آتریوم

در این تحقیق به این موضوع که چگونه می توان از راهکارهای جدید جهت مهیا کردن آسایش بصری دانش آموزان و کاهش مصرف انرژی در ساختمان های آموزشی استفاده کرد، پرداخته شده است، چرا که ساختمان های آموزشی زمانی مورد استفاده قرار می گیرند که نور روز وجود دارد. به دلیل اهمیت نور روز در افزایش بهره وری و تأثیر آن بر سلامتی، رفاه و افزایش کارایی بصری در یادگیری، خواندن و نوشتن، ضرورتاً این نوع ساختمان ها مورد توجه واقع شده اند. هدف این مقاله بررسی تأثیر زاویه تمایل آتریوم بر عملکرد نور روز به وسیله تحلیل پارامترهای مؤثر است به گونه ای که تأمین کننده آسایش بصری باشد. در راستای تحقق این هدف یک مدرسه ابتدایی که دارای آتریوم مورب می باشد و در شمال غربی شهر تهران قرار دارد به عنوان نمونه مطالعاتی بر اساس روش تحقیق کمی و طبق ماهیت داده ها انتخاب شد که در راستای تحقق تحقیق میدانی، بر مبنای محاسبات کمی در روش تحقیق بنیادین-کاربردی بوده است. زاویه های تمایل متفاوت آتریوم برمبنای جهت گیری به سمت دیاگرام خورشیدی و تأثیر آن بر مقدار نفوذ نور روز در زمان های مشخص در 3 کلاس مجاور آتریوم با زاویه های تمایل رو به شمال و جنوب تحلیل شدند. نتایج محاسبه شده نرم افزارهای شبیه سازی رادیانس[1] و دیسیم[2] براساس موضوع ضوابط انرژی روشنایی، CIBSE (LG10[3]& Guide A)[4] و CIBSE(2007)[5] (طراحی مدرسه) و (طراحی محیطی) و شاخص سنجش اعتبار در ساختمان های سبز[6](LEED8.1) به عنوان شاخص های کمی برای بررسی سنجش اعتبار روشنایی بررسی شده اند و مورد استفاده قرار گرفتند. نهایتاً آزمون میدانی فوتومتریک با استفاده از ابزار سنجش روشنایی[7]  مورد استفاده قرار گرفت تا نتایج تحلیلی و یافته های تحلیل محاسباتی تأیید اعتبار شوند و بنابراین نتیجه گیری ارائه شد. [1] Radiance [2] Daysim [3] Chartered Institute of Building Services Engineers, a Guide for Designers, Daylighting and window design [4] Chartered Institute of Building Services Engineers, a Guide for Designers, CIBSE, (2006). Environmental design: CIBSE guide A. 7th    ed., London: CIBSE: p. 2- 8. [5] CABE, (2007), CABE‘s new schools design quality program, London

آتریم در معماری به فضای بزرگ و باز میان ساختمان گفته می شود که در رم باستان به منظور تهویه و تامین نور طبیعی استفاده می شده است. در قرن بیستم و معماری مدرن آتریوم به شکل وسیعی مورد استفاده قرار گرفت و به دلیل دادن احساس باز بودن فضا و فراخی و بهره مندی از نور طبیعی همچنین ایجاد تعامل بین فضای داخلی و محیط خارجی و شهر از محبوب ترین اجزای مدرن بناهای مدرن شناخته می شوند. تمامی این موارد دلیل بر استفاده روز افزون از آتریومها در ساختمانهای امروزه است که در بعضی شرایط اقلیمی و جغرافیایی بدون در نظر گرفتن هزینه های انرژی تحمیل شده به بنا ساخته شده و با عنوان ساختمان پایدار و دوست دار طبیعت مطرح می گردند، این در حالیست که توجه به مصرف منابع انرژی و معماری بومی و الگوهای ساختمانی سنتی باید به عنوان اولین اصل در طراحی دوست دار طبیعت قرار گیرد. همچنین لزوم طراحی فضای آتریوم با معیارها و الگوهای کاهش مصرف انرژی سنجیده شوند و صرفا جهت ایجاد طرح معماری متفاوت یا تامین زیبایی بصری تحمیل بار انرژی چشمگیری به بنا در طول زمان بهره برداری از ساختمان هزینه های بسیاری برای سیستم و کاربران در بر خواهد داشت. این مقاله با توجه بر اقلیم سرد قزوین امکان استفاده از آتریوم را در ساختمان بررسی نموده و در مقایسه با فرم بدون آتریوم، میزان مصرف انرژی را محاسبه کرده و در مورد امکان و توجیه پذیری طراحی آتریوم در اقلیم سرد به نتیجه گیری می پردازد.

طراحی ساختمان هایی که ویژگی صرفه جویی در انرژی و همچنین حفاظت منابع طبیعی را در خود داشته باشند، در زمره اصلی ترین مسئولیت های معماران قرار می گیرد. آتریوم به عنوان یک میانجی اتلاف گرما از فضاهای مجاور را کاهش میدهد و همچنین برای فضاهای مجاور گرما تولید میکند. حیاط مرکزی عنصری است که در بهبود شرایط آسایش در مناطق گرم و خشک نقش موثری را ایفا کرده است. فضای باز حیاط مرکزی با محوریت خود، ابعاد معین جهت گیری و مکان یابی هدفمند عنصری تعیین کننده در بهره مندی انرژی های اقلیمی بوده است، اما امروزه با توجه به محدودیت های موجود در شهرهای بزرگ شاهد کاهش سهم فضای باز جهت ایجاد آسایش حرارتی در معماری معاصر هستیم. لذا با تاکید به نقش سنتی حضور حیاط در زندگی ایرانی، در این مقاله به امکان احیای این عنصر با در نظر گرفتن هندسه های مختلف و همچنین عملکرد آن به عنوان آتریوم در ساختمانهای آموزشی پرداخته می شود لذا در این راستا یک ساختمان آموزشی در برنامه شبیه سازی انرژی پلاس شبیه سازی شد. نتایج بدست آمده نشان داد که ترکیب حیاط مرکزی و آتریوم تاثیر بسزایی در کاهش مصرف انرژی بویژه در ماه های گرم سال دارد. همچنین مشخص شد که اگر در معماری حیاط مرکزی و آتریوم از هندسه مستطیل استفاده شود کاهش مصرف انرژی بمراتب بیشتری نسبت به سایر فرم ها بهمراه دارد.

علی رغم نقش مهم تهویه هوای طبیعی بر آتریوم، شرایط گرمایی درونی و کاهش بار استفاده از انرژی به مانند سیستم حیاط مرکزی، نقاط ضعفی که چگونه پارامترهای طراحی مختلف بر شرایط گرمایی تأثیر می گذارد. پیچیدگی طراحی تهویه هوا طبیعی آتریوم که نیز شباهت ساختاری زیادی با حیاط مرکزی اقلیم گرم و خشک ایران دارد، نمی توان به تنهایی به طراحی شبیه سازی آن اکتفا نمود. در چند سال گذشته، محققان روش های مختلفی از قبیل ارائه نمونه مدل، تحقیقات و محاسبات پیکره بندی را مطرح نمودند تا عملکردهای گرمایی و تهویه هوای آتریوم را شناسایی کنند. با این حال تنوع در ارائه مدل سازی، در نظر گرفتن همه پارامترهای مشترک موجود در طراحی آتریوم دستیابی به نتیجه مطلوب را مشکل می سازد. این پژوهش به روش کمی و کیفی و با تکیه بر داده های کتابخانه ای انجام شده است.  با مروری کوتاه بر مطالعات صورت گرفته قبلی، در مورد نقش تهویه هوای طبیعی در ساختمان های آتریوم در آب و هوای مختلف، پارامترهای طراحی مؤثر و کاربرد آنها برای ارتقا عملکرد گرمایی و کاهش مصرف انرژی را فراهم می کند. این پارامترها شامل پیکربندی آتریوم های مختلف و اجزای مختلف آن از قبیل هندسه، ویژگی های دهانه، سقف، مصالح و داخل آن می باشد. اندازه درزهای بیرونی تNثیرگذارترین پارامتری است که بر شرایط گرمایی درونی و عملکردهای تهویه هوای آتریوم و در نتیجه کاهش بار مصرف انرژی تأثیر می گذارد. اهداف پژوهش: بررسی حیاط مرکزی در معماری موجود در فلات مرکزی ایران. بررسی نقش آتریوم در تهویه هوای طبیعی و تشابه برخی عملکرد و اجزای آن با حیاط مرکزی. سؤالات پژوهش: حیاط مرکزی چه نقشی در تهویه هوای درونی ساختمان داشته است و عملکرد آن به چه صورت بوده است؟ در کارکرد بهینه تهویه ساختمان، چه پارامترهایی در طراحی آتریوم می تواند تأثیرگذار باشد؟