معماری خورشیدی، مسیری نو و هوشمندانه برای رسیدن به معماری پایدار می‌باشد.
معماری خورشیدی چیست؟
معماری خورشیدی (Solar Architecture) ترکیب فناوری ماژول خورشیدی با تکنولوژی سازه‌های مدرن است. استفاده از صفحه‌های نازک قابل انعطاف فتوولتاییک طراحی ساختمان‌ها را بهبود می‌بخشد. جهت‌دهی ساختمان به سمت خورشید، انتخاب مواد با جرم حرارتی مناسب یا خواص پراکندگی نور، و طراحی فضاهایی که به طور طبیعی هوا را به گردش در می‌آورند نیز معماری خورشیدی را شکل می‌دهند.
با پیشرفت مستمر صفحه‌های نازک خورشیدی فتوولتاییک می‌توان وسیله‌ای پرقدرت اما با وزن کم تولید کرد تا انرژی خورشیدی را مهار کرده و اثر ساختمان بر روی محیط‌زیست را کاهش دهد. خانه‌ی خورشیدی، پلی به سوی آینده است!
چرا معماری خورشیدی؟
امروزه یکی از بحث برانگیزترین و مورد اهم‌ترین مسائل، بحران انرژی و تمام شدن منابع فسیلی، افزایش گازهای گلخانه‌ای و آلودگی محیط‌زیست است که این‌ها عواملی هستند که بشر را وادار کرده تا به انرژی پاک و تجدیدپذیر روی بیاورد. از این رو محققان و پژوهشگران در تلاش هستند که برای افزایش رفاه و نزدیک‌تر شدن به اهداف پروژه توسعه پایدار، از انواع انرژی‌های پاک بهره ببرند.
در این بین، با توجه به اینکه ساختمان‌ها از طرفی مصرف‌کننده‌ی بخش عمده‌ی سوخت‌های فسیلی هستند و از طرفی دیگر، از تولیدکنندگان گازهای گلخانه‌ای، لازم است تا تمهیداتی ایجاد شود تا از انرژی‌های پاک در معماری بهره برد.
استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و از جمله انرژی خورشیدی در معماری می‌تواند علاوه بر کاهش آلودگی تولید شده در هوا، قدمی بزرگ در راستای کاهش هزینه‌ها و استفاده از سوخت‌های فسیلی و البته افزایش کیفیت زندگی شهروندی باشد.
زیبایی پنل‌های خورشیدی
شاید یک تصور غلط در بین عموم وجود داشته باشد که پنل‌های خورشیدی فقط روی سقف و بام‌ها جای دارند! اما اینگونه نیست؛ همان‌طور که پنل‌های خورشیدی تبدیل به یک منبع محبوب انرژی و گرما می‌شوند، دیگر فقط برای پشت بام‌ها نیستند.
این موضوع مخصوصا در مناطق شهری به شدت اهمیت می‌یابد؛ چراکه فضا در الویت قرار می‌گیرد و قابل مشاهده بودن پنل‌ها برروی نما و یا سایر قسمت‌های قابل مشاهده‌ی ساختمان یک ضرورت است.
اما طرح رنگ استاندارد آن‌ها، گزینه‌های کمتری را برای جذاب کردن ساختمان‌ها در اختیار طراحان قرار می‌دهد.
برخی از معماران حتی پنل‌های خورشیدی را زشت توصیف کرده‌اند و می‌گویند ظاهر آن‌ها مانعی برای ادغام آن‌ها در پروژه‌ها است. این مشکل اغلب هنگام تلاش برای فروش یا اجاره ملکی به وجود می‌آید.
راهکار استفاده از سیستم خورشیدی
در این قسمت در رابطه با طراحی خانه خورشیدی با استفاده از فناوری انرژی خورشیدی و چگونگی جذب نور توسط کلکتورها و پس از ذخیره‌سازی در فضای گلخانه و انبار سـنگی، پخش در فـضاهـای خانه مورد بحث می‌کنیم و طرز استفاده از این انـرژی در گرمـایش و سـرمایش خانـه‌ها و نـوع طراحی خانه‌ها با استفاده از روش‌های مختلف خورشیدی را مورد بحث قرار می‌دهیم.
طرز قرار گرفتن ساختمان در سایت، نـوع پوشش گیاهی، باشوها، چیدمان داخلی فضا‌ها برحسب مقدار نور در جهت‌های مختلف از موارد دیگـر در طراحی خانه‌های خورشیدی است.
راهکارهای استفاده از سیستم خورشیدی عبارتند از:
شیمی خورشیدی:
در این روش با تابش خورشید بر سطح زمین و ایجاد عمل فتوسنتز در گیاهان و تبـدیل دیاکسیدکربن به اکسیژن و تولید مواد غذائی در زمین، عامل بقا برای انسان و سایر جانداران می‌شود.
برق خورشیدی:
با استفاده از مبدل‌های خورشیدی به انرژی الکتریسیته تبدیل می‌شود که بیشتر قـدرت سـفینههای فضایی و قمرهای مخابراتی و سایر دستگاههای الکتریکی در زمین تامین می‌گردد.
گرمای خورشیدی:
با استفاده از انواع کلکتورهای و تولید انرژی حرارتی، جهت تامین آبگـرم مـصرفی، حـرارت مرکزی و تهویه مطبوع ساختمان‌ها و … تامین می‌شود و به نسبت ۲ روش قبلی کاربرد وسیعی دارد.
انواع سیستم‌های خورشیدی:
سیستم فتوبیولوژی:
در این سیستم عمل فتوسنتز در گیاهان انجام می‌شود که با اسـتفاده از انـرژی خورشـیدی گیاهان نور خورشید را جذب کرده و به کمک آن گاز کربنیک آب را به مواد قندی تبدیل می‌کند.
سیستم شیمیایی:
در این سیستم از نور خورشید در فرایند شیمیایی استفاده می‌شود و در بعـضی مواقـع از حرارت خورشید به عنوان یک منبع حرارتی بهره‌گیری شده و عملیات شیمیایی صورت می‌پذیرد.
سیستم فتوولتائیک:
سیستمی است که در آن انرژی خورشـیدی بـدون بهـره‌گیـری از مکانیزم‌هـای متحـرک و شیمیایی، به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود، که این انرژی را فتوولتائیک می‌گویند.
سیستم‌های حرارتی و برودتی:
شامل سیستم‌های تهیه آب گرم، گرمایش و سرمایش ساختمان‌ها، تهیـه آب شیرین، سیستم های انتقال و پمپاژ، سیستم‌های تولید فضای سبز (گلخانه‌ها)، خشک کن‌ها و اجـاق خورشـیدی، سیستم سردسازی، برج‌های نیرو، خشک کن‌های خورشیدی و نیروگاه‌های خورشیدی
بخش دوم معماری سازگار با محیط‌زیست: انرژی خورشیدی
همان‌طور که گفته شد با پیشرفت تکنولوژی و دسترسی‌هایی که در اختیار قرار داده شده است، پنل‌های خورشیدی به عنوان یک فناوری و تکنولوژی برای تولید انرژی مورد نیاز افراد در ساختمان مورد استفاده قرار گرفته است.
انرژی خورشیدی یکی از در دسترس‌ترین و در عین حال پاکیزه‌ترین منابع تجدیدپذیر در دنیا به حساب می‌آید.
در کشوری مانند ایران که از لحاظ موقعیت جغرافیایی در منطقه آفتاب‌خیز قرار دارد و تابش خورشید به صورت سالیانه بالا است، یکی از بهترین روش‌های کاهش مصرف انرژی است.
با پیشرفت تکنولوژی و دسترسی‌هایی که امروژه در اختیار سازندگان قرار گرفته است، پنل‌های خورشیدی به عنوان یک فناوری کارآمد در ساختمان‌سازی و معماری برای تولید انرژی استفاده می‌شود
سیستم فتوولتاییک یکپارچه با ساختمان (BIPV)
در حال حاضر یکی از بهترین و جدیدترین راه‌حل‌ها، استفاده از سیستم‌های فتوولتائیک به صورت سیستم فتوولتاییک یکپارچه با ساختمان (BIPV) است؛ این شیوه‌ی بهره‌گیری از انرژی نورانی خورشید مطمئنا بیش از همه متوجه بخش معماری و طراحی ساختمان خواهد بود؛ بنابراین لزوم تسلط معماران و طراحان ساختمان‌های یکپارچه با فتوولتاییک بر مباحث فتوولتاییک و مسائل مربوط به طراحی این سیستم‌ها بیش از گذشته توصیه می‌شود.
سیستم‌های فتوولتاییک زمانی که با ساختمان یکپارچه می‌شوند به عنوان بخشی از طراحی ساختمان و همین‌طور به عنوان یک عنصر معماری آن ساختمان به حساب می‌آیند.
بنابراین در رویکزد سیستم‌های یکپارچه با ساختمان، سیستم‌های فتوولتاییک باید در قالب بخشی یکپارچه با کل بنا طراحی شوند.
مزیت‌های سامانه BIPV
- حذف هزینه انتقال الکتریسیته به ساختمان
- حذف اتلاف انرژی در انتقال الکتریسیته
- عدم استفاده ار فضاهای با ارزش باز برای قراردادن پنل‌های خورشیدی
- عدم استفاده از سازه نگهدارنده به علت استفاده از سازه ساختمان موجود
- پتانسیل زیبایی شناختی در استفاده از نوع جدیدی از مصالح در بنا
- تولید تمام یا بخشی از انرژی مورد نیاز ساختمان به شیوه‌ای سازگار با محیط‌زیست
بدون دیدگاه