نورگیر سقفی

نورگیرها یا چاه های نور، بخشی جدایی ناپذیر از طراحی ساختمان هایی با بر کم و عمق زیاد، به حساب می آیند. طراحی این نورگیرها در مناطق مختلف بر اساس ضوابط خاصی انجام می گیرد. در ضوابط موجود در همدان صرفا به ابعاد این نورگیرها و نسبت مساحت نورگیر به ارتفاع بنا جهت طراحی نورگیر اکتفا گردیده است. هدف این پژوهش بررسی صحت عملکرد نورگیرهای طراحی شده بر اساس ضوابط موجود در شهر همدان و برآورد ابعاد بهینه نورگیر، جهت دستیابی به روشنایی موردنیاز فضا و در نتیجه کاهش مصرف انرژی الکتریکی جهت روشنایی است. برای دستیابی به این هدف ابتدا مطالعاتی در زمینه نور روز، انرژی خورشیدی، مشخصات اقلیمی منطقه و استانداردهای موجود در زمینه روشنایی انجام شد. سپس سه ساختمان به عنوان نمونه موردی انتخاب شده و در چهار فصل سال، روشنایی دریافتی در فضاهای مشرف به نورگیر، بوسیله لوکس متر، برداشت شد و بر اساس مطالعات صورت گرفته، میزان روشنایی به دست آمده تحلیل شد. در مرحله بعدی با استفاده از نرم افزارهای شبیه ساز، ابعاد نورگیر، مدل سازی شده جهت دستیابی فضا به روشنایی استاندارد، تغییر داده شد و در مرحله آخر با تغییر پارامتر ارتفاع، ابعاد بهینه نورگیر برای ساختمان های یک تا نه طبقه توسط نرم افزار تعیین گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که ضوابط موجود در همدان، کارآمد نبوده و دریافت نور این سامانه، به طور کافی انجام نمی گیرد و ابعاد جدیدی در این تحقیق معرفی گردید.

یکی از دستاوردهای معماری تاریخی کاشان استفاده از نورگیرهای سقفی در خانه های تاریخی این مناطق بوده است. پژوهش ها نشان داده کیفیت و عملکرد این نورگیرها به عواملی مانند نوع آن، فاصله از دیگر بازشوها، اندازه و مصالح، زاویه انسداد، مساحت روشنایی ایجاد شده، تعداد و میزان بهره وری آن ها وابسته است. لذا برای ارزیابی تأثیر عملکرد این نورگیرها بر معماری خانه های تاریخی کاشان، باید تمامی موارد فوق مورد ارزیابی قرار گیرند. پژوهش حاضر با تکیه بر مطالعات کتابخانه ای و میدانی به تحلیل تأثیر عملکرد نورگیرهای سقفی بر معماری خانه بروجردی ها به عنوان نمونه انتخابی می پردازد. نتایج نشان می دهد که عملکرد نورگیرها از طریق تعداد، اندازه و مساحت فضای روشن شده توسط آن بر تناسبات معماری مؤثر بوده است. همچنین ساختار سه جزئی نورگیرها هندسه و فرم معماری فضاهای مرتبط را مشخص می کرده و رسمی بندی جزئی از ساختار نورگیرهای سقفی در کاشان بوده که راه حلی برای هدایت نور به درون بنا بوده است؛ همچنین فاصله نورگیرها از یکدیگر نشان می دهد که مقیاس و ابعاد فضا در ارتباط با آن ها شکل گرفته است و ضریب بهره وری 50 درصدی نورگیرها نشان از عملکرد قابل قبول و انتخاب درست مصالح آن ها در تأمین نور بنا دارد.

نور طبیعی تاثیر بسزایی روی سلامت انسان ها دارد. براساس پژوهش های صورت گرفته در مورد خانه های قدیمی ایران، مشخص گردید که در ایران نورگیرهای متنوعی برای تامین روشنایی طبیعی در داخل ساختمان ها وجود دارد و این سوال را مطرح می کند که آیا تنوع موجود در نوع نورگیرهای فضاهای داخلی خانه های سنتی موجب استفاده بهتر از شرایط روشنایی و گرمایی در داخل این فضاها شده است؟ به منظور یافتن پاسخ این سئوال، شرایط نورپردازی و شرایط گرمایی فضاهای اصلی زندگی در یکی از خانه های سنتی شهر کرمان، شامل اتاقی با نورگیر سقفی و اتاق هایی دارای در-پنجره (دو دری و پنج دری) مورد بررسی قرار می گیرد. در این بررسی، اندازه گیری های میدانی و شبیه سازی شده تحت شرایط آسمانی صاف و آفتابی است و میزان روشنایی اتاق ها توسط دستگاه نورسنج و شبیه سازی ها به کمک نرم افزار اکوتکت (با پشتیبانی محاسباتی ریدینس) انجام شده است و در نهایت نحوه توزیع و میزان روشنایی و حرارت فضاهای فوق با هم مقایسه و تحلیل گردید. نتایج نشان دهنده تاثیر تنوع نورگیری فضا بر میزان گرما و روشنایی آن می باشد که تحت تاثیر موقعیت محل، چگونگی ارتباط با فضای پیرامون و نوع عملکرد آن قرار می گیرد.

به کارگیری نورگیرهای سقفی در فروشگاه های بزرگ، با توجه به تقاضای بالای انرژی این کاربری و پتانسیل بهره مندی آن از نور طبیعی، می تواند باعث کاهش مصرف انرژی و انتقال نور روز به فضاهای عمیق تر شود. این پژوهش به بهینه سازی مشخصات نورگیر سقفی و جانبی با هدف تأمین روشنایی مناسب و کاهش مصرف انرژی در کاربری فروشگاهی و به طور خاص شعبه آل احمد فروشگاه شهروند در شهر تهران می پردازد. به منظور دستیابی به این هدف، پس از تعریف پارامترهای تأثیرگذار بر عملکرد انرژی و روشنایی در دو مدل دارای نورگیر سقفی و نورگیر جانبی به کمک فرایند بهینه سازی دو هدفه، مشخصات بهینه نورگیرها مشخص شد. در نهایت جهت بررسی میزان تأثیرگذاری متغیرهای بررسی شده بر خروجی، تحلیل حساسیت انجام شد. مطابق نتایج به دست آمده، نورگیر سقفی در نسبت مساحت سطح نورگذر خود به مساحت ساختمان در بازه 4.97% تا 6.09% با کمترین ارتفاع دیواره ها و شیشه دوجداره با ضریب گسیلندگی 0.10، و نورگیر جانبی با ارتفاع زیاد در جبهه شمالی و جنوبی و ارتفاع کم در جبهه شرقی و غربی با شیشه دوجداره با ضریب گسیلندگی 0.10 بهترین عملکرد را از نظر نور و انرژی داراست. همچنین نورگیر سقفی در مقایسه با نورگیر جانبی در شرایط یکسان، با 35% سطح شیشه کمتر اما با 12 کیلووات ساعت بر مترمربع شدت مصرف انرژی بیشتر، سطح مشابهی از نور روز با یکنواختی بیشتر فراهم می کند.