بررسی تاثیر بار برودتی و حرارتی بام سبزمرتبط با آتریوم بر مدیریت انرژی فضاهای آموزشی اقلیم سرد

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

کاوه شکوهی دهکردی ¹ ( - استادیار ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن، گروه معماری، رودهن، ایران. )
مریم فرهادیان ² ( دانشجو دکتری معماری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد، گروه معماری، شهرکرد، ایران. )

تاریخ دریافت : 1393/09/04 تاریخ پذیرش : 1394/09/18 تاریخ انتشار : 1396/06/01

کلید واژه: بار حرارتی و برودتی, مدیریت انرژی, بام سبز مرتبط با آتریوم, فضاهای آموزشی,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: فضاهای آموزشی ایران با جمعیت دانش‌آموزی حدود 12 میلیون نفر و رده پایین 75 درصدی مدارس در بحث مدیریت انرژی یکی از کاربری‌های اصلی هدر دهنده انرژی می‌باشند و این در حالی است که جمعت دانش‌آموزی ایران در حال گسترش و ذخایر انرژی تجدید ناپذیر در حال نابودی هستند. لذا ارایه پیشنهادهای مدرن در استفاده از منابع تجدید پذیر به‌عنوان منابع جایگزین در طراحی فضاهای آموزشی ایران یکی از ملزومات اساسی در جهت توسعه‌های آتی این کاربری است.از این ‌رو در پژوهش حاضر با معرفی معماری سبز به ‌عنوان یک منبع تجدید پذیر انرژی، مدل مدارس سبز با پوشش بام سبز در ارتباط با آتریوم با دریچه‌های قابل‌کنترل ارایه‌شده و تأثیر بار برودتی و حرارتی بام‌های سبز مرتبط با آتریوم در تهویه هوای تابستان و کنترل تلفات حرارتی زمستان در یکی از اقلیم‌های سرد ایران نسبت به نمونه مدارس متداول بررسی ‌شده است. روش بررسی: در این مقاله که به‌صورت توصیفی- تحلیلی است، ابتدا مدل مدارس سبز با بام سبز در ارتباط با آتریوم به ‌صورت فرضی به ‌عنوان مدل مناسب در صرفه‌جویی در مصرف منابع تجدید پذیر پیشنهاد شد و سپس این مدل به کمک نرم‌افزارcarrier Hap"" ( از پیشرفته‌ترین نرم‌افزارها در بحث بارهای برودتی و حرارتی که آنالیزهای آن مورد تایید شورای ساختمان‌های سبز آمریکا یا LEED هست) در شهر شهرکرد به‌عنوان نمونه شهری از ایران با اقلیم سرد شبیه‌سازی شد و در ادامه مقایسه‌ای بین بارحرارتی و برودتی حاصل از مدل پیشنهادی با بار حرارتی و برودتی مدل متداول ساخت مدارس در این اقلیم انجام گرفت. یافته‌ها: نتایج این پروژه مزیت استفاده از بام سبز در بهبود بار حرارتی در زمستان و بار برودتی در تابستان در مدل کلاس‌هایی با بام سبز در ارتباط با آتریوم را نسبت به کلاس‌هایی با بام‌های 40سانتی متری معمولی و یا بام‌های 66سانتی متری هم ضخامت با بام سبز در صرفه‌جویی در مصرف انرژی در تابستان و زمستان نشان داد، به‌نحوی‌که با ایجاد مدارس با بام سبز مرتبط با آتریوم در عین حفظ ارتباط دانش آموزان با طبیعت و استفاده از این پوشش به‌عنوان فضای کمک‌آموزشی به ترتیب به میزان (63،85) درصد در زمستان و (95،99) درصد در تابستان نسبت به بام معمولی 40 سانتی‌متری و بام 66 سانتی متری هم ضخامت با بام سبز صرفه‌جویی در مصرف انرژی رخ می‌دهد.

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: Educational spaces in Iran, with a student population of about 12 million people and lowgradedness of 75% of schools in terms of energy management, are one of the most energy wasting applications. Adding to this is the developing student population and non-renewable energy reserves which are under distruction. Therefore, it is essential to bind to modern proposals for the use of renewable energy sources as alternatives for designing educational spaces in Iran to step towards further development of this application. In this study, in line with the introduction of green architecture as a renewable source of energy, the green schools model covered with a green roof in connection with atrium has been presented. Moreover, the impact of atrium-related green roof cooling and heating loads on energy management in pedagogical spaces in Sharekors as one of the cold climate regions of Iran has been investigated. Method: In the present study, which is descriptive-analytic, suggested a synthetic model of atrium- related green roof has been suggested as a strategy for energy saving in pedagogical. For studying the heating load in summer and cooling load in winter, three classrooms in Shahrekord as an example of cold climate region in Iran were simulated by Carrier Hap software (Hourly Analysis Program, one of the most modern softwares for heat transfer analysis whose results of are accepted by the U.S Green Building Council or LEED). Findings: The results of this project showed the advantage of using  green roofs for improvement of heating load in the winter and cooling load in summer in the classes with atrium-related green roofs  over the classes with 40-cm and 66-cm  conventional roofs .

منابع و مأخذ:

 

1-      Rodney H. Matsuoka. 30 September 2010, Student performance and high school landscapes: Examining the links. Landscape and Urban Planning, Volume 97, Issue 4, Pages 273-282.

2-      برایان-ادوارد، (نویسنده)، تهران. شهروز، (مترجم)،1389، رهنمون­هایی به‌سوی معماری پایدار، انتشارات مه رازان ، 252 صفحه

3-      مظفری ترشیزی.حسین،1384، راهکارهای بهینه‌سازی مصرف سوخت در مدارس،سازمان نوسازی ،توسعه و تجهیزات مدارس دفتر فنی،160 ص.

4-      زیاری.کرامت الله، 1388،  اصول و روش­­های برنامه‌ریزی منطقه‌ای، شماره 24 انتشارات دانشگاه تهران.320صفحه.

5-   بهادری نژاد.،مهدی و صفر زاده. حبیب‌الله ، 1369، طراحی یک ساختمان بی‌نیاز از انرژی­های فسیلی، ژورنال انرژی خورشیدی جلد 4 ،شماره 36 ، ص  365-375.

6-      صیادی.،سید احسان، 1391، معماری پایدار.نشر لوتوس، چاپ دوم ،200ص.

7-      پیرایی. مهرانگیز،1391، معماری سبز،نشر کالج، چاپ اول،کردستان،سنندج.68ص.

8-   واتسون.دانا و لبز.کنت(نویسندگان)، قبادیان.وحید(مترجم)،1373.طراحی اقلیمی اصول نظری و اجرایی کاربرد انرژی در ساختمان،دانشگاه تهران،موسسه انتشارات و چاپ،249ص.

9-   شکوهی.رحمان و حجابی تار قلی. ویدا،1392 ، بررسی نقش فضاهای باز ساختمان به‌مثابه شش­های تنفسی در ادامه حیاط این موجود زنده،ولین همایش ملی معماری پایدار و توسعه شهری، 9ص.

10-  کسمائی. مرتضی ،1389، اقلیم و معماری،.نشر خاک پاییز،چاپ ششم ،اصفهان، 289ص.

11-  مفیدی شمیرانی.سید مجیدو مدی.حسن ،1386، آتریوم نماد یک معماری پایدار،ششمین همایش ملی انرژی،9ص.

12-  Weiler,s&.scholz-bart,k.2009 .green roof system aguid to the planing ,design,and construction of landscapes over structure. Published simultaneously in Canada .p108.

13-  JOHNNEL,J. 2007. Thermal Performance of Green Roofs in Cold Climates. Queen’s University Kingston, Ontario, Canada. September.p48-80.

14-  Foser,j & lowe,A &wenkelman, s.2012.the valueof green infrastructure for urban climate adaptation.the center for clean air policy.p300.

15-  Group building environmernt. 2012. Cooling the cities -Areview of reflective and green roof mitigation technologies to fight heat island and improve comfort in urban environment.solar energy.vol103.p:682-703.

16-  Shamsuddina*, s & Bahauddinb H & AbdAzizc N . July 2012,Relationship between the Outdoor Physical Environment andStudents’ Social Behaviour in Urban Secondary SchoolAcE-Bs BangkokASEAN Conference on Environment-Behaviour Studies,Bangkok, Thailand, 16-18.

17-  Dinsdle,s & pearen,b & wilson,ch.april2006.Feasibility study for green roof applicatio on Queen uneversity campuse".Queen physical plant services.58pp.

18-  Taylor,F.2009. Coping with ADD – the surprisingconnection to green play settings. Environment and Behavior 33 (1), 54–77.

19-  Kaplan, S. 1993. The role of natural environment aesthetics in the restorative experience.In: Gobster, P.H. (Ed.), Managing Urban and High-Use Recreation Settings, General Technical Report NC-163. Forest Service, USDA, St. Paul, MN, pp. 46–49.

20-  Duncan, s. 1997, oreginal green school tool: creat healthy school environment through resourcr efficiency, eashington country health tem, 500pp.

21-  Corden,, Y. September2011. Efficacy of Green Roof Technology in Colder Climates.  Earth Common Journal Vol. 1, No. 1 p73.

22-  Virtudes, A & Manso,M. 2012. Green Walls Benefits in Contemporary City, Department of Civil Engineering and Architecture, University of Beira Interior, Portugal, p207.