استفاده از تهویه طبیعی در طراحی معماری
با پیش بینی سیستم‌های ایستا در طراحی معماری می توان از تهویه طبیعی کمک گرفت و دمای آسایش را در بسیاری از مناطق کشور به صورت رایگان به ساکنین ساختمانها ارائه کرد.هیچ چیز منطقی تر از استفاده از باد، یک منبع طبیعی، رایگان، تجدید پذیر و سالم نیست تا آسایش حرارتی پروژه‌های ما را بهبود بخشد. آگاهی از دقیق بودن منابع و تقاضای کاهش مصرف انرژی، سیستم‌های تهویه مطبوع را به عنوان بازیگر اصلی هر پروژه حذف کرده است. معماران و مهندسان برای بهبود راحتی حرارتی به سیستم‌های ایستا (passive) روی آورده اند. بدیهی است که در مورد مناطقی با تغییرات آب و هوایی شدید راه حل در استفاده از سیستم‌های مصنوعی است. اما در قسمت بزرگی از سطح زمین می توان با استفاده از سیستم‌های ایستا، جریان دلپذیر هوا را از طریق محیط فراهم کرد. به خصوص اگر این پیش بینی‌ها در مرحله طراحی پروژه در نظر گرفته شود.
ما با معرفی تعدادی پروژه ساخته شده، سعی در بیان این مفاهیم داریم.مجموعه ای از سیستم‌های تهویه می‌توانند در پروژه‌ها کمک کنند: تهویه متقاطع طبیعی، تهویه ناشی از طبیعی، اثر دودکش و خنک‌کننده تبخیر، که همراه با استفاده صحیح از عناصر معماری امکان بهبود در آسایش حرارتی و کاهش مصرف انرژی را فراهم می‌آورد.
تهویه عبوری طبیعی:
زمانی است که بازشوهای یک فضای معماری در دیواره‌های روبه رو یا مجاور جانمایی شده اند و اجازه ورود و خروج هوا را می‌دهند. کاربرد آن در مناطق آب و هوایی با درجه حرارت بالاتر قرار دارند، این سیستم اجازه می‌دهد تا تغییرات مداوم هوا در داخل ساختمان، تجدید آن و بازگرداندن آن، به طور قابل توجهی دمای داخلی را کاهش دهد.
به عنوان مثال، خانه Lee House توسط استودیو MK27 از قاب‌های پنجره ای استفاده می‌کند که امکان باز شدن کامل را فراهم می‌کند، در هنگام جانمایی در داخل دیوارها، راه حل طراحی این امکان را فراهم می‌کند تا حجم دهانه‌های بزرگ در دو دیواره در مقابل یکدیگر قرار داشته باشد، تهویه فراوانی را فراهم کرده و با تغییر هوای ثابت باعث ایجاد تعادل حرارتی می‌شود.
تهویه طبیعی القایی:
تهویه طبیعی ناشی از سیستم‌های القایی حرارتی برای انجام خنک‌کننده هوا استفاده می‌شود. هوای گرم از هوای سرد سبک‌تر است، در این حالت در یک فضای خارجی یا داخلی هوای گرم بالا می‌رود و هوای سرد پایین می‌رود. در این سیستم تهویه، بازشوها نزدیک به زمین قرار گرفته اند بنابراین هوای سرد با فشار دادن جرم هوای گرم به بالا وارد فضا می‌شود، جایی که محل خروجی هوا در سقف قرار دارند.
نمونه عالی این مدل، بیمارستان سارا کوبیتسک در سالوادور برزیل است که توسط معمار برزیلی جوزو فیلگوئیراس لیما طراحی شده است،این معمار از طریق سایبان‌های فلزی منحنی، با افزونه‌های بزرگ و متفاوت، با فرمت‌های بزرگ و متفاوت، تکرار پشت سر هم، با انتشار هوای گرم و ناخالصی‌های محیطی را تهویه می‌کند. از طریق دهانه‌های فوقانی، هنوز هم نور طبیعی را تضمین می‌کند. شایان ذکر است که در پروژه‌های مرتبط با بهداشت از استفاده از سیستم‌هایی با تهویه مطبوع عبوری جلوگیری می‌شود، زیرا با انتشار هوا می‌تواند باعث انتقال باکتری‌ها شود.
تهویه دودکشی:
در ساختمانهای عمودی، جریان تهویه عمودی از طریق اثر دودکش بطور مداوم مورد استفاده قرار می‌گیرد. هوای سرد فشار هوای گرم را تحت فشار قرار می‌دهد و باعث بالا رفتن آن می‌شود. با این حال، در این حالت، مناطق باز شده توسط مرکز پروژه یا برجها اجازه می‌دهند تا هوای یکسان در محیط به گردش درآید و از طریق پشت بام، بازشوها، دهانه‌های زنیتال یا اگزوزهای بادی خارج شود. گنبد پارلمان آلمان جدید،رایشتاگ، طراحی شده توسط نورمن فاستر نمونه ای از این سیستم تهویه است. از طریق یک گنبد با بسته شدن شیشه خارجی و مخروط معکوس با پانل‌های آینه کاری شده به مرکز، گردش هوا در ساختمان را امکان‌پذیر می‌سازد که با باز شدن در قسمت بالا آزاد می‌شود.
در ساخت دفتر مرکزی جدید شرکت توسعه شهری (EDU) در Medellin، پوسته بیرونی متشکل از عناصر پیش ساخته با کیفیت بالا امکان انجام یک دودکش خورشیدی داخلی را فراهم می‌کند تا هوای سرد بیرون را تازه کند. این کار با مواد ساده ای انجام می‌شود که کنترل جرم حرارتی را ممکن می‌کنند. و با کمک جریان‌های حرارتی و ایجاد تغییر در دمای هوای ثابت مایعات، از سرما تا گرم باعث ایجاد جریان‌های هوا در محیط‌های کاری می‌شود.
در مسابقه ساختمان پزشکان یزد،تیم ما با در نظر گرفتن همین شرایط پوسته بیرونی پروژه را طراحی کرده است.
سیستم خنک‌کننده تبخیری
این سیستم در کارهای Le Corbusier در کارهای Chandigarh و Oscar Niemeyer در Brasilia به کار رفته است.این روش با به کار بردن آب و یا دریاچه‌ها به عنوان آینه‌های بزرگ و با جانمایی درست نسبت به جریان‌های هوایی غالب، جلوی ساختمان‌هایی با بازشوهای مناسب، به کمک جریان دادن هوا از روی سطح آب استفاده می‌کند. زیر با درصد مشخصی از رطوبت، تضمین کننده طراوت در آب و هوای خشک است.
علاوه بر سیستم‌های تهویه، مکانیسم‌های سازنده نیز باید در نظر گرفته شود.
Brises Soleil یا Sun breakers مکانیسم‌های عالی برای تضمین تهویه طبیعی است که علاوه بر کنترل نور و خورشیدی اگر به طور صحیح در کنار شرایط باد خورشیدی و محلی قرار گیرد، می‌تواند کیفیت عالی حرارتی داخلی را تضمین کند.
این سیستمها همچنین اجاره کنترل تهویه مستقیم را با محاسبه درست به وسیله عناصر معماری مشبک می‌دهند.
در نظر گرفتن انواع بازشوها ضروری است.اگر پنجره ای با دو صفحه شیشه کشویی انتخاب شود،هنگام باز شدن، فقط 50٪ از بازشو اجازه ورود باد را می‌دهد. با همان اندازه دهانه، اگر ما یک پنجره با یک یا دو صفحه باز را انتخاب کنیم، تهویه کاملی خواهد بود. بسته به نوع پنجره (باز شو یا ثابت) یا درب انتخاب شده، به طور مستقیم بر جهت باد (عمودی، افقی یا شیب) و درصد جرم هوای داخلی تأثیر می‌گذارد.
از موانع نیز می توان استفاده کرد؛فضایی با ارتفاع سقف دو برابر معمول را فرض کنید.این فضا یک در قسمت پایین دارد و دو بازشوی دیگر در وسط دیوار رو به رو و درز بالاترین بخش آن.در مرکز فضا هم یک دیوار با ارتفاع نصف دیوارهای بیرونی قرار گرفته است.
دیوار مرکزی به عنوان مانع عمل خواهد کرد و جهت وزش باد را تغییر می‌دهد. سایر عناصر سازنده ممکن است در حل مسئله مانند جایگزینی سنگ تراشی با آجر سوراخ دار(cobogos)کمک کنند.
ارتفاعات مختلف بازشوها و موانع (دیوارها، آستانه، تابلوها یا مبلمان) كه به خاطر طراحی فضا چیدمان شده اندنیز مستقیماً بر میزان و سرعت سطح تهویه تأثیر می‌گذارد. در هر پروژه با توجه به نوع و میزان تهویه مورد نیاز باید به ترتیب آنها توجه شود.
منبع : Archdaily
سایر منابع:
ABNT 15.575. Guia para arquitetos na aplicação da Norma de Desempenho. Disponível em:
GIVONI, Baruch. Climate Considerations in Building and Urban Design. New York: Van Nostrand Reinhold, 1998.
ROMERO, Marta Adriana Bustos. Princípios bioclimáticos para o desenho urbano. 2ª ed. São Paulo: Pro E, 2000.
VAN LENGEN, Johan. Manual do arquiteto descalço. 1ª ed. São Paulo: B4 Editores, 2014. p.46-53.
