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: ديوار ترمب يک سيستم غير فعال خورشيدي پيشرفته در مهندسی ساختمان ها براساس شيشه و ديوار (ازجنس آجر، سنگ يا بتن) است كه می تواند به عنوان ذخيره كننده انرژی خورشيدی در ساختمان تحت تاثير خواص حرارتی، باعث كاهش مصرف سوخت فسيلی و در نتيجه منافع اقتصادی شود.

هاشمی افزود: ابتدا تابش خورشيدي (با امواج كوتاه) به سطح ديوار ترمب برخورد كرده كه مقداري از اين شدت تابش دريافت و مابقي آن با امواجي با طول موج بلند به صورت تابش ثانويه انعكاس داده می شود. اين در حالی است كه شيشه مورد استفاده در اين سيستم به عنوان مانعی در برابر اتلاف كامل تابش ثانويه به صورت يک مانع حرارتی، مقداری از تابش ثانويه را به كانال هوايی مابین شیشه و دیوار بازگشت می دهد. اين شدت تابش، گرمايش كانال هوايی (فضاي بين ديوار و شيشه) را تامين می كند. به گونه ای كه هوای گرم ایجاد شده در اين كانال از دريچه بالايی وارد محيط اتاق و بعد از سرد شدن از دريچه پايينی خارج می شود. اين چرخه تا زمانی كه شدت تابش خورشيدی گرمايش كانال هوايی را تامين می كند، ادامه دارد. اين در حالی است كه بقيه شدت تابش ثانويه از شيشه عبور می كند و از ساختمان خارج می شود. بنابراین در تابستان  گرما وارد محیط اتاق نمی شود.  

به گفته هاشمی، در هنگام شب اين سيستم انرژی مورد نياز براي گرمايش فضای اتاق را (بسته بودن دريچه) توسط حرارت ذخيره شده در ديوار تأمين 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: اين نرم افزار شبيه ساز شامل سه بخش نتايج براساس نمودار و جدول است. بخش پردازش داده نسبت به بخش داده های اولیه اهميت ويژه ای دارد. به عبارتی ديگر تغيير در هريک از پارامترهای بخش پردازش داده می تواند تغييرات محسوسی در عملكرد سيستم ديوار ترومب ايجاد کند. براي آغاز كار با نرم افزار، كاربر در ابتدا اطلاعات فرآيندی هم چون ابعاد ديوار و شيشه، ضريب انتقال حرارت ديوار و شيشه، فاصله بين ديوار و شيشه، ميزان تابش خورشيدي و دماي بيرون از ساختمان و غيره را در بخش ورودي شبيه ساز وارد مي کند و در ادامه نرم افزار براساس معادلات تعريف شده در منبع آن، تغييرات دمايی ديوار حرارتی و اتاق را محاسبه می کند و به كاربر اين اطمينان را می دهد كه آيا پارامترهای پيش طراحی او نتايج مناسب به منظور طراحی واقعی در المان ساختمان را می دهد يا خیر.

وی افزود: اين شبيه ساز به صورت گرافيكي جريان تغييرات دماي اتاق، تغييرات دماي ديوار و شيشه و همچنين تغييرات دماي نزديك شيشه و ديوار را نمايش مي دهد كه اين موضوع به تكنسين طراح ديوار حرارتي ترمب در راستاي ارزيابي و درك بهتر الگوي طرح شده كمك قابل توجهي مي كند. در اين نرم افزار اثر هر نوع ديوار همچون بتني، آجری، سنگی و غيره، براساس ضريب انتقال حرارت در سيستم اعمال می شود. همچنين با توجه به ضريب انتقال حرارت می توان شيشه يک جداره و يا چند جداره را انتخاب کرد. ابعاد هندسی دريچه ها و كانال هم به راحتی در اين نرم افزار قابل تغيير است و كاربر می تواند شرايط متفاوت را آزمایش كند.

این ایده پرداز خاطرنشان کرد: به طور كلی هر نوع نيازی كه كاربر داشته باشد، می تواند براساس پارامترهای حرارتی آن در محاسبات در نظر بگيرد و نتايج خروجی آن را مشاهده و در طرح واقعی در معماری ساختمان اجرا کند.

گفتنی است، برای طراحی اين نرم افزار از ويژوال استوديو (نرم‌افزاری توسعه یافته برای برنامه نویسان کامپیوتر) استفاده شده است.اين نرم افزار داراي تاييديه سطح آمادگي فناوري ٦ از نمايشگاه 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.