معرفی اصول طراحی ساختمان های مسکونی مطابق مبحث 19
در این نوشتار تصمیم داریم به اصول طراحی ساختمان بپردازیم. برای جلوگیری از هدر رفت انرژی و استفاده بهینه از آن، نیاز است که مهندسین و معماران، این اصول طراحی ساختمان را در نظر بگیرند تا شرایط مطلوب تری را برای استفاده کنندگان ساختمان فراهم آورند.
اصول طراحی ساختمان های مسکونی
طراحی معماری ساختمان بایـد حتـی الامکـان سـازگار بـا اقلـیم باشـد، تـا سـاختمان از شـرایط و امکان های مطلوب طبیعی بهره گیری نماید و در برابر شرایط نامطلوب اقلیمی محافظت گـردد. ایـن رویکرد در طراحی معماری ساختمان موجب می‌شود تا مقدار انرژی مورد نیاز بـرای تـأمین شـرایط آسایش حرارتی به حداقل برسد و بخشی از آن، از طریـق طبیعـی و در اکثـر مـوارد بـا اسـتفاده از سیستم های غیرفعال، تأمین شود. علاوه بر عایق کاری حرارتی، برخی از اصول طراحی ساختمان در بهره گیری از انرژی های طبیعی عبارتند از:
- جهت گیری ساختمان
- حجم و فرم کلی ساختمان
- جانمایی فضاهای داخلی
- جدارهای نورگذر
- سایبان‌ها
- اینرسی حرارتی جدار‌ها
- تهویه طبیعی
- جهت گیری ساختمان
یکی از مهم ترین اصول طراحی ساختمان ، جهت گیری ساختمان می باشد. جهت گیری ساختمان به سمت جنوب در بهره گیـری سـاختمان از انـرژی خورشـیدی بـسیار مـؤثر است. جهت گیری مناسب به این معنی است که جدار های نورگذر جنوبی، برای بهره برداری بیشتر از انرژی تابشی خورشید در کوتاه‌ترین روز سال، از ۹ صبح تا ۳ بعدازظهر، در معرض تـابش خورشـید قرار گیرند. به علاوه، ساختمان به نحوی قرار گیرد، که در طول سـال از باد هـای نـامطلوب محفـوظ باشد و ضمناً، در فصل گرم سال، بتوان از نسیم‌ها و بادهای مطلـوب بـرای تهویـۀ طبیعـی و حفـظ شرایط آسایش حرارتی استفاده کرد.
حجم و فرم کلی ساختمان
حجم و فرم کلی ساختمان در انتقال انرژی حرارتی بسیار مؤثر است. هر قدر نـسبت سـطح پوسـتۀ خارجی ساختمان به زیربنای آن کمتر باشد، انتقال حرارت ساختمان نیز کمتر خواهد بـود. توصـیه می‌شود در مناطق با نیاز انرژی زیاد، ساختمان به صورت متراکم طراحی شـود و از مقدار سطح پوستۀ خارجی نسبت به سطح زیربنای آن کاسته گردد. در اقلیم های گرم و مرطـوب و یا با نیاز سرمایی زیاد ساختمان باید به شکلی طراحی شود که امکان اسـتفاده از تهویۀ طبیعی برای تمام فضاهای داخلی فراهم گردد.
جانمایی فضاهای داخلی
فضاهای داخلی ساختمان به دو دستۀ فضاهای اصلی و فضاهای حایل تقـسیم مـی شـوند. فـضاهای اصلی فضاهایی هستند که در بیشتر اوقات شبانه روز مـورد اسـتفاده قـرار مـی گیرنـد و افـراد در آن سکونت دارند. فضاهای حایل ساکن ندارند و به طور مستمر مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. بهتر است فضاهای اصلی و فضاهای حایل به نحوی جانمـایی شـوند کـه فـضاهای حایـل بـین فضاهای اصلی و جبهه های نامطلوب ساختمان (از نظر حرارتی) قـرار گیرنـد، تـا انتقـال حـرارت از فضاهای اصلی به خارج در اوقات سرد سال (یا از خارج به فضاهای اصلی در اوقـات گـرم سـال) بـه حداقل برسد.
فضاهای اصلی باید حتـی الامکـان رو بـه جبهه های مطلـوب سـاختمان قـرار داشـته باشـند. جبهه های مطلوب ساختمان به ترتیب اهمیت عبارتند از: جنوبی، شرقی، شمالی. با استقرار فضاهای اصلی رو به جنوب، در اوقات سرد بخشی از گرمای مورد نیاز ساختمان از طریـق تـابش آفتـاب بـه داخل تأمین می‌شود.
جدارهای نورگذر
یکی دیگر از اصول طراحی ساختمان جدارهای نورگذر، شامل پنجره‌ها، نورگیر‌ها و ماننـد آنهـا می باشد که بایـد از قـاب هـای مرغـوب و بـدون درز مستقیم و دارای حداقل نشت هـوا باشـند. از طـرف دیگـر، ایـن جـدار‌ها بایـد جوابگـوی انتظـارات تعریف شده در دیگر مباحث مقررات ملی، نظیر مقاومت در برابر باد و ایمنـی در مقابـل حریـق نیـز باشند. استفاده از شیشه های معمول، یـا بـا مشخـصات حرارتـی برتـر بـه صـورت چند جداره و یا با دو قاب موازی برای این سطوح، به ویژه در مورد پنجره ها، توصیه می‌شود. قاب های این جدار‌ها باید از جنس مناسب، مانند چوب، پلیمر های مرغوب و یا فلـز، بـا حـداقل پل های حرارتی باشد. در صورت مناسب نبودن درزبندی دور قاب هـا، بایـد بـا اسـتفاده از نوارهـای انعطاف پذیر از نشت هوا جلوگیری شود. قبل از انجام عملیات درز بندی، باید اطمینان حاصـل شـود که دریچه های مخصوص ورود هوای تازه، به تعداد و اندازه مناسب، در تمامی فضاهای اصلی وجـود دارد، و اقدامات درزبندی شرایط بهداشت فضاهای داخل ساختمان را تحت الشعاع قرار نمی‌دهد.
در مورد پنجره های کشویی ساده، که فاقد یراق آلات مخصوص درزبندی هستند، امکـان بهبـود درزبندی منتفی است. استفاده از این نـوع بازشـو‌ها در سـاختمان هـای واقـع در منـاطق بـادخیز و همچنین در ساختمان های بلند به هیچ وجه توصیه نمی‌شود. مقدار سطوح نورگذر از نظر انتقال حرارت در ساختمان بـسیار مـؤثر اسـت. بـه علـت مقاومـت حرارتی اندک سطوح نورگذر نسبت به دیگر اجزای پوستۀ خارجی، هر قـدر مقـدار سـطوح نورگـذر نسبت به سطح پوستۀ خارجی کمتر باشد، اتـلاف حـرارت از سـاختمان کـاهش خواهـد یافـت. در نتیجه، در نظر گرفتن مقدار کافی و مناسب سطوح نورگذر، ضمن تأمین نور مناسب بـرای فـضاهای داخل، موجب کاهش انتقال حرارت به خارج خواهد شد. البته در بین نماهای مختلف یک ساختمان، سطوح نورگـذر جنـوبی عملکـرد حرارتـی بهتـری دارند و به جذب انرژی تابشی خورشید، برای تأمین بخشی از گرمای مورد نیاز در اوقات سرد کمک می‌کنند. بهتر است در جبهه های نامطلوب و سرد ساختمان، مقدار سطوح نورگذر، به حداقل میزان مورد نیاز برای تأمین روشنایی طبیعی کاهش یابـد. مشخـصات حرارتـی برخـی از انـواع جـدارهای نورگذر در پیوست ۹ مقررات ملی ساختمان آمده است.
پیشنهاد دانلود : مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان : صرفه جویی در مصرف انرژی
سایبان‌ها
سایبان‌ها برای کنترل میزان تابش آفتاب به سطوح نورگـذر سـاختمان بـه کـار مـی رونـد. در همـه مناطق اقلیمی لزوماً به سایبان نیاز نیست. برای معلوم ساختن این نیاز، باید اقلـیم منطقـه بـه طـور دقیق مطالعه شود. زاویۀ سایبان افقی یا عمودی باید با توجه به اوقات گـرم سـال و زوایـای تـابش خورشید در این اوقات تعیین شود. به این ترتیب، در اوقات گرم تمامی سطح پنجـره در سـایه قـرار
می‌گیرد و سایبان مانع از ورود تابش مستقیم خورشـید بـه داخـل و افـزایش دمـا و ایجـاد شـرایط نامطلوب حرارتی در فضای داخل می‌شود. ابعاد سایبان باید به انـدازه ای باشـد کـه، در اوقـات گـرم سـال، از تـابش خورشـید بـه داخـل جلوگیری کند و در اوقات سرد، بـرای اسـتفاده از گرمـای تابـشی خورشـید، امکـان ورود تشعـشع خورشید را به داخل فراهم کند.
اینرسی حرارتی
برخی عناصر ساختمان، مانند کف، سقف یا دیوار‌ها، که دارای اینرسی حرارتی یـا ظرفیـت حرارتـی زیاد(جرم زیاد) هستند، توانایی ذخیره سازی حرارت را دارند. گرما یا سرمای موجود در فضا بـر اثـر وجود ظرفیت حرارتی، به آن عناصر منتقل می‌گردد و در ساعاتی که گرما یا سرما مورد نیـاز اسـت به محیط بازگردانده می‌شود. در نتیجه، به کمک ظرفیت حرارتی عناصر ساختمان، از نوسان شـدید دما در فضای داخل کاسته می‌شود. میزان نیاز به عناصر حرارتی با ظرفیت حرارت زیاد بـستگی بـه نوع استفاده از فضا دارد. در فضاهایی که در طول شبانه روز به طور مداوم از آن هـا اسـتفاده مـی شـود، اینرسی حرارتی زیاد مطلوب است و عایق کاری حرارتی در سمت خارجی پوستۀ سـاختمان توصـیه می‌گردد. اما در فضاهای با استفاده منقطع در طول شبانه روز، اینرسی حرارتـی بهتـر اسـت تـا حـد ممکن کم باشد و عایق کاری حرارتی در سـمت داخلـی پوسـتۀ سـاختمان صـورت گیـرد.
تهویه طبیعی
فراهم ساختن امکان تهویۀ طبیعی در ساختمان‌ها موجب تـأمین بهتـر آسـایش حرارتـی و کـاهش مصرف انرژی سیستم های مکانیکی می‌شود. این موضوع، به خصوص در اقلیم های مرطـوب، اهمیـت زیادی دارد. در طراحی ساختمان در اقلیم های مرطوب، توصیه می‌شود که بـا تعبیـۀ بازشـوهـای روبـه رو و مسدود نکردن مسیر جریان هوا با عناصر داخلی، امکان ایجاد کوران در فضا‌ها فراهم شود. در اقلـیم گرم و مرطوب، بهتر است با تمهیداتی، مانند ایجـاد سـایه، دمـای هـوا، پـیش از ورود بـه فـضاهای داخلی ساختمان، کاهش یابد.
در اقلیم گرم و خشک، در اوقات گرم، تهویۀ طبیعی شبانۀ ساختمان موجب خنکسـازی تـوده مصالح می‌شود. در طول روز نیز، تهویۀ فضاهای داخلی، با هوای خنکشـده از طریـق سیـستم هـای ساده تبخیری، بخش قابل توجهی از نیازهای سرمایی ساختمان را تأمین می‌کند.
منبع:
