30 اردیبهشت 1405 07:35
تابش نور مستقیم خورشید همانند یک رادیاتور حرارتی شار گرمایی را بر روی سطوح و از جمله نورگذرهای ساختمان میتاباند. گرمای تابشی خورشید از نورگذرها عبور کرده و جذب المانهای داخلی ساختمان میشود که میتواند از آنها به سطوح دیگر داخل ساختمان باز تابیده شود. گرمای باز تابشی دارای طول موج بیشتری بوده و به آسانی از طریق پنجرهها نمیتواند به بیرون انتقال یابد.
سایهبانها از سالهای قدیم به منظور سایهاندازی و جلوگیری از تشعشع نور خورشید به یک سطح، فضا و یا نفر استفاده میشدند. سایهبانها در بسیاری از موارد متحرک و قابل جمع آوری می باشد. آنچه سایهبانها را از روشهای دیگر سرمایشی متمایز مینماید، غیرفعال بودن آن است. بهعبارت بهتر سایهبانها برخلاف سایر فناوریهای سرمایشی همانند پنکه، کولرهای تبخیری، تراکمی و جذبی، نیازی به مبردهای واسطه و یا منبع انرژی برای فعالیت نداشته و لذا در ادبیات مدیریت انرژی و توسعه پایدار در اولویت استفاده میباشند.
انتقال حرارت از محیط بیرون به داخل ساختمانها توسط سه روش هدایتی، جابهجایی و تشعشعی صورت میپذیرد. در تابستان و در زمانی که درجه حرارت محیط بالاتر از شرایط دمای آسایش بدن میباشد، انسانها مجبور به کنترل و سپس کاهش دمای فضای محل کار و استراحت خود میباشند. به این منظور میبایستی دمای فضای محل کار و یا استراحت کنترل و به محدوه دمای آسایش تقلیل یابد. دو روش کلی برای اینکار وجود دارد: 1- کاهش ورود حرارت به ساختمان 2- خنک سازی هوای داخل ساختمان توسط سامانههای سرمایشی که موضوع این یادداشت نمیباشد.
اولویت با روش اول بوده و بدین منظور معمولا در ابتدا پوسته ساختمانها را عایقهای مختلف حرارتی میپوشانند تا جلوی انتقال حرارت به صورت هدایت و جابهجایی را بگیرند، لیکن برای جلوگیری از تابش خورشید به داخل ساختمانها از طریق نورگذرها، میبایستی از پنجرههای چند جداره کم گسیل و امثال آن استفاده شود. البته مشکل چنین پنجرههایی معمولا گران بودن و جلوگیری از ورود گرمای مطبوع خورشید در زمستان میباشد. خوشبختانه روش ارزانتر و منعطفتری نیز برای جلوگیری از تشعشع نور خورشید به داخل ساختمان نیز وجود دارد که همان سایهبانها میباشند که اکثریت مردم با آن آشنایی دارند.
در ادامه بهطور مقدماتی برخی از فناوریهای سایهبانها نشان داده میشوند. سپس دلایل عدم توسعه و بکارگیری آن در کشورمان که با چالش مدیریت بارهای سرمایشی در ماههای گرم سال هم مواجه بوده، پرداخته شده و توصیههایی برای گسترش آن بهعنوان یکی از راهبردهای مدیریت انرژی در ساختمانها، ارائه میشود
سایه بانها در ایران و در دنیا
سایهبانها را میتوان به دو گروه سایهبانهای ثابت و متحرک تقسیمبندی کرد. در مورد سایهبانهای ثابت بیشتر به مواردی همانند برآمدگی بالای پنجرهها یا تو رفتگی پنجرهها و مواردی از این قبیل اشاره کرد که بهگونهای بخشی از اجزای معماری ساختمان میباشند و موضوع این یادداشت نمیباشند. نوع دیگر سایهبانهای متحرک است که انواع و اقسام متنوع و فناوری به روز دارد که مورد نظر این متن است.
در کشور ما از قدیم سایهبانهای متحرک برای رهایی از تابش مستقیم خورشید در ساختمانها بصورت سایهبانهای حصیری بر روی نورگذرهای ساختمانها استفاده میشد. این سایهبانهای حصیری متحرک بوده و همانند پردههای کرکرهای قابلیت جمعآوری در بالای پنجره را داشت. همچنین مغازهها نیز از این سایهبانهای حصیری یا پارچهای متحرک برای جلوگیری از تابش خورشید به داخل مغازه و یا کالای چیده شده در جلوی مغازه استفاده میکردند. متاسفانه هم اکنون استفاده از سایهبانها به خصوص در ساختمانهای مسکونی و اداری چندان مورد اقبال نمیباشد که در ادامه به دلایل آن پرداخته میشود.
در کشورهای توسعه یافته اروپایی فرهنگ استفاده از سایهبانهای بیرونی بر روی نورگذرها از قدیم وجود داشته است. قبلا این سایهبانها بهصورت دو لنگه و از جنس چوب و بهصورت مشبک طراحی شده بود، لیکن هماکنون طیف وسیعی از این سایهبانها از پارچهای، نایلونی و پلیمری تا آلومینیومی و با اشکال مختلف موجود و مورد استفاده قرار میگیرد. در تصویر چند نمونه از سایه بانهای مورد استفاده در ساختمانهای مسکونی و اداری نشان داده شده است. همچنین سایهبانها با فناوریهای پیچیدهتر نیز وجود دارند. بهعنوان مثال سایهبان با تیغههای آلومینیومی که زاویه آنها در طول روز تغییر میکند.
قوانین موجود در ارتباط با سایهبانها در کشورمان
امروزه بهکارگیری روشهای غیرفعال برای تامین شرایط آسایش ساختمانها در دنیا مورد تاکید است. این مهم حتی در کشورهای نفتخیز ثروتمند و یا کشورهای توسعهیافته نیز به دلایل مقابله با تغییرات اقلیمی و افزایش امنیت تامین انرژی انجام میشود. برهمین اساس، بهکارگیری گسترده سایهبانها بر روی نورگذرهای ساختمانها با طرح و شکلهای مختلف متناسب با معماری ساختمان صورت میگیرد.
در کشور ما متاسفانه امروزه استفاده از سایهبانها چندان مورد اقبال عموم نمیباشد. گرچه بطور مستقیم توصیه یا اجبار اشارهای به استفاده از روشهای غیرفعال و یا سایهبانها اشارهای نشده، لیکن در بیشتر قوانین بالادستی به کاهش شدت انرژی کشور و یا لزوم افزایش بهرهوری انرژی در ساختمانها اشاره شده است.
خوشبختانه در ویرایش پنجم مبحث نوزدهم مقررارت ملی ساختمان (ابلاغی سال 1404) به بحث سایهاندازی و سایهبانها اشاره شده است. در صفحه 68 این مقررات عنوان شده است که در اقلیمهای 0 و 1 (فوقالعاده گرم و بسیار گرم) با فرض محل قرارگیری خورشید در زاویه 45 درجه نسبت به افق در سمت جنوب، باید حداقل % 30 از مساحت دیوارهای خارجی در معرض تابش خورشید، در سایه قرار داشته باشند که این سایه اندازی میتواند از به راحتی از طریق سایهبانها انجام شود.
دلایل عدم استقبال از سایهبانها در کشور
عدم استقبال از بهکارگیری سایهبانها در ساختمانها میتواتند دلایل متعدد فنی، اقتصادی، فرهنگی و قانونی داشته باشد. همانگونه که عنوان شد هیچ قانونی سازندگان ساختمانها را مکلف به استفاده از سایهبانها ننموده است (ویرایش پنجم مقررات ملی ساختمان اخیرا ابلاغ شده است). همچنین به دلیل ارزانی تعرفه برق و پایدار بودن آن خصوصا برای مناطق گرمسیر، انگیزه چندانی برای نصب سایهبانها باقی نگذاشته است. از طرف دیگر به دلیل عدم وجود تقاضا، فناوریهای جدید سایهبانها کمتر مورد توجه طراحان و سازندگان سایهبانهای ساختمانی قرار گرفته است. متعاقبا معماران و سازندگان ساختمان نیز توجه چندانی به استفاده از سایهبانها در ساختمانهای در دست طراحی ندارند. از سوی دیگر بیشتر مردم با نسلهای جدید سایهبانها آشنایی کافی ندارند و شاید همان سایهبانهای حصیری در ذهن آنها نقش بسته است. مهمتر از آن شرکتهای عرضهکننده انرژی، سازمانهای متولی بهینهسازی مصرف انرژی نیز متاسفانه فعالیت چندانی برای معرفی کارائی آن و تاثیر آن در کاهش بار سرمایشی ساختمان به مردم و سازندگان ساختمان نداشتهاند. به دنبال آن مؤسسات تحقیقاتی و دانشگاهها نیز فعالیت پژوهشی چندانی جهت نشان دادن تاثیرگذاری آن، توسعه فناوریهای مربوطه و ارائه نمونههای نصب شده، بهعمل نیاوردهاند.
ضرورت توجه به راهکارهای غیرفعال و کم هزینه مدیریت بارهای سرمایشی
صرفنظر از ضرورت مقابله با چالشهای جهانی همانند تغییرات اقلیمی و امنیت تامین انرژی، کشورمان در حدود یک دهه است که با ناترازی انرژی خصوصا در تابستانها به دلیل تقاضای بسیار زیاد برق برای سامانههای سرمایشی ساختمانها مواجه است. افزایش ظرفیت نیروگاههای حرارتی و تجدیدپذیر نیز نتوانسته است این مشکل را بهطور مناسبی حل نماید. از طرف دیگر اقدامات تعویض سامانههای سرمایشی فرسوده نیز با محدودیتهای بودجهای مواجه است. همچنین محدودیت جدی برای آب در دسترس برای کولرهای آبی که مصرف برق کمتری داشته موجود میباشد. بنابراین راه حل چیست؟ چگونه میشود مشکل ناترازی انرژی در تابستان را کاهش داد؟
آنچه تاکنون در کشورمان اتفاق افتاده عمدتا مسابقه بین عرضه و تقاضا بوده است. دولتها سعی کردهاند افزایش تقاضای انرژی را با افزایش ظرفیت نیروگاهها پاسخ دهند که اینکارا را بهخوبی تا سالهای اخیر انجام دادند. اما تامین مالی مورد نیاز برای توسعه روز افزون نیروگاهها محدویت داشت. علاوه بر آن تامین سوخت لازم برای این نیروگاهها نیز با مشکل مواجه شد. در ادامه دولتها به ساخت نیروگاههای تجدیدپذیر و اقدامات افزایش بهرهوری انرژی نظیر تعویض کولرهای گازی و آبی روی آوردند که آنهم نیازمند هزینه سرمایهگذاری زیادی بوده مضافا آنکه این راهکار هم مشکل ناترازی را بهطور کامل حل نکرد و باز هم مسئولان مردم را به صرفهجوئی در مصرف آب و برق توصیه میکنند.
بهنظر میرسد که در کنار اقدامات لازم دولتها در توسعه نیروگاههای حرارتی و تجدیدپذیر و ارتقاء بهرهوری تجهیزات سمت مصرفکننده، و یا حتی قبل از آنها رویکرد مهم جدیدی باید در نظر گرفته شود و آنهم کاهش تقاضای انرژی مفید در سمت مصرفکننده است که در این صورت هزینه سرمایهگذاری در زنجیره بالادستی عرضه انرژی را به طور قابل توجهی کاهش میدهد و این اقدامی است که کشورهای توسعه یافته و واردکننده انرژی سالهاست با تکیه بر قوانین، تغییر عادات، آگاهی بخشی و ... انجام میدهند.
در حقیقت تنها بخشی از صرفهجوئی انرژی در سمت مصرفکننده میتواند از تغییر عادات و رفتار مصرفکنندگان حاصل گردد و بخش مهم دیگر از طریق کاهش تقاضای انرژی مفید قابل حصول می باشد. مفهوم این جمله در مورد ساختمانها این است که ساختمان بهگونهای ساخته شود که نیاز کمتری به سرمایش (در تابستان) و گرمایش (در زمستان) داشته باشد. اگر چنین باشد بهطور ساده ظرفیت کولر یا بخاری مورد نیاز کاهش یافته که در نهایت، شتاب توسعه ظرفیت زنجیره بالادستی عرضه انرژی و از جمله توسعه ظرفیت نیروگاهی را به طور مؤثری کاهش خواهد داد.
استفاده از المان سایهبان در معماری ساختمانهای جدیدالاحداث و یا حتی بعضی از ساختمانهای موجود بر روی نورگذرهای جدارهای آفتابگیر ساختمانها به عنوان یک راهکار غیرفعال، کم هزینه و سریع در کنار راهکارهای غیرفعال دیگر میتواند بطور قابل توجهی نیاز ساختمانها را به سرمایش بدون نیاز به حاملهای انرژی و آب کاهش دهد. تجربه کشورهای توسعه یافته در این خصوص و سابقه استفاده آن در معماری سنتی کشورمان مؤید تاثیرگذاری مناسب آن بر کاهش تقاضای بار سرمایشی ساختمانها است.
ارائه پیشنهادات برای بهکارگیری بیشتر سایهبانها توسط مردم
اصولا بهکارگیری یک فناوری کارا و جدید به خصوص در سطح مصرفکنندگان خرد، چندان آسان نبوده و نیازمند بهکارگیری تمهیدات خاصی میباشد. بهطور کلی برای توسعه فناوری و افزایش نفوذ یک فناوری در جامعه 4 بخش تاثیرگذار میباشند:
1- نقش دولتها: تدوین قوانین و مقررات لازم، تشویق، پژوهش، راهنمایی کسب و کارها و پایش آنها.
2- نقش کسب و کارها: توسعه اقتصادی کسب و کار، توسعه فناوری، رعایت الزمات قانونی و تعهدات اخلاقی، تاثیر بر انتخاب مصرفکنندگان، بازیافت و نوآوری
3- نقش سازمانهای مردم نهاد: ارزیابی و تحلیلهای مستقل، کمپینهای قوی، انتقاد و تائید، رهبری فکری، تاثیرگذاری بر انتخاب
4- نقش مصرف کنندگان: انتخاب و خرید محصول و خدمات باکارائی بالا، انتخاب استایل زندگی، تاثیرگذاری بر همدیگر.
با توجه به این حقیقت که ناترازی انرژی و محدودیت در تامین انرژی خصوصا در ماههای گرم سال و ضرورت مدیریت بارهای سرمایشی چالشهای اقتصادی و اجتماعی فراوانی را برای کشور ایجاد کرده است لذا بهکارگیری روشها و فناوریهای تاثیرگذار بر رفع یا کاهش چالش، همانند سایهبانها که مورد تائید پژوهشگران و کارشناسان مربوطه بوده، باید در اولویت توجه قرارگیرد.
لذا پیشنهاد میشود به عنوان محرک و شروع کننده، سازمانها و نهادهای مرتبط با بهرهوری انرژی و ذینفع (نقش دولتها)، حمایتها و اقدامات لازم برای توسعه این راهکار و فناوری و افزایش ضریب نفوذ آن را ساختمانها به انجام برسانند. پیشبینی میگردد در اینصورت، مشارکت سه بخش دیگر یعنی کسب و کارها، سازمانهای مردم نهاد و مصرفکنندگان محقق گردیده و ضریب نفوذ سایهبانها در ساختمانها افزایش یافته و بدین ترتیب گامی مهم در مدیریت بارهای سرمایشی ساختمانها برداشته خواهد شد.