باد یکی از مظاهر انرژی خورشیدی و همان هوای متحرک است و پیوسته جزء کوچکی از تابش خورشید که از خارج به اتمسفر می رسد، به انرژی باد تبدیل می شود. گرم شدن زمین و جو آن بطور نامساوی سبب تولید جریانهای همرفت (جابجایی) می شود و نیز حرکت نسبی جو نسبت به زمین سبب تولید باد است.

با توجه به اینکه مواد قابل احتراق فسیلی در زمین رو به کاهش است، اخیرا پیشرفتهای زیادی در مورد استفاده از انرژی باد حاصل شده است. انرژی باد اغلب در دسترس بوده و هیچ نوع آلودگی بر جای نمی گذارد و می تواند از نظر اقتصادی نیز در دراز مدت قابل مقایسه با سایر منابع انرژی شود. در سالهای اخیر کوشش فراوانی برای استفاده از انرژی باد بکار رفته و تولید انرژی از باد با استفاده از تکنولوژی پیشرفته در ابعاد بزرگ لازم و ضروری جلوه کرده است.

احتمالا نخستین ماشین بادی به توسط ایرانیان باستان ساخته شده است و یونانیان برای خرد کردن دانه ها و مصریها ، رومی ها و چینی ها برای قایقرانی و آبیاری از انرژی باد استفاده کرده اند. بعدها استفاده ار توربینهای بادی با محور قائم سراسر کشورهای اسلامی معمول شده و سپس دستگاههای بادی با محور قائم با میله های چوبی توسعه یافت و امروزه نیز ممکن است در برخی از کشورهای خاورمیانه چنین دستگاههایی یافت شوند.

در قرن 13 این نوع توربینها به توسط سربازان صلیبی به اروپا برده شد و هلندیها فعالیت زیادی در توسعه دستگاههای بادی مبذول داشتند، بطوری که در اواسط قرن نوزدهم در حدوود 9 هزاز ماشین بادی به منظورهای گوناگون مورد استفاده قرار می گرفته است. در زمان انقلاب صنعتی در اروپا استقاده از ماشینهای بادی رو به کاهش گذاشت. استفاده از انرژی باد در ایالات متحده از سال 1854 شروع شد. از این ماشینها بیشتر برای بالا کشیدن آب از چاههای آب و بعدها برای تولید الکتریسیته استفاده شد.

بزرگترین ماشین بادی در زمان جنگ جهانی دوم توسط آمریکائیها ساخته شد. در شوروی سابق در سال 1931 ماشینی بادی با محور افقی بکار انداختند که انتظار می رفت 100 کیلو وات برق به شبکه بدهد. ارتفاع برج 23 متر و قطر پره ها 30.5 متر بود(قیابکلو،1389).

 

3-6-4-3- انرژی آب

انرژی آبی یا هیدروپاور،انرژی هیدرولیک یک قدرت است که انرژی یا نیرویی است که از حرکت آبی بدست می آید که ممکن است برای اهداف مفید مهار شود.انرژی آب مانند انرژی خورشید از منابع طبیعی انرژی می باشد این انرژی به دلیل حرکت و سرعت آن می باشد که با ایجاد سد در مقابل رودخانه ها می توان انرژی جنبشی را به انرژی پتانسیل ذخیره کرد حتی آبشارها نیز به خاطر ارتفاع زیادی که از سطح زمین دارند و به خاطر وزش باد دارای منبع عظیمی از انرژی آب می باشند. چهار روش اصلی برای بهره برداری از انرژی آبی وجود دارد. این روش ها عبارتند از:انرژی الکتریکی، انرژی جزر و مد، اختلاف درجه حرارت آب و انرژی هیدرولیک (قیابکلو،1389).

 

3-6-5- انرژی های تجدید ناپذیر(فنا پذیر)

این نوع از انرژی ها فقط یک بار قابلیت مصرف دارند و منابع آن ها محدود است. سه نمونه از این سوخت ها را شرح می دهیم (قیابکلو،1389).

 

3-6-5-1 چوب و هیزم

این نوع از انرژی های اولیه که اغلب به نام انرژی های سنتی مشهورند، در سامانه های تبدیل ساده ( از قبیل اجاق، بخاری و نظایر آن) مورد استفاده قرار می گیرند و به صورت حرارت برای مصارف خانگی، عمدتا گرمایش و پخت و پز به کار می روند(قیابکلو،1389).

 

3-6-5-2- انرژی های فسیلی

وقتی تنه های پوسیدهِ درختان و باقیمانده ی جانوران در زیر گل و لای، تحت فشار و دمای مناسب قرار می گیرند به این نوع از سوخت ها تبدیل می شوند که به آن ها سوخت های فسیلی می گویند. از مجموعه ی این ماده ها می توان زغال سنگ، نفت سفید، بنزین، نفت گاز، روغن موتور، رنگ و . . . را نام برد. این سوخت ها با تولید گازهایی مانند co² -so²   باعث آلودگی محیط زیست و گرم شدن زمین می شوند (قیابکلو،1389).

 

3-6-5-3- انرژی های هسته ای

بر اثر واکنش نوترون با هسته ی برخی از اتم های سنگین مانند اورانیوم و توریم این هسته به دو یا چند هسته ی سبک ترشکافته می شود که بر اثر آن گرمای بسیار زیادی تولید می شود. در یک راکتور هسته ای، ماده ی شکافت پذیر در کوره ای بر اثر واکنش با نوترون شکافته می شود. با گرمای حاصل می توان آب را  تبدیل کرد و توسط  بخار برق تولید کرد. از جمله مشکل هایی که استفاده از این سوخت ایجاد می کنند می توان به محدود بودن این سوخت ها، شکل آماده سازی این عنصرها برای فرآیند شکافت، پرتوزا بودن آن ها و پس مانده ی آن ها اشاره کرد(قیابکلو،1389).

 

3-7- انرژی و معماری

انرژی در هر زمینه ای از علوم کاربرد دارد نقش انرژی در زندگی بشر انکار ناپذیراست.

از نظر فیزیک و استایتک انرژی به چند گروه تقسیم شده است که یکی انرژی حرارتی و دیگری انرژی نورانی و دیگر سایر انرژی های دیگر.

در این قسمت در باره انرژی های فوق که در زندگی ما درمخصوصا” در شهر و شهرسازی اثر مستقیم دارد پرداخته خواهد شد .

زندگی با تعریف کشور و شهر وشهرک و… واقلیم و زیستگاه همراه است . در زندگی امروز استفاده از انرژی امر بدیهی بشمار میرود و یکی ازارکان اصلی و مهم کار و زندگی میباشد .

در زندگی بشرانرژی نورانی معرف شب و روز و تاریکی و روشنایی است . در روز خورشید با انرژی خود به ما روشنایی می دهد و در شب با توجه به تاریکی و نیاز به روشنایی ازانرژی نورانی حاصله از نیروگاه های مولد نیروی برق استفاده میکنیم . مواد و یا عناصری هستند که حا مل انرژی بوده و با در اختیار گرفتن و استفاده ازآن میتوان تولید انرژی نمود و موجبات رفاه کار و زندگی را فراهم کرد .

حامل های انرژی از مواد فسیلی همانند نفت و گاز و بنزین و امثالهم و یا انرژی های نوین ( استفاده از باد و نیروی آب وانرژی هسته ای ) به نحوی در زندگی ما اثر مستقیم داشته ودارند .

انرژی فسیلی در دراز مدت رو به پایان خواهد بود و انرژی های نوین همانند انرژی هسته ای و انرژی طبیعی همانند انرژی باد و آفتاب و آب جایگزین انرژی فسیلی می گردد و این مهم در زندگی بشر مخصوصا” در شهرسازی و معماری آشکارا مشهود بوده و هست .

استفاده ازانرژی های فوق در بناها بطور اعم و شهر وشهرسازی از موارد لازم و اجتناب نا پذیر است .

مطلب مشابه :  دانلود پایان نامه ارشد - ارتقاء حقوق زن در ایران

با توجه به تعریف مختصر فوق نقش انرژی در معماری بطور اختصار بشرح زیر می تواند باشد:

انرژی در معماری

انرژی در شهرسازی ( برون شهری و درون شهری ) (چراغچی باشی آستانه . پارسا،1391).

 

   3-7-1- انرژی در معماری

در معماری انرژی به دو مولفه انرژی نورانی و انرژی حرارتی تقسیم میشود :

الف -. انرژی نورانی بطور کلی برای رویت ودید ومطالعه و تردد وزندگی میباشد .

این نوع انرژی قابل کنترل وقابل تنظیم است ولیکن استفاده بدون برنامه از آن این انرژی هدر می رود .

ب- انرژی حرارتی برای مطلوب نمودن محیط برای کار و زندگی و امثالهم است .گرم کردن و یا سرد کردن داخل خانه و محیط کار و سایر فضاها به منظور زندگی بهتر . اینگونه انرژی ها همانند سایر انرژی ها هدر رفتنی هستند .

با توجه به هدر رفتن انرژی ها در معماری چه باید کرد و درطراحی معماری اعمال و رعایت چه پارامترهایی لازم و ضروری است.

قبل از پرداختن به این موضوع لازمست نقش انرژی در معماری مورد مطالعه قرارگیرد .

یکی از مهمترین پارامترها در معماری استفاده از نورمخصوصا” نور طبیعی همانند خورشید است . در زمانهای قدیم استفاده از انرژی نورانی و انرژی حرارتی در معماری مرسوم و متداول بوده است که می توان مهار گرمایش توسط دیوارهای قطور و تولید سرمایش توسط بادگیرها را برشمرد .

نور لازم وکافی می تواند محیط فضای معماری خلق شده را به محیطی هنری و مانوس و قابل زندگی و بهره برداری تبدیل کند. نورگذر ها ی بزرگ ( پنجره ها و.. ) و شدت نور بالادلیل مناسب بودن و یا دل انگیز بودن فضا های خلق شده استفاده ازنور خورشید نمی باشند بلکه موجب گم شدن فضای معماری می گردند .

اکنون با توجه به دانش چشم پزشکی میزان مناسب روشنایی تعریف شده و بالاتر ازآن میزان و یا کمتر ازآن دید مناسب بوجود نمی اورد .

نور نامناسب باعث مشکلات روحی و روانی خواهد شد که چاره اندیشی در این مورد به عهده معماران با تعبیه نورگذرها در نقاط مختلف بنا با اندازه های لازمه می باشد .

اگر معمار درطرحی لازم میداند از نظر زیبایی و سایر موارد نورگذر های بزرگ در طرح داشته باشد باید تمهیدات لازم در مورد کنترل نور و اتلاف انرژی درآن را مد نظر قرار دهد .

در مورد دمای داخل مجموعه و قابل بهره برداری ومفید بودن آن نیز همانند استفاده بهینه از دمای خارج لازمست در طرحها کنترل های لازم در مورد استفاده بهینه از انرژی حرارتی انجام گیرد .

در تابستان انرژی حرارتی توسط خورشید به کالبد ساختمان می تابد و باعث گرم شدن داخل ساختمان می گردد که در این مورد نیز وظیفه معماران است که با هم اندیشی ونظر خواهی از تخصص ها ی مربوطه ( مهندسین و صاحب نظران تاسیساتی ) در کنترل این مورد اقدام نمایند .

نور گذر ها و جداره هاو کف ( کف روی زمین ) و سقف ( بام ) باعث هدر انرژی حرارتی می گردند .

در تابستان انرژی حرارتی از خارج به داخل و در زمستان انرژی حرارتی از داخل به خارج انجام می گیرد این تغیرو تبادل انرژی طلب می کند که معماران و طراحان تمهیدات لازم را در طرحها در نظر بگیرند .

به منظور تحقق اهداف در فوق بمنظور کنترل و استفاده بهینه از انرژی ها صاحب نظران و دست اندکاران با توجه به دانش روز نسبت به تدوین دستورالعمل و ضوابطی در مورد استفاده بهینه از انرژی درطراحی ساختمانها تدوین و به نام مبحث19 معروف می باشد (آذربایجانی، مفیدی، 1382).

 

3-7-1-1-  دستورالعمل اجرایی در مورد چگونگی بهینه سازی و صرفه جویی

هدف از این دستورالعمل

الف) ارائه راهکارهایی برای کاهش مصرف انرژی با پیشنهاد و تغییرات کلی در طراحی نقشه ها و کیفیت اجرا و مصالح بکار رفته در ساختمان های نمونه با در نظر گرفتن شرایط اقلیمی.

ب) ارائه راهکارهایی به منظور بهینه سازی مصرف انرژی با بکار بردن تمهیداتی در جهت بهبود شرایط و نحوه بهره برداری از تاسیسات تولید گرما و سرما و انتقال ساختمان ها که می توانند در مصرف انرژی و هزینه واحدهای صنعتی صرفه جویی نمایند. اتلاف انرژی در بخش های مختلف ساختمان ها به صورت زیر می باشد:

 

 

 

محل های اتلاف سقف دیوارها پنجره ها کف منافذ هوا
میزان اتلاف (درصد)
در حالت عادی 25-15 25-15 30-10 20-10 25-15
در فصل زمستان 40-30 25-15 20-10 20-10 25-15
در فصل تابستان 40-30 25-15 30-20 20-10 15-5

جدول 3-2- میزان اتلاف انرژی. ماخذ: چراغچی. منصوری،1391

 

پس می توان راههای جلوگیری از هدر رفتن انرژی در ساختمان را به سه پخش عمده زیر تقسیم نمود:

1- استفاده بهینه از پنجره ها و سایبان ها

2- جلوگیری از نفوذ هوا

3- عایقکاری حرارتی

از آنجایی که بخش قابل توجهی از درآمد حاصل از فروش نفت صرف یارانه انرژی می شود، لازم است که قسمتی از این بودجه به جای پشتیبانی از مصرف بی رویه، برای حمایت از پروژه های صرفه جویی در مصرف انرژی، به ویژه در ساختمان ها مورد استفاده قرار گیرد. لذا در دو بخش این حمایت قابل برنامه ریزی است:

1- بخش تعمیرات

الف- اصلاح ساختار معماری ساختمان ها

ب- اصلاح تاسیسات ساختمان ها

اقدامات بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها در این بخش عبارتند از:

اصلاح مشخصات حرارتی پوشش خارجی ساختمان:

– عاایق کاری سقف، کف و دیوارها.

– نصب فوم عایق (پلی استایرن) روی سقف طبقات.

– عایق کاری داخلی دیوارهای خارجی.

– عایق کاری سطوح بیرونی دیوارهای خارجی همراه با اندود گچ و سیمان.

– تزریق چسب اپوکسی روی درزها و شیارهای دیوارهای خارجی.

– درزبندی و نصب نوار هوا بندی گرداگرد درها و پنجره ها.

– بستن درها و پنجره های بدون استفاده در طول ماه های سرد.

– نصب سیستم های خودکار برای بستن درهای اصلی ورودی و خروجی.

– استفاده از درهای ورودی دو مرحله ای با فضای میانی در ساختمان های پر تردد.

– تعویض پنجره های شکسته.

– افزودن یک جداره پنجره به پنجره های موجود.

– نصب پنجره های دو جداره به جای پنجره های معمولی.

– خاک برداری محیط اطراف ساختمان و عایق کاری سطوح خارجی دیوارهای زیر زمین.

2- بخش نوسازی

الف- طراحی معماری

ب- طراحی سیستم های تاسیساتی

اقدامات بهینه در معماری ساختمان ها نوساز عبارتند از:

2-1- پنجره ها و درها:

مقادیر بالایی از انرژی از طریق پنجره (حدود یک چهارم اتلاف انرژی ساختمان) و درهای غیر استاندارد تلف می شود، برای جلوگیری از این اتلاف انرژی که در نهایت صرفه جویی اقتصادی برای ساکنین را سبب می شود، می توان روش های زیر را توصیه نمود:

مطلب مشابه :  خرید فایل پایان نامه : بـررسی سبـک پوشش زنـان و عـوامل موثر بر آن

الف- استفاده از قاب های پی. وی. سی چوبی با آلومینیومی دو جداره استاندارد.

ب- استفاده از پنجره با شیشه های دو جداره.

ج- استفاده از شیشه های کنترل کننده نور عبوری مانند شیشه های رفلکتیو (شیشه هایی که از ورود انرژی گرمایی به داخل ساختمان جلوگیری می کنند) در مناطق گرمسیر و شیشه های LOWE ( شیشه هایی که اجازه ورود انرژی گرمایی را به داخل داده و مانع خروج انرژی گرمایی می شوند). لذا طراح می تواند با توجه به شرایط اقلیمی منطقه و بنا به نوع ساختمان، از یکی از شیشه های فوق که اکثراً در داخل کشور تولید می شود استفاده نماید.

د- استفاده از درهای عایق حرارتی با لایه های فوم و یا درهای چوبی.

ه- کاهش سطح پنجره ها (کمتر از 15% زیر بنا).

و- تعبیه سایبان ثابت و متحرک مناسب در قسمت خارجی پنجره های شرقی، غربی و جنوبی.

2-2 جلوگیری از ایجاد ترک و درز در ساختمان:

ایجاد درز در ساختمان، امری طبیعی است. ولی باید آنها را به حداقل رساند. به دلیل این که از این درزها هوا عبور می کند، در زمستان هوای سرد و در تابستان هوای گرم به داخل فضا می آید. روش های زیر برای این منظور پیشنهاد می گردد:

الف- اتصال مناسب پنجره به دیوار و استفاده از روکوب برای پوشش درزها.

ب- استفاده از پنجره های استاندارد که درزبندی شده اند و یا استفاده از نوارهای درزبندی و بتونه برای پنجره های معمولی.

ج- استفاده از درهای استاندارد و یا استفاده از نوار درزبندی برای درهای ورودی.

 

دانلود پایان نامه ارشد : بررسی معماری پایدار در زمینه های طراحی مسکونی

 

2-3- دیوارها:

دیوارها در حدود پنجاه درصد از انرژی داخل ساختمان را هدر می دهند. در تابستان باعث گرم شدن فضای خانه، در زمستان باعث انتقال گرما به بیرون و در نتیجه سرد شدن محیط می گردند، در صورتی که توصیه های زیر را رعایت نماییم می توانیم این اتلاف انرژی را به حداقل برسانیم:

الف- در صورت عدم دسترسی به عایق های حرارتی ضخامت دیوار بیرونی را حداقل سی و پنج سانتیمتر با لایه هوا در وسط در نظر بگیریم.

ب- استفاده از سفال به جای آجرهای توبر.

ج- استفاده از عایق های حرارتی از خارج دیوار و عایق کاری از داخل دیوار.

د- استفاده از پوشش های ضخیم عایق حرارتی حدود 2 الی 3 سانتیمتر به عنوان رو کار داخلی.

2-4- سقف نهایی:

به دلیل اتلاف حرارتی زیاد سقف نهایی در زمستان و گرم شدن زیاد این سقف در تابستان، روش های زیر می تواند از گرم شدن ساختمان در تابستان و  سرد شدن آن در زمستان جلوگیری نماید:

الف- استفاده از عایق حرارتی در روی سفف نهایی.

ب- استفاده از عایق حرارتی در زیر سقف نهایی.

ج- استفاده از سقف های دو پوش با لایه هوا در وسط آن.

د- استفاده از سقف هایی با مصالح عایق حرارتی که در این حالت کل سقف به صورت عایق همگن عمل می کند.

ه- استفاده از عایق حرارتی در سقف کاذب زیر سقف نهایی.

2-5- کف:

در صورتی که کف ساختمان روی زمین قرار گرفته باشد، می توان به روش های زیر از تبادل حرارتی کف و زمین جلوگیری نمود:

الف- قرار دادن یک لایه عایق حرارتی سخت (این نوع عایق باید فشردگی زیادی داشته باشد تا به مرور زمان باعث نشست در کف ساختمان نشود) در کف ساختمان.

ب- استفاده از سقف کاذب.

ج- بالا آوردن کف ساختمان و ایجاد یک لایه هوا در زیر ساختمان برای جلوگیری از تبادل حرارتی این فضای خالی می تواند به وسیله پشم شیشه یا پشم سنگ فله پر شود.

2-6- سیستم روشنایی:

الف- استفاده از لامپ های فلورسنت کم مصرف زیرا مصرف انرژی این لامپ ها 75% کمتر از لامپ های تنگستنی بوده و عمرشان نیز 10 برابر بیشتر از آنهاست.

گرچه در حال حاضر لامپ های LED و یا لامپ های کم مصرف جایگزین بسیار مناسبی برای لامپ های قدیمی شده است و از نظر تولید حرارت درصد بسیار پایینی را به خود اختصاص می دهند.

ب- استفاده از وسایلی مثل حس گرهای حرکتی، سنسورها، فتوسل و تایمرها جهت روشن شدن لامپ ها در فضاهای عمومی تا لامپ ها به صورت خودکار روشن و خاموش شوند.

ج- نظافت منظم لامپ ها، زیرا یک لایه گردو غبار می تواند 50% کارایی لامپ ها را کاهش دهد.

د- استفاده از لامپ های سدیمی فشرده به جای لامپ های تنگستنی و یا پروژکتورهای فضای باز زیرا این لامپ ها عمر بیشتری داشته انرژی کمتری مصرف می کنند و در دماهای مختلف کارآیی خوبی دارند.

2-7- اقدامات مکمل:

الف- طراحی معماری به گونه ای باشد که فضاها به صورت یکپارچه طراحی نشده باشند.

ب- ایجاد فضای واسطه در ورودی با تعبیه دو در متوالی.

ج- نصب دستگاه خودکار برای بسته شدن درها.

د- جهت گیری مناسب ساختمان در اقلیم های متفاوت (طبق توصیه کتاب اقلیم و معماری).

ه- طراحی فضاهای غیر مسکونی شبیه دالان، ایوان سرپوشیده و گاراژ و انبار در سمت شرق و غرب بنا.

به طور کلی روش های گوناگون صرفه جویی انرژی در ساختمان ها را می توان به شرح زیر جمعبندی نمود:

1- عایق کاری دیوارهای خارجی، سقف، کف و درهای ساختمان.

2- استفاده از پنجره های ترمال بریک آلومینیومی و PVC با شیشه های دو جداره.

3- جلوگیری از نفوذ و مسدود کردن شکاف ها و روزنه ها در ساختمان.

4- استفاده از تجهیزات بازیافت حرارت در سیستم های تهویه مطبوع.

5- استفاده از سیستم های کنترل رطوبت.

6- استفاده از سیستم های کنترل دما.

7- ساخت ساختمان های خورشیدی غیر فعال.

8- استفاده از آبگرمکن های خورشیدی جهت تولید آب گرم.

9- عایق کاری و ترمیم عایق های سیستم تولید آب گرم مرکزی ساختمان و کانال های انتقال هوا.

10- رفع نشتی تعمیر و سرویس سیستم تولید آب گرم مرکزی ساختمان به صورت دوره ای.

11- تعمیر سرویس سیستم هواساز به صورت دوره ای.

توضیح این که در مورد دریف (3) به علت حوادث ناشی از نشت گاز و یا دود حاصل از بخاری ها (به علت عدم آگاهی استفاده صحیح از امکانات) که منجر به خفگی شده است. لذا ضمن فرهنگ سازی مناسب، بهتر است با توجه به فیزیک ساختمانی مربوطه با مهندس مکانیک آشنا به مسائل روز مشورت های لازم صورت پذیرد (چراغچی، منصوری، 1391).

دسته بندی : آموزشی