کاربرد رویکرد اکولوژی در طراحی ساختمان های عظیم

(به انضمام مطالعه موردی)

 

عطیه رضوانی بفرویی^1*

دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی معماری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین

وحید قبادیان²

گروه مهندسی معماری دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز

 

 

چکیده

دراین تحقیق قصدبراین است تا معماری اکولوژیک باکانسپت بالا بردن ذخیره انرژی،کاهش مصرف انرژی‏های فسیلی و هزینه بروکاهش انتشار co2 وجایگزین کردن انرژیهای پاک تاحدامکان موردبررسی دقیقتر قرارگیرد. هدف از این تحقیق به حداقل رسانیدن نياز ساختمان های بلند به سوختهاي فسيلي،دستیابی به اصول طراحی اکولوژیک برای شهر کرج و دستیابی به روشهای ایستا برای استفاده از انرژی های تجدید پذیر است. محدوده مورد مطالعه طراحی ساختمان بلند مرتبه با رویکرد اکولوژی در منطقه عظیمیه کرج است. این تحقیق از نوع تحقیق کیفی و کمی است. همچنین روش تحقیق توصیفی و از نوع استقرایی است. اطلاعات مورد نیاز از طریق منابع اينترنتي و کتابخانه‏اي جمع‏آوری گردید. مطالعات آماري، نقشه ها و تصاوير نیز مورد استفاده قرار گرفت. مطالعات میدانی به منظور بازديدهاي پيوسته از سايت پيشنهادي انجام گرفت. اطلاعات مربوط به معماری اکولوژیک به روش ساختاری، انعکاسی و تفسیری تجزیه و تحلیل می شوند.ارزیابی چگونگی تاثیر اصول مستخرج شده از معماری اکولوژیک برای پروژه مد نظر با نرم افزار اکوتکت تحلیل شد و میزان صرفه جویی انرژی در بنا با این نرم افزار محاسبه گردید. نتایج نشان داد؛با استفاده از فرم منحنی (بیضی) جهت داشتن کمترین وجه در شرق و غرب و کشیدگی در راستای محور شرقی و غربی (فرم آیرودینامیک) میتوان انرژی های پاک و تجدیدپذیر را در ساختمان های بلند مرتبه در کرج (عظیمیه)‌ استفاده نمود. همچنین با استفاده از فضای خورشیدی (آتریوم)، می توان مصرف انرژی در ساختمان های بلند مرتبه در کرج (عظیمیه)‌ را به حداقل رسانید.

واژگان کلیدی: ساختمان بلند، اکولوژی، آیرودینامیک، آتریوم، کرج

 

 

1- مقدمه

معماری اکولوژیک یکی از جریان‏های مهم معماری معاصر است که به عنوان عکس العملی منطقی در برابر مسائل و مشکلات پدید آمده از عصر صنعت به وجود آمده است. معماری مدرن که زاده تحولات عصر صنعت بود با شعار سلطه بر طبیعت و کنترل بر طبیعت؛ رابطه معماری و طبیعت را نادیده گرفته و آن را برهم زد(2). دهه هفتاد میلادی آغاز آگاهی یافتن از بحران های زیست محیطی بد که عکس العمل‌هایی را در حوزه معماری نیز ایجاد کرد همه آنچه تحت عنوان معماری پایدار ،معماری اکولوژیک ،معماری سبز، معماری اکوتک، میشناسیم زاده تحول مذکور میباشد که همه اهداف کلی یکسانی داشته اما در جزئیات متفاوت است در این تحقیق قصد بر اینست تا معماری اکولوژیک مورد بررسی دقیقتر قرار گیرد.معماری اکولوژیک به عنوان زیر شاخه ای از مباحث توسعه پایدار اهداف آن را برای همسو بودن با طبیعت و عدم تخریب آن دنبال میکند. در سال 1980 توسعه پایدار که تعریف آن تأمین کردن نیازهای کنونی بدون از دست دادن توانایی های نسل آینده برای برآوردن نیازهایشان بود مطرح گردید(3).هدف اصلی توسعه پایدار تأمین نیازهای اساسی، بهبود ارتقای سطح زندگی برای همه، حفظ و اداره بهتر اکوسیستم ها و آینده های امن تر  و سعادتمند تر ذکر شده است. طراحی پایدار نیز در عرصه معماری و شهرسازی یک سبک جدید نیست بلکه یک روش و تفکر در طراحیست که اساس آن هماهنگی با طبیعت است.معماری اکولوژیک در ادامه راه طراحی پایدار به این مسأله تکیه دارد که ساختار موجود در جوامع امروز ناپایدارند و برای رسیدن به توسعه ای پایدار نیازمند یک شیوه و طرز تفکر جدید برای تغییر این ساختارهاست(4).

به طورکلی، معماری اکولوژیکی نظریه ایست که ویژگی های آن شامل موارد زیر است: برخورد با مشکلات به صورت اساسی و ریشه‌ای، تغییرات ساختاری الزاماً به معنی جایگزینی سیستمهای موجود نمیداند و  تکنولوژی را نفی نمیکند و حتی آن را جزئی از طبیعت میداند که باید در هماهنگی با آن عمل نماید(5).

با توجه به اینکه استان البرز نیم درصد از مساحت کل کشور را شامل می شود و همچنین به دلیل همجواری با تهران و ارزان بودن قیمت مسکن و زمین در مقایسه با تهران، کرج از شهرهاي مهاجرپذیر کشور می باشد در حال حاضر به دلیل افزایش جمعیت ساختمانهای بلند مرتبه بسیاری در این شهر در حال احداث می باشد.بااین تفاصیل این مقاله درصدد یافتن راه حلهایی جهت کاهش مصرف انرژی و بهره گیری از انرژی های تجدیدپذیر در ساختمانهای بلند مرتبه می باشد. از این‏رو، مسئله تحقیق حاضر این است که؛ چگونه میتوان انرژی های پاک و تجدیدپذیر را در ساختمان های بلند مرتبه در کرج  (عظیمیه)‌ استفاده نمود؟ و چگونه میتوان با طرح معماری، مصرف انرژی در ساختمان های بلند مرتبه در کرج (عظیمیه)‌ را به حداقل رسانید؟

 

 

2- تعریف معماری اکولوژیک

اکولوژی (بوم شناسی) علم جامع نگر که به مطالعه موارد و وابستگی واکنش متقابل نظام های جاندار و بی جان کره زمین میپردازد.(6). به بیان دقیق تر طراحی اکولوژیک را باید مشارکتی سودمند و مولد با طبیعت دانست.به علاوه طراحی اکولوژیک باید فعالیتی در جهت ترمیم بازسازی و تجدید سیستم های طبیعی باشد. اهمیت طراحی های ساختمانی بر اساس مشخصه های اکولوژیک امری واضح و هویدا است. چرا که این قبیل فعالیت ها نه تنها بر محیط زیست در حال حاضر تأثیر می گذارد بلکه آثار آن متوجه نسل های بعدی نیز خواهد شد و باعث بقاء و پایداری محیط زیست برای آن ها نیز می شود.(7)

 

3- اهداف معماری اکولوژیک

هدف از معماری اکولوژیک کاهش آسیب بر روی محیط و منابع انرژی و طبیعت است که شامل قوانین زیر میباشد.

• کاهش مصرف منابع غیر قابل تجدید
• حفظ و استفاده از محیط طبیعی
• حفظ و ذخیره انرژی در ساختمان
• توجه به اکوسیستم ها و سیستم های طبیعی (8)

 

4- عناصر تأثیر گزار در ساختمان های بلند اکولوژیک

آتریوم فضای سبز عمودی: آتریوم عامل ارتباط اکولوژیک بین ساختمان و محیط بوده و انعطاف پذیری ساختمان را به عنوان یک خرد اقلیم نسبت به نوسانات دما تغییر میزان رطوبت و جریان هوای خارج تقویت نماید و اتلاف حرارتی به میزان قابل توجهی جلوگیری کرده و با افزایش میزان نورگیری پنجره های فضای مجاور آتریوم از مصرف برق می کاهد.

بام سبز: فواید اقتصادی،حفاظت از پوسته بام، فضاهای مطبوع و تفریحی.

نمای دو پوسته:نمای دو پوسته با دارا بودن حداقل دو غشاء بین فضای زندگی و محیط بیرون از سایر نماها متمایز می شود. در حد فاصل این دو غشاء مسیری برای حرکت هوا تعبیه شده است که حرکت هوا از میان نما یز عمده آن از پنجره هایی با شیشه دو جداره است.

فضای سبز عمودی:ایجاد فضای سبز با گلدان های گیاهی جهت تقویت روحیه افراد،دو برابر کردن زیبایی ساختمان،کاهش انعکاس گرما در دیوارهای خارجی، گیاهان دی اکسید کربن و مونواکسید کربن را جذب و اکسیژن را از طریق فرآیند فتوسنتز به خارج می دهند بنابراین محیطی خنک تر و سالم تر ایجاد می کنند (1)

5- روش تحقیق

هدف این تحقیق طراحی ساختمان بلند مرتبه با رویکرد اکولوژی در منطقه عظیمیه کرج است. این تحقیق از نوع تحقیق کیفی (جمع اوری مطالب مربوط به اصول معماری اکولوژیک) است و همچنین در مرحله‏ای از طراحی که اصول مستخرج از مبانی در طراحی بکار گرفته می‏شود و با نرم‏افزار مورد ارزیابی قرار می‏گیرد نوع تحقیق کمی است. همچنین روش تحقیق توصیفی و از نوع استقرایی است. اطلاعات مورد نیاز از طریق جستجو در سايت هاي اينترنتي فعال و به روز ايراني و غيرايراني، جستجو در پايان نامه هاي معماري و غير معماري مرتبط با موضوع پروژه در دانشگاه ها.جستجو در کتابخانه هاي ارگان هاي دولتي و خصوصي مرتبط با موضوع پروژه، از جمله کتابخانه ملي ايران، کتابخانه دانشکده معماري دانشگاه شهيد بهشتي، بدست آمد. مطالعات آماري، نقشه ها و تصاوير نیز به منظور جمع آوري داده هاي آماري به روز مربوط به ويژگيهاي اقليمي، جمعيتي، فرهنگي و …، تهيه نقشه هاي مورد نياز و عکس هاي هوايي از سايت هاي پيشنهادي، بستر طرح و محدوده اطراف آن از مناطق آزاد، تهيه تصاوير مختلف از زواياي گوناگون سايت هاي پيشنهادي به هرشيوه ممکن مورد استفاده قرار گرفت. مطالعات میدانی نیز به منظور بازديدهاي پيوسته از سايت پيشنهادي در بازه های زمانی متفاوت، جهت اشراف به وضعيت آنها در زمان هاي مختلف و تهيه تصاوير و کروکي ها، همچنين برداشت هاي رفتارهاي انساني در محل، از جمله: ترافيک شهري، نحوه ي تردد پياده و … و برداشت ويژگي هاي محيطي، بازديد از نمايشگاه تکنولوژي معماري و ساختمان موجود در ايران، جهت آشنايي هر چه بيشتر با تکنولوژي هاي مرتبط با پايداري بنا و پي بردن به نيازهاي اينگونه بناها و کمبودهاي موجود در آنها، از جمله مرکز تکنولوژي ساختمان مرکز تحقيقات مسکن و ساختمان ايران و … انجام گرفت. اطلاعات مربوط به معماری اکولوژیک به روش ساختاری، انعکاسی و تفسیری تجزیه و تحلیل می شوند.ارزیابی چگونگی تاثیر اصول مستخرج شده از معماری اکولوژیک برای پروژه مد نظر با نرم افزار اکوتکت تحلیل می شود و میزان صرفه جویی انرژی در بنا با این نرم افزار محاسبه می گردد.

 

6- بررسی محدوده مورد مطالعه

شهر کرج با ارتفاع 1320 متر از سطح دریای آزاد، در دامنه جنوبی رشته کوه البرز و در رودخانه کرج قرار دارد. بلند تربن شهر درشرق خلج ـ باد و پست ترین نقطه شهر در جنوب شهر به ارتفاع 1275 متر از سطح دریا است.شیب کلی شهر از شمال به جنوب می باشد، لیکن اراضی دو طرفه روخانه با شیب تند به آن منتهی می شود. از نظر زمین شناسی، اراضی شهر از آبرفتهای رودخانه کرج و کوهستانهای اطراف تشکیل شده و شامل رسوبات رسی، شنی است.(WWW.googleearth.com). منطقه کرج به لحاظ اقلیمی تحت تاثیر ارتفاعات البرز و دره چالوس و رودخانه کرج قرار دترد که موجب خنک و مرطوب تر شدن این منطقه نسبت به تهران می گردد. و این تمایز، تقریباً در تمام طول سال مشاهده می گردد. علت اختلاف دمای کرج نسبت به تهران به خصوص در شبها به سبب نزدیکی کرج به ارتفاعات شمالی و سرد شدن شبانه این دامنه ها و وزش باد کوه به دشت می باشد. دور بودن کرج از دشت کویر نیز موجب برودت و رطوبت یشتر این نقطه نسبت به تهران در فصول مختلف سال به ویژه در تابستان می گردد.

حداقل و حداکثر مطلق دما به ترتیب 20- و 40 درجه سانتیگراد و میانگین سالیانه نیز 9/13 درجه سانتیگراد می باشد.میزان بارندگی در نواحی مختلف کرج حداکثر حدود 50 میلیمتر در فروردین ماه و حداقل 0/5 میلیمتر در مرداد ماه گزارش شده است. تعداد متوسط روزهای یخبندان 76 روز در سال است و حداکثر آن مربوط به دی ماه (23) روز است. (9)

7-مراحل انجام کار

7- 1-برنامه ریزی فیزیکی طرح

-مراحل انجام کار

7- 1-برنامه ریزی فیزیکی طرح

                                                                                                      جدول 1- برنامه فیزیکی

پلان‌ها با چیدمان ها و واحدهای زیادی طراحی شده، ولی با بررسی ویژگی‌معماری خورشیدی به این نتیجه رسیدم که پلان‌ها روبه جنوب و در راستای محور شرقی و غربی طراحی شود و یکی از ویژگی مهم معماری پایدار جذب مستقیم نور خورشید و با داشتن سایه  اندازی در تابستان می‌باشد.

به علت یکی از ملزومات آپارتمان و ساکنین حدالامکان برای واحدهای دارای حداکثر مساحت  یک پارکینگ و برای  به بالا هر واحد 2 پارکینگ در نظر گرفته شده است.

محل گره‌ها و فضاهای عمومی در محل‌های انتخاب شده که در مرکزیت ساختمان باشد به گونه ای که دارای فضای سبز، نشستن و باربیکیو می‌باشد و نقاطی نیز در سایت در نظر گرفته شده است.

بخش خدماتی در ساختمان طبقه همکف در نظر گرفته شده که شامل استخر، جکوزی، بیلیارد، پینگ‌پنگ و سرایداری در فضای بسته و در فضای باز فضای بازی فوتبال و تنیس طراحی شده است.

7-2-مبانی نظری طرح

7-2-1- نتیجه ‏های ایده‏ های فکری اصلی کانسپت

1. کشیدگی فرم وانتخاب فرم بیضی باتوجه به بادهای غالب غربی شهرکرج
2. انتخاب فرم منحنی (بیضی) جهت داشتن کمترین وجه درشرق وغرب (فرم آیرو دینامیک) جهت نداشتن دیواره ای درایجاد ممانعت وموجب فشار منفی دردیواره غربی وهدایت کردن باد
3. کشیدگی فرم درراستای محورشرقی-غربی جهت به حداکثر رساندن دریافت تابش آفتاب درفصول سرد
4. استفاده ازفرم منحنی بیضی جهت بهره‏برداری بیشترازتابش خورشیددرراستای به حداقل رساندن مصرف انرژی
5. استفاده از فضای خورشیدی (آتریوم) جهت کاهش مصرف منابع تجدیدناپذیر
6. استفاده از فرم پیوسته بیضی جهت به حداقل رساندن نفوذ سرما در زمستان ونفوذگرمادرتابستان
7. خالی کردن دوطبقه وقراردادن آن به فضای سبزجهت تهویه بهترهواودیدخوب به شهروکوه وامکانات تفریحی ورفاهی
8. استفاده ازهوای مطبوع فضای سبزمیانی جهت تهویه وتوزیع آن توسط رایزرهادرواحدهای طبقات دیگر
9. استفاده ازفضای شیشه‏ای آتریوم وخنک کردن آن توسط آب وفواره داخل آن جهت تهویه مطبوع درواحدها (درفصول گرم سال)

• استفاده از بالکن‏های فضای سبزجهت تولیدهوای مطبوع (فضای سبزمیانی)
• استفاده ازآب باران (فاضلاب تمیز) برای تأمین قسمتی ازآب موردنیازفضاهای سبزمجموعه
• کل کتورهای خورشیدی برای تأمین قسمتی ازآبگرم موردنیازمجموعه(مشاعات)
• باطریهای فتوولتائیک‏ها برای تأمین قسمتی ازبرق موردنیازمجموعه (مشاعات ومحوطه)

سایت پروژه مذکور در شهر کرج منطقه عظیمیه میباشدومنطقه عظیمیه دردامنه‏های جنوبی رشته‏کوه‏های البرزقرارداردکه به لحاظ اقلیمی ‏تحت تاثیرارتفاعات البرزودره چالوس ورودخانه کرج می‏باشد. ویژگیهای کلی منطقه شیب ازشمال به جنوب می‏باشد،لیکن اراضی دوطرفه رودخانه باشیب تند به آن منتهی می‏شود. وزش بادهای غالب شهرباسرعت بیش از 20 کیلومتردرفصول بهارو زمستان دارای جهت گیری غربی است. موقعیت وزوایای تابش خورشیددرعرض جغرافیایی 36 درجه میباشد..باتوجه به ملاحظات فوق درموردساختمانهای بلندباتوجه به تنوع جبهه‏های نورگیر روبه جنوب خواهدبود.

 

 

کاربردمفاهیم پایداری واهداف معماری اکولوژیک درجهت کاهش اتلاف انرژی وآلودگی محیط زیست درمعماری،مبحثی به نام معماری پایداررابه وجودآورده است. دراین نوع معماری،ساختمان نه تنهاباشرایط اقلیمی منطقه خودراتطبیق می‌دهد،بلکه به استفاده ازانرژي‏هاي تجديدپذيربراي رسيدن برقراري تعادل ميان تأمين نيازهاي انسان واستفاده بهينه وعدم آسيب رساني به محيط طبيعي شده كه خودازمباحث اصلي پايداري محيطي است. انواع انرژی‌های تجدیدپذیرعبارتنداز : انرژی آبی،انرژی بادی،انرژی زمین گرمایی،انرژی زیست توده،انرژی امواج وجزر وانرژی خورشیدی می‏باشد. باتوجه به پتانسیل‏های اقلیمی یكی ازاین انرژی‌های راجهت استفاده می‌توان انرژی تجدید‌پذیرخورشیدی نام بردکه به دودسته فعال وغیرفعال خورشیدی تقسیم میشود. دربخش غیرفعال خورشیدی به طراحی معماردرساختمان ختم میشودکه خودساختمان مانندیک مکانیزم عمل میکندوامادربخش فعال خورشیدی ازسیستمهای مکانیکی خورشیداستفاده میشود. هر پدیده‌ای‏كه دراثرتابش نورخورشیدوبدون استفاده ازمكانیزم‌های محرك،الكتریسیته تولیدكند،پدیده فتوولتائیك نامیده می‌شودوبه سیستمی كه ازاین پدیده استفاده كند،سیست مفتوولتائیك می‌گویند. عملكرداین سیستم به گونه‌ای است كه باتابش نورمستقیم خورشیدبرسطح پانل‌های خورشیدی انرژی الكتریكی تولیدمی‌شود. ازمزایای این روش می‌توان به سهولت درنصب وبهره‌برداری،عدم نیازبه ادوات مكانیكی،عدم ایجادآلودگی صوتی وقابلیت نصب وراه‌اندازی درمناطق دوردست بدون نیازبه لوازم جانبی اشاره كرد.

 

7-3- آنالیزسایت

                                                                                  تصویر 2-آنالیز سایت

7-4- روندطراحی

 

                                                                                                     تصویر 3- روند طراحی

 

7-5-روندپلان درطراحی

قرارداشتن فضاها در دو وجه جنوبی وشمالی ولی به علت عدم رعایت اصول انرژی خورشیدی جهت جذب مستقیم ترجیحاً واحدها و فضاهای اصلی را در وجه جنوبی ساختمان قرارگرفته ‏اند.

                                                                                               تصویر 4-روند پلان در طراحی

7-6-سازه ساختمان:

سازه ساختمان سقف عرشه فولادی باسازه فلزی می‏باشد.

7-6-1-سقف:

مزایای عرشه فولادی

• کاهش تعدادتیرهای فرعی
• کاهش ضخامت سقف و کاهش بار مرده سقف وکاهش وزن سازه ودرنتیجه کاهش نیروی زلزله
• حذف کامل مراحل قالب بندی وشمع‏گذاری
• کاهش حجم بتن‏ریزی ودرنتیجه کاهش هزینه‏های پروژه
• امکان اجرای همزمان سقف‏ها
• امکان بتن‏ریزی همزمان طبقات
• امکان اجرای سقف بین 500 تا 1000 مترمربع درروز
• یکپارچگی وصل بیت بیشتر دیافراگم سقف
• حمل و نقل آسان
• امکان شکل‏دهی باتوجه به پلان معماری وتعیین موقعیت دقیق داکت‏ها
• افزایش سرعت اجرابه دلیل سادگی اجرای کاردرسقف‏های مرکب عرشه فولادی نسبت به سیستم‏های قدیمی
• بازگشت سریع سرمایه باتوجه به بالابودن سرعت اجرا
• افزایش ایمنی اجرا
• امکان اجرای ساده سقف کاذب وعبورتاسیسات از زیر سقف

کاهش وزن مرده سقف وسبکتر شدن سازه به‏طوری‏که:

 20 تا 30 درصدصرفه‏جویی درمصرف فولاداسکلت سازه

60 تا 70 درصدصرفه‏جویی درمصرف آرماتور سقف

15 تا 20 درصدصرفه‏جویی درمصرف بتن سقف

20 درصدسبکترازسقف‏های کامپوزیت معمولی

کاهش 60 کیلوگرم برمترمربع ازوزن سقف درمقایسه باسقف کامپوزیت معمولی

کاهش 40 درصدی زمان اجرا

 

7-6-2-ستون فلزی:

فولاد

فولادیکی ازمهمترین مصالح ساختمانی به شمارمی‏آید . فولادازاحیاشدن سنگ آهن،به همراه کک واکسیژن درکوره‏های بلندبادرجه حرارت زیادبدست می‏اید .آهن خام که به این ترتیب به دست می‏آیدبین 3 تا 4 درصدکربن دارد.

محاسن فولاد

1)  مقاومت زیاد

2) شکل‏پذیری زیاد

3) یکسان بودن مقاومت وفشار

4) عملکردمناسب دربرابرزلزله به علت شکل‏پذیری وسبک بودن مهمترین عیب فولادضعف دربرابرآتش‏سوزی می‏باشد .

ستونهابامقاطع دايره‏ اي :

معمولامقاطع لوله‏اي (دايره‏اي) ازقطر 2 تا 12 اينچ براي ستونهابيشترمورداستفاده قرارميگيرند. مقطع لوله درمواقعي كه بوسيله اتصال جوش باشد،آسان‏تر به كارميرود . كاربردلوله بيشتردرپايه‏هاي بعضي منابع هوايي،دكل‏هاي مختلف وخرپاهاي سبك است . اين مقطع‏هابه‏طوركلي مقاومترند براي اينكه ممانانرسي انها درتمام جهات يكسان است . باتغييرضخامت مقاطع لوله‏اي مي‏توان اين رسيهاي مختلف رابه دست آورد.

نکات فنی واجرایی مربوط به خاک ریزی وزیرسازی فونداسیون : چاه‏های متروکه باشفته مناسب پرمیشوندودرصورت برخوردمحل باقنات متروکه،بایدازپی مرکب یاپیتخت استفاده کردیاروی قنات رابادالبتن محافظ پوشاند.  ازخاکهای نباتی برای خاکریزی نبایداستفاده کرد.  ضخامت قشرهای خاکریزبرای انجام تراکم 15 تا 20 سانتیمتراست.  برای انجام تراکم بایدمقداری آب به خاک اضافه کنیم وباغلتک های مناسب آنرامتراکم نمایی،البته خاکریزی وتراکم فقط برای محوطه سازی وکف‏سازی است وخاکریزی زیرفونداسیون مجازنمیباشد.  دربرخی موارد،برای حفظ زیربتن مگر،ناچاربه زیرسازی فونداسیون هستیم،اماممکن است ضخامت زیرسازی کم باشد ( حدود 30 سانتیمتر ) دراین‏صورت میتوان باافزایش ضخامت بتن مگرزیرسازی راانجام دادودرصورت زیادبودن ارتفاع زیرسازی،میتوان باحفظ اصول فنی لاشه چینی سنگ باملات ماسه سیمان انجام داد.

بتن باعیارکم سیمان زیرفونداسیون که بتن نظافت نیزنامیده میشودمعمولاًبه ضخامت 10 تا 15 سانتیمتروازهرطرف 10 تا 15 سانتیمتربزرگترازخودفونداسیون ریخته می‌شود.

قالب‏بندی بایدازتخته سالم بدون گره به ضخامت حداقل 5. 2 سانتیمتریاورقه‏های فلزی صاف یاازقالب آجری (تیغه 11 سانتیمتری آجری یا 22 بااندودماسه سیمان برای جلوگیری ازخروج شیره بتن) صورت گیرد.  لازم به یادآوری است که پی‏های عادی میتوان باقراردادن ورقه پلاستیکی ( نایلون) درجداره خاکبرداری ازآن به عنوان قالب استفاده کرد.

تذکر: درآرماتوربندی فاصله میله‏گردها تاسطح آزادبتن درموردفونداسیون نبایداز 4 سانتیمترکمترباشد.

 

7-7- درزانبساط:

کلیه ساختمانهای فلزی که طول آنهابیشتراز 50 مترباشد،بایددرطول ساختمان درزانبساط پیش‏بینی کرد .این طول مربوط به ساختمانهای فلزی وبدون پوشش محافظ است که نبایداز 50 مترویادرساختمانهایی باپوشش محافظ ودرحالات خاص نبایدازیکصدمترتجاوزکند. برای پوشاندن وپرکردن فواصل درزانبساط ازمواردی استفاده میکنند که قابلیت ارتجاعی داشته باشد . بایددقت شودکه فاصله درزانبساط به هیچ‏وجه بامصالح بنایی یاملات پرنگردد. اگردرهنگام استقراراسکلت فلزی ستونهایی که درمجاورت یک درزانبساط قراردارند،به طور موقت به وسیله قطعات فلزی متصل شده‏اند،پس ازاستقرار،بایداین اتصالات بریده شوندتاساختمان درمحل درزانبساط به کلی ازقسمت مجاورخودجداباشد.

 

7-8-تأسیسات:

به‌منظورصرفه‌جويي اقتصادي درهزينه‌هاي مربوط به سوخت ورهايي ازمشكلات زيست‌محيطي ناشي ازمصرف سوخت‌هاي فسيلي وهزينه‌هاي اجتماعي آنهامي‌توان ازعوامل مختلفي ازجمله فناوري‌هاي جديدوبه‌ويژه فناوري‌هاي انرژي خورشيدي استفاده نمود. باتوجه به افزايش قيمت انرژي درجهان،استفاده ازانرژي‌هاي نوبه‌سرعت روبه گسترش مي‌باشد. استفاده ازانرژي خورشيدباتوجه به مزاياي بسيارآن درالويت طرح‌هاي تحقيقاتي واجرايي قرارگرفته است. انرژي خورشيدي يكي ازمنابع اصلي،ارزان،پاك وقابل دسترس مي‌باشد. برخلاف سوخت‌هاي فسيلي كه تجديدناپذيرهستندوروزي به پايانمي‌رسند،انرژي خورشيدي منبعي تجديدپذيربه‌شمارمي‌آيدكه تاروزيكه حيات دركره خاكي وجودداردقابل استفاده وبهره‌برداري است.  انرژي غيرفعال خورشيدي مي‌تواندباعث كاهش هزينه‌هاي جانبي وبدست‌آوري گرمادرساختمانهاشود. ذخيره‏گرما،كنترل نيروي خورشيدي بصورت موثر،وسايبانهاازاجزاي مهم سيستم‏گرمايش خورشيدي غيرفعال دريك ساختمان مي‌باشند. استراتژي بكارگيري سيستم گرمايش خورشيدي معمولامي‌بايست همراه باديگرمواردذخيره‌سازانرژي،نظيرچگونگي نور دهي،سيستم تهويه وخنك‌سازي،موردتوجه قرارگيرد.

باوجودآنكه،معمولاگرم نمودن يك ساختمان درصبح قبل ازآنكه ديواره‏اي آن گرم شودضروري مي‌باشد. انرژي بدست آمده خورشيدي رامي‌توان براي اين منظورمورداستفاده قرارداد،وبدين‏صورت نيازبه ادوات گرمايش جانبي كاهش خواهديافت.

7-9-شرايط لازم جهت استفاده ازگرمايش غيرفعال:

• آب وهواي ناحيه‌اي‏كه درآن ساختمان موردنظروجودداردخودبعنوان يكي ازملزومات بدست‌آوري گرماي فضايي بشمارمي‌آيد.
• تابش خورشيدي موجودباشد.

7-10-سیستم گرمایش خورشیدی غیرفعال درتأسیسات آتريوم

هماهنگي يك آتريوم درساختمان مي‌توان بوسيله گرماي جذب شده توسط خورشیدایجادتهويه مطبوع وذخيره انرژي گردد. اتريوم يافضاي خورشيدي،بعنوان يك مفهوم،ممكن است،علاوه برميزان انرژی خورشيدي چنانچه روبه جنوب قرارگرفته باشد،بعنوان يك نوآوري تلقي گرددكه مهياكننده نورطبيعي وتهويه مطبوع درساختمان اصلي باشد. كليه اين عملكردهاممكن است درذخيره انرژي سهم داشته باشد

نوع شيشه‌كاري وسطح عايق :چنانچه آتريوم گرم نشود،مي‌بايست باگرم كردن قبلي آن توسط سيستم تهويه مطبوع دوجداره اقدام نمود.

پيكربندي شيشه‌‌ها :بيشترين آتريوم هاداراي پوشش شيشه‌اي درتقريباكل سطح بيروني خودمي‌باشند. دراین پروژه شیشه به جهت ممانعت ازایجادخلأدارای منحنی میباشدتاایجادکیفیت دررانش هوای گرم شود.

ظرفيت گرمايي : جهت دسترسي به تاثيرافزايش توده دريك محدوده متوسط دركليه شرايط آب وهوايي مورداستفاده قرارمیگیرد. جايگزيني بلوكهاي بتوني باعث كاهش بسياركمي درنيازبه گرمادرآتريوم میباشد.

ذخيره :هدف ازذخيره گرمايي نگهداري گرما مازادبراحتياج كنوني و رهاسازي آن به هنگام احتياج مي‌باشد. تابش خورشيدي كه به ماده‌اي مي‌تابدبوسيله آن جذب گرديده سپس به گرماتبديل شده ودراجرام آن ذخيره‌مي‌گردد. پس ازآن اين ماده بوسيله رسانابتدريج گرم شده وگرماي آن انتشارمي‌يابد.

سيستمهاي ديوارتوده‌اي : ديوارتوده‌ايي كه مفهوم خورشيدي غيرفعال مي‌باشد که به علت ظرفیت حرارتی بالاوذخیره آن به هنگام احتیاج درآترویوم پروژه مذکوراستفاده شده است.

كاهش گرماي زياد : اين ترسي همچنين درطي تابستان ويادرطي دوره‌هاي اوج گرم مي‌تواندبسيارمفيدباشد. مواردمهم آن نه تنهابرحسب ذخيره بيشترگرمايي وبنابراين كاهش پيك‏هاي دمامي‌باشد،بلكه باعث تهويه مطبوع درشب نيزخواهدشد.

افزارسايبان : محافظت خورشيدي قابل حمل درجلوي ديواراجازه كنترل سيستم جهت ممانعت ازگرماي زياددرروزهاي گرم وكاهش ازدست رفتن گرمارادرشب مي‌دهد.

هوای گردشی آتریوم:

• درفصول سردهوای گرم آتریوم به گرم کردن فضاهای داخلی کمک می‏کند
• درفصول گرم هوای گرم آتریوم خارج یاباسیستم حوض طبقاتی وفواره‏های آبی خنک ومجدداً برای مطلوب کردن هوای داخل واحدهااستفاده میشود.

نحوه عملکرد:ازطریق دریچه‏های فوقانی هوای گرمایجادمکش کرده وهوای سالم راکه ازبیرون واردمجموعه می‏شودازطریق دریچه‏های تحتانی هوای تازه از کویلهای خنک کننده یاگرم کننده میتوانددمای هوای ورودی راکنترل کند.

7-11-تأسیسات الکتریکی

درصدی ازانرژی الکتریکی این ساختمان ازطریق انرژی فعال خورشیدی تولیدمیشود.  انرژی فتوولتایک تبدیل نورخورشیدبه الکتریسیته ازطريق یک سلول فتوولتاتیک،که بطورمعمول یکسلول خورشیدی نامیده می‌شود. سلول خورشیدی یک ابزارغیرمکانیکی است که معمولاًازآلیازسیلیکونساخته شده‌است.نورخورشیدازفوتونهایاذرات انرژی خورشیدی ساخته شده‌است. این فوتونهامقادیرمتغیرانرژی راشامل می‌شوندمشابه طول موجهای متفاوت طيف‏های نوری هستند .

7-12-تأسیسات مکانیکی

استفاده ازالزامات انرژی درمعماری،نیازحرارتی ساختمان تادرصدزیادی نسبت به یک ساختمان معمولی مشابه کاهش یافته که بایستی بااستفاده ازانرژیهای تجدیدپذیربرطرف گردد. لذاباامکان سنجی صورت گرفته درمنطقه،براساس اطلاعات اقلیمی ودرنظرگرفتن محدودیتهای اقتصادی پروژه،تامین نیازحرارتی وآبگرم مصرفی ساختمان بااستفاده ازانرژی خورشیدی درنظرگرفته شده است. به این منظوربااستفاده از سیستم خورشیدی تعدادی ازکلکتورخورشیدی جهت کسب انرژی خورشیدبرروی بام ساختمان تعبیه شده است. ذخیره‏سازی انرژی حرارتی اکتسابی درمخزن بافرصورت میگیرد که درموتورخانه ساختمان درطبقه زیرزمین جانمایی شده‏اند. همچنین ازیک منبع دوکویلی جهت تامین آبگرم مصرفی استفاده میشود. موقعیت کلکتورهابرروی بام به شکلی تعیین شده است که کمترین میزان سایه اندازی بررویهم راداشته باشند. کلکتورهاازنوع متمرکزکننده انتخاب شده وبصورت افقی نصب شده‏اند.

7-13-سیستم حرارتی گرمایش ازکف

سیستم حرارتی گرمایش ازکف که انتقال حرارت به صورت تشعشعی (تابشی) سهم زیادی درفرآیندگرمایشی آن دارد،درمقایسه باسایرسیستم‌های حرارتی نه تنهادرصرفه‌جویی وبهینه‌سازی مصرف انرژی بلکه درمقوله رفاه وآسایش ساکنان ساختمان‌هادارای نقاط قوت بسیاری می‌باشد. دراین سیستم گرمایشی معمولاًدمای آبگرم موجوددرلوله‌های کف‌خواب بین 30 تا60 درجه سانتیگرادمی‌باشدکه درمقایسه با سایر روش‌های موجود،که دمای آب بین 54 تا 71 درجه سانتیگراداست، 20 تا40 درصددرمصرف انرژی صرفه‏جویی می‌شود. درساختمانهایی که دارای سقف بلندمی‌باشنداستفاده ازسیستم گرمایش ازکف باعث کاهش مصرف انرژی وصرفه‌جویی درمصرف سوخت می‌شود،به این خاطرکه درسایرروش‌ها (مانندرادیاتوروبخاری) هوای گرم دراثرکاهش چگالی سبک شده وبه سمت سقف می‌رودواولین جایی راکه گرم می‌کندسقف می‌باشد (این موضوع به طورواضح درسمت چپ شکل زیرمشخص می‌باشد). به علت بالابودن دمای هوا در کنارسقف میزان انتقال حرارت آن به سقف ازهرجای دیگربیشتراست واین عامل باعث اتلاف مقدارزیادی انرژی می‌شود.

7-14-تفکیک آب باران

سیستم جمع‏آوری آب باران (بامها،بالکنهاومحوطه ومازادآب یاری فضاهای سبز) وهمچنین شستشوی بالکن‏هامحوطه وپارکینگهاکاملاًمستقل بوده وبه عنوان فاضلاب تمیزجمع‏آوری ودرمخازن پیش‏بینی شده مطابق تصاویرزیرذخیره ودرصورت لزوم بااستفاده ازپمپ‏های پیش‏بینی شده برای آبیاری فضاهای سبزدرطبقات ومحوطه مورداستفاده مجددقرارمیگیرد.

                                                                         تصویر 5- تفکیک آب باران (www.waterscience.blogfa.com)

 

 

                                                                   تصویر 6- تفکیک فاضلاب تمیز (www.waterscience.blogfa.com)

 

8-نتیجه گیری

استفاده از انرژي هاي نو و غير آسيب رسان به محيط طبيعي منطقه لذا به دليل رويکرد خاص موضوع مي توان آن را از پر اهميت ترين موضوعات حال حاضر دانست.باتوجه به جايگاه حفظ محيط زيست و صرفه‏ جويي درمنابع پايان‏پذير فسيلي،نياز به بهره‏مندي ازانرژي‏هاي تجديدپذير و پاك مانندانرژي خورشيدي واستفاده حداكثري از تهويه طبيعي به منظور سرمايش، روزبه روز بيشتر احساس ميشود.

همچنين بارعايت الگوهاوتكنيكهاي كاهش مصرف انرژي دربناهاي مسكوني ضمن كاهش هزينه ‏ها ورسيدن به اهدف زيست محيطي، مي‏توان درراستاي آگاه‏سازي جامعه نسبت به اهميت مسئله كاهش مصرف سوختهاي فسيلي واستفاده ازانرژي‏هاي پاك قدم برداشت تا ضمن حفظ سرمايه‏هاي ملي،ازآلودگيهاي زيست محيطي نيزتاحدامكان جلوگيري نمود.

معماری اکولوژیک یکی ازجریان‏های مهم معماری معاصر است که به عنوان عکس‏ العملی منطقی در برابر مسائل و مشکلات پدید آمده از عصر صنعت به وجود آمده است. معماری مدرن که زاده تحولات عصر صنعت بود با شعار سلطه بر طبیعت و کنترل بر طبیعت؛ رابطه معماری و طبیعت را نادیده گرفته و آن‏را برهم زد. دهه هفتاد میلادی آغاز آگاهی یافتن از بحران‏های زیست محیطی بد که عکس‏العمل‏هایی رادرحوزه معماری نیز ایجاد کرد. واژه معماری اکولوژیک (ارگانیک) که در قرن بیستم میلادی از سوی فرانکلوی درایت یکی از پیشگامان معماری نوین ابداع شد،در حقیقت بر ایجاد هماهنگی بین عادت‌های انسانی و طبیعت اشاره دارد. رایت باتاکید بر استفاده از خطوط افقی هر چه بیشتر بر ارتباط وهارمونی بین معماری و طبیعت تاکید کرد. تنها تعریفی که تمامی این ویژگیهارا در خود لحاظ کند، بهترین تعریف از معماری اکولوزیک است. یعنی هرچقدر که دریک معماری نشانه هایی مثل حفاظت،صرفه‏جویی وهماهنگی بامحیط رابهتربتوان دید؛آن معماری بیشتربه سمت معماری اکولوژیک میل کرده است. دراین تحقیق معماری اکولوژیک باکانسپت بالا بردن ذخیره انرژی،کاهش مصرف انرژی‏های فسیلی و هزینه بروکاهش انتشار co2 وجایگزین کردن انرژیهای پاک تاحد امکان مورد بررسی دقیقتر قرار گرفت و نتایج نشان داد؛با استفاده از فرم منحنی (بیضی) جهت داشتن کمترین وجه در شرق و غرب و کشیدگی در راستای محور شرقی و غربی (فرم آیرودینامیک) میتوان انرژی های پاک و تجدیدپذیر را در ساختمان های بلند مرتبه در کرج (عظیمیه)‌ استفاده نمود. همچنین با استفاده از فضای خورشیدی (آتریوم)، می توان مصرف انرژی در ساختمان های بلند مرتبه در کرج (عظیمیه)‌ را به حداقل رسانید.

 

منابع

1. بانی مسعود،ا.1387.پست مدرنیته و معماری. تهران:نشر خاک.
2. رایت، د. 1491.الفبای معماری پایدار(با رویکرد معماری خورشیدی). شالی امینی،و.1389.تهران:پرهام نقش
3. طاهباز،م.1392.دانش اقلیمی طراحی معماری.تهران: دانشگاه شهید بهشتی.
4. قبادیان،و.1393.مبانی و مفاهیم در معماری معاصر غرب.تهران:دفتر پژوهش های فرهنگی
5. لکنر،نربرت؛ گرمایش،سرمایش،روشنایی(رویکرد های طراحی برای معماران).کی نژاد،م.آذزی،ر.دانشگاه هنر اسلامی تبریز
6. مور، فولر؛1993.سیستم های کنترل محیط زیست(تنظیم شرایط محیطی در ساختمان).کی نژاد،م.آذری،ر.1382.دانشگاه هنر اسلامی تبریز،اول
7. واتسون،د.لبز،ک.1937.طراحی اقلیمی(اصول نظری و اجرایی کاربرد انرژی در ساختمان).قبادیان،و.فیض مهدوی،م.انتشارات دانشگاه تهران،چاپ 14
8. ژان پرانك ؛محبوب الحق-ترجمه :مهاجراني، مصطفي؛مقاله:گزارش لاهه(پيش زمينه توسعه پايدار (از فكر تا عمل)؛فصلنامه محيط شناسي؛انتشارات دانشگاه تهران؛دانشكده محيط زيست؛شماره 28
9. صابري ،اميد؛صانعي؛پريسا؛معماري با حداقل انرژي؛نگاه سبز؛زمستان 1381
10. waterscience.blogfa.com:post-143.aspx