جهت اخذ مشاوره تخصصی رایگان و خرید محصول اینجا کلیک کنید .

بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان های آینده

گردآوری؛
،مرتضی نیک فطرت
مریم امان پور

چكیده:
تلاش انسان برای افزایش راحتی و استقلال مالی فزون یافته است تراکم زیاد جمعیت در مناطق شهری باعث بالارفتن ترافیک و افزایش آلودگی های شیمیایی و ایجاد لایه دود و مه در سطح شهر شده است.و همه این عوامل باعث افزایش استرس های روانی در زندگی شخصی شهروندان گشته است.
به این موارد اضافه کنید اخبار مکرری مبنی بر تغییر شرایط جهانی آب و هوایی که به تدریج اذهان عمومی را به تفکر در این قضیه وا می دارد و در نهایت این جامعه است که باید اثرات افتصادی ناشی از این بحران ها را متحمل شود.
تمایلات عمومی به مباحث پایداری و راه حل های اکولوژیک و بوم شناسانه در چند سال گذشته منجر به ایجاد شرایط و چارچوب هایی شده است که استفاده از تکنولوژی های نگهداشت انرژی را رواج داده است.ساختمان های پایدار که هم به صورت محیطی و هم از لحاظ مصرف انرژی با محیط هماهنگ هستند به طور فزاینده ای در حال افزایش و ساخت هستند.
در ساختمانهای با مصرف انرژی صفر،ایده کار در این است که ساختمان ها تمام انرژی مورد نیاز خود را با استفاده از منابع محلی و تجدید پذیر به صورت کم هزینه تامین کنند. وحتی در صورت امکان بیشتر از انرژی مصرفی سالانه تولید کنند و ان را به شبکه برق شهری صادر کنند و یا بصورت ذخیره برای مواقع اضطراری مورد استفاده قرار دهند.
استقلال از شبکه برق شهری هدف غایی و نهایی در این ساختمان ها می باشد. در این ساختمان ها شاهد آن هستیم که بنا به عنوان بخشی از پیکره ی محیط مجاور و طبیعت پیرامونش نه تنها سبب هدر رفتن انرژی نمی شود، انواع آلودگی های محیطی را ایجاد نمی نماید و برسلامت انسان تاثیر منفی نمی گذارد بلکه یا صرفه جویی و مصرف بهینه ی انرژی ، برخورداری از مصالح همساز با اقلیم و قرار گرفتن در چرخه ی زیست بوم ، در جهت تحقق اهداف توسعه ی پایدار حرکت می کند. در این مقاله بر آنیم تا ضمن تعریف مختصر از معماری پایدار و ساختمان های با مصرف انرژی صفر ،با ویژگی های این ساختمان ها اشنا شویم..
روش تحقیق در پژوهش حاضر به صورت توصیفی-تحلیلی خواهد بود که به بررسی ضرورت تجدید نظر در منابع انرژی و جایگزینی انرژی های نو در معماری می پردازیم.
نتایج حاصل از پژوهش بیانگر آن است که با سود جستن از انرژی های طبیعی و پاک و ساخت و ساز هماهنگ با طبیعت و بهره گیری صحیح از منابع و عوامل اقلیمی میتوانیم مصرف انرژی را کاهش دهیم و از آلودگی محیط زیست جلوگیری کنیم.

1-مقدمه:
ساختمان سبز و پایدار میتواند به عنوان یک عامل چند عملکردی همزمان علاوه بر،درنظرگرفتن مسایل زیست محیطی،با استفاده ی بیشینه از منابع تجدید پذیر و پاک انرژی،شرایطی را فراهم آورد که از هجوم بی رویه به منابع تجدید ناپذیر کاسته شده ،شاهد توزیع عادلانه ی منابع انرژی در نقاط مختلف زمین و در زمانهای مختلف حفظ منافع نسلهای آینده باشیم.
در این راستا و در عصر حاضر ، جامعه ی جهانی چاره ای جز حرکت به سوی ساخت و ساز سبز را در پیش روی خود نمی بیند و تالش می کند ساختمانهایی را تولید کند که عالوه بر تامین انرژی مورد نیاز خود،بتوانند بخشی از بار تامین انرژی جامعه و شهر را نیز بر دوش بگیرد.
بحث طراحی سبز به دنبال دو تحول اساسی در سطح بین المللی مطرح شد که یکی بحران نفتی سال 1791 و دیگری اعتراضات گروه سبز و طرفداران محیط زیست بر آلودگی زمین و نابودی محیط زیست در اثر توسعه صنعتی و انباشت زباله سمی کارخانجات و نیز آسیب دیدگی الیه ازن بود .
سبز اندیشی در طراحان حرفه ای موجب روی آوردن تدریجی آنها به معماری سبز شده و در پی آن نتایجی در این زمینه به دست آمده.
با ایجاد استانداردهای سخت حرارتی برای ساختمان ها ، برچسب گذاری اکولوژیک روی مصالح ساختمانی، گرایش طراحان به طراحی سبز و ساختمان سازی سبز افزایش یافته است.

2-اهداف تحقیق
شناخت عوامل و اجزای تشکیل دهنده یک ساختمان سبز به عنوان راهکاری برای استفاده از انرژی های تجدید پذیر و کاهش مصرف انرژی

سوالات تحقیق
1-دلائل ضرورت تجدید نظر در منابع انرژی و جایگزینی انرژی های پاک در معماری چیست؟
2-آیا انرژی های تجدید پذیر جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی هستند؟
1-چگونه می توان از انرژی های تجدیدپذیر جهت دستیابی به معماری پایدار و بهینه سازی مصرف انرژی استفاده نمود؟
بیان مساله:
فجایع زیست محیطی در فاصله بین سالهای 1771 تا 2111 به میزان چهل درصد ،نسبت به سال های 1791 تا 1771 افزایش یافته است.در کنار آن افزایش روز افزون قیمت انرژی در طی سالیان اخیر به گرایش به پایداری کمک زیادی کرده است.از ده سال پیش تا کنون قیمت نفت دو برابر شده است.با این تفاصیل ذخیره انرژی یک نیاز ضروری در زمان های اخیر می باشد.فعالیت ساختمان سازی وارد خط جدید فکری که در نهایت به ایده پایداری در معماری منتهی میشود گرایش پیدا کرده است.زیرا هنگامی
که انسان ها در سالمت و آسایش باشند می توانند یک مسیر بهینه و مطلوب را در زندگی خود طی کنند.
سیاستی که در سالهای اخیر )غالبا در کشورهای صنعتی( در پیش گرفته شده، افزایش استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و کاهش استفاده از انرژیهای تجدید ناپذیر است تا بدین وسیله از طرفی تولید گازهای گلخانه ای و آلاینده ها را به حداقل رسانده واز طرف
دیگر راه حلی برای کاهش منابع انرژی در سطح جهانی بیابد. معماران هم اکنون مدتی است که از مسائل فوق آگاهی پیدا کرده اند، ولی تعداد آنانی که در عمل نسبت به معماری پایدار و بومی متعهد بوده اند همچنان اندک است.
تا همین اواخر بسیاری از ساختمانهایی که تحت عنوان پایدار ساخته میشدندکیفیت پایینی داشتند. نمونه های اولیه معماری پایدار، که هنوز بدوی و ناقص است، غالبا به معنای شکلی از زندگی به کار میرود که در آن از بسیاری لذتها چشم پوشی شده است.
3-اهمیت توجه به انرژی پاک
امروزه انرژی های نو به رغم ناشناخته ماندن، به سرعت درحال گسترش و نفوذ است و غفلت از آن، غیرقابل جبران خواهد بود،
انرژی خورشیدی، بادی، آبی، بیوماس، بیوگاز وانرژی زمین گرمایی از عمده ترین منابع انرژی های پاک می باشند .وقوع چند عامل در سال 1779 میالدی، سبب ایجاد نقطه عطفی برای انرژی های تجدید پذیر، به خصوص انرژی باد شده است.
• تغییرات آب وهوایی بر اثر انباشت گازهای گلخانه ای در جو
• افزایش تقاضای مصرف انرژی در سراسر جهان
• گشوده شدن چشم انداز نوید بخشی در مورد انرژی های تجدید پذیر بود که با صراحت از سوی کارشناسان اعلام شد.
• پایان نفت ارزان و ارزشمندتر شدن سوخت فسیلی

زندگی بدون انرژی غیرممکن است. گیاهان و برخی از انواع باکتری ها قادرند تا نور خورشید را به انرژی شیمیایی تبدیل نموده و سپس وارد چرخه منابع غذایی گردند.
اجتماع گیاهان و حیوانات یک سامانه بوم گرایی را به وجود آورده اند و از این انرژی دائمی خورشیدی به میزان مصرفشان بهره میگیرند. بخشی از پرتوهای خورشیدی تبدیل به انرژی شیمیایی شده و در قالب ذخایر طبیعی که دائماً در حال ذخیره شدن هستند یافت میشوند. میلیونها سال پیش این مواد به سوختهای فسیلی، روغن و گازهای طبیعی تبدیل شده اند که همان سوختهایی میباشند که امروزه %01 از انرژی مصرفیمان را متحمل میشوند. تابش خورشید اساس فتوسنتز و شالوده منابع انرژی تجدید پذیر است.
انرژی خورشیدی در به وجود آمدن گیاهان کمک می کند و گیاهان می توانند به عنوان یک سوخت یا به صورت عصاره در دانه های روغنی مورد بهره برداری قرار گیرند.انرژی خورشیدی انفعالی عموما در ساختمان ها کاربرد دارد اما به ندرت پتانسیل کامل آن مورد بهره برداری قرار می گیرد.شیشه های نماهای جنوبی فضاهای گرمی را به وجود می آورند و در حدود 01 درصد از انرژِی مورد نیاز یک ساختمان را تامین می کنند.با بزرگتر کردن پنجره های جنوبی،افزایش گرمخانه ها یا آتریوم ها و تونل های هوای گرم برای بخش های سردتر ساختمان سهم انرژی خورشیدی می تواند تا 04 درصد(یا 2111 کیلو وات ساعت در سال )از نیازهای اولیه انرژی گرمایشی را در یک خانه تامین کند.
برای دستیابی به بازدهی بیشتر لازم است انرژی خورشیدی در یک کالبد ساختمانی با ظرفیت گرمایی بالا ذخیره گردد و ساختمان باید عایق کاری شده و نسبتا بی منفذ باشد.
در حال حاضر فقط 6/1%از انرژی مورد نیاز کشورما از منابع تجدیدپذیر تامین میشود و تولید کمتر از 9/1 مگاوات برق با استفاده از انرژی خورشیدی سهم بسیار اندکی از کل انرژی مورد نیاز کشور را تامین میکند.
در کشوری چون ژاپن، با شرایط بسیار نامطلوبتر تابش خورشیدی نسبت به ایران، تولید برق از انرژی خورشیدی 001 برابر ایران است.
مزایای استفاده از انرژی خورشیدی:
• انرژی خورشیدی فراوان ، بی هزینه ،تقریباً همه جا در دسترس و دارای عمر طولانی است.
• سیستم های تبدیلی انرژی خورشیدی نسبتاً ساده است.
• اولین و مهمترین انرژی قابل تجدید است.
• انرژی خورشیدی نیازمند به مکان خاص نمی باشد(بر خلاف اشکال دیگر انرژی. )
• این انرژی برای همیشه معاف از هر نوع مالیات یا عوارض گمرکی دولت است.

.سلول های خورشیدی دارای استهلاک بسیار کم و عمر طولانی در حدود25 تا39 سال بوده( صفحه خورشیدی هیچ قطعه متحرکی ندارد)، کاملا ایمن و بی خطر هستند، هزینه های نگهداری ناچیزی داشته و تحت شرایط آب و هوایی مختلف( حتی ابری یا بارانی )
قابل استفاده هستند.
:(zero building energy)انرژی صفر ساختمان-4
اولین گام اساسی در جهت معماری کربن – خنثی راهکاری به نام ساختمانی با انرژی صفر میباشد. بنابراین میتوان اظهار کرد که یک ساختمان با انرژی صفر خالص یک بنای مسکونی و یا تجاری است با کمترین میزان انرژی مورد نیاز از طریق بازده به دست آمده، به طوری که تعادل انرژی مورد نیاز از طریق فناوریهای تجدیدپذیر تأمین شود. کلیه ی عوامل دخیل در تولید این انرژیها، اگر چند مسأله را رعایت نمایند میتوانند همکاری خود را در جهت به دست آوردن طراحی کربن – خنثی ادامه دهند.
عبارت ساختمان انرژی صفر برای ساختمانی استفاده می شود که به طور ایده آل تکنولوژی انرژی های تجدیدپذیر در دسترس را به وسیله ی فنون ساختاری انرژی های تاثیرگذار ، به اشتراک می گذارد.
در قلب مفهوم و تصور کلی ساختمان انرژی صفر ، این ایده وجود دارد که ساختمان ها می توانند تمام نیازهای خود را به انرژی با یک روش کم هزینه ، بادسترسی محلی ، بدون آلایندگی و با منابع تجدیدپذیر برطرف نمایند
پیداکردن ساختمانی که بتوان آن را اولین ساختمان انرژی صفر نامید ، بسیار مشکل است .
زیرا صفر انرژی تنها یک اسم جدید برای روند پیشرفت کاهش مصرف انرژی در ساختمان است .
در یک ساختمان انرژی صفر هیچ گونه سوخت فسیلی مصرف نمی شود و مصرف انرژی سالانه آن با تولید سالانه اش برابری می کند . یک ساختمان انرژی صفر ممکن است به شبکه های شهری موجود متصل باشد یا نباشد . ساختمان انرژی صفری که به شبکه متصل نباشد دارای تجهیزاتی است برای ذخیره کردن انرژی های بزرگ که معمول از نوع باطری است . در یک ساختمان انرژی صفر که به شبکه متصل نباشد نسبت به شکل و نوع ذخیره ی باطری، بخشی از مدار ممکن است بال استفاده بماند در حالی که در یک ساختمان انرژی صفر متصل به شبکه هیچ مداری به صورت بالا استفاده به کار گرفته نشده و مجزا نمی باشد .
یک ساختمان انرژی صفر متصل به شبکه ممکن است بیشتر از نیاز خود برق تولید کند .
در طی مدت زمانی که ساختمان به انرژی تولیدی نیازی ندارد یعنی وقتی که در حال استفاده از انرژی ذخیره شده در باطری ها هستیم، یک ساختمان انرژی صفر ، انرژی مورد نیاز خود را تولید می کند همچنان که در عین حال به مالک ، اطمینان خاطر در
مورد امنیت ذخیره انرژی مازاد بر نیاز خود را می دهد . برای یک ساختمان انرژی صفر یک شبکه ، طراحی و ساخته می شود و از طریق به اشتراک گذاشتن تکنولوژی های نسل انرژی تجدیدپذیر و انرژی های موثر تمام انرژی مورد نیاز خورد را تامین می نماید.
استفاده از ساختمانهای با الگوی صفر انرژی ،منجر به کاهش آلودگی هوا، کاهش هزینه های ناشی از تولید و مصرف سوخت و کاهش استفاده از سوخت های فسیلی می شود و به بیان دیگر هر ساختمان صفر انرژی عالوه بر کاهش مصرف انرژی، به منزله یک نیروگاه تولید انرژی عمل خواهدنمود.
روند تبدیل به ساختمانهای صفرانرژی می تواند محاسن وویژگی های زیر را به دنبال داشته باشد:
• کاهش هزینه ناشی از مصرف انرژی
• تولید انرژی و فروش مازاد آن توسط مدیران و کابران این نوع از ساختمانها
• بالا رفتن میزان بهره ساختمان از منظر مصرف انرژی و نیروی انسانی
• تغییر نگرش به سیستم ساختمان سازی
• ایجاد بستر مناسب برای فروش انرژی تولیدی به شهرها و روستاهای همجوار و حتی در برخی موراد جهت صادرات انرژی الکتریکی به کشورهای همسایه.
• تدوین استاندارهای جدید به منظور ساخت ساختمانهای صفر انرژی و یا حتی انرژی پالس
• پیشرفت تکنولوژی های مرتبط با ساختمان به دلیل افزایش درخواست استفاده از تکنولوژی سیستم های نوین ساختمانی در جهت کاهش مصرف انرژی
هدف اصلی کلیه ی این روشها تبدیل کردن ساختمانها و عملکردشان به معماری »کربن – خنثی « در جهت توسعه ظرفیت تولید کمترین میزان انرژی مصرف شده، تصفیه و تولید بیشترین آب آشامیدنی مصرفی، و به وجود آوردن محیطهایی سالم، امن و مسموم نشده برای استفاده کننده گانشان است که در پایان طراحی جمع میزان انرژی صفر خواهد بود. عبارت کربن – خنثی غایت اهداف پایداری میباشد، که در آن استفاده و بازیافت تولیدات در جهت استفاده مجدد از آنها به جای هدر رفتنشان همچون یک اصل اساسی است.
چون در این ساختمانها از سوختهای فسیلی استفاده نمیشود عاری از گازکربنیک بوده و دارای سیستم های جامعی برای افزایش راندمان انرژی،کاهش مصرف آب و به حداقل رسیدن ضایعات است،این گونه ساختمان ها دارای سه سیستم اصلی هستند که عملکرد آنها باعث به وجود آمدن خانه ای راحت، قابل تحمل و باورنکردنی است .
این سه سیستم عبارتند از:
سیستم چرخشی آب، سیستم رادیاتوری گرما و سیستم تولید برق مصرفی.
سیستم چرخشی آب:این نوع ساختمان کمترین مصرف آب را داراست چون آب در آن بهینه مصرف میشود .آبهای مصرف شده
در سینکهای دستشویی و ظرفشویی، حمام و لوله ها که معمولاً به فاضلاب ختم میشوند، در اینجا در منبعی که کف طبقه تحتانی نصب شده جمع آوری میشوند .این آب جهت آبیاری باغچه های حیاط و فضای سبز کوچه و خیابان به مصرف میرسد .همچنین آب
بارانی که از طریق ناودان ها از پشت بام سرازیر میشود، در کوچه و خیابان هدر نمیرود بلکه درآب انبارهای زیرزمینی ذخیره شده و جهت آبیاری باغچه های پشت حیاط که معموالً با همسایگان مشترک است به مصرف میرسد .در این باغچه ها انواع سبزیجات و مواد خوراکی کشت میشوند که نقش مهمی در تغذیه خانواده ها دارند.
سیستم تهویه:سیستم گرمایش در این ساختمانها تقریباً شبیه شوفاژهای فعلی است. لوله های آب گرم به شکل مارپیچ، کف تمام ساختمان وجود دارند تا گرمای مناسب و لازم را به تمام مکانها منتقل کنند .یک دستگاه کلکتور خورشیدی که روی پشت بام نصب شده وظیفه گرم کردن آب مورد نیاز را به عهده دارد و پمپهای برقی نصب شده در کنار دستگاه، عمل چرخش آب را در لوله ها انجام میدهند .پمپ دیگری نیز در زیرزمین نصب شده که وظیفه آن تامین آب گرم مورد مصرف خانوار است.
سیستم تولید برق:این ساختمان از نظر تولید برق نیز خودکفاست بدین معنی که برق مورد نیاز به وسیله دستگاه فتوولتائیک که روی
پشت بام نصب شده تولید میشود .این دستگاه الکتریسته مورد نیاز ساختمان راتامین کند .وسایل برقی خانگی کارآمد و لامپهای کم مصرف، برق مورد نیاز را به حداقل کاهش میدهد.
5-سیستمهای فتوولتائیک عنصر اصلی در ساختمان های صفر انرژی(ZEB:(
نصب سلول های نوری(فتوولتائیک) بر بام ساختمان ها و استفاده از انرژی الکتریکی حاصله در ساختمان روز به روز رواج بیشتری پیدا کرده است و در چند دهه اخیر، استفاده از انرژی خورشید نسبت به انرژی های طبیعی دیگر، پیشرفت بیشتری داشته است، و مهمترین مزیت آن استحصال انرژی و کاهش آالینده های ناشی از سوخت های فسیلی است .حدود دو دهه پس از ورود سلول های فتوولتائیک به عرصه عمومی تولید انرژی، ارتباط تنگاتنگ سیاست و منابع انرژی موجب شد تا دیگر جایی برای بحث توجیه اقتصادی برای روی آوردن به سمت بهره گیری از انرژی خورشید و تولید الکتریسته نماند .و نیز عواملی چون حفاظت از محیط زیست، یافتن جایگزینی برای نیروگاه های هسته ای، مالحضات و پیشرفت های فن آوری؛ باعث شد که سرمایه گذاری در زمینه تولید برق از طریق انرژی خورشیدی و یا انرژی های نو را توجیه کند، در واقع امروزه استفاده از انرژی خورشیدی در بسیاری از کشورها جهت تامین برق بکار گرفته شده است.
تابش خورشید اساس فتوسنتز و شالوده منابع انرژی تجدید پذیر است .حدود 11 گیگاوات از ظرفیت فتوولتائیک جدید در سراسر جهان در سال 2111 عملیاتی شده است و با افزایش 90 درصدی در کل دنیا به میزان 91 گیگاوات رسیده است. نصب و راه اندازی واقعی در طول سال 2111 نزدیک به 29 گیگاوات بوده است چراکه بعضی از ظرفیتهای متصل شده به شبکه در سال 2111 نصب شده بوده اند.

در 15 سال گذشته در دنیا
ظرفیت عملیاتی سیستمهای فتوولتائیک در آخر سال 2111 در حدود 11 برابر میزان کل نصب شده جهانی در 9 سال قبل بوده است و بدین وسیله به طور متوسط نرخ رشد ساالنه 90 درصدی را در بازه زمانی 2116 تا 2111 به ارمغان آورده است. سهم بازار تین فیلم از 16 %در سال 2111 به 19 %در سال 2111 افت داشته است. کشورهای پیشرو در بیشترین ظرفیت نصب شده تا انتهای سال 2111 آلمان، ایتالیا، ژاپن، اسپانیا و آمریکا بوده اند.بار دیگر اتحادیه اروپا به خاطر وجود کشورهای آلمان و ایتالیا بازار سیستمهای فتوولتائیک را در دست خود گرفت. این دو کشور با هم 99 %از ظرفیت عملیاتی جدید را در سال 2111 به خود اختصاص دادند. اتحادیه اروپا تقریبا 19 گیگاوات ظرفیت نصب شده داشته و نزدیک به 22 گیگاوات ظرفیت را متصل به شبکه نموده است. مجموع ظرفیت نصب شده سیستمهای فتوولتائیک تا انتهای سال 2111 در اتحادیه اروپا 91 گیگاوات بوده که این میزان در حدود سه چهارم از کل ظرفیت نصب شده جهانی می باشد. این میزان تقاضای برق بیش از 19 میلیون خانوار اروپائی را پاسخ گو خواهد بود. در کشور آلمان کل ظرفیت نصب شده به میزان 2040 گیگاوات رسیده که میزان 141 %از برق تولیدی کشور
آلمان را به خود اختصاص می دهد)در سال 2111 این میزان 147 %بوده است(.ایتالیا رکورد جدیدی را ثبت نموده است، 741
گیگاوات سیستم فتوولتائیک وارد شبکه نمود که تا آخر سال به میزان 1240 گیگاوات رسید. از دیگر بازارهای برتر در اروپا می توان به بلژیک)نزدیک 1 گیگاوات(، انگلستان)147 گیگاوات(، یونان)بیشتر از 140 گیگاوات(، اسپانیا)نزدیک به 140 گیگاوات که از مقام دوم جهانی به مقام چهارمی نزول کرد(، اسلوواکی)141 گیگاوات( اشاره نمود.

یکی از مهمترین مسائلی که در طراحی معماری باید به آن توجه خاص داشت مسأله سامانههای کیفی محیط داخلی در فضاسازی داخل ساختمان میباشد.
مسائلی همچون زیبایی شناسی، راحتی، عملکرد از اولین عوامل کیفیت فضاهای داخلی میباشند. سامانه های کیفی محیط داخلی راهکارهایی جهت اینکه چگونه انسانها به آسانی فضاهای داخلی را بر مبنای جمع رفتارهای روحی و فیزیکی شان و همچنین عوامل اصلی طراحی معماری بسازند، بیان میکند.
این سامانه نیازمند ترکیب کردن بسیاری راهکارها و سامانه های گوناگون در ساختمان میباشد. طراحان میتوانند تا حدی برای آسایش داخلی از قوانین معماری سبزکمک بگیرند، اما استفاده کننده از ساختمان نیز نیازمند وسایلی ثابت و کاربردی جهت تصفیه کردن مجدد محیط زندگی خود،اینکه به خوبی آن را سازگار سازد و بتواند درجه حرارت، رطوبت، تصفیه هوا و نور آن را تا حدی کنترل نماید،می باشند.امروزه اهمیت به حقوق کارمندان جهت فراهم کردن آسایش محیطیشان کاهش یافته است.
راه حل بهینه ی طراحی سبزبرای محیطهای اداری این است که حداقل طراحی جهت کنترل مجزای نور، هوا و درجه حرارت بدهد

-بررسی نمونه:
مرکز یادبود آلدولئوپولد
مرکز یادبود آلدولئوپولد به عنوان اولین ساختمان کربن- خنثی در ایالت متحده میباشد. هدف بنیادین، ساختن مرکزی برای آموزشهای زمینشناسی، گفتگو و بررسی پژوهشها و مباشرت زمین آلدولئوپولد بین سالهای 1700 -1009 بود.
آلدولئوپولد یکی از پیشگامان مؤثر در توسعه اخلاق محیطی در اوایل و اواسط قرن بیستم بود. لئوپولد در آموزشهای خود پوسته زمین را به عنوان یک زیست محیط جمعی و نه یک کاالی اختصاصی معرفی میکرد. او معتقد بود که وقتی ما زمین را به عنوان یک عنصری که ما به آن متعلق هستیم و وجود ما به آن وابسته است در نظر میگیریم آن وقت با زمین با عشق و احترام رفتار میکنیم و در قبال سالمت آن احساس مسئولیت میکنیم و به آن آسیب نمیرسانیم. محافظت زمین با عناصر پایداری راهکاری برای حفظ و احیای ظرفیتهای موجود در زمین است.
معماران کوباال و اشاتکو )Architects washatko Kubala ) در طراحی مرکز لئوپولد فلسفه اخلاقی و زمین شناسی خود را با راهنمای اخلاقی زمین لئوپولد هماهنگ نمودند. در محاسبه ی تام کوبال تأکید کرد که فلسفه اخلاقی زمین که عبارت است از ”کوشش برای اجماع“ و ”دیدن پیوستگی با یکدیگر“ در طراحی بنیاد فوق کامالً در نظر گرفته شده است. کوبال و همکارانش برای فرآیند طراحی و تصمیم گیری نهایی حتی زبان طراحی زمین شناسانه کریستوفر الکساندر با نام الگوی تغییرات طراحی پایدار را توسعه دادند.
در طراحی این مرکز پرسش اساسی این بوده که چگونه طراحی کنیم که مردم و زمین در زمان طوالنی خوشبخت باشند. او معتقد بود که با همزیستی مسالمت آمیز میان زمین و انسان این هدف به حقیقت میپیوندد.
مرکز لئوپولد نه تنها بر اساس باالترین استاندارد انجمن خانه سبز امریکا یعنی لید، پیشوای طراحی محیطی طراحی شده که کلیه عوامل زیست محیطی پایدار در سالمت، محیط وحش و باروری زمین به صورت محلی و جهانی در نظر گرفته شده است و کلیه ایده های لئوپولد برای سالمت زمین مثل کربن خنثی و انرژیهای مستقل از اولین عناصر طراحی مرکز بوده است.
آب و هوا و سایت
سایت مرکز لئوپولو در 01 درجه شمال غربی در ناحیه بارابو در ویسکونسین امریکا واقع شده است. دارای تغییرات دمایی آب و هوای سرد در فصول مختلف سال است و میزان دما بین میانگین 19 درجه سانتیگراد یا 1 درجه فارنهایت در ماه ژانویه و میانگین 20 درجه سانتیگراد یا 02 درجه فارنهایت در ماه جوالی میباشد. طراحی مرکز با استفاده از تغییرات فصلی زمین در ایجاد گرما و سرما انجام شده است و برای احترام به زمین طرح را با منظر اطراف ترکیب نمودهاند تا بهترین اثربخشی را از محیط بوم شناسی
ببرند.
بر اساس اعتقاد لئوپولد اخلاق زمین نمود تمام مرزها را برای استفاده بهینه از خاک، آب، گیاهان و جانوران و مجموعاً: زمین، معین مینماید.
طرح مجموعه بنیاد لئوپولد دروازه ای برای تسهیلات آموزشی منظر زنده و باغ ها میباشد. این طرح شامل چهار ساختمان و سه باغ که به عنوان کلاسهای آموزشی بیرونی تعریف شده، میباشد.
برای بهره گیری از بهترین شرایط آب و هوایی در تنظیم گرما و سرما، ساختمان از شرق به غرب طراحی شده و به سمت جنوب باز میشود. ساختمان اصلی در وسط سایت قرار دارد و شامل ورودی عمومی، اطلاعات، دستشویی های عمومی، فضاهای نمایشگاهی میباشد. در قسمت غرب سایت ساختمان کنفرانس قرارداد و یک سالن سه فصله و کارگاه آموزش در قسمت جنوب شرقی اصلی ساختمان قرارداد که باغها را در بر میگیرد.
این سایت با طراحی ساده امکان استفاده از خورشید و باد را برای روشنایی، گرمایش عملکردی و تهویه طبیعی مهیا میسازد که هدف اصلی آن رسیدن به طراحی کربن خنثی و مصرف انرژی صفر میباشد.
طراحی نور روز و گرما
در مرکز لئوپولد در ماه جون 16 ساعت و در ماه دسامبر 7 ساعت نور روز یا خورشید دارد و میانگین حرارتی بین تابستان و زمستان 29 درجه سانتیگراد یا 01 درجه فارنهایت است. چنین بار گرمایی غالبی، باعث استفاده از انرژی خورشیدی عملکردی برای رسیدن به انرژی صفر و کربن خنثی میشود.
بسیاری از الگوهای طراحی بوم شناسانه محاسبه میزان نور خورشید و شرایط آب و هوای منطقه انجام هدف میشود.
مهمترین ویژگیهای این طراحی پنجرههای رو به آفتاب، استفاده از هوای طبیعی، سقف الکتریکی و فضاهای خارجی مفید میباشد.
معماران از انرژی خورشید و باد فقط برای گرما و سرما استفاده نمیکنند، بلکه از این نیروها برای ایجاد روشنایی حرارت، فضای مساعد و ارتباط سایر امکانات با سایت استفاده مینمایند. تام کوبال اظهار میدارد که تیم طراحان او همواره از طرح تمامیت و پیوستگی پیروی کرده اند و هرگز خورشید را به عنوان عنصر جداگانه از سایت خود ندیده اند و همواره انرژی خورشیدی را به عنوان یک تولید رفاهی برتر نگریسته اند

1. در طراحی مرکز لئوپولد از روش های مختلفی برای رسیدن به انرژی صفر و کربن خنثی استفاده شد. در فرآیند طراحی اولیه، طراحان تصمیم گرفتند که میزان گرما و سرمای ساختمانها را بر اساس این تعیین کنند که ساختمان اصلی از بیشترین میزان انرژی استفاده کند.
جهت غربی شرقی ساختمان به دریافت بیشترین انرژی خورشیدی در زمستان کمک میکند و در طول فصول گرم با ایجاد یک منطقه جریان انرژی در جنوب، انرژی خورشیدی مستقیم را جذب و ذخیره میکنند. در طول فصول سرد یک سقف ساده کنسول از ورود جریان مستقیم نور خورشید جلوگیری مینماید و نصب سایهبانها برای جریان انرژی میزان را در ماههای مختلف سال تنظیم مینماید.
پنجره های عملکردی جریان تصویه هوا را از سمت جنوب به فضاهای داخلی امکانپذیر میسازد.

نور خورشید فراوان یک فضای تجملی عمومی را در قلب ساختمان اصلی به وجود می آورد. نورگیرهای سقفی رو به شمال طول فضای مرکزی اداری را در بر میگیرد و پنجرههای عملکردی منظر بیرونی و ارتباطات فیزیکی به سایت را میسر میکند.
فضای اداری با نور مالیم غیر مستقیم شمالی که بخشی از سقف شیبدار جنوبی که با سلولهای خورشیدی که انرژی موردنیاز را تأمین میکنند پوشیده شده است.
در روزهای سرد زمستان نور مستقیم خورشید از سمت جنوب وارد میشود. محوطه نمایشگاه نیز از
پرتوهای نور غیر مستقیم که از نورگیرهای سقفی شمالی میتابد بهره میبرد.
خط مشی طراحی معماری بهره وری از انرژی خورشید و باد برای ساختمان اصلی و ساختمانهای مرتبط با آن بود، بدین منظور از تعداد زیادی پنجره و بازشوهای کنار سقف، سایهبان، نمای داخلی بازتابی، پوشش با عملکرد زیاد استفاده نموده اند و نیز از لعاب های با کیفیت زیاد، پنجره ها، درها و جزئیات دیگر برای کاهش نشت آب و تولید انرژی کافی برای همه ساختمان بهره برده اند.
مهندسین طرح بنیاد لئوپولد با بهره گیری از چنین طراحی سادهای توانسته اند ساختمانی با انرژیهای تجدیدپذیر که قادر به ایجاد گرما و سرما و تهویه در تمام طول سال را فراهم سازند و نشان دهند که در منطقه آب و هوایی شمالی میتوان از انرژی صفر و کربن خنثی استفاده کرد.
سامانه های انرژی
تام کوبال اظهار میدارد که طراحی سلول خورشیدی اساس کار انرژی صفر میباشد. او معتقد است که این خورشید است که به پروژه شکل میدهد. باید خورشید و آب و هوا را حس کرده سپس میتوان کلیه امکانات فنی لازم را در نظر گرفت.
همه چیز بستگی به بودجه اختصاص یافته به سلول خورشیدی دارد و با توجه به آن میتوان طراحی مرکب سامانه گرمایش، سرمایش، تهویه، آب گرم و سامانه سلول خورشیدی را آغاز نمود.
طراحان مرکز برای رسیدن به طراحی مطلوب ساختمان با انرژی صفر و کربن خنثی نُه پروژه مشابه انجام شده را مورد بررسی قرار دادند.
آنها 9 کیلووات در ساعت برای هر کیلومتر مربع زمین در هر سال برای مرکز در نظر گرفتد. بدین ترتیب 201 مترمربع پنل سلول خورشیدی برای این انرژی الزم بود تا بتوان یک ساختمان انرژی صفر داشت.
در سایت به جز انرژی خورشیدی از گرمای زمین و گرمای چوب نیز برای تولید انرژی استفاده میشود. برای سامانه گرمایش و سرمایش کف ساختمان از پمپ منبع گرمایی زمین استفاده شده است.
از طریق تعبیه لوله های داخل زمین میتوان 111درصد هوای بیرونی را جهت گرمایش و سرمایش به داخل ساختمان هدایت کرد.
گرمای اضافی مورد نیاز ازطریق قرار دادن شومینه در اتاق گاهگِلی که به فضای اداری نمایشگاه اتصال دارد تأمین میشود.
در اتاق کنفرانس از بخاری چوبی برای تولید گرما استفاده شده است.
تمام چوب موردنیاز از سایت تهیه میشود.
پروفسور مایکل یوتزینگر از دانشگاه ویسکونزین یک پروتکل برای کربن بنیاد لئوپولد بر اساس پروتکل گاز گلخانه ای انیستیتوی منابع جهانی تهیه کرد.
بر اساس گزارش تام کوبال میزان دی اکسید کربن تولید شده از مرکز برابر 1/09 متریک تن است که با 7/07 متریک بر تن اعالم شده جهانی در تعادل است.
نتیجه گیری:
چارچوب های معماری پایدار همگن بودن با محیط، ساختار بیولوژیکی و معماری بیولوژیکی است .فضا از نگاه اقلیمی جایی است
که مصرف کننده یا باشنده در آن می بایست آرامش نسبی اقلیمی داشته باشد بنابراین حجم جای دهنده باشنده باید به نحوی طراحی گردد که او را به آسایش اقلیمی مورد نظر برساند .
این حجم با خصوصیات کالبدی یا فیزیکی آن سنجیده می شود و تابعی از عناصر و عوامل آب و هوایی دما ، باد ، رطوبت و تابش خورشید است . آن چه در این گفتار آمده ،معرفی یک ساختمان سبز با کمترین میزان مصرف انرژی می باشد که در مرجله اول محیط زیست و حفط منابع طبیعی در طول زندگی آن اهمیت دارد.
این اولویت های جدید که طرح حای قدیمی ساختمانی را توسعه و تکمیل می نماید مشتمل بر اقتصاد ،سودمندی،دوام و لذت بردن است.
طراحی سبز بر شماری از منابع جدید زیست محیطی تاکید دارد که عبارتند از :
1-کاهش بی حفاظتی انسان در برابر مواد زیان آور
2-ذخیره نمودن انرژی غیر قابل تجدید و مواد کمیاب
1-کوتاه کردن چرخه طبیعی اثر اکولوزیک انرزی و مواد مصرفی
0-استفاده از انرژی و مواد قابل تجدید که به صورت پایدار تولید می شود.
9-نگهداری و بازسازی هوا ،آب ،خاک،گیاهان و جانوران محلی
ساختمان های با انرژی صفر ساختمان های هوشمند و با کیفیتی هستند که عمر طوالنی تر و هزینه نگهداری کمتر و رضایت مندی بیشتری را نسبت به روش های معمولی دارا هستند.یک ساختمان سبز ،نه تنها در مقابل طبیعت قرار نمی گیرد،بلکه در کنار و به موازات برای بهره برداری هر چه بیشتر از امکانات محیطی و تامین اسایش انسان شکل می گیرد.
در حال حاضر تمامی کشور های دنیا بدنبال گسترش این تکنولوژی می باشند
منابع:
1-رضوانی پور،پانته آ،حاجی زاده،مجید،ضرورت رویکرد پایدار در ایران،تهران،نشریه معماری و شهرسازی،شماره 111،زمستان
1107
-Marszal, A.J, Heiselberg, P., Bourrelle, J.S. , Musall, E. , Voss, K. , Sartori, I. and Napolitano, A. , 2011.
“Zero energy building – A review of definitions and calculation methodologies”. Energy and Buildings.
-Manrique, J(1994);» Air pollution dispersion by using solar energy«, International Communications in
Heat and Mass Transfer, Vol 21, Issue 1, PP: 29–39.
-Retrieved May 14, 2011, world wide web: http:// Tomas @ o joatomico
-Guzowski, Mary.(2010). Toward Zero Emergy Architecture, New Solar design.-UK: Laurence king.p,69

جهت دریافت مشاوره رایگان محصولات و اخذ اطلاعات تخصصی با شماره های زیر تماس بگیرید :
09127606716
09305501606
09303613350

پادنار بر قله افتخار