انرژی پاک در جهت توسعه پایدار،در طراحی معماری
چکیده
مقدمه
اهمیت منابع تجدید پذیر و تکنولوژی آنها برای توسعه پایدار
انرژی خورشیدی
چگونگی استفاده از انرژی خورشیدی در معماری
نمونه های موفق بکارگیری انرژی خورشیدی در معماری جهان
نتیجه گیری
مراجع
فهرست
چکیده
اهمیت تاثیر اقلیم بر معماری و استفاده از شرایط اقلیمی در جهت استفاده بهینه انرژی ،انجام مطالعات و پژوهش های جامعی را در این زمینه ایجاب می کند.بویژه در کشور ما که تنوع شرایط اقلیمی در آن کاملا مشهود است.انجام تحقیقات گسترده در این زمینه امری اجتناب ناپذیر است. . در این میان یکی ازانواع انرژی های تجدید پذیر که می توان آن را در اشکال مختلف استفاده کرد انرژی خورشیدی است. امروزه استفاده از این نوع انرژی در زمینه های مختلف حائز اهمیت است در این میان با توجه به این که ساختمانها از یک سو مصرف کننده بخش عمده ای از سوخت های فسیلی هستند و از سوی دیگر بیشترین تولید کننده گازهای مضر برای محیط زیست لزوم استفاده از انرژی های پاک و از جمله تا انرژی خورشیدی در معماری ضرورت می یابد . بنابراین هدف از انجام این تحقیق که با روش توصیفی – تحلیلی و گردآوری اسنادی اطلاعات
انجام گرفته است .
شناخت انرژی خورشیدی و استفاده از آن برای منظورهای مختلف به زمان ماقبل تاریخ بازمی گردد . شاید به دوران سفالگری ، در آن هنگام روحانیون معابد به کمک جامع های بزرگ طلایی صیقل داده شده و اشعه خورشید ، آتشدان های محراب ها را روشن می کردند.یکی از فراعنه مصر معبدی ساخته بود که با طلوع خورشید درب آن باز و با غروب خورشید درب بسته می شد.
امروزه بحران انرژی و پایان پذیری منابع فسیلی ، آلودگی محیط زیست و افزایش انتشار گازهای گلخانه ای از جمله عواملی هستند که بشر را بسوی سرچشمه های پاک و تجدید پذیر سوق داده اند از این رو محققان برای رفع نیازهای انرژی و افزایش رفاه و نزدیکتر شدن به اهداف توسعه پایدار جهانی می کوشند تا از انواع انرژی های تجدید پذیر استفاده کنند.
توجه به چگونگی استفاده از انرژی خورشیدی در معماری در راستای اهداف توسعه پایدار است. در ادامه نتایج بدست امده به این شرح است :
استفاده از انرزی های تجدید شونده و از جمله انرژی خورشیدی در معماری می تواند علاوه بر کاهش هزینه ها کیفیت زندگی کاربران فضا را نیز ارتفاء دهد همچنین می تواند زمینه ساز تولید شغل هایی با تکنولوژی برتر و گامی موثر در جهت کاهش استفاده از سوخت های فسیلی و تولد دی اکسید کربن باشد. در این راستا مقاله حاضر مباحث ذیل ارائه می شود :
1- اهمیت منابع تجدید پذیر و تکنولوژی آنها برای توسعه پایدار
2- انرزی خورشیدی
3 – چگونگی استفاده از انرزی خورشیدی در معماری
4- نمونه های موفق بکارگیری انرزی خورشیدی در معماری جهان.
مقدمه
توسعه پایدار کشور در گرو استفاده هر چه بیشتر از انرژیهای نو و پاک است. زیرا ما باید قبل از تمام شدن انرژی های فسیلی . یا فروش نفت و گاز زیر ساختهای انرژی های دیگر را محکم کنیم. همین کاری که اکثر کشور ها قبلا شروع کرده اند.
تا زمانیکه نفت به اتمام رسید کاسه چه کنم بدست نگیریم. از الان باید کاری کرد.
خورشید یکی از دو منبع مهم انرژی است که باید به آن روی آورد زیرا به فن آوری های پیشرفته و پر هزینه نیاز نداشته ومیتواند به عنوان یک منبع مفید و تامین کننده انرژی در تمام جهان مورد استفاده قرار گیرد. بر خلاف بعضی از انرژیها مثل انرژی هسته ای، اثرات نامطلوبی از خود برجای نمیگذارد. و خطرناک نیست. برای کشورهایی که فاقد منابع انرژی زیرزمینی هستند ، مناسبترین راه برای دستیابی به نیرو و رشد و توسعه اقتصاد ی هستند .امروزه استفاده از انرژِی خورشیدی بهر شکلی مطلوب میباشد ولی امکانات اقتصادی طرحهای مختلف باید دقیقا محاسبه شود . بهره گیری از انرژی
خورشیدی برای گرم کردن منازل ، از لحاظ فن آوری امکان پذیر میباشد .از نظر اقتصادی نیز به علت افزایش روز افزون قیمت سوخته ای فسیلی و سایر منابع انرژی و تلاش متخصصین در کاهش هزینه ، محققین و دانشمندان را به تعقیب استفاده از انرژی خورشیدی بیش ازپیش تشویق نموده است .
1- اهمیت منابع تجدید پذیر و تکنولوژی آنها برای توسعه پایدار
به دلیل موقعیت جغرافیایی ایران امکان خودکفایی کشور در زمینه انرژی نیز فراهم است . ترویج استفاده از انرژی خورشیدی می تواند زمینه ساز تولید شغل نیز در بسیاری زمینه های تولید مصالح، ساخت دستگاهها، احداث سیستمهای انتقال، و سایر زمینه های مربوطه گردد و نه تنها به نیروی کار نیمه ماهر نیاز دارد که برای متخصصین نیز تولید شغل خواهد نمود .
استفاده از انرژی خورشیدی گامی موثر در جهت موضوع بحث این نوشتار در تقلیل (و حذف ) استفاده از انرژی فسیلی در ساختمان و در نتیجه کاهش آلودگی می باشد. شکل های تجدیدپذیر انرژی، فرصت هایی را برای زندگی در شهرها فراهم می آورد که آن ها را جذاب تر می کند. در نواحی که منابع انرژی و زیربنایی انتقال انرژی وجود دارد، استفاده از این نوع انرژی ها، باید از طریق شکل واقعی ساختمان به حداکثر برسد. سوخت و اشتعال و استفاده از سوخت های فسیلی باید به طرز جدی کاهش یابد، ارتباط میان شهرها و طبیعت باید تا آن جا بهبود یابد که یک همزیستی میان این دو ایجاد شود.
برای هر گونه تغییرات وسایر معیارهایی که در فضاهای عمومی یا ساختمان های موجود لحاظ می شود و یا باعث ایجاد ساختمان های جدید می شود، باید هویت فرهنگی و تاریخی آن منطقه را مورد ملاحظه قرار دهد و شرایط جغرافیایی و اقلیمی آن منطقه با هر چشم انداز و منظره طبیعی را در نظر گیرد .
شهر، در کل باید به عنوان یک ارگانیسم با طول عمر کاملاً طولانی مورد توجه قرار گیرد، همواره این امکان برای یک شهر باید وجود داشته باشد که تغییرات ثابتی که در ساختار و ظاهر شهر به وجود می آیند، قابل کنترل باشند تا حداقل اختلال و حداکثر استفاده از منابع انرژی حاصل شود .
تصویر 1- طرحی برای یک دهکده ی خورشیدی در ایسلند
تصویر2-پلان زون Aاز یک دهکده ی خورشیدی در ایسلند و جهت گیری خانه ها به سمت خورشید وهماهنگی با توپوگرافی
استفاده ی اقتصادی از زمین، که از طریق عرضه ی تراکم قابل قبول در طراحی و برنامه ریزی های جدید همراه گردیده است، می تواند کمکی به کاهش هزینه در ساختارهای زیربنایی و حمل و نقل باشد و در نتیجه کاهش بهره برداری از زمین
در آینده را به دنبال داشته باشد. اندازه گیری ها برای حفظ یک تعادل زیست محیطی نیز باید اجرا گردد .
در مکان های عمومی شهرها و حومه ها، باید اقداماتی جهت بهبود آب و هوای شهری، کنترل دما، حفاظت در برابر باد، سرمایش و گرمایش خاص این مکان ها و با استفاده از انرژی های تجدیدپذیری چون انرژی خورشیدی، انجام گیرد و قدم هایی در این زمینه برداشته شود .
تصویر 3- طرحی برای شهر خورشیدی Lize- Pichlingدر استرالیا
2- انرژی خورشیدی
3 – چگونگی استفاده از انرژی خورشیدی در معماری
در سیستم های فعال خورشیدی، جهت تضمین سطح آسایش گرمایشی، سرمایشی، رطوبتی و … از تجهیزات، تاسیسات وتنظیمات فنی ومکانیکی کم مصرف انرژی و یا سیستم های تاسیساتی که با انرژی های تجدیدپذیر محیط ( انرژی خورشید و باد )کار می کنند، استفاده می شود .این سیستم ها شامل استفاده از کلکتور های ( جمع کننده ها) انرژی خورشیدی هستند که استفاده از این وسایل و تجهیزات واسطه می تواند باعث انعطاف پذیری در صرفه جویی انرژی شود .
این سیستم ها شامل موارد زیر می باشد:
الف : سلول های فتوولتاییک
سلول های فتوولتاییک سیستم های انرژی زایی هستند که بدون بهره گیری از مکانیزم های محرک و شیمیایی، از تابش نور خورشید الکتریسیته تولید می کنند .به عبارت دیگر این سیستم ها بدون مصرف سوخت های فسیلی، انرژی طبیعی و قابل سلول های فتوولتاییک را می توان با طراحی مناسب ، در قسمت های مختلف ساختمان از جمله روی بام، نما و سایه بان پنجره به کار برد.
تصویر 4- نمونه هایی از انواع بکارگیری سلول های فتوولتائیک در ساختمان
یک کلکتور خورشیدی ایده آل بایستی دقیقا به سمت جنوب جهت گیری نماید .اما اگر به هر دلیلی، امکان جهت گیری جنوبی نباشد بطورمثال اگر بام این اجازه را ندهد و یا ساختمان همسایه سایه انداز داشته باشد، می توان جهت گیری را تا 20درجه به سمت شرق یا غرب متمایل کرد، البته در این شرایط بازده کلکتور ها کم می شود ولی با افزایش سطح کلکتور، می توان آن را جبران کرد.
این نکته را نیز باید مدنظر داشته باشیم زمانی که برق مورد نیاز یک ساختمان را از طریق سلول های فتوولتاییک تامین می کنیم، از وسایل الکتریکی کم مصرف و با رده انرژی A++ولامپ های LED
استفاده شود .
ب-کلکتور خورشیدی
عملکرد کلکتور های خورشیدی به صورت زیر می باشد:
1-سیستم گرمایش خورشیدی
در این روش گردآور های آب گرم( کلکتور ) خورشیدی روی بام قرار گرفته است .
در طول روز، با تابش خورشید، آّب گرم شده به وسیله پمپ جریانی به داخل مخزن ذخیره هدایت می شود و به وسیله پمپ دیگری به داخل فن کوئل هایی که در قسمت های مختلف ساختمان نصب شده اند جریان یافته و باعث گرم شدن هوای داخل ساختمان می شود.
2- سیستم سرمایش خورشیدی
در این سیستم، با استفاده از گرمایش فعال خورشیدی( دستگاه های گردآور خورشیدی و مخازن ذخیره ) و یک دستگاه آبسرد کن سیستم تبرید جذبی و یک دیگ کمکی، یک سیستم سرمایش برای فصل تابستان و خنک کردن ساختمان به وجود می آورد.
تصویر 5 – جزئیات عملیات یک کلکتور خورشیدی
ج – گلخانه خورشیدی
فضای گلخانه خورشیدی به عنوان فضایی واسطه میان محیط طبیعی و فضای کالبدی جهت تنظیم شرایط داخلی به ویژه مطلوب نمودن هوای داخل می باشد .شیشه های دو جداره و یا پلاستیک شفاف جهت این کارمناسب هستند . دیواربین گلخانه و فضای نشیمن باید با ظرفیت حرارتی بالا باشد(دیوارآب یا ترومب ) درانتخاب مابقی مصالح آزادی عمل بیشترمی باشد .با طراحی خوب تمامی تشعشات وارده به گلخانه به حرارت تبدیل شده ودراین صورت بازدهی % 60 الی % 75 درزمستان است و مقدارحرارت منتقل شده به اتاقها % 10 الی % 30 انرژی تابشی است که با اضافه کردن سیستم انباشت کننده مکانیکی این مقدار بیشترمی شود.
تصویر 6 – جزئیات گلخانه خورشیدی
4- نمونه های موفق بکارگیری انرژی خورشیدی در معماری جهان
نتیجه گیری
1- با حرکت به سمت ساختمانهای خورشیدی گامی مهم در جهت توسعه پایداربرمیداریم و از وابستگی به سوختهای فسیلی فاصله میگیریم.
2- انرژی خورشیدی پاک است و مثل سوختهای فسیلی آلودگی تولید نمیکند.
3- دستیابی به فناوری جدید و ایجاد اشتعال در زمینه های مختلف ساختمانی.
4- نمای پنجم معماری در ساختمانهای خورشیدی احیا میشود
مراجع
پایان