دیوارهایی که مصرف سوخت های فسیلی را کاهش می دهد

به گزارش سیناپرس، سید حسین هاشمی ایده پرداز در حوزه معماری و طراح نرم افزار محاسباتی دیوار حرارتی ترومب که به عنوان یکی از برگزیدگان جشنواره ایده های برتر فناوری های نرم و صنایع خلاق فرهنگی شناخته شد، در گفتگو با خبرنگار سیناپرس گفت: یکی از معضلات حال حاضر انرژی، مصرف بالای سوخت گازی چه در مصارف خانگی و چه در مصارف صنعتی و اداری است. از آنجایی که کشور ما دارای جغرافیا و طبیعت کم نظیری در دریافت یک انرژی خدادادی نظیر خورشید است، باید از آن در کاهش سوخت های فسیلی بهره بگیریم.

وی افزود: یکی از اصول معماری پایدار استفاده از طبیعت در ساختار سازه ها است. امروزه باید نگرش مدیریتی را در بحث استفاده از انرژی خورشیدی به کار بگیریم. دیوار حرارتی ترومب سال ها پیش توسط دانشمندی با همین نام ابداع شده بود. اما تا کنون نرم افزار شبیه سازی کننده این دیوار با نیازهای هر منطقه طراحی نشده بود؛ به همین دلیل تا حد زیادی استفاده از این دیوار برای معماران و طرفداران معماری پایدار یک مسیر دو راهه بود.

به گفته هاشمی، اساس طراحی دیوار ترومب بر مبنای بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان های مسکونی اداری و صنعتی است که جزیی از سازه است و نیازی به فضای جداگانه ندارد و از اجزای خود ساختمان است.

وی در تشریح مکانیزم دیوار حرارتی ترومب گفت: دیوار ترمب یک سیستم غیر فعال خورشیدی پیشرفته در مهندسی ساختمان ها براساس شیشه و دیوار (ازجنس آجر، سنگ یا بتن) است که می تواند به عنوان ذخیره کننده انرژی خورشیدی در ساختمان تحت تاثیر خواص حرارتی، باعث کاهش مصرف سوخت فسیلی و در نتیجه منافع اقتصادی شود.

هاشمی افزود: ابتدا تابش خورشیدی (با امواج کوتاه) به سطح دیوار ترمب برخورد کرده که مقداری از این شدت تابش دریافت و مابقی آن با امواجی با طول موج بلند به صورت تابش ثانویه انعکاس داده می شود. این در حالی است که شیشه مورد استفاده در این سیستم به عنوان مانعی در برابر اتلاف کامل تابش ثانویه به صورت یک مانع حرارتی، مقداری از تابش ثانویه را به کانال هوایی مابین شیشه و دیوار بازگشت می دهد. این شدت تابش، گرمایش کانال هوایی (فضای بین دیوار و شیشه) را تامین می کند. به گونه ای که هوای گرم ایجاد شده در این کانال از دریچه بالایی وارد محیط اتاق و بعد از سرد شدن از دریچه پایینی خارج می شود. این چرخه تا زمانی که شدت تابش خورشیدی گرمایش کانال هوایی را تامین می کند، ادامه دارد. این در حالی است که بقیه شدت تابش ثانویه از شیشه عبور می کند و از ساختمان خارج می شود. بنابراین در تابستان  گرما وارد محیط اتاق نمی شود.  

به گفته هاشمی، در هنگام شب این سیستم انرژی مورد نیاز برای گرمایش فضای اتاق را (بسته بودن دریچه) توسط حرارت ذخیره شده در دیوار تأمین می کند. ساختار دیوار حرارتی ترومب این گونه است که از اثر گلخانه ای برای تامین گرمای داخل ساختمان بهره می گیرد.

وی درباره نرم افزار شبیه سازی این دیوار گفت: این نرم افزار شبیه ساز شامل سه بخش نتایج براساس نمودار و جدول است. بخش پردازش داده نسبت به بخش داده های اولیه اهمیت ویژه ای دارد. به عبارتی دیگر تغییر در هریک از پارامترهای بخش پردازش داده می تواند تغییرات محسوسی در عملکرد سیستم دیوار ترومب ایجاد کند. برای آغاز کار با نرم افزار، کاربر در ابتدا اطلاعات فرآیندی هم چون ابعاد دیوار و شیشه، ضریب انتقال حرارت دیوار و شیشه، فاصله بین دیوار و شیشه، میزان تابش خورشیدی و دمای بیرون از ساختمان و غیره را در بخش ورودی شبیه ساز وارد می کند و در ادامه نرم افزار براساس معادلات تعریف شده در منبع آن، تغییرات دمایی دیوار حرارتی و اتاق را محاسبه می کند و به کاربر این اطمینان را می دهد که آیا پارامترهای پیش طراحی او نتایج مناسب به منظور طراحی واقعی در المان ساختمان را می دهد یا خیر.

وی افزود: این شبیه ساز به صورت گرافیکی جریان تغییرات دمای اتاق، تغییرات دمای دیوار و شیشه و همچنین تغییرات دمای نزدیک شیشه و دیوار را نمایش می دهد که این موضوع به تکنسین طراح دیوار حرارتی ترمب در راستای ارزیابی و درک بهتر الگوی طرح شده کمک قابل توجهی می کند. در این نرم افزار اثر هر نوع دیوار همچون بتنی، آجری، سنگی و غیره، براساس ضریب انتقال حرارت در سیستم اعمال می شود. همچنین با توجه به ضریب انتقال حرارت می توان شیشه یک جداره و یا چند جداره را انتخاب کرد. ابعاد هندسی دریچه ها و کانال هم به راحتی در این نرم افزار قابل تغییر است و کاربر می تواند شرایط متفاوت را آزمایش کند.

این ایده پرداز خاطرنشان کرد: به طور کلی هر نوع نیازی که کاربر داشته باشد، می تواند براساس پارامترهای حرارتی آن در محاسبات در نظر بگیرد و نتایج خروجی آن را مشاهده و در طرح واقعی در معماری ساختمان اجرا کند.

گفتنی است، برای طراحی این نرم افزار از ویژوال استودیو (نرم‌افزاری توسعه یافته برای برنامه نویسان کامپیوتر) استفاده شده است.این نرم افزار دارای تاییدیه سطح آمادگی فناوری ۶ از نمایشگاه دستاوردهای پژوهش، فناوری وفن بازار وزارت علوم، تحقیقات و فناوری است.

هاشمی با اشاره طراحی سنسور حرارتی روی دیوار که نوآوری جدیدی محسوب می شود، گفت: از ابداعاتی که بر دیوار حرارتی ترومب صورت گرفت نصب سنسور های حرارتی برای زمان هایی است که تابش آفتاب وجود ندارد؛ در واقع می توان از المان های حرارتی استفاده کرد تا زمان هایی که تابش کافی نیست تولید انرژی و گرما شود. در حقیقت این سنسور های حرارتی تولید گرما می کنند.

به گفته وی از این سنسورها تنها زمانی استفاده می شود که نور خورشید به اندازه کافی در محیط نباشد. دیوار حرارتی ترومب به نوعی سپر حرارتی ساختمان محسوب می شود. بهترین زمان نصب حین ساخت یک ساختمان است و اگر مراحل ساخت یک ساختمان به اتمام رسیده باشد می توان این دیوار ها را نصب کرد و دریچه ها روی دیوارهای از قبل ساخته شده قرار داد.

گفتگو: مهتاب دمیرچی

No tags for this post.