انرژی باد در تهویه مطبوع در اقلیم معتدل و مرطوب

شهر نوشهر در استان مازندران و در اقلیم معتدل و مرطوب قرار دارد. از آن جایی که این شهر در اکثر روزهای سال دارای رطوبت بالا می باشد ، ایجاد کوران هوا بین ساختمان ها و در داخل ساختمان مفید واقع می شود.

برای کنترل باد در مراحل طراحی معماری و طراحی شهری ، داشتن اطلاعات کافی در زمینه ی سرعت و وضعیت آن ضروری است. هر چند سرعت و جهت باد در سطح بافت، معابر و حتی داخل ساختمان ها ، به سرعت و جهت باد محلی بستگی دارد ، ولی گاهی به شدت تحت تأثیر ویژگی های طبیعی و معماری محیط قرار می گیرد و تغییر می کند.

در مقاله حاضر به بررسی وضع جریان باد چند بلوک مسکونی در محله هلستان نوشهر پرداخته شده تا با بررسی کوران هوا در خارج و داخل ساختمان ، راهکارهایی جهت استفاده بهینه از جریان هوا به دست آید.

یکی از ارزان ترین روش های تهویه ، تهویه طبیعی می باشد که با ایجاد جریان هوای طبیعی در داخل ساختمان صورت می پذیرد. در معماری سنتی ایران، تهویه طبیعی، بخش مهمی از طراحی ساختمانها بوده است. اما امروزه استفاده بهینه از انرژی باد تا حد بسیار زیادی نادیده گرفته شده است.

جريان باد مي تواند به سه شكل مختلف ، محيط و ساختمان ها را تحت تاثير قرار دهد  :

• خنک سازی
• تهویه
• ایجاد مزاحمت

1- خنک سازی : جريان باد مي تواند به كمك فرآيند همرفتي باعث تسريع تبادل حرارت بين بدن و هوا شـده و در نتيجـه ايجـاد خنكـي كند  .

2- تهویه : تهویه ی طبیعی یعنی استفاده از فرآیند جابه جایی هوای داخل ساختمان با هوای تازه ی بیرون آن ، بدون بهره گیری از دستگاه های مکانیکی که موجب صرفه جویی در مصرف انرژی های فسیلی  می شود .

3- ایجاد مزاحمت : باد گاهي به يكي از دلايل اصلي ناراحتي در فضاهاي باز و داخل ساختمان ها تبديل مي شود .

جریان باد در اثر برخورد با ساختمان ها ، توده های گیاهی و حتی عوارض طبیعی سطح زمین تغییر مسیر می دهد.

اگر در این تغییر مسیر ، باد از فضایی باز و گسترده به فضایی محدود و باریک برسد، سرعت و شدت آن افزایش می یابد ، به طوری که می تواند موجب بروز ناراحتی برای عایران شود .

شهر نوشهر داراي رطوبت نسبتا بالايي مي باشد ، باران نيز در اكثر روز هاي سال بـر مـردم ايـن خطـه مـي بـارد . لـذا كنترل باران براي جلوگيري از ورود به داخل و از طرفي ايجاد جريان هوا توسط انرژي باد به داخل ، كاري مـورد توجـه اسـت .

بدين جهت كوران هوا در اطراف ساختمان ها و در داخل ساختمان از اهميت ويژه اي برخوردار است.

انرژي باد ، حاصل از هواي متحرك است كه به وسيله گرماي غير يكنواخت سطح كره زمين كه حاصل عملكرد خورشـيد است ، بوجود مي آيد . سطح زمين اشعه خورشيد را بطور غير يكنواخت جذب مي كند .

پس از انقلاب صنعتي ، انسان دريافت كه منابع انرژي فسيلي تجديد ناپذير بوده و اين منابع ارزشمند تمام خواهند شـد . بنابراين ، جهت كمتر وابسته شدن به منابع انرژي فسيلي ، به توسعه تكنولوژي هاي تجديدپذير ، پرداخته است .

شكل زمين ، پوشش طبيعي گياهي ، مجاورت با پستي و بلندي هاي قابل ملاحظه ، پهنه هاي وسيع آب ، جنگلزارها ، همجواري با نقاط مسكوني شهري و محيط طبيعي و روستايي ، اطلاعات ارزنده اي درباره وضعيت اقليمي مكان مورد مطالعه و عوامل موثر در آن ، از جمله باد هاي محلي ، در اختيار قرار مي دهد .

براي كنترل بـاد در مراحـل طراحـي معمـاري و طراحي شهري ، داشتن اطلاعات كافي در زمينه ي سرعت و وضعيت آن ضروري است .  هر چند سرعت و جهت باد در سـطح بافت ، معابر و حتي داخل ساختمان ها ، به سرعت و جهت باد محلي بستگي دارد ، ولي گاهي به شدت تحت تأثير ويژگي هاي طبيعي و معماري محيط قرار مي گيرد و تغيير مي كند .

شهر نوشهر داراي رطوبت بسيار بالا مي باشد . از آنجايي كه شهر نوشهر در هاله اي از فضاي سبز و جنگل قـرار گرفتـه ، باد هاي مزاحم ندارد ، اما جريان هوا براي كم كردن رطوبت ، موثر مي باشد .

• جهت استقرار:

شکل و جهت مجموعه از نیاز یا عدم نیاز به دریافت باد تاثیر می پذیرد  . اگر نياز به دريافت باد وجود داشته باشد ، بهتر است مجموعه به شكل شطرنجي ساخته شود و اگر لازم باشـد سـاختمان ها از جريان باد محفوظ بمانند ، قرار دادن ها در آرايش نواري مي تواند از برخورد باد به رديف هاي پشتي جلـوگيري كنـد.

برای كنترل فشار باد بر ساختمان های بلند ، نمای باريك ساختمان بايد تا حد امکان رو به باد قرار گيرد.

حداكثر فشار هـوا در جبهـه رو بـه بـاد سـاختمان و حـداكثر سرعت جريان هواي داخل زماني ايجاد مي شود ، كه نماي ساختمان عمود بر جهت وزش باد باشد .

قرار دادن ساختمان ها به صورت خطي در سايت ،كانال هاي باد ايجاد مي كند .

اما اگر ساختمان ها بـه صـورت پلـه اي در سايت جاي گذاري شوند ، پتانسيل استفاده از سرمايش طبيعي را افزايش مي دهد .

ساختمان ها مي بايد با يك الگوي نامنظم در سايت چيده شوند و از قرار دادن مسيرهاي پيوسته طولاني بين بناها در جهت باد غالب ، پرهيز شود .

در بررسي هاي انجام شده در اين منطقه ، خانه ها كنار هم قرار داده شده اند و جدا از داشتن حياط در بخش ابتدايي يـا انتهايي ، واحد هاي مسكوني از ديوار فاصله دارند.

بايد توجه داشت كه ساختمان و بازشوهاي آن ، در سايه باد موانع رو به باد قرار نگيرند .

خصوصيات خارجي ساختمان به خودي خود مي تواند تأثير زيادي در توليد فشار هوا داشته باشد .

اگر جريان هوا با زاويه  45 درجه به نماي ساختمان بوزد ، يك ديوار بال مانند در انتهاي پشت به باد ساختمان ، يا بال جلو آمده يك ساختمان به شكل  L مي تواند فشـار بـاد را دو برابر نمايـد .

چنين تأثير مشابهي را مي توان با جلو آمدگي هاي رو به باد لبه بام ، ايجاد نمود .

در بررسي هاي انجام شده در اين منطقه ، خانه ها داراي جلوآمدگي براي هدايت بهتر جريان باد هستند .

براي افزايش اثر باد بر ساختمان ، بايد بنا داراي جبهه هايي رو به فضاهاي باز با پنجره هاي متعدد باشد . نماي رو بـه بـاد در ساختمان هاي كم ارتفاع و همچنين بناهاي مرتفع مناطق بادخيز ، بايد تا حد امكان فاقد گوشـه هـاي تيـز و داراي شـكلي محدب باشد ، تا جريان باد به راحتي به طرفين ساختمان هدايت شود .

براي داشتن جريان هواي مناسب ، به فاصله اي نظير يك واحد مسكوني نيازمند است ، كه اين فاصله در بين خانـه هـاي اين محله پيش بيني شده است .

توزيع فشار در اطراف ساختمان ، جهت ورودي و ابعاد بازشوها بر جريان هوا در داخل فضا تاثير مي گذارد .

هنگامي كه باد نسبت به پنجره ورودي مايل بوزد ، سرعت هاي بالاتر در فضاي داخلـي رخ مي دهد . اين مسئله در واحدهاي مسكوني مورد مطالعه مورد بررسي قرار گرفتـه اسـت و تـاثير بسـزايي در تهويـه طبيعـي داخل دارد.

در منطقه مورد بررسي به جهت جلوگيري از ورود باران به داخل و هدايت جريان باد به منطقه زندگي ، همواره از جلوآمدگي بام استفاده مي شود.

به دليل طبيعت مازندران ، ايجاد فضاي سبز ، در طراحي مسكوني وجود داشته است . در گذشته ، استفاده هـاي بهتـري از اندازه هاي مختلف درختان ، براي هدايت جريان هوا مي شد . شاخ و برگ يك درخت ، به عنوان يك مانع در مقابـل جريـان هوا عمل مي نمايد . سرعت هوا در زير يك درخت ، نسبت به سرعت جريان هاي اطراف افزوده مي شود . فضاي سبز مي توانـد جهت جريان هواي ورودي به درون ساختمان را تغيير دهد .

با باد شكن ها مي توان تهويه فضاي داخلي بنا را بهبود بخشيد و پناهگـاه هـاي بسـيار آرامـي از نظـر سرعت باد در پشت ساختمان بوجود آورد . ايجاد فضاي باز در بادشكن ها ، كانال هاي بادي ايجاد مي كند كه سرعت باد را تـا 20درصد بالا مي برد .

نتيجه گيري در پلان :

• ايجاد پخ در كنج ها و زواياي مقابل باد جهت افزايش بهره وري از انرژي باد
• تعبيه بازشو در محل كوران در اطراف ساختمان صرفاً جهت ورود باد به داخل
• تعبيه ورودي در محل عقب نشسته پلان
• قرارگيري ساختمان بطوري كه ايجاد جريان هوا در اطراف را ايجاد كند
• استفاده از جلوزدگي بام

در اقليم شهر نوشهر ، ساختمان ها بايد داراي مسير عبور جريان هوا در اطراف باشند . فاصله بين بلوك هاي سـاختماني ، جهت زدودن رطوبت نيز مورد توجه مي باشد .

همانطور كه در بررسي ها مشاهده مي شود ، عـواملي كـه در جريـان هـوا بـه داخل موثرند ، در ساختمان هاي جديد ساخت كمتر رعايت شده اند . با در نظر گرفتن فاصله ها ، جهت قرار گيري سـاختمان ها ، تعبيه مناسب بازشوها و امكان ورود جريان هوا مابين بلوك ها ، مي توان استفاده از تهويه طبيعي را در اين منطقـه امكـان پذيرتر ساخت .

ساختمان هاي هم ارتفاع از لحاظ ايمني در مقابل باد ، بهتر جواب مي دهند .

• منبع :

مقاله ای با همین عنوان نوشته مهندسین نونا راجی ، آزاده محمودی ، حسین نعمتیان که فایل پی دی اف این مقاله نیز همراه با پاورپوینت برای دانلود قرار داده شده است .

• فایل های کمکی :

1- مقاله ای با عنوان "  تهویه طبیعی در ساختمان آموزشی اقلیم معتدل و مرطوب ( نمونه موردی شهر گرگان  ) نوشته مهندس الهام کبیر و دکتر عبدالباقی - در 12 صفحه -

2- مقاله ای با عنوان " پتانسيل سنجی انرژی باد و نقش بنيادين آن در تهويه مطبوع و زدودن رطوبت، ( نمونه موردی شهرستان رشت ) نوشته مهندسین مهناز محمودی و محبوبه پور موسی -در 10 صفحه

3-مقاله ای با عنوان " تحلیل رفتار باد در تهویه طبیعی و کاهش مصرف انرژی در بنای مسکونی مبتنی بر معماری بومی، مورد مطالعاتی: تأثیر ابعاد و جانمایی بازشو بر تهویه طبیعی در شهر آمل  " نوشته مهندسین رضا رهسپار منفرد و سعید عظمتی  در 12 صفحه