گروه‌‌بندی‌ براساس نیازهای حرارتی انسان در فضای داخلی ساختمان

گذشته از عملكرد سیستم‌های حرارتي یا برودتی موجود در فضاهاي داخلي ساختمان، شرايط محيطي ايجاد شده در اين فضاها حاصل تاثير شرايط اقليمي بر كالبد ساختمان نیز هست. به‌همین دلیل، اجزاء و عناصر ساختمان مي‌تواند نقش قابل توجهي در تامين شرايط آسايش در فضاهاي داخلي آن داشته باشد. همان‌طور كه لباس انسان مي‌تواند در محدده‌اي از تغييرات شرايط آب و هوايي شرايط مناسبي براي انسان ايجاد كند، عناصر كالبدي ساختمان مثل ديوارها، بام، كف و پنجره نیز مي‌تواند در محدوده‌اي از تغييرات عناصر اقليمي، شرايط مناسبي در فضاهاي داخلي فراهم سازد. بدون شک در شرايط حاد اقليمي نمی‌توان تنها با تغيير نوع لباس يا پناه بردن به‌سايه يا آفتاب يا بهره‌گيري از وزش باد شرايط مطلوبي براي انجام فعاليت در فضاي آزاد ایجاد کرد و معمولاً در چنين شرايطي فضاهاي داخلي مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حقيقت ساختمان كالبدي است براي فعاليت‌هاي مختلف انسان كه فضاي احاطه كننده او را از فضاي آزاد جدا مي‌سازد. مانند لباس انسان كه بدن او را از محيط اطراف جدا می‌کند و مانع از تاثير مستقيم شرايط حرارتي یا شرايط محيطي فضاهاي داخلي بر آن می‌شود. بنابراين، همان‌طور كه منطق حكم می‌کند كه در شرايط آب و هوايي متفاوت لباس‌هاي مناسب آن شرايط را بپوشيم، لازم است عناصر كالبدي ساختمان هم مناسب با شرايط آب و هواي مکانی كه در آن احداث می‌شود انتخاب گردد. در مورد عملكرد حرارتي ساختمان نیز چنين واقعيتي وجود دارد که در تمام نقاط كشور و در تمام مواقع سال نمي‌توان تنها با استفاده از عناصر اقليمي يعني تابش آفتاب، وزش باد و … شرايط كاملاً مطلوبي در فضاهاي داخلي ساختمان ايجاد كرد. در مواقعي از سال ناگزير هستيم با استفاده از وسائل گرم كننده، سرد كننده يا دفع كننده رطوبت، فضاهاي داخلي را در حد آسايش ساكنين آن كنترل كنيم. اما اين واقعيت نبايد باعث نادیده گرفتن استفاده از عناصر اقليمي در كنترل فضاهاي داخلي شود. این نکته زمانی اهمیت خود را نشان می‌دهد که دریابیم موقعيت خاص جغرافيايي كشور ما شرايط مناسبي را از نظر استفاده از انرژي‌هاي فنا ناپذير به‌وجود آورده است كه با كمي دقت در طراحي ساختمان و هماهنگ‌سازي آن با شرايط اقليمي، مي‌توان از شرایط اقلیمی موجود به‌نحو مطلوبي در جهت گرمايش، سرمايش و به‌طور كلي تنظيم شرايط محيطي فضاهاي داخلي ساختمان بهره جست و در بخش عمده‌ای از سال، بدون مصرف سوخت، شرايط مناسبي را در اين فضاها ايجاد كرد.

برای تعیین خصوصیات كالبدی ساختمان یا سودمندی عناصر مختلف معماری، از جدول بیوكلیماتیك ساختمانی استفاده می‌شود. با انتقال شرایط آب و هوایی مورد نظر بر این جدول، می‌توان وضعیت حرارتی هوا را از نظر آسایش انسان در فضاهای داخلی ساختمان مورد بررسی قرار داد و از این طریق میزان سودمندی عناصر مختلف معماری را در شرایط مختلف آب و هوایی تعیین نمود. در این بررسی برای گروه‌بندی ایستگاه‌های مورد نظر در ارتباط با سودمندی عناصر جدارهای خارجی ساختمان، ابتدا شرایط زمستانی و تابستانی ایستگاه‌های مورد بررسی براساس این تعاریف که برپایه عملکرد حرارتی عناصر مختلف طراحی و ساختمان در تعدیل شرایط حرارتی هوای داخل ساختمان تبیین شده، نام‌گذاری شده ‌است. این نام‌گذاری با مقایسه شرایط آب و هوایی هریک از ایستگاه‌های مورد نظر (بانک داده‌های اقلیمی ایستگاه‌های سینوپتیک) و آستانه‌های مشخص شده در جدول بیوکلیماتیک ساختمانی انجام شده است. در مرحله بعد، ایستگاه‌های مورد بررسی بر پایه تشابه شرایط زمستانی و تابستانی گروه‌بندی شده‌اند. برای اطلاع از نتایج این گره‌بندی به این جدول مراجعه کنید.

برای بررسی دقیق‌تر حدود عملکرد عناصر مختلف طراحی و ساختمان و هم‌چنین درصد سالانه نیازهای حرارتی انسان در فضاهای داخلی ساختمان‌ در شرایط اقلیمی متفاوت و گروه‌بندی ایستگاه‌های مورد بررسی براین اساس، برنامه‌ای تهیه شده که می‌تواند از طریق مقایسه شرایط حرارتی هوا در هرساعت از سال با آستانه‌های حرارتی مشخص شده در این شکل که براساس آخرین ویرایش جدول بیوکلیماتیک ساختمانی در نرم ‌افزار Climate Consultant تهیه شده، میزان سودمندی هریک از
عناصر طرحی و ساختمان را در تعدیل شرایط حرارتی داخل ساختمان مشخص نماید. دقت این برنامه در حد یکدهم درجه سلسیوس و یک درصد رطوبت نسبی است.

با استفاده از برنامه یاد شده و آمار دوساعته موجود در بانک داده‌های اقلیمی، وضعیت حرارتی هریک از ایستگاه‌ها در ساعت‌های مختلف سال (8760 ساعت) با آستانه‌های حرارتی جدول بیوکلیماتیک ساختمانی مقایسه و سودمندی عناصر مختلف طراحی و ساختمان به‌صورت درصد نیازهای حرارتی (نسبت کل ساعت‌های مربوط به‌هر عنصر به‌کل ساعت‌های سال) تعیین شده است. در این محاسبات، مجموع ساعت‌هایی که دمای هوا پایین‌تر از 10 درجه سلسیوس بوده به‌عنوان شرایط نیاز به‌محافظت ساختمان در برابر باد و مجموع ساعت‌هایی که دمای هوا بالاتر از 21 درجه سلسیوس بوده به‌عنوان شرایط نیاز به‌سایه در نظر گرفته شده است. هم‌چنین 200 میلی‌متر بارندگی ماهانه حداقل در سه ماه از سال به‌عنوان معیار محافظت ساختمان در برابر بارندگی منظور شده است. نتایج به‌دست آمده از این بررسی در جدول درصد نیازهای حرارتی انسان در فضاهای داخلی ساختمان ثبت شده است.

درصدهای تعیین شده در مرحله قبل می‌تواند نشان دهنده میزان سودمندی یا اهمیت هریک از عناصر طراحی و ساختمان در سازگاری ساختمان با شرایط آب و هوایی محل مورد نظر باشد. از اینرو در ادامه این بررسی براساس درصدهای ثبت شده در جدول یادشده و با در نظر گرفتن معیارهای تعیین اولویت اهداف عمده طراحی اقلیمی، میزان اهمیت اهداف عمده طراحی اقلیمی در هریک از ایستگاه‌های مورد نظر تعیین و نتایج آن در این جدول ثبت شده است. هم‌چنین برای نشان دادن میزان اهمیت مقاومت جدارهای خارجی ساختمان در برابر انتقال حرارت، نیاز به‌عایق حرارتی در جدارهای خارجی ساختمان از حاصل جمع درصدهای سالانه نیاز به‌گرمایش و نیاز به‌سرمایش تعیین و در جدول یاد شده ثبت شده است. همان‌طور که ارقام ثبت شده در این ستون از جدول نشان می‌دهد، نیاز به‌عایق حرارتی یا عایق‌کاری جدارهای خارجی ساختمان در تمام ایستگاه‌های مورد بررسی بیش‌از 30 درصد است. به‌عبارت دیگر، از نظر هماهنگ‌ساز ی ساختمان با شرایط اقلیمی و صرفه‌ جویی در مصرف سوخت، نصب لایه عایق حرارتی در جدارهای خارجی ساختمان در کلیه نقاط ایران ضروری است.

در اقدام بعدی، براساس درصدهای تعیین شده برای هریک از اهداف عمده طراحی اقلیمی در ایستگاه‌های مختلف، ترتیب اولویت این اهداف برای هریک از ایستگاه‌های مورد بررسی تعیین شده است. در تعیین این اولویت‌ها، دو هدف «افزایش رطوبت هوا» و «جلوگیری از افزایش رطوبت هوا»  که به‌محوطه سازی ساختمان مربوط می‌شود در ‌نظر گرفته نشده است. نتایج بدست آمده از این بررسی در جدول ترتیب اولویت اهداف عمده طراحی اقلیمی نشان داده شده است.

Advertisements