دیوار ترومب

دیوار ترومب

اسلاید 1: دیوار ترومب

اسلاید 2: تاریخچه:دیواری رو به آفتاب با رنگ سیاه یا دیوار شیشه ای که پشت آن دیواری قرار دارد،در سال 1881 توسط ادوارد مورس اختراع شد و در سال 1964 توسط مهندس فرانسوی فلیکس ترومب بکار گرفته شد.

اسلاید 3: دیوار شیشه ای

اسلاید 4:

اسلاید 5: ديوار ترومبنوعی دیوارذخیره ساز حرارتی که از یک دیوارتیره رو به جنوب ازجنس مصالح بنایی تشکیل یافته که باشیشه های عمودی پوشانده می شود. درهنگام شب ،دمای سطح جذب کننده دیوارو لایه های مجاور آن به پایین تراز دمای هوای اتاق سقوط می کند.این امر باعث می شود که با متراکم تر شدن هوای سرد در فضای شیشه ای،هوای سرد از پایین وارد فضای خانه شده و هوای گرم از دریچۀ بالا وارد محفظۀ بین دیوار و شیشه می شود. لذا عملی ترین شیوه کنترل منافذ، صفحه ای سبک وزن است که روی منفذ بالایی دیوار ترومپ لحاظ می شود.

اسلاید 6:

اسلاید 7: دتایل

اسلاید 8: دریچه تخلیهدریچه تخلیه نزدیک بالای دیوار که برای بیرون دادن هوا در طول تابستان استفاده می‌شود. این چنین دریچه‌هایی باعث می‌شوند که دیوار ترومب مانند یک دودکش خورشیدی عمل کند که هوای تازه را در طول روز حتی اگر نسیمی نباشد، به داخل پمپ کند

اسلاید 9: انواع دیوار ترومب:1-دیوار ترومب نوین2-دیوار ترومب بدون جریان هوا3-دیوار ترومب با جریان هوا4-دیوار ترومب بومی

اسلاید 10: ترومب نویندیوار ترومب متداول از یک دیوار بنایی معمولی بتنی با ضخامت ۴۰ تا ۲۰ سانتیمتر 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 می‌گیرد و شیشه با فاصله ۲۰ تا ۱۵۰ میلیمتر از دیوار قرار گرفته تا یک فضای جریان هوا ایجاد شود. گرمای خورشید پس از عبور از شیشه توسط دیوار جذب می‌شود و در آن ذخیره می‌شود و به آرامی توسط دیوار به داخل فضا هدایت شود. دیوار در طول روز گرم می‌شود و گرمایش را در طول شب به محیط داخل اتاق می‌دهد. یک سری دریچه‌هایی هم قرار دارد که می‌تواند در دیوارتعبیه شود تا اتاق را در طول روز هم گرم کند. شیشه مانع تابش گرما از سطح گرم دیوار به خارج می‌شود. گرمایی که توسط دیوار تابیده می‌شود در فضای بین دیوار و شیشه محبوس می‌شود و حدوداً ۸ ساعت طول می‌کشد تا گرما به فضای داخلی برسد. برای یک دیوارترومب با ضخامت ۴۰ سانتیمتر حدود ۱۰اتاق در طول روز راحت و دور از گرما باقی می‌ماند و این به طور فزاینده‌ای استفاده از سامانه‌های گرمایی و سرمایی رایج را می‌کاهد.

اسلاید 11: دیوار ترومب بدون جریان هوادر این دیوار ترومب از روش تشعشع برای انتقال گرما استفاده می‌شود گرمای خورشید در طول روز درون دیوار ذخیره می‌شود و در شب به روش تشعشع به داخل فضا آزاد می‌شود بنابراین این نوع دیوار ترومب فقط برای گرمایش به ویژه در شب استفاده می‌شود. این دیوار نقشی در گرمایش فضا در روزهای زمستان و سرمایش فضا در فصول گرم بازی نمی‌کند.

اسلاید 12: دیوار ترومب با جریان هوادر این نوع دیوار از روش تششع و برای انتقال انرژی می‌باشد. دو دریچه دمپر با ابعاد ۲۰ در ۵ به فاصله مساوی در بالا و پایین دیوار تعبیه می‌شود. بر خلاف نوع قبلی این نوع دیوار می‌تواند هم به عنوان یک سامانه گرمایشی و هم به صورت یک سامانه سرمایشی عمل نماید. فاصله بین دو جداره دیوار ترومب در روش جابه جایی ۱۰ تا ۱۵ سانتی می‌باشد.

اسلاید 13:

اسلاید 14:

اسلاید 15: دیوار ترومب بومیعدم وجود شیشه در این دیوارها بدان معنی نیست که نقش شیشه در آنها حذف شده است. بلکه در نوع بومی دیوار ترومب، مصالح دیگری، جایگزین شیشه شده است. دیوار ترومب بومی به طور معمول در ضلع جنوبی بنا قرار می‌گیرد. این دیوار متشکل است از دو دیوار آجری که نسبت به هم با فاصله معینی قرار گرفته‌اند و بین آنها یک فضای خالی وجود دارد دیوار آجری خارجی با ضخامت کمتری نسبت به دیوار داخلی می‌باشد. در حقیقت دیوار خارجی نقشی مشابه با شیشه را در دیوارهای ترومب نوین بازی می‌کند.[

اسلاید 16: پنجره‌ها در دیوار ترومبپنجره‌ها کارایی را تقلیل می‌دهند ولی ممکن است که برای نور طبیعی و دلایل زیبا شناختی استفاده شوند. اگر صفحه شفاف بیرونی به میزان زیادی اشعه فرابنفش را منتقل کند و پنجره درون دیوار حرارتی شیشه معمولی داشته باشد، استفاده مفید از نور فرابنفش برای گرم کردن در حین ممانعت از برخورد اشعه‌های فرابنفش با انسان و مبلمان صورت خواهد گرفت.در طراحی اولیه، دمای بسیار کمی از گرمای ذخیره شده را فضای داخل جذب می‌کرد و بیشتر این گرما در شب با جریان به سمت محیط بیرون از دست می‌رود، به این دلیل که مقاومت در مقابل جریان گرما بین سطح جمع‌کننده و فضای داخلی هر دو در یک سمت است. دیوارهای حرارتی مدرن دریچه‌هایی دارند که به قسمت بالا و پایین شکاف هوای بین صفحه شفاف و جرم حرارتی اضافه شده است. هوای گرم شده در حین همرفت به فضای داخلی ساختمان جریان پیدا می‌کند. دریچه‌ها درپوش‌های یکطرفه‌ای دارند که از همرفت در حین شب جلوگیری می‌کنند. این نوع طراحی یک جمع‌کننده حرارتی کاراست. با حرکت دادن حرارت دور از سطح دریافت کننده، از دست دادن حرارت در شب را به میزان زیادی کاهش می‌دهد و دریافت حرارت کلی را افزایش می‌دهد. و در کل دریچه‌های فضای داخلی در ماههای تابستانی که کسب حرارت نامطلوب است بسته می‌شوند

اسلاید 17: بررسی عملکرد ديوار ترومب در فصول سرد و گرمدر فصول گرم سال ، استقرار يك پنجره در ضلع شمالي بنا، در معرض بادهاي خنك شمالي و قرارگيري ديوار ترومب در ضلع جنوبي بنا لازمهايجاد اين نوع سرمايش ايستا مي باشد .لازم به ذكراست كه به منظورسرمايش و ايجاد تهويه هوا، بايد دريچه بالايي ديوار ترومب بسته ودريچهپاييني آن باز باشد .به علاوه، به منظور خروج هوا،ايجاد شكافي در قسمت خارجي سيستم ترومب،در بالاي شيشه (دريچه خروجي زير سقف)لازماست.به دليل اختلاف دمايي كه بين دو جبهه شمالي و جنوبي وجود دارد مكشي در هواي فضاي داخلي بنا ايجاد مي شود كه جريان هواي خنك رااز پنجره شمالي وارد فضا نموده و بدين ترتيب پس از خنك سازي فضاي داخل به سمت دريچه پاييني ديوار ترومب هدايت مي كند .جريان هوادر فضاي بين ديوار وشيشه گرم شده بالا رفته واز دريچه بالايي شيشه خارجي خارج مي شود

اسلاید 18: براي ايجاد گرمايش در فصول سرد، فضاي داخلي در روز، به روش جابه جايي جريان هوا از طريق دريچه هاي كنترل جريان هوا و در شب از طريقتشعشع ديوار داخلي گرم مي شود .بنابراين اين نوع ديوار بر خلاف نوع قبلي در فصول سرد در تمام مدت شبانه روز فضا را گرم مي نمايد. دريچهها در روز باز مي شوند و از دريچه پاييني، هواي سرد اتاق وارد فضاي بين ديوار ترومب و شيشه خارجي شده وپس از گرم شدن بالا مي رود .سپس هواي گرم شده از دريچه بالايي، وارد اتاق مي گردد .بدين ترتيب در زمستان هواي اتاق در روز گرم مي شود.درشب نيز براي گرمايش فضادريچه هاي بالايي وپاييني را مي بندند و ديوار ترومب حرارت جذب شده در طول روز را پس از طي زمان تاخير از طريق تشعشع به داخل فضاآزاد مي سازد

اسلاید 19: محاسن و معايب سيستم هاي خورشيدي غيرفعال محاسن و معايب گرمايش غير فعال را در سه مقوله مي توان جاي داد : اقتصاد ، معماري و آسايش .در مورد مقرون به صرفه و اقتصادي بودن آن ؛ اين سيستم نه تنها توانايي ذخيره انرژي براي گرمايش را دارد، بلكه در طراحي و ساخت يك ساختمانخورشيدي غير فعال، لزومي براي تحمل هزينه چندان اضافي نخواهد داشت. بزرگترين مزيت يك سيستم غير فعال ، سادگي طرح، اجرا و نگهداري آنمي باشد. يك سيستم غير فعال معمولا مي تواند توسط خود مردم با زمينه تكنيكي محدودشان، تاسيس، به كاراندازي و نگهداري شود. اين سيستم ها بامصالح متداول ساختماني ساخته مي شود و معمولا داراي عمري طولاني با دماي راه اندازي پايين بوده و عاري از هر گونه فن، پمپ، كمپرسور، لوله و ياكانال بوده و داراي قسمت هاي متحرك ناچيزي مي باشد. با توجه به اينكه در سيستم غير فعال هيچگونه وسيله مكانيكي به كار گرفته نمي شود، سروصداي ناشي از عملكرد آن خيلي كم و يا هيچ مي باشد. به علاوه اغلب سيستم ها از داخل ساختمان كاملا آشكار و قابل رويت مي باشند، و حال آنكهدر مورد سيستم غير فعال خورشيدي هيچ گونه رادياتور، كنوكنتور يا شبكه اي براي توزيع به چشم نمي خورد.

اسلاید 20: مساله آسايش در درجه اول بستگي به حفظ محيط حرارتي در آن حدي دارد كه بدن انسان بتواند بدون نياز به تعريق از يك سو و لرزش از سوي ديگر،به همان ميزاني كه حرارت توليد مي كند، از دست بدهد. درجه حرارت هواي داخلي براي آسايش در يك فضاي گرم شده غير فعال معمولا قدريپايين تر است و اصولا به مراتب پايين تر از درجه حرارت هواي فضايي است كه به وسيله دستگاه هوا ساز مورد گرمايش قرار مي گيرند. مزيت نسبتا نامحسوس ديگر گرمايش غير فعال خورشيدي حفظ يك كف گرم تر نسبت به سيستم هاي مكانيكي مرسوم ديگر است. در مقابل ، مشكل عمده اي كهبا سيستم هاي غير فعال همراه است، مساله كنترل حرارتي آن مي باشد.از آن جايي كه هر سيستم غير فعال از قابليت ذخيره گرمايي بالايي برخوردار است و اين قسمت ذخيره كننده ، بخشي از خود ساختمان بنا به شمار ميرود، توانايي آن براي نشان دادن واكنش هاي سريع به تغييرات جوي تا حد زيادي كند مي شود. همچنين ذخيره گرما مستلزم تغيير درجه حرارت يك

اسلاید 21: ماده است و چون مصالح ذخيره كننده قسمتي از فضاي زندگي است از اين رو اين فضا در مورد درجه حرارت نيز نوسان خواهد داشت. چنان چه اينسيستم به دقت طراحي نشود، نوسانات اضافي درجه حرارت فضا مي تواننند موجب شرايط نا مساعدي براي آسايش گردد.براي حل معايب اين سيستم در كاربردهاي مسكوني مي توان از پنجره هاي بازشو، سايه بان ها و يك سيستم گرمايشي كمكي، جهت كنترل حرارتياستفاده كرد. در كاربري هاي با مقياس بزرگتر مساله كنترل حرارتي، با انتخاب يك سيستم كمكي كه بتوتند به طور مثال نسبت به ما يحتاج آسايشيفضا واكنش نشان دهد، حل مي شود

اسلاید 22: معایب دیوار ترومب: 1- با توجه به اینکه در این سیستم دیوار و شیشه ای که در جلوی آن قرار دارد فاصلۀ خیلی نزدیکی دارند،تمییز کردن این شیشه از داخل،مشکل ساز است. 2- ترموسیرکولاسیون معکوس در شب ( هوای گرم ازمنفذ بالایی خارج و هوای سرد از پایین وارد فضای داخلی می شود. 3-انباشته شدن گردوغبار روی شیشه از داخل،که همان بحث تمییز کردن است که در بالا گفته شد. 4-نصب و راه اندازی و نگهداری عایق شبانه در این دیوارها دشوار می باشد. 5-هزینۀ بالا محاسن دیوار ترومب: 1- به عنوان یک سپر محافظ کننده بین ساکنین و تغییرات دمای سطح جذب کننده 2-گرما را از طریق ذخیره سازی حرارتی به کندی منتقل می کنند؛به همین دلیل دما را هم تعدیل و هم به تاخیر می اندازند.

اسلاید 23: نمونه اجرا شده دیوار ترومب

اسلاید 24:

اسلاید 25:

اسلاید 26:

اسلاید 27:

اسلاید 28: اجرای پروژه دیوار ترومب در شرکت توزیع برق استان خراسان شمالی

اسلاید 29: نتيجه گيريمقادير بسيار زيادي از سوخت هاي فسيلي تجديدناپذير كه امروزه براي توليد انرژي مصرف مي شوند، سوخت هايي هستند كه در دسترسنسل هاي آينده نخواهند بود و آيندگان از آن محروم خواهند ماند . فرآيندهايي كه در تبديل سوخت به انرژي نقش دارند، به دليل پخش و گسترشآنها در درازمدت اثرات منفي بر محيط خواهند داشت . اين شرايط مستلزم يك بازنگري اساسي و سريع در تفكر بشر، به ويژه در بخشي كه برنامهريزان و موسسات در فرآيند ساخت آن نقش دارند، خواهد بود . شكل و نوع فضاي ساختماني ايجاد شده براي آينده بايد بر اساس يك رويكردپاسخ گويانه و مسئولانه به طبيعت و استفاده از پتانسيل انرژي هاي پايان ناپذير به خصوص خورشيد باشد، چرا كه خورشيد يكي از منابع مهم انرژياست كه به فناوري هاي پيشرفته و پر هزينه نياز ندارد به عنوان يك منبع مفيد و تأمين كننده ي انرژي در بيش تر نقاط جهان به كار گرفته شود .نقش معماري و شهرسازي در اين جا به عنوان يك حرفه مسئوليت پذير است كه به طور وسيع اين جنبه ي مهم را پشتيباني مي كند . بنابراين، هدفاز كار معماران و شهرسازان در آينده بايد طراحي ساختمان ها و فضاهاي شهري به گونه اي باشد كه منابع طبيعي محفوظ بمانند و بهره برداري ازانواع قابل تجديد انرژي، به ويژه انرژي خورشيدي، تا حد امكان به طور گسترده مورد استفاده قرار گيرد .هدف اصلي در توسعه پايدار، تامين نيازهاي اساسي، بهبود ارتقا سطح زندگي براي همه، حفظ و اداره بهتر اكوسيستم ها و آينده اي امن تر وسعادتمندتر ذكر شده است . در اين مقاله ديوار ترومب به عنوان يكي از روش هاي استفاده از انرژي غير فعال خورشيدي كه در آن نياز به هيچگونهانرژي ورودي خارجي نبوده و از اين رو آلاينده هاي محيطي توليد نمي كند با هدف ارائه راهكاري در تامين گرمايش و سرمايش ساختمان ها وفضاهاي شهري مورد بررسي قرار گرفت. با استفاده از ديوار ترومب مواردي همچون عدم تكيه بر سوخت هاي فسيلي ،كاهش هزينه هاي مربوط بهگرمايش وسرمايش ، عدم اشغال فضاي داخلي و پايدار بودن اين سيستم حاصل مي گردد. بنابراين بهره گيري از ديوار ترومب مي تواند به عنوانرويكردي كارا جهت نيل به اهداف توسعه پايدار مورد استفاده قرار گيرد.