سایبان در طراحی ساختمان

سایبان ها برای کنترل میزان تابش آفتاب به سطوح نورگذر ساختمان به کار می روند. لزوماً در همه مناطق اقلیمی به وجود سایبان نیاز نخواهد بود. برای تعیین نیاز به وجود سایبان باید اقلیم منطقه به طور دقیق مطالعه شود تا اوقات گرم سال در منطقه مورد نظر تعیین شود.  در صورت وجود اوقات گرم باید در جبهه های مختلف ساختمان با توجه به اوقات گرم سال و زوایای تابش خورشید در اوقات مزبور زاویه سایبان افقی یا عمودیتعیین شود. به این ترتیب در اوقات مزبور تمامی سطح پنجره در سایه قرار گرفته و مانع از ورود تابش خورشید به داخل و افزایش دما و ایجاد شرایط نامطلوب حرارتی در فضای داخل می شود.

سایبان

استفاده از عایق حرارت در پوسته خارجی ساختمان سبب می شود که حرارت حاصل از منابع گرمایشی طبیعی نظیر انرژی تابشی خورشید، گرمای حاصل از ساکنین و گرمای حاصل از وسایل الکتریکی در فضای داخل باقی بماند و به عنوان منبع گرمایش کمکی مورد استفاده قرارگیرد. در نتیجه اگر در مناطق با نیاز سرمایی زیاد بر روی پنجره ها سایبان مناسب پیش بینی نشود، در اوقات گرم سال نه فقط دمای داخل طاقت فرسا شده، بلکه بار برودتی ساختمان نیز به مقدار قابل توجهی افزایش یافته و انرژی زیادی برای تأمین سرمایش لازم خواهد بود.برای پیشگیری از این امر باید روی پنجره های ساختمان های واقع در این مناطق سایبانی با عمق مناسب تعبیه گردد. منظور از عمق مناسب سایبان، عمقی است که در اوقات گرم سال از تابش خورشید به داخل ممانعت به عمل آید و در اوقات سرد برای استفاده از گرمای تابشی خورشید امکان ورود تشعشع خورشید به داخل فراهم شود. به همین منظور برای عرض های جغرافیایی ۲۵ تا ۳۷ درجه شمالی و برای پنجره های واقع در جهت های مختلف جغرافیایی، سایبان هایی پیشنهاد شده است که تا ۱۰۰% در اوقات گرم بر روی پنجره سایه ایجاد می کند. برای تأمین سایبان مناسب می توان با استفاده از زوایای پیشنهادی اشکال متنوعی را برای سایبان ارائه کرد تا ضمن آزادی در طراحی و حفظ زیبایی ، سه مورد نظر نیز بر روی تمام پنجره ایجاد شود.

نکته قابل توجه در جدول آن که در مواردی فقط سایبان افقی یا فقط سایبان عمودی و یا استفاده همزمان از هر دوی آنها توصیه شده است. در مواردی نظیر وضعیت عرض جغرافیایی ۳۵ درجه و جهت گیری پنجره به سوی ۶۰ درجه شمال شرقی، استفاده از سایبان افقی یا عمودی بستگی به انتخاب طراح دارد. در شکل ۱ زوایای سایبان افقی α و عمودی β نشان داده شده است. با تعیین این زوایا بدیهی است که ابعاد سایبان با توجه به ابعاد بازشوبه راحتی به دست می آید.

سایبان

تاثیرسایبان

ایجاد سایه برروی پنجره ها یا دیوارهای شیشه ای، مانع تابش مستقیم آفتاب به سطح شیشه می شود و در نتیجه، حرارت ایجاد شده ی ناشی از تابش آفتاب در فضای پشت شیشه یه شدت کاهش می یابد. این مقدار کاهش به محل سایه ی ایجاد شده بستگی دارد. وقتی بر روی سطح خارجی شیشه سایه ایجاد شود، مقدار بسیار کمی از انرژی حرارتی خورشید به فضای پشت شیشه انتقال می یابد. زیرا انتقال حرارت در این حالت به صورت ((رسانش)) و ((تابش)) است و انتقال حرارت به ندرت به صورت رسانش از شیشه انجام می شود و اجسام شفاف نیز، پرتوهایی با طول موج بلند را زا خود عبور نمی دهند. ولی هنگامی که برای جلوگیری از تابش مستقیم آفتاب به داخل از پرده کرکره ی داخلی استفاده شود، پرتو مستقیم خورشیداز شیشه عبور می کند و پرده کرکره را تحت تأثیر اثر حرارتی خود قرار می دهد. پرده کرکره پس از گرم شدن، حرارت خود را به وسیله ی امواج دارای طول موج بلند به اطراف منتقل می کند و این حرارت چون نمی تواند از شیشه عبور کند، ققط به فضای داخلی منتقل شده، باعث گرم شدن این فضا می شود.

نتیجه ی آزمایش هایی که در این مورد انجام شده نشان می دهد که سایبان های خارجی می توانند تا ۹۰ درصد و سایبان های داخلی (پرده کرکره) تنها ۲۰ تا ۲۵ درصد اثر حرارتی تابش آفتاب را در داخل یک اتاق کاهش دهند.

سایبان

درختان برگ ریز

درختان برگ ریز را عموماً در جبهه جنوبی ساختمان می کارند چون با ریزش برگ درختان در زمستان مشکلی از نظر تابش مستقیم آفتاب به پنجره های جنوبی بنا ایجاد نمی شود و با رویش مجدد برگها در تابستان نیز درخت چون سایبانی موثر از تابش مستقیم آفتاب به فضاهای داخلی جلوگیری خواهد کرد و این عمده ترین اصل در طراحی سایبان ها می باشد. درختان برگ ریز مثل درخت مو و پیچک نیز از جمله درختانی هستند که به طور طبیعی و خود کار گرمای هوای مجاور خود را کنترل می نمایند. این درختان در تابستان با ایجاد سایه و درنتیجه تبخیری که در سطح برگ هایشان صورت می گیرد هوا را خنک می کنند و به دلیل ریزش برگ هایشان در زمستان مانع تابش مستقیم آفتاب نمی شوند.

به دلیل این ویژگی این گونه درختان برای پوشش دیوارهای روبه آفتاب در مناطق گرم بسیار مفید و با ارزش هستند. در اقلیم های گرم برای جلوگیری از شدت تابش آفتاب در شرق و غرب و جنوب شرقی و جنوب غربی از درختانی که در این جهت ها کاشته می شوند به مقدار قابل توجهی می توان درتأمین سایه لازم بر روی پنجره ها سود جست.

پوشش سبز مجاور پوسته ساختمان

گیاهان پوششی انبوه و پیچک های بالا رونده راهکار اقلیمی مطلوبی برای خنک سازی پوسته ساختمان در فصل تابستان به شمار می رود.

گیاهان پوششی انبوه در طول تابستان به عنوان حایل بین تابش مستقیم خورشید و پوسته خارجی دیوار بنا عمل می کنند و بدین ترتیب با کاهش درجه حرارت پوسته خارجی، میزان هدایت حرارت از خارج به داخل بنا به حداقل می رسد.

بام سبز

بام سبز

پوشش بام باسطوح گیاهکاری شده و پوشش های گیاهی انبوه مانع از جذب تشعشع خورشید توسط بام می شود و به طور متوسط (۳۰-۲۰) درصد انرژی تابشی خورشید منعکس شده و بقیه تابش جذب پوشش گیاهی می شود.

با توجه به ذخیره انرژی بام های با پوشش گیاهی تأثیر قابل توجهی در تعدیل شرایط آب و هوایی مناسب در داخل ساختمان دارند. این بام ها در فصل زمستان (بابالابردن حرارت فضای داخلی) و در فصل تابستان(با پایین آوردن حرارت داخلی) به تنظیم و تعدیل شرایط دمای فضاهای داخلی کمک می کنند.

دلایل خنک بودن سطوح با پوشش گیاهی

– تبخیر و تعرق صورت گرفته در سطوح برگ ها در گیاهان باعث خنکی محیط می شود.

– تابش جذب شده به وسیله سطح زیاد برگ ها به محیط اطراف منتشر می شود.

– به دلیل کم بودن جرم گیاهان انرژی گرمایی کمتری در سطوح برگ گیاهان ذخیره می شود.

طراحی ساختمان

یکی از عوامل موثر در طراحی‌، مکان یابی و نحوه استقرار ساختمان در پروژه می‌باشد‌. ساختمان باید در حدود ۱۵ درجه به سوی شمال باشد و با فضای محیط سبز و توپوگرافی به بهترین نحو ترکیب گردد‌. طراحی پایدار می‌تواند مقیاس ساختمان‌ها را محدود کند و ارزش‌های هنری‌، فرهنگی و بومی و محلی را شناساند‌. ساختمان‌های شرقی ‌–‌‌‌ غربی در مقایسه با ساختمان‌های شمالی‌–‌جنوبی ممکن است ۲۰ % بیشتر مصرف انرژی داشته باشند.‌ بهترین جهت‌گیری و قرارگیری ساختمان در مقابل آفتاب در جهت شرقی‌–‌غربی است‌.

پیش بینی حفظ فضاهای اختصاصی و خلوت زندگی خصوصی نیز از مباحثی است که باید در تهیه نقشه‌ها و مرحله اولیه طراحی مد نظر قرار گیرد‌. استفاده از کمترین سطح و زمینه برای ایجاد بیشترین فضای قابل سکونت‌، یکی از جنبه‌های کلیدی طراحی با دید حفاظت حرارتی است که در واقع تلاش برای احیای یک سنت دیرپای معماری است‌. یکی از نکات مهمی که در طراحی ساختمان که در مصرف انرژی ساختمان و بهینه سازی آن نقش مهم و موثری دارد نمای ساختمان است‌. رنگ و پنجره‌های ساختمان یکی از عوامل مهم جذب انرژی خورشیدی و انتقال آن به ساختمان هستند‌. جهت‌گیری‌، رنگ‌، مصالح‌، فرم ساختمان‌، پنجره‌ها و موقعیت سایبان‌های خارجی و داخلی برای کسب حداکثر آسایش افراد ساکن در ساختمان مورد نظر می‌باشد‌. فرم بنا و محل قرار‌گیری بازشوها نیز‌، باید با توجه به باد طراحی شوند‌.

به طور کلی در طراحی معماری‌، طرح باید به گونه‌ای شکل بگیرد که از تمامی شرایط مطلوب محیطی به نفع خود استفاده نماید (‌درعین حال که اثر شرایط نامطلوب را به حداقل می‌رساند‌)

ایجاد سایه

استفاده از توپوگرافی و پوشش گیاهی ساده‌ترین شکل ایجاد سایه بصورت طبیعی می‌باشد‌. گیاهان به لحاظ تبخیر آب در ایجاد برودت در محیط تأثیر به سزایی دارند‌. یکی دیگر از خصوصیات درختان‌، هدایت و کاستن از شدت باد است‌. این امر در مناطقی که باد نامطلوب از یک سمت به خصوص جریان دارد‌، بسیار مؤثر است‌. در مناطق حاشیه کویری که باد از سمت کویر به طرف شهر یا روستا می‌وزد‌، معمولا در همان سمت درختکاری می‌کنند که علاوه بر جلوگیری از حرکات شن و ماسه به طرف نواحی مسکونی‌، جلوی باد کویری تا حدود زیادی گرفته می‌شود‌. امروزه یکی از بهترین روش‌ها برای تثبیت شن‌های روان کاشتن گیاهان کویری می‌باشد‌.

بطور کلی درختان را جهت استفاده در محیط مسکونی می‌توان به دو دسته تقسیم نمود‌. درختان همیشه سبز و یا سوزنی برگ مانند کاج و سرو و درختان برگ ریزان یا برگ پهن‌، که برگ خود را در فصل پاییز از دست می‌دهند‌. از درختان سوزنی برگ جهت سد نمودن و یا هدایت بادهای زمستانی می‌توان استفاده نمود زیرا این درختان در زمستان نیز کماکان حالت طبیعی خود در تابستان را دارند و در صورتی که به طور فشرده و نزدیک به هم کاشته شوند‌، مانع بسیار خوبی در مقابل بادهای زمستانی هستند و توسط آنها‌، می‌توان ساختمان و محیط اطراف آن را در مقابل این بادهای محافظت نمود‌. از طرفی دیگر با کاشتن درختان برگ ریزان در سمت جنوبی بنا‌، در عین استفاده از سایه‌بان در تابستان‌، می‌توان از تابش گرم آفتاب در زمستان بهره‌گیری کرد‌. بوته‌های کوتاه نیز در هدایت باد موثر می‌باشد و سطح کوتاه گیاهی مانند چمن از انعکاس بیش از حد آفتاب به داخل بنا جلوگیری می‌کنند‌. درختان در کاهش گرد و غبار‌، انتقال صوت و تصفیه هوا موثر می‌باشند و می‌توانند تأثیر مطلوبی در تعدیل نوسان حرارت و فراهم نمودن شرایط مناسب زیست در کل منطقه داشته باشد‌. پس می‌توان نتیجه گرفت که با ایجاد سایه در مکان‌های مطلوب می‌توان تا حد بسیار زیادی از اتلاف انرژی جلوگیری نمود‌.

دیوارهای شرقی‌– غربی بهتر است زیر سایه درختان و یا ساختمان‌های جانبی قرار گیرند‌.