28315

طراحي دبيرستان با رويكرد كاهش مصرف انرژي با تاكيد بر استفاده از ديوار ترومب (نمونه موردي: دبيرستان پسرانه در تهران)

كارشناسي ارشد

معماري پايداري

1398

1401/12/16

هانيه صنايعيان

معماري و شهرسازي

با توجه به اينكه مشكلات ناشي از سوخت¬هاي فسيلي و آلودگي هاي ناشي از آن باعث افزايش آلاينده¬ها شده و نياز به كنترل آنها است لذا معماران مرتبط با حوزه پايداري در تلاش هستند تا با استفاده از سامانه¬هاي جديد به كاهش مصرف انرژي در ساختمان كمك كنند. مدارس به عنوان يكي از مهمترين مكان¬هايي كه كودكان و نوجوانان در آن رشد و پرورش مي¬يابند و مي¬توانند با همسالان خود ارتباط بگيرند و خلاقيت و استعدادهاي خود را پيدا كرده نقش مهمي در زندگي و رفتار آنها دارد. اين مدارس با هدف ايجاد حس مشاركت و همكاري در ميان دانش¬آموزان براي دستيابي به آينده¬اي پايدار طراحي مي¬شوند. طراحي مدرسه با رويكرد كاهش مصرف انرژي در راستاي آموزش و صرفه جويي در منابع انرژي به دانش آموزان آنها را تشويق به حفظ محيط زيست و اقليم مي¬كند. در اين بين استفاده از سامانه¬هاي ايستا در جهت رفع نيازهاي گرمايشي، سرمايشي و نوررساني در ساختمان به پيشبرد اين هدف كمك مي¬كند. در معماري ايستا تلاش بر اين است كه بتوان آسايش حرارتي و راحتي در فضاي داخلي را به طور طبيعي بدست آورد. استفاده از اين سامانه¬ها در بنا مسئله تازه¬اي نيست و از گذشته¬هاي دور در طراحي از آنها استفاده مي¬شد. اين سامانه¬ها با دريافت نور خورشيد و ذخيره آنها مي¬توانند در طول روز آن را به داخل فضا توزيع كنند و بايد به گونه¬اي طراحي شوند كه در نهايت بتوانند انرژي بهينه توليد كنند. اين سامانه¬ها از كارآمدترين روشهايي است كه نياز حرارتي ساختمان را بدون استفاده از انرژي فسيلي و با بهره¬مندي از منابع انرژي تجديدپذير مدنظر قرار مي¬دهد. از مهمترين مزيتهاي استفاده از اين سامانه¬ها سازگاري با محيط، كاهش استفاده از سوخت-هاي فسيلي و اثرات زيست محيطي است. يكي از فاكتور¬هاي مهم در طراحي مدرسه بهره¬گيري مناسب از نور روز است. چرا كه طبق تحقيقات انجام شده شدت و ميزان نور روز كمك مي¬كند تا دانش¬آموزان با تمركز بيشتري در كلاس حاضر شوند و كيفيت نور از عوامل مهم و تاثير¬گذار بر كارايي و عملكرد دانش¬آموزان است و اين امر باعث مي¬شود تا ميزان استرس و تنش در آنها كاهش يابد. همچنين قرارگيري در محيط¬هايي با نور روز طبيعي علاوه بر بالا بردن عملكرد و كارايي به حفظ سلامتي بدن نيز كمك مي¬كند. به دليل اينكه ماهيت نور روز با توجه به اقليم و شرايط آب و هوايي متغير است بنابراين اين ماهيت نور روز مي¬تواند در طراحي مدارس تاثير چشمگيري داشته باشد. از جمله اين سيستم¬ها كه به دريافت نور روز كمك مي¬كند سيستم ديوار ترومب است كه در اين مقاله به بررسي آن پرداختيم. اين ديوار سيستمي است جهت ذخيره¬سازي انرژي خورشيدي كه در سمت جنوب ديوار قرار مي¬گيرد و به دليل اينكه رنگ آن تيره است مي¬تواند در جذب نور نقش بيشتري داشته باشد. ديوار ترومب در اين پژوهش براي استفاده در زمستان و به منظور گرمايش محيط طراحي مي¬شود و با توجه به نتايج نور روز و انرژي مدلسازي صورت مي¬گيرد. در اين پژوهش با استفاده از روش شبيه سازي و نرم افزار ديزاين بيلدر با بررسي 16 حالت كلاس درس هم اندازه به متراژ 60 متر و براي 20 نفر خروجي نور روز و انرژي گرفته شده است. براي هر حالت ابتدا براي نمونه¬هاي بدون سايبان خروجي نور روز گرفته شد و در هر حالت تنها اندازه پنجره را تغيير داديم تا به ميزان كفايت و خيرگي مناسب برسيم. اما چون نتايج بدون سايبان با نتيجه مدنظر متفاوت بود لذا همان نمونه¬ها دوباره با سايبان طراحي شدند و خروجي نور روز براي آنها گرفته شد. با بررسي تمام نمونه¬ها با توجه به طراحي مدل¬هاي مختلف و بدست آمدن خروجي¬هاي نور روز و انرژي در نهايت مدل نهايي براي طراحي با شبيه¬سازي ديوار ترومب در فاصله 1.20 متري از زمين شد و پنجره طراحي شده براي كلاس 20 سانتيمتر بالاتر از ديوار ترومب قرار گرفت و براي گرفتن نتايج بهتر نور روز و انرژي براي پنجره سايبان و لوور طراحي شد.

1402/03/08

High school design with the approach of reducing energy consumption with emphasis on the use of Trombe wall (case example: boys' high school in Tehran)

3/6/2024 12:00:00 AM

Considering that the problems caused by fossil fuels and the pollution caused by it cause an increase in pollutants and there is a need to control them, therefore, architects related to the field of sustainability are trying to reduce energy consumption by using new systems. Help in the building. Schools, as one of the most important places where children and teenagers grow up and can communicate with their peers and find their creativity and talents, play an important role in their lives and behavior. These schools are designed with the aim of creating a sense of participation and cooperation among students to achieve a sustainable future. The design of the school with the approach of reducing energy consumption in order to educate and save energy resources encourages students to preserve the environment and climate. Meanwhile, the use of static systems to meet the needs of heating, cooling and lighting in the building helps to advance this goal. In static architecture, the effort is to achieve thermal comfort and comfort in the interior naturally. The use of these systems in building is not a new issue and they were used in the design since the distant past. By receiving sunlight and storing it, these systems can distribute it throughout the day and should be designed in such a way that they can produce optimal energy. These systems are one of the most efficient methods that consider the thermal needs of the building without using fossil energy and with the benefit of renewable energy sources. One of the most important advantages of using these systems is compatibility with the environment, reducing the use of fossil fuels and environmental effects. One of the important factors in school design is the proper use of daylight. Because according to the conducted research, the intensity and amount of daylight helps the students to attend the class with more concentration and the quality of light is one of the important and influencing factors on the efficiency and performance of the students and this causes to reduce the amount of stress and tension in them. Also, being in an environment with natural daylight, in addition to increasing performance and efficiency, also helps to maintain the health of the body. Because the nature of daylight varies according to the climate and weather conditions, so this nature of daylight can have a significant impact on the design of schools. Among these systems that help to receive daylight is the Trombe wall system, which we discussed in this article. This wall is a system for storing solar energy, which is placed on the south side of the wall, and because its color is dark, it can play a greater role in absorbing light. In this research, the Trombe wall is designed for use in winter and for the purpose of heating the environment, and it is modeled according to the results of daylight and energy. In this research, by using the simulation method and Design Builder software, the daylight and energy output has been taken by examining classrooms of the same size of 60 meters and for 20 people. For each mode, the daylight output was first taken for the samples without canopy, and in each mode, we only changed the size of the window to reach the appropriate level of sufficiency and glare. But because the results without the canopy were different from the intended result, the same samples were designed again with the canopy and the daylight output was taken for them. By examining all the samples according to the design of different models and obtaining the daylight and energy outputs, finally the final model for the design was created by simulating the Trombe wall at a distance of 1.20 meters from the ground and the window designed for class 20 Centimeters higher than the trombe wall and designed to get better results of daylight and energy for awning windows and louvres.

كاهش مصرف انرژي , ديوار ترومب , مدرسه , سايبان , نور روز

: reducing energy consumption , Trombe wall , school , canopy , daylight

Elnaz Mahboubi Majd

Haniyeh Sanayeiyan