بررسی دیوار ترومپ به عنوان سامانه ای پایدار

بررسی دیوار ترومپ به عنوان سامانه ای پایدار

اسلاید 1: بررسی دیوار ترومپ به عنوان سامانه ای پایدارسمیه صوفی محبوبه مقدسی لیلا داخرجینیفرانک محمدی استاد مربوطه : آقای دکتر

اسلاید 2: آمار و ارقام نشان میدهد که 40 درصد از سهم مصرف انرژی به بخش ساختمان در کشور اختصاص دارد و این میزان در مقایسه با کشورهای صنعتی 3 تا 5 برابر بیشتر است . علاوه بر آن هزینه های گرمایش و سرمایش حتی با اعمال یارانه از طرف دولت رو به افزایش است و خانواده ها و دستگاه های دولتی و خصوصی باید مبالغ هنگفتی را جهت تامین گرما یا سرمای فضای مورد استفاده خود بپردازد و این در حالی است که ساختمان ها بیش از نیمی از مصرف انرژی جهان را به خود اختصاص داده اند . روش های بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان بسیار متنوع است ، یکی از این روش ها، دیوار ترومپ می باشد . دیوار ترومپ اگرچه ظاهرا به عنوان اختراعی جدید شناخته شده ، اما به عنوان یک تکنیک باستانی در معماری بومی کاربرد داشته و نقش موثری در گرمایش و سرمایش بناها ایفا میکرده است. این سامانه ایستای خورشیدی ، که به صورت جذب غیر مستقیم کار میکند ، انرژی تجدید پذیر خورشید را جای گزین انرزِ فسیلی کرده و بنابراین کمک شایانی به صرفه جویی انرژی می نماید .

اسلاید 3: مقدمه : بیش از یک قرن است که رابطه انسان با جهان طبیعی به دلیل طیف وسیعی از بحران های زیست محیطی ، به عنوان مقوله ای مهم مطرح است . مبحث توسعه پایدار ، با توجه به مسئله انرژی ، در سطح وسیعی در راس برنامه های فعلی بیشتر دولت هاست . انسان ، امروز از لحاظ صرفه جویی در مصرف انرژی در موقعیتی قرار دارد که هیچگاه تا بدین وضعیت بحرانی نبوده است . مصرف بی رویه انرژی فسیلی در ساختمان ها ، به ویژه ساختمان های مسکونی و با توجه به افزایش جمعیت بحران کمبود انرژی در آینده ای نه چندان دور قابل پیش بینی است . عملکرد اخیر کشورهای توسعه یافته در ساخت و ساز با هدف کاهش مصرف انرژی های فسیلی نشان میدهد این کشورها بحران در حال شکل گیری را درک کرده و جهت گیری های منطقی و اصولی را در پیش گرفته اند . این در حالی است که معماری ایرانی ، با سابقه چند هزار ساله خود ، تجربیات ارزشمندی را در همسازی و هماهنگی با طبیعت کسب کرده او به اجرا در آورده است و متاسفانه در چند دهه گذشته شکاف عمیقی در تداوم این هماهنگی ایجاد شده ، انسان از گذشته خود فاصله گرفته است ، تجربیات گذشتگان را نادیده می انگارد و یافته های علمی جدید در بهینه سازی انرژی را ارج نمی نهد .

اسلاید 4: الگو برداری از معماری بومی اما به صورت امروزی با توجه به رشد تکنولوژی و شهر نشینان دیگر مانند گذشته و به روش های سنتی نمی توانیم بناهای معماری خاق کنیم چون هم نیاز ما به فضای معماری عوض شده اند و هم روش های ساخت سنتی پاسخو نیستند اما می توان با توجه به فناوری های نوین معماری بومی را به زبان امروزی ترجمه و تبدیل کرد .سامانه های انرژی زای طبیعی که شامل سامانه های ایستا و فوق ایستا است ، وابسته به جریان انرژی تجدید پذیر هستند ، مانند تابش آفتاب و جریان هوا ( باد) که در میان و اطراف بنا موجود است و در جهت ایجاد آسایش انسان مورد استفاده قرار میگیرند . انرژی تجدید پذیر در سامانه های ایستا جریان نمی یابد ؛ بدین مفهمو که انرژی تجدید پذیر از میان بنا و بوسیله روش های طبیعی انتقال انرژی مثل تشعشع جریان پیدا کرده و سامانه گرمایشی و سرمایشی را قادر میسازد تا بدون احتیاج به انرژی فسیلی با مکانیکی عمل کند . مراحل اولیه ای که انرژی طبیعی در سامانه های ایستا باید طی کند تا بتواند در فضای داخلی مورد استفاده قرار بگیرد عبارتند از :

اسلاید 5: جذب انرژی از منبع ((Collection ذخیره کردن انرژی در یک انباره یا خازن انرژی storage))پخش کردن انرژی در فضاdistibution))سامانه ایستا از عناصر پیوسته ای تشکیل شده است تا بتواند بازدهی خاصی را که از قبل برای آن تعریف شده ایجاد کند . طراحی دقیق این عناصر برای عملکرد موثر سامانه بسیار مهم است . عوامل اولیه و ثانویه با هم به کار گرفته می شودتا فرایند انتقال نیرو انتقال بیافتند . از ترکیب و ترتیب عناصر اولیه یعنی c,s,d می توان سامانه های مختلف و متنوعی را طراحی کنیم . عناصر ثانویه و فرعی نیز وجود دارد که نقش بسیار بالایی در راندمان و یا موثر بودن سامانه دارد . همانطور که مطرح شد ، ترکیب و ترتیب عناصر اولیه یعنی جذب و ذخیره و پخش 3 نوع چیدمان میدهد . این 3 روش چیدمان در حقیقت 3 نوع رابطه بین نیروی طبیعیاطراف بنا و انبار ذخیره و فضای زندگی و کار است که اساس 3 نوع سامانه ایستا را تشکیل می دهد .

اسلاید 6: 1 – سامانه های جذب مستقیم 2 – سامانه های جذب غیر مستقیم 3- سامانههای جذب مجزا دیوار ترومپ از نوع سامانه های جذب غیر مستقیم میباشد . در این سامانه ، انرژی به طور غیر مستقیم وارد فضای کار و زندگی میشود و بنابراین یکی از مزیت های آن نسبت به سامانه های جذب مستقیم این است که انرژی را می توان به مقدار دلخواه وارد فضا کرد

اسلاید 7: برش عمودی دیوار ترومپ در شب و روز گرمایش فقط در شب

اسلاید 8: سرمایش در روزهای گرم تابستان بوسیله دیوار ترومپ

اسلاید 9: سیستم جذب مستقیم : نوعی سیستم گرمایشی ایستا است که از پنجره های رو به جنوبی تشکیل شده است که در زمستان ، نور خورشید را مستقیما به داخل ساختمان هدایت میکنند این انرژی را توسط مصالحی با جرم حرارتی بالا ، جذب می شوند .محاسن جذب مستقیم : بیشترین کارایی استفاده از پنجره های بزرگ دید به منظر را تسهیل می کند می تواند به خوبی از پنجره های صفه ای و نورگیرهای سقفی استفاده کند . معایب جذب مستقیم : بیش از حد روشن که میتواند موجب خیرگی و پریدگی رنگها شود .کف های ذخیره ساز حرارتی را نمی بایست با فرش پوشاند .نوسانات نسبتا بزرگ دما می بایست تحمل شود .اگر تمهیداتی پیش بینی نشود ممکن است بر افروختگی اتفاق افتد .

اسلاید 10: فضای خورشیدی : نوعی سیستم گرمایشی خورشیدی ایستا است که از اتاق شیشه ای ( آتریوم ، گلخانه،...) واقع در ضلع جنوبی یک ساختمان تشکیل شده است و از دیگر فضاها توسط یک دیوار مشترک جدا شده است .نکاتی در مورد سیستم فضای خورشیدی :عملکرد یک فضای خورشیدی ، بستگس به زاویه ی جهت گیری شیشه های اصلی آن نسبت به جهت جنوب دارد . استفاده از جرم حرارتی نقاط مناسب قرار دادن جرم حرارتی دیوار ذخیره ساز حرارتی جداکننده ساختمان نسبت سطح جرم حرارتی به مساحت تصویر شده شیشه 3به 1 است .شکل مخزن آب طوری باشد که نسبت سطح به حجم بیشتر باشد ؛ به دلیل دریافت بیشتر تشعشعات خورشید و آزاد کردن گرماب بیشتر.

اسلاید 11: در دیوار های انتهایی از شیشه استفاده نشود ، بهتر است دیوارهاای عایق بندی شده باشند و چند تا بازشو برای تهویه در تابستان ایجاد کنیم .بام طوری طراحی شود که جرم داخلی این فضا به هنگام تابستان سایه اندازی شود و در عین حال امکان تابش را در زمستان فراهم کند .دیوار مشترک ؛ فضای خورشیدی باید از فضای نشیمن جدا باشد .ایجاد منافذ در دیوار مشترک ؛ چون شیوه ی اصلی در اتصال حرارتی فضای خورشیدی و ساختمان مجاور از طریق جابجایی است .پهنای فضای خورشیدی ؛ عملکرد با زیاد شدن پهنا افزایش می یابد.گیاهان و دیگر اشیا سبک وزن دارای این خاصیت می باشند که انرژی خورشیدی را سریعا به هوای گرم شده انتقال می دهند .

اسلاید 12: دیوار ترومپ نوین : یک دیوار ترومپ متداول ، متشکل از یک دیوار بنایی ( معمولا بتنی ) با ضخامت 20 تا 40 سانتی متر که با رنگ تیره پوشیده شده و از مصالح جاذب حرارت در آنها استفاده شده است و مجاور یک شیشه یک جداره یا دو جداره قرار می گیرد ، شیشه با فاصله 15 تا 20 میلی متر از دیوار قرار گرفته تا یک فضای جریان هوا ایجاد شود . گرمای خورشید پس از عبور از شیشه توسط دیوار جذب و در آن ذخیره می شود و به آرامی توسط دیوار به داخل فضا هدایت می شود . دیوار در طول روز گرم می شود و گرمایش را در طول شب به محیط داخل اتاق پس می دهد . همچنین یک سری دریچه هایی هم میتواند در دیوار تعبیه شود تا اتاق را در طول روز هم گرم کند . شیشه مانع تابش گرما از سطح گرم دیوار یه خارج می شود . گرمایی که توسط دیوار تابیده می شود در فضای بین دیوار و شیشه محبوس می شود . برای یک دیوار ترومپ با ضخانت 40 سانتی متر حدود 8 تا10 ساعت طول می کشد تا گرما به فضای داخلی برسد . این بدان معنا است که اتاق در طول روز راحت و دور از گرما باقی می ماند و این بطور فزاینده ای استفاده از سامانه های گرمایی و سرمایی رایج را کاهش می دهد .

اسلاید 13: انواع دیوار ترومپ : 1 – دیوار ترومپ بدون جریان هوا 2 – دیوار ترومپ با جریان هوا