چگونه از اتلاف انرژی در ساختمان خود جلوگیری کنید؟ در این مقاله نحوه اتلاف انرژی در ساختمان و راه های جلوگیری از آن به طور کامل توضیح داده شده است.
مسئله اتلاف انرژی در ساختمان‌ها
هنگامی که شرایط حرارتی در یک مکان مناسب باشد، بدن ما با محیط در تعادل است و به ما اجازه می‌دهد فعالیت‌ها را به طور عادی انجام دهیم. از طرف دیگر، وقتی فضایی خیلی گرم یا خیلی سرد باشد، خیلی سریع تغییراتی را در خلق و خو و بدن خود مشاهده می‌کنیم. نارضایتی از محیط حرارتی زمانی رخ می‌دهد که تعادل گرمایی وجود نداشته باشد، یعنی زمانی که بین گرمای تولید شده توسط بدن و گرمایی که بدن به محیط از دست می‌دهد تفاوت وجود داشته باشد.
محافظت از خود در برابر آب و هوا یکی از وظایف اصلی طراحی معماری است. این را می‌توان به صورت فعال (مانند تجهیزات گرمایش یا تهویه مطبوع) یا غیرفعال با استفاده از تابش خورشیدی و یا تهویه طبیعی انجام داد. اگرچه ظهور فن‌آوری‌های سرمایش و گرمایش، شرایط آسایش محیط داخلی را بهبود داده‌اند، اما در مقابل به ایجاد ساختمان‌هایی کمک کرده‌اند که با محیطی که در آن قرار دارند سازگاری ضعیفی داشته باشند و هزینه‌های زیادی برای سرمایش، گرمایش و ایجاد آسایش در فضای داخلی برای ساکنان و مالکان به وجود بیاورند.
ساختمان‌های اداری با نماهای شیشه‌ای و بازتابنده، که بر اساس خصوصیات اقلیم منطقه خود ساخته نشده‌اند، وظیفه حفظ دمای داخلی را به سیستم‌های تهویه مطبوع واگذار می‌کنند. در این زمینه پوشش ساختمان عامل بسیار مهمی است، زیرا به عنوان یک فیلتر بین محیط بیرون و داخل عمل می‌کند، به همین منظور باید شرایط آب و هوایی آن محل را در هنگام طراحی ساختمان در نظر گرفت.
در مکان‌هایی با آب و هوای گرم، عموماً تهویه ساختمان تا حد امکان باید با دهانه‌های بزرگ تر و فضاهای سایه دار ایجاد شود. برعکس، در یک منطقه با آب و هوای سرد، باید پوشش خارجی ساختمان به نحوی باشد تا به نور اجازه ورود به فضا را بدهد و گرما را در ساختمان حفظ کند. جهت جریان گرما همیشه از گرم‌ترین سطح به سردترین سطح می‌رود و انتقال گرمایی همیشه زمانی اتفاق می‌افتد که بین دمای سطح خارجی و داخلی اختلاف وجود داشته باشد.
میزان اتلاف انرژی در بخش‌های مختلف ساختمان
چندین تحقیق وجود دارند که به اشکال اصلی نحوه اتلاف انرژی در یک ساختمان می‌پردازند. به طور کلی، اتلاف حرارتی نزدیک به 35 درصد برای دیوارها، 25 درصد برای پنجره‌ها و درها، 25 درصد برای سقف و 15 درصد برای کف در نظر گرفته شده است که در اثر جابجایی، هدایت و تابش اتفاق می‌افتد. اتلاف حرارتی همیشه اجتناب ناپذیر است، اما وظیفه معمار این است که سرعت از دست رفتن گرما را مدیریت کند.
نقش مواد عایق حرارتی و اینرسی حرارتی
در این مرحله، پرداختن به مفاهیم عایق حرارتی و اینرسی حرارتی مهم است. عایق حرارتی باعث کاهش اتلاف گرما در فصول سرد و افزایش گرما در فصول گرم می‌شود. مواد عایق مانند پشم معدنی، الیاف سرامیکی، استایروفوم و پلی اورتان عموماً از حفره‌های زیادی تشکیل شده‌اند. هوا یا سایر گازهای جذب شده در این حفره‌ها به عنوان یک عایق عمل می‌کنند و به کاهش تلفات و افزایش حرارت کمک می‌کنند. مفهوم ضریب انتقال حرارتی به ما این امکان را می‌دهد که سطح عایق حرارتی را در رابطه با درصد انرژی که از پوشش عبور می‌کند درک کنیم. اگر عدد حاصل کم باشد، یعنی سطحی عایق‌بندی‌شده داریم.
مفهوم مهم دیگر اینرسی حرارتی است که ویژگی یک ماده برای حفظ گرما و بازگشت آهسته آن به محیط را بیان می‌کند. مواد با اینرسی بالا در تغییرات دمایی واکنش‌هایی با تاخیر خواهند داشت. اینرسی حرارتی بیشتر به میزان تفاوت دمای بین روز و شب مرتبط است. به عنوان مثال در مناطق ساحلی و مکان‌هایی که اختلاف دمای کمی بین شب و روز وجود دارد، استفاده از مواد با اینرسی حرارتی کم برای جلوگیری از ورود دمای بالا به فضاها مناسب است.
جلوگیری از اتلاف انرژی از طریق «دیوار»
برای کاهش تبادل حرارت بین داخل و خارج، استفاده از مواد عایق مانند پشم معدنی در سیستم‌های نما بسیار مهم است. گچ همچنین در جهت بهبود آسایش حرارتی بسیار خوب عمل می‌کند. نماهای هوشمند به مدیریت رطوبت کمک کرده و پوشش‌های خارجی ساختمان می‌توانند با عایق کاری و محافظت در برابر آب و هوای نامناسب کمک بسیاری در این زمینه داشته باشند.
جلوگیری از اتلاف انرژی از طریق «بام»
برای راحتی بیشتر در داخل ساختمان، همیشه توصیه می‌شود که برخی از انواع عایق حرارتی را با سقف ترکیب کنید. در مناطقی که لازم است مصالح با اینرسی حرارتی بالا استفاده شود، توصیه می‌شود یک دال عظیم با کاربرد نهایی یک عایق ساخته شود.
در مناطقی که امکان کار با اینرسی حرارتی کم وجود دارد، می توان از آسترهای سبک استفاده کرد، اما همیشه با استفاده از عایق حرارتی. تکنیکی که به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد و نتایج مثبت و هزینه کم آن به اثبات رسیده‌اند، رنگ‌آمیزی کاشی‌ها به رنگ سفید یا استفاده از کاشی‌هایی با رنگ‌های روشن است، زیرا باعث می‌شوند اشعه‌های خورشید منعکس شوند.
جلوگیری از اتلاف انرژی از طریق «کف»
اگرچه اغلب نادیده گرفته می‌شود، اما عایق‌بندی کف برای کاهش تبادل حرارت بین زمین و ساختمان مهم است. علاوه بر این، ذکر این نکته ضروری است که انتخاب پوشش دیوار یا کف بر درک دما توسط ساکنان تأثیر می‌گذارد.
جلوگیری از اتلاف انرژی از طریق «در و پنجره»
نماها و درهای شیشه‌ای می‌توانند به تشعشعات خورشیدی اجازه ورود به محیط را بدهند، اما در مقابل می‌توانند گرمای تولید شده توسط ساکنان و سیستم‌های گرمایش داخلی ساختمان را حفظ کنند، یا بسته به نوع ساختمان، اجازه تخلیه گرما را بدهند. به طور خلاصه، کنترل تابش خورشیدی را می‌توان در زیر خلاصه کرد:
- پذیرش یا مسدود کردن نور طبیعی
- پذیرش یا جلوگیری از گرمای خورشیدی
- پذیرش یا جلوگیری از تلفات حرارتی از داخل
- اجازه تماس بصری بین داخل و خارج
برای مطالعه رفتار اشعه‌های خورشید، در نظر گرفتن امواج کوتاه و بلند مهم است. امواج کوتاه قابل مشاهده و مادون قرمز هستند و امواج بلند تابش‌های مادون قرمزی هستند که از اجسام گرم ساطع می‌شوند. نکته کلیدی این است که باید تعادل خوبی بین توانایی پنجره برای کاهش اتلاف حرارت (u-value) در مقابل توانایی آن برای افزایش یا کاهش گرمای خورشیدی پیدا کنید. در این لحظه G-value (Solar Factor) مهم است که چیزی نیست جز درصد تابش خورشیدی که به شیشه برخورد می‌کند و به طور مستقیم و غیر مستقیم به محیط منتقل می‌شود.
یک G-value به اندازه 1 نشان‌دهنده گذر کل تابش خورشیدی است، در حالی که اگر 0 باشد، نشان‌دهنده پنجره ای بدون انتقال انرژی خورشیدی است. به این معنی که در آب و هوای سرد، یک “G-value” بالاتر به ارائه نور خورشیدی مفیدتر و محدود کردن نیازهای گرمایشی کمک می‌کند. در کشورهای با آب و هوای گرم، “G-value” کمتر به کنترل بهره خورشیدی غیر ضروری برای محدود کردن نیازهای گرمایشی کمک می‌کند. در شکل زیر عملکرد برخی از انواع شیشه نشان داده شده است:
تأثیر تصمیمات طراحی معماری بر کارایی انرژی در ساختمان
تصمیمات درست همیشه بر شرایط زندگی ساکنان تأثیر می‌گذارند و هر عنصر می‌تواند در کل استراتژی طراحی ساختمان نقش داشته باشد. اقدامات نهایی نه تنها باید مصرف برق را بهینه کنند، بلکه باید باعث راحتی کاربر نیز شوند. به همین دلیل بسیار مهم است که افراد در مورد تئوری پشت پدیده‌ها و چگونگی تأثیر ویژگی‌های مواد مختلف بر عملکرد نهایی اطلاعاتی را کسب کنند.
منبع: www.ArchDaily.com