روشنایی طبیعی

استفاده از سایبان خورشیدی متحرک نقش مهمی در کاهش تقاضای انرژی دارد. ترکیب سیستم روشنایی هوشمند با سایبان متحرک و استفاده از سلول های خورشیدی در سایبان می تواند کاهش بیشتری در تقاضای انرژی ایجاد کند. در این مطالعه، سه طرح سایبان و دو سیستم روشنایی هوشمند (تدریجی، روشن-خاموش) و گزینه استفاده از سلول های خورشیدی در سایبان که در مجموع، 12 حالت را ایجاد می کنند، بررسی شده اند و بهترین ترکیب از نظر میزان صرفه جویی انرژی الکتریکی و مدت بازگشت سرمایه به دست آمده است. در هر یک از ترکیب های فوق جهت محاسبه میزان صرفه جویی انرژی مصرفی، شبیه سازی های ساعتی برای محاسبه میزان روشنایی، برق تولیدی (در صورت استفاده از سلول های خورشیدی)، میزان حرارت ناشی از تابش خورشید به داخل اتاق انجام شده است. نتایج بررسی نشان داد که با استفاده از ترکیب سیستم روشنایی هوشمند تدریجی و سلول های خورشیدی در طرح شماره2 بیشترین صرفه جویی و کمترین مدت زمان بازگشت سرمایه حاصل می شود.

با محدودیت های ایجاد شده در مصرف انرژی های فسیلی، استفاده از انرژی خورشید به عنوان منبع گرما در آب-گرمکنهای خورشیدی و یا تولید انرژی الکتریکی توسط صفحات فتوولتاییک در دهه های اخیرمورد توجه روز افزون قرارگرفته است. استفاده از روشنایی خورشید نیز برای روشن کردن فضاهای کم نور در طول روز با تجهیزات نسبتا ساده و کم هزینه از کاربرد های جدید این انرژی است که تا کنون به اندازه دیگر موارد توسعه نیافته است. در این مقاله سعی می شود با بررسی و مرور منابع و ماخذ مختلف، پیشرفت ها و نوآوری های انجام شده در این مسیر مورد بررسی قرار گیرد. ابتدا موارد استفاده، اثرات و مزایای استفاده از این منبع بزرگ انرژی با تکیه بر منابع موجود مورد بررسی قرار می گیرد و سپس به روش های انتقال نور پرداخته می شود. در نهایت روش انتقال با لوله نور به عنوان یک راه حل مورد توجه قرار گرفته و برای انتقال نور طبیعی روز به داخل ساختمان ها و فضاهای بسته بررسی می شود. این روش روشنایی علاوه بر کاهش مصرف انرژی الکتریکی برای روشنایی، فاقد تشعشعات فرابنفش و فروسرخ و مولفه های مخرب و الکترومغناطیسی و یونیزه کننده بوده و ایمنی صددرصددر رابطه با عوامل خطر آفرین مانند انفجار، حریق، برق گرفتگی و غیره را فراهم می کند.

نور روز یکی از عوامل پایداری انرژی محسوب می شود. علاوه بر اینکه دریافت نور خورشید تأثیر مثبت در کاهش مصرف انرژی دارد، می توان از دیگر ویژگی های نور روز همچون اثر مثبت بر روی سلامت باشندگان، مطلوبیت بصری، خلق فضای معماری ریتمیک وزیبا و همچنین ویژگی های مفهومی نور مانند ایجاد سایه، عمق، جدل بین داخل و خارج بنا، در جهت مطلوبیت فضا همچون معماری گذشته ایران بهره مند شد. به همین منظوربا توجه به وضعیت موجود مسکن شهر خرم آباد وبر اساس جهت گیری غالب ساختمان های مسکونی در مناطق جنوب شهر خرم آباد این سوال مطرح می شود که الگوی معماری حاکم شده برمسکن امروز این مناطق در شهر خرم آباد که شامل جهت گیری ساختمان ها، نوع نورگیر ها و چیدمان پلان ها است. دسترسی مناسب به نور روز را فرا هم کرده است؟ جهت یافتن پاسخ این سوال انتخاب نمونه های موردی موجود انجام شده است. روش کار به این صورت بوده که با استفاده از روش تحقیق میدانی و اندازه گیری دریافت های نور خورش ید در پلان های چهار نمونه موردی در منطقه مورد نظر به وس یله دستگاه سنجش روشنایی(لوکس متر) در چهار فصل س ال در زمان های مختلف روز و تحلیل ساختار و چیدمان پلان های معماری در راستای بهره گیری از نور روز پرداخته شده است. برای دستیابی به نتایج بهتر آنالیز داده ها در نرم افزار Excel، ترسیم نمودار های حاصل از این نتایج و مقایسه آنها با هم صورت گرفته که در پایان می توان به این نتایج دست یافت که جهت گیری ساختمان ها و تنوع نورگیر ها به درستی انجام شده است، ولی چیدمان پلان و ساختار طراحی آن نیاز به اصلاح و هدف گذاری بهتر در جهت اقلیمی دارد. با بهبود ساختار طراحی پلان های مسکونی در الگوی شهر خرم آباد می توان به معماری مناسب از لحاظ بهره گیری مطلوب از نور روز دست یافت.

اهداف: بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها که بخش بزرگی از کل انرژی مصرف شده در کشور را شامل می شوند، اهمیت زیادی دارد. پنجره نیز به عنوان رابط محیط داخل و خارج ساختمان بخش تاثیرگذاری بر این مساله است. هدف از این پژوهش، بهینه سازی بازشو در فضای اداری در شهر تهران از نظر دریافت نور کافی و کاهش مصرف انرژی است. روش ها: شبیه سازی و بهینه سازی بازشو به صورت پارامتریک در گرسهاپر و آنالیز اهداف با استفاده از پلاگین هانیبی و لیدیباگ صورت گرفت. اتونومی فضایی نور روز و شدت مصرف انرژی برای تناسبات و موقعیت های متنوع پنجره در هشت جهت متغیر محاسبه شد. یافته ها: پنجره در جبهه شمال شرقی و بعد از آن در شرق، بهترین نتایج را داشته اند. نسبت پنجره به دیوار ۲۰ تا ۲۸% با طول و عرض به ترتیب به طور میانگین ۵۳/۶ و ۹/۰متر برای مدل پژوهش ایده آل ترین پاسخ ممکن بود. فاصله جداره پنجره ها از لبه دیوار و فاصله لبه بالای پنجره از کف به ترتیب به طور میانگین ۶۵/۰ و ۲۲/۲متر بود. نتیجه گیری: استفاده از روش های نوین شبیه سازی مقداری طراحان را قادر سازد تا با رویکردهای علمی، انتخاب های آگاهانه تری در فرآیند طراحی داشته باشند. چارچوب قابل تکرار ارایه شده در این پژوهش می تواند برای ساختمان هایی با کاربری یا موقعیت و تناسباتی متفاوت به کار گرفته شود و درنهایت طراحان را قادر سازد که با افزایش بهره وری فضا، نقشی موثر در توسعه پایدار داشته باشند.

آسایش بصری به ویژه در فضاهایی که فعالیت بصری در آن زیاد است، همواره برای معماران و طراحان روشنایی چالش برانگیز بوده است. این امر به خصوص در کلان شهرها و شهرهای با تراکم بالا، به دلیل سایه اندازی ساختمان های مجاور و محدودیت دسترسی به روشنایی روز، اهمیت بیشتری پیدا می کند. برای دسترسی به طراحی مطلوب روشنایی آگاهی از سطح روشنایی مطلوب ضروری است. در حال حاضر در ایران، این محدوده برای فضاهای اداری تعریف نشده است و متخصصین برای جبران این نقیصه به یافته های دیگر کشورها رجوع می کنند. به دلیل تفاوت های اقلیمی و تفاوت فرهنگ استفاده از روشنایی، ممکن است یافته های دیگر کشورها برای ایران مناسب نباشد. از این رو پژوهش پیش رو به دنبال تعریف محدوده رضایت مندی از شدت روشنایی در ساختمان های اداری شهر تهران است. روش استفاده شده پیمایش و مطالعات میدانی است. به همین منظور تعداد 509 پرسشنامه در دو فصل تابستان و زمستان، در 146 اتاق در تابستان و 109 اتاق در زمستان توسط کاربران در شش ساختمان اداری با ویژگی های مختلف از جمله یک طبقه تا سیزده طبقه، پلان باز و با اتاق های خصوصی، نوساز و قدیمی، به منظور ارزیابی شرایط روشنایی محیط تکمیل شدند. هم زمان با تکمیل پرسشنامه توسط کاربران، پارامتر فیزیکی شدت روشنایی در سطح میز کار کاربران، اندازه گیری شدند. از روش های آماری مرتبط در نرم افزار SPSS برای تحلیل داده ها و یافتن ارتباط بین متغیرهای تحقیق، استفاده شد. نتایج نشان می دهد که شدت روشنایی مطلوب در این فضاها 600 تا 650 لوکس است و شدت روشنایی بین 550 تا 600 لوکس نیز شرایط آسایش را فراهم می کند. شدت روشنایی کمتر از 550 لوکس برای کاربران مطلوب نیست.

در این مقاله تأثیر معماری داخلی بر میزان شدت روشنایی فضای معیّنی بررسی می شود. پیش از این همواره تأثیر محل و مشخصات پنجره بر میزان روشنایی داخلی در نظر گرفته شده بود، اما تأثیر معماری داخلی بر میزان روشنایی فضای داخل مورد بررسی قرار نگرفته بود. به این منظور برای یافتن مقادیر شدت روشنایی بهینه در یک اتاق خواب ساده، شدت روشنایی متوسط و نیز حداقل و حداکثر در آن برای 72 روز سال از روزهای اول، پنجم، دهم، پانزدهم، بیستم، و بیست و پنجم هر ماه در ساعت 10:30 صبح و در ساعت های مختلف روزهای یکم فروردین، یکم تیر، یکم مهر و یکم دی شدت روشناِیی، کف، سقف و دیوارها به کمک نرم افزار محاسبه شد. در ادامه، تأثیر شرایطی مانند استفاده از مصالح مختلف برای جداره های داخل اتاق، تغییر رنگ جداره ها، تغییر مبلمان داخلی، محل استقرار پنجره و نظایر اینها که بخشی از آن در اختیار طراح داخلی است، بر شدت روشنایی متوسط و نیز حداقل و حداکثر اتاق مطالعه و بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان می دهند که نه فقط محل استقرار پنجره در دیوار بلکه جنس و رنگ و مشخصات سطوح داخلی همراه با جایگزینی صحیح مبلمان داخل اتاق می تواند تأثیری عمده بر استفاده از نور طبیعی داشته باشد.