه و آنالیز خواهند شد. در نهایت، این بررسی با ارائه رهنمودهایی برای طراحی پوسته ساختمان به منظور مصرف مؤثرتر انرژی در ساختمان ها پایان می یابد.

کشور ایران در بین 10 کشور جهان با بیشترین میزان مصرف انرژی حاصل از سوخت های فسیلی قرار دارد و نزدیک به 40 % از این انرژی در بخش ساختمان استفاده می شود. این مسئله باعث افزایش غلظت گازهای گلخانه ای در جو زمین و افزایش آلودگی های زیست محیطی می شود. برای کاهش اثرات نامطلوب مصرف انرژی های فسیلی در ساختمان نیاز به ساخت بناهایی با مصرف انرژی کارآمد است. گام نخست در ساخت بنایی با مصرف انرژی کارآمد طراحی پوسته ساختمان با رفتار حرارتی مناسب است. هدف این پژوهش تعیین مقاومت حرارتی مناسب برای اجزای مختلف پوسته ساختمان های مسکونی با توجه به شرایط اقلیمی منطقه است. رویکرد پژوهش کمّی بوده و روش اتخاذ شده برای تحقیق، توصیفی- تحلیلی و شبیه سازی است و برای انجام تحلیل ها، یک ساختمان با کاربری مسکونی در نرم افزار دیزاین بیلدر شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از تحلیل ها نشان داد که افزایش مقاومت حرارتی پوسته ساختمان بار گرمایش ساختمان را نسبت به بار سرمایش به مقدار بیشتری کاهش می دهد. مقاومت حرارتی مناسب برای دیوارها بین  m 2 .K/W   ۲-۳.۵، برای بام مسطح  m 2 .K/W  ۳، برای سطوح شیبدار بام بین  m 2 .K/W   ۱.۵-۲.۵ و برای کف فضای شیروانی رساندن مقاومت تا  m 2 .K/W  ۱.۵ قابل قبول است. برای شیشه های چندجداره پنجره کاهش ضریب انتقال حرارتی شیشه تأثیر رضایت بخشی بر کاهش بار گرمایش و سرمایش ساختمان ندارد. 

پوسته ساختمان به عنوان واسطه اصلی بین  فضای بیرون و درون، نقش اساسی در کنترل شرایط محیطی و تامین آسایش ساکنین ساختمان ایفا می کند. در سال های اخیر، با توجه به ضرورت کاهش و جلوگیری از صدور گازهای گلخانه ای، اهمیت مسئله طراحی و اجرای سیستم های ساخت و ساز که با کم ترین استفاده از سیستم های فعال توانایی تامین آسایش حرارتی برای ساکنین را دارا باشند، آشکار است. بررسی این امر که مصالح جدید و سیستم های ساخت دیوار رایج تا چه حد می توانند آسایش حرارتی ساکنین را تامین کنند، پرسشی است که این تحقیق در پی پاسخ آن است. این تحقیق با استفاده از نرم افزار شبیه سازی انرژی IES-VE ، به شبیه سازی نحوه رفتار گونه های مختلف دیوار که از ترکیب بلوک های سفالی، لیکا، هبلکس و عایق حرارتی ساخته شده و در ساختمان های مسکونی شهر تهران متداولند، می پردازد. ضمنِ پرداخت و تحلیل نتایج، مواردی از قبیل نقش متفاوت جرم حرارتی و عایق حرارتی، تعریف ویژگی های حرارتی دینامیک و رفتار دوره ای مصالح در مواجهه با شرایط ناپایدار محیط بیان می گردد. نتایج تحقیق نشان از لزوم استفاده از محاسبات شرایط ناپایدار به جای روش مرسوم محاسبات پایدار می دهد. همچنین از میان گونه های دیوار معرفی شده، دیوار ساخته شده از دو ردیف بلوک لیکای ۱۰ سانتیمتری با ۵ سانتیمتر عایق در میانه آنها مناسب ترین عملکرد را از نظر توانایی تامین آسایش حرارتی داراست.