تاثیر طراحی نورگذر در بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان اداری اهواز
تاثیر طراحی نورگذر در بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان اداری اهواز1
مینا نصرملک
دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی معماری، واحد علوم و تحقیقات
خوزستان، دانشگاه آزاد اسالمی ، اهواز، ایران دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی
معماری، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسالمی ، اهواز، ایران
بهزاد وثیق
عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی
جندی شاپور، دزفول
امید رهایي
عضو هیئت علمی دانشگاه تربیت
دبیری شهید رجایی، تهران
چکیده
پایگاه معماری اَرگان می نویسد: با توجه به اینكه بحران انرژی در کشور وجود دارد و هرلحظه شرایط وخیم
تر می شود. یكی از حوزه های مطالعات بهینه سازی انرژی ، حوزه ساختمان در معماری
است. لذا در دهه های اخیر در مورد کاهش مصرف انرژی در ساختمانها فعالیتهای زیادی
انجام شده که بیشتر آنها در مورد پنجره ها ، عایق های حرارتی و همچنین طراحی
ساختمانها بر اساس کمترین پرت حرارتی ممكن است . تهیه ، تولید و عرضه انواع پنجره
ها و شیشه های جدید که مانع تبادل حرارت بین داخل وخارج ساختمان گردیده و همچنین امكان
بهره گیری از نور طبیعی و در نتیجه کاهش مصرف انرژی الكتریسیته را فراهم می آورد و
استفاده از عایق های حرارتی در پوسته ساختمان نیز از دیگر راهكارهایی است که در
این زمینه اعمال می گردد.
واژگان كلیدي: پنجره، نورگذر، شیشه، بهینه سازی، انرژی، ساختمان اداری
1 –این مقاله برداشت شده
از پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد مینا نصرملک با موضوع بررسی اصول بهینه سازی
نورگذرها در شهر اهواز و استفاده از آن در طراحی ساختمان اداری می باشد
از پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد مینا نصرملک با موضوع بررسی اصول بهینه سازی
نورگذرها در شهر اهواز و استفاده از آن در طراحی ساختمان اداری می باشد
مقدمه
مسئله انرژی یک مسئله جهانی است. کشورهای صنعتی به دلیل وابسته بودن
به منابع انرژی خاورمیانه و دیگر نقاط نفتخیز ، از ده ها سال پیش اهمیت آن را درک
نموده ، در راستای تصحیح الگوی مصرف در سه موضوع انرژی ، اقتصاد و محیط زیست تالش
کرده اند. در ازای این حرکت سود قابل توجهی را عاید اقتصاد کشور خود نموده اند.
امروزه کشورهای صنعتی به مدیریت مصرف انرژی به عنوان یک منبع جدید انرژی می نگرند
، اعمال این مدیریت منجر به شكوفایی صنعت ، اقتصاد و بروز فرهنگ مصرف منطقی شده
است.
به منابع انرژی خاورمیانه و دیگر نقاط نفتخیز ، از ده ها سال پیش اهمیت آن را درک
نموده ، در راستای تصحیح الگوی مصرف در سه موضوع انرژی ، اقتصاد و محیط زیست تالش
کرده اند. در ازای این حرکت سود قابل توجهی را عاید اقتصاد کشور خود نموده اند.
امروزه کشورهای صنعتی به مدیریت مصرف انرژی به عنوان یک منبع جدید انرژی می نگرند
، اعمال این مدیریت منجر به شكوفایی صنعت ، اقتصاد و بروز فرهنگ مصرف منطقی شده
است.
کاهش ذخائر انرژی جهان ومحدود بودن ذخائر فسیلی موجود از مسائلی است
که در دهه های اخیر موجبات نگرانی دانشمندان و سیاستمداران کشورها را فراهم آورده
است . هزینه باالی آلودگی ناشی از سوختهای متداول موجود و عدم موفقیت بشر در یافتن
سوختهای فسیلی جایگزین باعث گردیده است که اندیشمندان به فكر پیدا کردن راهكارهایی
جهت کاهش مصرف انرژی در زمینه های مختلف گردند . یكی از این موارد ، ساختمانها می
باشند که درصد باالیی از مصرف انرژی را به خود اختصاص داده اند نگاه به ساختمان با
چنین بینشی ابعاد مختلفی را در طراحی آب و هوایی روشن می کند که هر کدام نیاز به
دقت کافی با تكیه بر مطالعات و اندازه گیری های تجربی در کارهای آزمایشگاهی دارند.
بصورت مشهودی فقدان چنین بررسیهایی کلیدی و مهم در کشور ایران به چشم می خورد با معماری ارگان همراه باشید.
که در دهه های اخیر موجبات نگرانی دانشمندان و سیاستمداران کشورها را فراهم آورده
است . هزینه باالی آلودگی ناشی از سوختهای متداول موجود و عدم موفقیت بشر در یافتن
سوختهای فسیلی جایگزین باعث گردیده است که اندیشمندان به فكر پیدا کردن راهكارهایی
جهت کاهش مصرف انرژی در زمینه های مختلف گردند . یكی از این موارد ، ساختمانها می
باشند که درصد باالیی از مصرف انرژی را به خود اختصاص داده اند نگاه به ساختمان با
چنین بینشی ابعاد مختلفی را در طراحی آب و هوایی روشن می کند که هر کدام نیاز به
دقت کافی با تكیه بر مطالعات و اندازه گیری های تجربی در کارهای آزمایشگاهی دارند.
بصورت مشهودی فقدان چنین بررسیهایی کلیدی و مهم در کشور ایران به چشم می خورد با معماری ارگان همراه باشید.
سهم مصرف انرژی الكتریكی بخش خانگی، تجاری و عمومی در کشور بیش از 0۵
درصد می باشد که مصرف انرژی ساختمان های کشور در این رده بندی قرار دارد. و این
اهمیت بهینه سازی مصرف انرژی را در ساختمان های کشور با ارائه راهكارهای بی هزینه
، کم هزینه و پر هزینه را بیشتر می کند. )قشالقی، 1389)
جدای از تصمیماتی که در طراحی معماری ساختمان به منظور صرفه جویی در
مصرف انرژی گرفته می شود، استفاده از انرژی های تجدید پذیر و در حقیقت صرفه جویی
بیشتر در انرژی های تجدید ناپذیر که از سوخت های فسیلی به دست می آید، استفاده از
سیستم های غیر فعال توسط پیش بینی های معمارانه و انطباق با شرایط محیطی از اهداف
بهینه سازی مصرف انرژی محسوب می گردد. بنابراین اینگونه به نظر می رسد که تصمیمات
استراتژیک برای طراحی ساختمان تاثیرات گسترده تری برای عملكرد واقعی ساختمان در
طول حیات خود دارد تا تحلیل اولیه پیشنهادی انرژی به صورت جزییات (اربابیان،1380 ) در این این بین نورگذرها و پنجره ها از نقش مشخصی در مصرف انرژی
برخوردار هستند. که در ادامه به نقش آن و تاثیر آن در مصرف انرژی می پردازیم
مصرف انرژی گرفته می شود، استفاده از انرژی های تجدید پذیر و در حقیقت صرفه جویی
بیشتر در انرژی های تجدید ناپذیر که از سوخت های فسیلی به دست می آید، استفاده از
سیستم های غیر فعال توسط پیش بینی های معمارانه و انطباق با شرایط محیطی از اهداف
بهینه سازی مصرف انرژی محسوب می گردد. بنابراین اینگونه به نظر می رسد که تصمیمات
استراتژیک برای طراحی ساختمان تاثیرات گسترده تری برای عملكرد واقعی ساختمان در
طول حیات خود دارد تا تحلیل اولیه پیشنهادی انرژی به صورت جزییات (اربابیان،1380 ) در این این بین نورگذرها و پنجره ها از نقش مشخصی در مصرف انرژی
برخوردار هستند. که در ادامه به نقش آن و تاثیر آن در مصرف انرژی می پردازیم
روش تحقیق
در این تحقیق تالش شده تا با استفاده بررسی تحلیلی توصیفی و با استفاده
از روش جمع آوری اطالعات بصورت کتابخانه ای پنجره ساختمان اداری در اهواز
را بررسی و راهكارهایی به جهت بهینه سازی مصرف انرژی را بیان گردد.
نورگذر
با توجه به معنی واژه نورگذر
می توان اینگونه سخن گفت که منظور از نورگذر در اکثر مواقع همان شیشه و بخصوص در پژوهش
پیش رو پنجره است. پنجره یكی از مهمترین اجزای مؤثر بر عملكرد حرارتی ساختمان به
حساب می آید شكل اندازه جهت و نیز ویژگی های اُپتكی و حرارتی پنجره ها تأثیر
چشمگیری بر شرایط روشنایی روز و کاهش مصرف انرژی و در نتیجه آسایش کاربران دارد.
می توان اینگونه سخن گفت که منظور از نورگذر در اکثر مواقع همان شیشه و بخصوص در پژوهش
پیش رو پنجره است. پنجره یكی از مهمترین اجزای مؤثر بر عملكرد حرارتی ساختمان به
حساب می آید شكل اندازه جهت و نیز ویژگی های اُپتكی و حرارتی پنجره ها تأثیر
چشمگیری بر شرایط روشنایی روز و کاهش مصرف انرژی و در نتیجه آسایش کاربران دارد.
بررسی های دقیق نشان میدهد نشان می دهد که عملكرد اقلیمی نورگیرها
متفاوت از شرایط پیرامونی و متاثر از آن بوده و در کاهش نیاز به سرمایش، گرمایش و
تهویه مكانیكی قابل توجه است.(,2002Herde & Gratia ) جذب
حرارت در این فضاها، در تابستان بار سرمایش را افزایش می دهد و از سوی دیگر گرمای
نگهداری شده در این فضاها در زمستان همراه با اتالف حرارت،نیاز به گرمایش فضای
مجاور را کاهش داده است. moder,2003))
در پوسته خارجی جداره های شفاف بیشترین ضریب انتقال حرارت را دارند.
به عبارت دیگر بیشترین انتقال انرژی به ازای واحد سطح از این جداره ها صورت می
گیرد. به همین علت ، انتظارات عملكردی از جداره های شفاف به مراتب بیشتر از دیگر قسمت
های پوسته خارجی ساختمان است.(کاری و همكاران، 138)
مساحت نورگذر
دریافت انرژی تابشی خورشید از طریق نورگذرها در فصل گرمایش باعث تامین
بخشی از انرژی حرارتی مورد نیاز و در نتیجه کاهش انرژی گرمایشی و در فصل سرمایش
منجر به ایجاد گرمای اضافی در فضا و در نتیجه افزایش عمده انرژی سرمایشی برای
جبران گرمای اضافی تولید شده در فضا می گردد. بدین ترتیب جذب گرمای خورشیدی در
دوره گرمایش مفید و سودمند و در دوره سرمایش مضر می باشد. شفافیت پنجره ها و
نورگذرها همچنین باعث تامین بخشی از نور مورد نیاز فضا می گردد و این امر مصرف برق
مورد نیاز برای روشنایی فضا را تحت تاثیر قرار می دهد.(مرادی، 139)
استفاده از نور روز فارغ از کاهش نیاز به نور مصنوعی، کیفیت بیشتری
نسبت به نور مصنوعی دارد. به این دالیل از نقطه نظر انرژی، پنجره ها از حیاتی ترین
عناصر یک ساختمان هستند و مساحت پنجره ها و جهت قرارگیری آنها تاثیر قابل توجهی بر
مصرف انرژی ساختمان ها دارد. بنابراین استفاده از سطح مناسب پنجره ها در هر جهت،
یكی از مهم ترین جنبه های بهره وری انرژی از طریق طراحی معماری است.
نسبت به نور مصنوعی دارد. به این دالیل از نقطه نظر انرژی، پنجره ها از حیاتی ترین
عناصر یک ساختمان هستند و مساحت پنجره ها و جهت قرارگیری آنها تاثیر قابل توجهی بر
مصرف انرژی ساختمان ها دارد. بنابراین استفاده از سطح مناسب پنجره ها در هر جهت،
یكی از مهم ترین جنبه های بهره وری انرژی از طریق طراحی معماری است.
پنجره ها، عنصری حیاتی از ساختمان با پیچیده ترین رفتار در زمینه
انرژی و برای گرمایش، سرمایش و نور می باشند. همه خواص پنجره ها از جمله ضریب
انتقال حرارتی شیشه و قاب پنجره، ضریب عبور خورشیدی، ضریب عبور نور، همچنین نوع سایبان
و عناصر سایه انداز آن، عواملی هستند که اثر این عنصر ساختمانی را بر مصرف انرژی
تعیین می کنند. بنابراین الزم است جهت به حداقل رساندن مصرف انرژی در هر شرایط آب
و هوایی، ویژگی های اصلی مرتبط با این عنصر ساختمانی و سایبان ها و نسبت مناسب سطح
پنجره ها به دیوارها برای جبهه های مختلف تعیین گردد.
انرژی و برای گرمایش، سرمایش و نور می باشند. همه خواص پنجره ها از جمله ضریب
انتقال حرارتی شیشه و قاب پنجره، ضریب عبور خورشیدی، ضریب عبور نور، همچنین نوع سایبان
و عناصر سایه انداز آن، عواملی هستند که اثر این عنصر ساختمانی را بر مصرف انرژی
تعیین می کنند. بنابراین الزم است جهت به حداقل رساندن مصرف انرژی در هر شرایط آب
و هوایی، ویژگی های اصلی مرتبط با این عنصر ساختمانی و سایبان ها و نسبت مناسب سطح
پنجره ها به دیوارها برای جبهه های مختلف تعیین گردد.
محل قرارگیري نورگذرها
استفاده از کف پنجره های بلند
باعث تابش نور با زاویه کمتری به داخل خواهد شد. چنانچه همان پنجره در فضای مشابه
با پنجره کوتاهتری طراحی گردد، تابش نور عمیق تر خواهد بود.
انواع پنجره شامل:
پنجره های دیواری ، پنجره های قدی، نورگیر سقفی
هرکدام از این ها با توجه با توجه به نوع خود در دریافت نور و مصرف
انرژی اثراتی دارند که می توان با ایجاد سایبان در نحوه نوردهی تغییراتی را صورت
داد.
سایبان
سایبانها اثر عمدهای بر کاهش
مصرف انرژی سرمایشی ساختمانها دارند ولی درصورتی که سایبانها به خوبی طراحی نشوند،
منجر به کاهش دریافت تابش هم در تابستان و هم در زمستان میگردند و لذا در حالیكه
انرژی سرمایشی را کاهش میدهند، منجر به افزایش انرژی گرمایشی ساختمان میگردند.
بنابراین سایبانهای مناسب، سایبان هایی هستند که مصرف انرژی سرمایشی را کاهش داده،
ولی باعث افزایش مصرف انرژی گرمایشی نمیگردند.
قش سایبان بصورت زبر می تواند باشد
1.کنترل تابش مستقیم
آفتاب داخل
آفتاب داخل
2.کنترل نور
3.منظره ی طبیعی و دید
در ساختمان
در ساختمان
(4.جلوگیری از بارش
باران به دیواره (کسمایی،1383
باران به دیواره (کسمایی،1383
ضمن استفاده از عایق مناسب در پوسته خارجی ساختمان باید در نظر داشت
که استفاده از پنجره های ترمالبریک و شیشه های دو یا 3جداره و شیشه های رنگی و
رفلكس می تواند وبا قاب C.V.P.U تا مقدار
زیادی در کاهش مصرف انرژی تاثیر داشته باشد.(قبادیان،1384)
شیشه هاي دو جداره
شیشه دوجداره از دو جام شیشه که توسط یک فاصل (اسپیسر)در دور تا دور
از هم جدا شده اند، تشكیل شده است و این فواصل در شرایط کنترل شده کارخانه ای به
محیط پیرامون شیشه با استفاده از درزگیر غیر قابل نفوذی می چسبد. بین دو شیشه را
نیز با گازی مخصوص مانند : (آرگون ، کریپتون ، گزنون و… ) پر شده است. شیشه های
مختلف نظیر شیشه ساده رنگی ، رفلكس ، لمنیت ، سكوریت و مات تهیه شود.
الف ویژگی های شیشه دوجداره – :
کنترل شرایط دمای محیط
کاهش اتالف حرارتی و نم زدگی شیشه
عایق صوتی و کم کردن میزان سر و صدا
ایمنی بیشتر شیشه های دوجداره حرارت بیشتری را در زمستان داخل محیط
ساختمان نگه می دارند و در تابستان از ورود گرما به درون جلوگیری می کنند و
بنابراین باعث بهبود بازده تجهیزات گرمایش و سرمایش ساختمان می شوند.
ساختمان نگه می دارند و در تابستان از ورود گرما به درون جلوگیری می کنند و
بنابراین باعث بهبود بازده تجهیزات گرمایش و سرمایش ساختمان می شوند.
از لحاظ اقتصادی نیز با استفاده از هر متر مربع شیشه دوجداره با قاب
استاندارد می توان در سال به میزان 4۵ متر مكعب در مصرف گاز صرفه جویی نمود. یعنی
ضمن آنكه به میزان 128۵۵ ریال از هزینه های ساالنه ساختمان کاست و به میزان1/22 پره
رادیاتور از سیستم شوفاژ ساختمان کم نمود. (بر اساس تحقیقات شیشه خم اژدری)
استاندارد می توان در سال به میزان 4۵ متر مكعب در مصرف گاز صرفه جویی نمود. یعنی
ضمن آنكه به میزان 128۵۵ ریال از هزینه های ساالنه ساختمان کاست و به میزان1/22 پره
رادیاتور از سیستم شوفاژ ساختمان کم نمود. (بر اساس تحقیقات شیشه خم اژدری)
بررسي تاثیرات اقلیم
درجهان امروز ما کوشش معماران و شهرسازی بر مسائلی چون اقلیم و آب و
هوا و فن زیبایی دور میزند. تنوع اقلیم در کشور ما بسیار زیاد است. انجام تحقیق در
این راستا امر اجتناب ناپذیر است . عناصری چون باد، آفتاب و رطوبت در ساختمان و سایت
مورد بررسی قرار می گیرد. در این میان تابش آفتاب که ایجاد نور و حرارت طبیعی را
بوجود می اورد از اهمیت خاصی برخوردار است.(شاطریان، 1390)
طراحی ساختمان ها با توجه به جریان طبیعی انرژی دارای منافعی می باشد.
این امر موجب می گردد ساختمان دارای شرایط آسایشی بهتری باشد. در برابر عوامل
نامساعد جوی عملكرد خوبی دارند و در ایجاد یک محیط سالم را برای کاربران موثر می باشد.
ابزار اجرای طراحی اقلیمی عبارتند از پنجره، نور طبیعی، حیاط مرکزی و… که باعث
ایجاد توازن بین ما و محیط اطرافمان می شود. (قبادیان، 1384)
این امر موجب می گردد ساختمان دارای شرایط آسایشی بهتری باشد. در برابر عوامل
نامساعد جوی عملكرد خوبی دارند و در ایجاد یک محیط سالم را برای کاربران موثر می باشد.
ابزار اجرای طراحی اقلیمی عبارتند از پنجره، نور طبیعی، حیاط مرکزی و… که باعث
ایجاد توازن بین ما و محیط اطرافمان می شود. (قبادیان، 1384)
در اقلیم گرم و مرطوب که مربوط به شهر اهواز می باشد به چهت استفاده
بهتر از نور و کوران بهتر است از فرم کشیده شرقی غربی استفاده کرد.
بهتر از نور و کوران بهتر است از فرم کشیده شرقی غربی استفاده کرد.
جهت قرارگیری ساختمان در این مناطق با کمی چرخش نسبت به محور جنوبی
است. این جهت ها برای به حداقل رساندن حرارت ناشی از تابش آفتاب در بعد از ظهر به
داخل ساختمان مناسب می باشد.با معماری ارگان همراه باشید
است. این جهت ها برای به حداقل رساندن حرارت ناشی از تابش آفتاب در بعد از ظهر به
داخل ساختمان مناسب می باشد.با معماری ارگان همراه باشید
تابش در خوزستان آفتاب در عرض شمالی 3۵ ، زاویه تابش آفتاب در اول تیر
ماه به ۵0 درجه در ساعت 9 صبح، 38درجه در ساعت 12 ظهر رسیده و مجدداً در ساعت 10
بعدازظهر به ۵0 درجه کاهش مییابد. در اول دی ماه نیز زاویه تابش آفتاب در ساعت 9
صبح به 21 درجه و در ساعت 12 ظهر به 37 درجه و مجدداً
در ساعت 10 بعد از ظهر به 21 درجه کاهش مییابد.
ماه به ۵0 درجه در ساعت 9 صبح، 38درجه در ساعت 12 ظهر رسیده و مجدداً در ساعت 10
بعدازظهر به ۵0 درجه کاهش مییابد. در اول دی ماه نیز زاویه تابش آفتاب در ساعت 9
صبح به 21 درجه و در ساعت 12 ظهر به 37 درجه و مجدداً
در ساعت 10 بعد از ظهر به 21 درجه کاهش مییابد.
نحوه قرارگیري ساختمان
شكل ساختمان می تواند تأثیر مهمی در هماهنگ ساختن ساختمان و اقلیم و
همچنین در تعدیل انتقال شرایط بحرانی هوای خارج به داخل ساختمان داشته باشد. به
طور کلی می توان چنین نتیجه گیری نمود که سردی هوا باعث فشردگی ساختمان و شدت زیاد
تابش آفتاب با توجه به زاویه تابش آفتاب باعث کشیدگی ساختمان در جهت محور مناسب می
گردد.)کسمایی،1383(
همچنین در تعدیل انتقال شرایط بحرانی هوای خارج به داخل ساختمان داشته باشد. به
طور کلی می توان چنین نتیجه گیری نمود که سردی هوا باعث فشردگی ساختمان و شدت زیاد
تابش آفتاب با توجه به زاویه تابش آفتاب باعث کشیدگی ساختمان در جهت محور مناسب می
گردد.)کسمایی،1383(
جهت گیری ساختمان نسبت به جنوب در بهره گیری از انرژی خورشیدی بسیار
مؤثر است . جهت گیری مناسب به این معنی است که جدارهای نورگذر جنوبی به منظور بهره
برداری بعدازظهر در 3 صبح تا 9 بیشتر از انرژی تابشی خورشید در سردترین روز سال از
ساعت معرض تابش خورشید قرار گیرند .به عالوه ساختمان به نحوی قرار گیرد که از
بادهای طی فصل گرم بتوان از نسیم نامطلوب در طول سال محفوظ باشد و ضمنا طی فصل گرم
سال بتوان از نسیم ها و بادهای مطلوب به منظور تهویه طبیعی و کاهش دمای داخل
استفاده کرد.)همان)
مؤثر است . جهت گیری مناسب به این معنی است که جدارهای نورگذر جنوبی به منظور بهره
برداری بعدازظهر در 3 صبح تا 9 بیشتر از انرژی تابشی خورشید در سردترین روز سال از
ساعت معرض تابش خورشید قرار گیرند .به عالوه ساختمان به نحوی قرار گیرد که از
بادهای طی فصل گرم بتوان از نسیم نامطلوب در طول سال محفوظ باشد و ضمنا طی فصل گرم
سال بتوان از نسیم ها و بادهای مطلوب به منظور تهویه طبیعی و کاهش دمای داخل
استفاده کرد.)همان)
کیفیت و کمیت نورقسمت های داخلی توسط پالن ساختمان و پوسته خارجی
ساختمان تعیین می شود. پالن های باریک می توانند حداکثر نفوذ نورطبیعی را بوجود
آوردند. پالن های عمیق این کار را از طریق حیاط اندرونی انجام می دهند. مسئله کنترل
نفوذ نور برای یک طرح رضایت بخش ضروری است. اساسا کنترل نور از طرق پوسته خارجی
ساختمان بهتر انجام می شود.(Riba,2007)
ساختمان تعیین می شود. پالن های باریک می توانند حداکثر نفوذ نورطبیعی را بوجود
آوردند. پالن های عمیق این کار را از طریق حیاط اندرونی انجام می دهند. مسئله کنترل
نفوذ نور برای یک طرح رضایت بخش ضروری است. اساسا کنترل نور از طرق پوسته خارجی
ساختمان بهتر انجام می شود.(Riba,2007)
نورگذر در ساختمان
تعداد و مساحت پنجره های
ساختمان ها به دلیل ایجاد نشدن کوران به حد اقل میزان ممكن کاهش یابد. در اثر ورود
هوای گرم خارج بداخل، دمای هوا و سطوح داخلی نیز افزایش مییابد . با هماهنگ ساختن
محل ، شكل و نحوه باز شدن پنجرهها، میتوان اندازه آنها را به نحوی انتخاب نمود که
حرارت کسب شده از طریق پنجره ها کاهش یابد . (صفایی،1389)
ساختمان ها به دلیل ایجاد نشدن کوران به حد اقل میزان ممكن کاهش یابد. در اثر ورود
هوای گرم خارج بداخل، دمای هوا و سطوح داخلی نیز افزایش مییابد . با هماهنگ ساختن
محل ، شكل و نحوه باز شدن پنجرهها، میتوان اندازه آنها را به نحوی انتخاب نمود که
حرارت کسب شده از طریق پنجره ها کاهش یابد . (صفایی،1389)
نورگذر در ساختمان هاي اداري اهواز
به طور کلی نورگذرها را اگر
شیشه هایی در جداره های خارجی ساختمان در نظر بگیریم، نورگذرها به صورت مربع و یا مستطیل
می باشد. بیشتر استفاده از نورگذرها به دلیل روشنایی ، تهویه و کوران گسترده
هستند. در قاب پنجره ها از قاب های فوالدی و اخیرا پی وی سی استفاده می شود. بطور
کلی نورگذرها و یا اصوال پنجره های ساختمان های شهر اهواز با مقدار پیش نشستگی ،
موجب ایجاد یک قاب سرتاسری و سایبان سر خود شده اند. تا پیش از این که استفاده از
قاب های یو پی وی سی مرسوم شود ، قاب های قلزی استفاده می شده است. که استفاده از
آنها باعث اتالف انرژی ، ورورد باران، گرد وخاک و… می شده
است. اکنون استفاده از قاب های یو پی وی سی و شیشه های دو جداره عالوه بر صرفه
جویی اقتصادی بر سالمتی کارکنان آن محل اثر گذار است.
شیشه هایی در جداره های خارجی ساختمان در نظر بگیریم، نورگذرها به صورت مربع و یا مستطیل
می باشد. بیشتر استفاده از نورگذرها به دلیل روشنایی ، تهویه و کوران گسترده
هستند. در قاب پنجره ها از قاب های فوالدی و اخیرا پی وی سی استفاده می شود. بطور
کلی نورگذرها و یا اصوال پنجره های ساختمان های شهر اهواز با مقدار پیش نشستگی ،
موجب ایجاد یک قاب سرتاسری و سایبان سر خود شده اند. تا پیش از این که استفاده از
قاب های یو پی وی سی مرسوم شود ، قاب های قلزی استفاده می شده است. که استفاده از
آنها باعث اتالف انرژی ، ورورد باران، گرد وخاک و… می شده
است. اکنون استفاده از قاب های یو پی وی سی و شیشه های دو جداره عالوه بر صرفه
جویی اقتصادی بر سالمتی کارکنان آن محل اثر گذار است.
بررسي ساختمان اداري مورد نظر
فرم ساختمان
ساختمان مورد بررسی با کشیدگی
شرقی غربی که مناسب اقلیم می باشد در سایت خود قرار گرفته است .بیشتر فضاهای اداری
در قسمت جنوب قرارگرفته اند که بیشترین نوررا دریافت می کند .که می توان در صورت
لزوم با استفاده از سایبان های مناسب ورود و پاشش نور را کنترل کرد .عالوه بر
طراحی بر اساس پالن فضای اداری بسته، مسئله انرژی در این فضاها از اهمیت خاصی
برخوردار است.
شرقی غربی که مناسب اقلیم می باشد در سایت خود قرار گرفته است .بیشتر فضاهای اداری
در قسمت جنوب قرارگرفته اند که بیشترین نوررا دریافت می کند .که می توان در صورت
لزوم با استفاده از سایبان های مناسب ورود و پاشش نور را کنترل کرد .عالوه بر
طراحی بر اساس پالن فضای اداری بسته، مسئله انرژی در این فضاها از اهمیت خاصی
برخوردار است.
ساختمان مورد بررسی با کشیدگی شرقی غربی که مناسب اقلیم می باشد در
سایت خود قرار گرفته است .بیشتر فضاهای اداری در قسمت جنوب قرارگرفته اند که
بیشترین نوررا دریافت می کند .که می توان در صورت لزوم با استفاده از سایبان های
مناسب ورود و پاشش نور را کنترل کرد .عالوه بر طراحی بر اساس پالن فضای اداری
بسته، مسئله انرژی در این فضاها از اهمیت خاصی برخوردار است.
سایت خود قرار گرفته است .بیشتر فضاهای اداری در قسمت جنوب قرارگرفته اند که
بیشترین نوررا دریافت می کند .که می توان در صورت لزوم با استفاده از سایبان های
مناسب ورود و پاشش نور را کنترل کرد .عالوه بر طراحی بر اساس پالن فضای اداری
بسته، مسئله انرژی در این فضاها از اهمیت خاصی برخوردار است.
نور در ساختمان
با توجه به خصوصیات نور طبیعی
، الزم است کلیه فضاها از نور طبیعی همراه با گردش طبیعی هوا برخوردار باشد. طراحی
پنجره و فضا باید به نحوی باشد که از داخل اتاق آسمان دیده شود. اگر این تناسب بین
8/1 تا 10/1 باشد از نور مطلوبی برخوردار خواهد بود.(سید صدر، 1388)عالوه بر این
برای اینكه بتوانیم سیستم روشنایی نور را از نظر مواردی که پیش از این ذکرشد
فاکتورهای مختلفی وجود دارد. باید توجه کرد که چراغ و یا پنجره در محل مناسب قرار
گیرد تا موجب خیرگی چشم نشود.(احمدیان،1387)
، الزم است کلیه فضاها از نور طبیعی همراه با گردش طبیعی هوا برخوردار باشد. طراحی
پنجره و فضا باید به نحوی باشد که از داخل اتاق آسمان دیده شود. اگر این تناسب بین
8/1 تا 10/1 باشد از نور مطلوبی برخوردار خواهد بود.(سید صدر، 1388)عالوه بر این
برای اینكه بتوانیم سیستم روشنایی نور را از نظر مواردی که پیش از این ذکرشد
فاکتورهای مختلفی وجود دارد. باید توجه کرد که چراغ و یا پنجره در محل مناسب قرار
گیرد تا موجب خیرگی چشم نشود.(احمدیان،1387)
بررسي راهکارهاي صرفه جویي انرژي بر روي پنجره هاي ساختمان پروژه
نمونه
نمونه
ساختمان مورد نظر ساختمان
اداری با زیر بنای مفید 100۵ مترمربع می باشد و جزء دسته بندی کاربری ب و با مصرف
انرژی باال محسوب می گردد . با جمع آوری اطالعات در مورد جنس دیواره ها ، سقف ، کف
، نوع پنجره ها و درب ها ، بار حرارتی و برودتی ساختمان محاسبه گردیده است. با
اجرای راهكارهای صرفه جویی در مورد پنجره ها بار حرارتی و برودتی مورد نظر کاهش
خواهد یافت.
|
ردیف |
راهکارهای کاهش مصرف در بخش حرارتی |
مصرف سوخت |
میزان صرفه جویی M3/yr |
درصد كاهش % |
|
1 |
کاهش درصد پنجره های موجود |
19498.378 |
5186.585 |
2.66 |
|
2 |
تعویض پروفیل پنجره های موجود با پروفیل |
194984.387 |
3519،773 |
1.8 |
|
3 |
نصب سایبان کرکره خارجی |
194984.387 |
6823.568 |
3.4 |
|
4 |
استفاده از شیشه های دوجداره با ضخامت 13mm.6mm |
194984.387 |
3519.773 |
1.8 |
همانطور که دیدیم نور طبیعی یكی از ملزومات ساختمان های اداری می باشد
که در کنار این مورد باید به مصرف انرژی را توجه داشت. می توان از جهت گیری
ساختمان بر طبق اقلیم مورد نظر نیز استفاده کرد. استفاده از شیشه های دو جداره با پروفیل
یو پی وی سی بهتر از شرایط فعلی می تواند مفید باشد.
نتیجه گیري
به جهت کاهش مصرف انرژی
استفاده از پنجره و درب بدون درز، عایق بندی جداره ها و کف و سقف، دربهای چوبی به
جای فلزی، اصالحات در ساختار خارجی پوسته، نصب پرده یا کرکره در پنجره ،نصب عایق
پلی استایرون رو سقف طبقات و بین دیواره ها، درست کار کردن سیستم گرمایش و سرمایش
و … می تواند در رابطه با صرفه اقتصادی مفید باشد
استفاده از پنجره و درب بدون درز، عایق بندی جداره ها و کف و سقف، دربهای چوبی به
جای فلزی، اصالحات در ساختار خارجی پوسته، نصب پرده یا کرکره در پنجره ،نصب عایق
پلی استایرون رو سقف طبقات و بین دیواره ها، درست کار کردن سیستم گرمایش و سرمایش
و … می تواند در رابطه با صرفه اقتصادی مفید باشد
با توجه به اقلیم شهر اهواز و استقرار ساختمان مورد نظر در منطقه
مشاهده می گردد که ساختمان مورد بررسی از لحاظ قرارگیری در جهت مناسبی قرار داشته
اما از نظر درصد نورگذرها در جهات مختلف متفاوت است. از آنجایی که نمیتوان از نظر مقدار
و درصد ها تغییری داد اما در موارد دیگر توصیه هایی دیده می شود.
مشاهده می گردد که ساختمان مورد بررسی از لحاظ قرارگیری در جهت مناسبی قرار داشته
اما از نظر درصد نورگذرها در جهات مختلف متفاوت است. از آنجایی که نمیتوان از نظر مقدار
و درصد ها تغییری داد اما در موارد دیگر توصیه هایی دیده می شود.
در اجرای راهكارهای صرفه جویی انرژی در دو بخش حرارتی و برودتی بر روی
پنجره ها درزبندی پنجره ها به عنوان کارآمد ترین راهكار در اولویت قرار می گیرد.
چراکه میزان صرفه جویی قابل توجه و بازگشت سرمایه کمتری نسبت به دیگر موارد را دارا
می باشد. دو جداره کردن پنجره ها و تعویض آن با پنجره های موجود در اولویت بعدی
قرار می گیرد که صرفه جویی قابل توجه و بازگشت سرمایه نسبتا کوتاهی دارد. برای
استفاده از پنجره بهتر است از پنجره دوجداره به دلیل 1.کنترل شرایط دمای محیط 2
.کاهش اتالف حرارتی و نم زدگی شیشه 3 .ایمنی بیشتر استفاده کرد. ابعاد و فریم از
جنس پی . وی. سی جهت کاهش مصرف انرژی تا 4۵ درصد باشد.
پنجره ها درزبندی پنجره ها به عنوان کارآمد ترین راهكار در اولویت قرار می گیرد.
چراکه میزان صرفه جویی قابل توجه و بازگشت سرمایه کمتری نسبت به دیگر موارد را دارا
می باشد. دو جداره کردن پنجره ها و تعویض آن با پنجره های موجود در اولویت بعدی
قرار می گیرد که صرفه جویی قابل توجه و بازگشت سرمایه نسبتا کوتاهی دارد. برای
استفاده از پنجره بهتر است از پنجره دوجداره به دلیل 1.کنترل شرایط دمای محیط 2
.کاهش اتالف حرارتی و نم زدگی شیشه 3 .ایمنی بیشتر استفاده کرد. ابعاد و فریم از
جنس پی . وی. سی جهت کاهش مصرف انرژی تا 4۵ درصد باشد.
استفاده از پرده یا کرکره عایق با جنس، رنگ ، نوع و نحوه نصب مناسب با
منطقه و آب و هوای آنجا باشد، زیرا در مقدار هوای جابجا شده روی سطح اثر می گذارد.
استفاده از سیستم گرمابند در شیشه یا درب در بهینه سازی مصرف انرژی اثر دارد. راه های بهره گیری بیشتر از انرژی خورشیدی در ساختمان های طراحی شده
به شرح زیر است:
منطقه و آب و هوای آنجا باشد، زیرا در مقدار هوای جابجا شده روی سطح اثر می گذارد.
استفاده از سیستم گرمابند در شیشه یا درب در بهینه سازی مصرف انرژی اثر دارد. راه های بهره گیری بیشتر از انرژی خورشیدی در ساختمان های طراحی شده
به شرح زیر است:
محل قرار گیری ساختمان
آفتاب گیری مناسب ، منظره اطراف و سایت در محل قرارگیری بنا بسیار
موثر است. بنا باید در زمستان قادر باشد نور خورشید را از ساعت 9 الی 3 بعدازظهر
دریافت کند. این میزان طی ساعات فوق 9۵ درصد از انرژی خورشیدی است.ساختمان باید در
شمال زمین بوده و از موانعی که باعث جلوگیری از آفتاب و تابش آن پرهیز شود.
موثر است. بنا باید در زمستان قادر باشد نور خورشید را از ساعت 9 الی 3 بعدازظهر
دریافت کند. این میزان طی ساعات فوق 9۵ درصد از انرژی خورشیدی است.ساختمان باید در
شمال زمین بوده و از موانعی که باعث جلوگیری از آفتاب و تابش آن پرهیز شود.
فرم و جهت گیری بنا
حجم بنا باید قادر به جذب و نفوذ پذیری آفتاب باشد. در طراحی بنا باید
فكر تسهیل تشعشعات خورشیدی به داخل بنا بوده و بهتر است حجم و کشیدگی بنا شرقی
غربی باشد. این فرم عاملی کلی بوده و در هر اقلیم بهترین نتیجه را دارد، ولی برای بعضی
دیگر از اقالیم بدین شكل مطلوبتر است.
فكر تسهیل تشعشعات خورشیدی به داخل بنا بوده و بهتر است حجم و کشیدگی بنا شرقی
غربی باشد. این فرم عاملی کلی بوده و در هر اقلیم بهترین نتیجه را دارد، ولی برای بعضی
دیگر از اقالیم بدین شكل مطلوبتر است.
مراجع
قشالقی ، زهره ، ” نقش شیشه ها و پنجرهها در بهینه سازی مصرف
انرژی در ساختمان” ، دانشگاه علم و صنعت، دانشكده فنی مهندسی اراک 1389
انرژی در ساختمان” ، دانشگاه علم و صنعت، دانشكده فنی مهندسی اراک 1389
اربابیان، همایون ، “بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان”،
سومین همایش ملی انرژی ، تهران، کمیته ملی انرژی جمهوری اسالمی ایران، معاونت امور
برق و انرژی وزارت نیرو،1380
سومین همایش ملی انرژی ، تهران، کمیته ملی انرژی جمهوری اسالمی ایران، معاونت امور
برق و انرژی وزارت نیرو،1380
Gratia, E. and De Herde, A. )2002).
Solar Energy in European Office Buildings, Mid-Career Education, www, Erg,ucd,ie/mid_career/pdfs/tech_mod_2.pdf.
Solar Energy in European Office Buildings, Mid-Career Education, www, Erg,ucd,ie/mid_career/pdfs/tech_mod_2.pdf.
Moder, S. )2003), Green Office,
University of Hawaii, School of Architecture,
University of Hawaii, School of Architecture,
اربابیان، همایون ، “بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان”،
سومین همایش ملی انرژی ، تهران، کمیته ملی انرژی جمهوری اسالمی ایران، معاونت امور
برق و انرژی وزارت نیرو،1380
Gratia, E. and De Herde, A. )2002).
Solar Energy in European Office Buildings, Mid-Career Education, www, Erg,ucd,ie/mid_career/pdfs/tech_mod_2.pdf.
Moder, S. )2003), Green Office,
University of Hawaii, School of Architecture,
۵ ]محمد
کاری، بهروز کاری و دیگران، “نقش جداره های نورگذر کارآمد در بهینه سازی مصرف
انرزی در ساختمان ها”، اولین همایش بین المللی مصرف سوخت در ساختمان، تهران،
سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور، 138۵
کاری، بهروز کاری و دیگران، “نقش جداره های نورگذر کارآمد در بهینه سازی مصرف
انرزی در ساختمان ها”، اولین همایش بین المللی مصرف سوخت در ساختمان، تهران،
سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور، 138۵
]6 ]مرادی، ساسان،”
تنظیم شرایط محیطی، تهران”، انتشارات آرمانشهر، 1390
تنظیم شرایط محیطی، تهران”، انتشارات آرمانشهر، 1390
]7 ]کسمایی، مرتضی،”
اقلیم و معماری “، تهران ، نشر خاک،1383
اقلیم و معماری “، تهران ، نشر خاک،1383
]8 ]واتسون، دانلد، کنت
لبز،” طراحی اقلیمی:اصول نظری و اجرایی کاربرد انرژی در ساختمان”،
قبادیان، وحید، فیض مهدوی محمد،تهران، انتشارات دانشگاه تهران، 1384
لبز،” طراحی اقلیمی:اصول نظری و اجرایی کاربرد انرژی در ساختمان”،
قبادیان، وحید، فیض مهدوی محمد،تهران، انتشارات دانشگاه تهران، 1384
]9 ]شاطریان، رضا،”
اقلیم و معماری ایران، تهران”، انتشارات سیمای دانش، 13890
اقلیم و معماری ایران، تهران”، انتشارات سیمای دانش، 13890
The Architects’ Handbook, RIBA, 2007
]11 ]صفائی، سید محسن
،” تاثیر اقلیم بر معماری “، اسفند 1389
،” تاثیر اقلیم بر معماری “، اسفند 1389
]12 ]سید صدر، سید
ابواقاسم ،” کاهش مصرف انرژی در ساختمان”، تهران، انتشارات آذر،1388
ابواقاسم ،” کاهش مصرف انرژی در ساختمان”، تهران، انتشارات آذر،1388
]13 ]احمدیان تازه محله،
کاوه، “آشنایی با اصول طراحی روشنایی”، تهران، اتشارات نشرطراح، 1387
کاوه، “آشنایی با اصول طراحی روشنایی”، تهران، اتشارات نشرطراح، 1387
با تشکر از مینا نصرملک ، بهزاد وثیق و امید رهایی در امر تهیه و نگارش این پژوهش
پایگاه جامع معماری اَرگان
(کپی برداری با ذکر لینک مجاز است)
