به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، امروزه معماری شهری از ساختن ساختمانهای پرمصرف به سمت ساخت سازههایی حرکت کرده است که با طبیعت هماهنگ هستند. معماری در حال گذار از سیستمهای فعال و پرمصرف به سمت سیستمهای غیرفعال، بر پایه بازخوانی و بازمهندسی کردن دانش بومی و سنتی استوار است و هدف آن ایجاد ساختمانهایی است که قادر به تنظیم دمای خود با استفاده از قوانین فیزیک، جابهجایی هوا و مدیریت رطوبت باشند.
این ساختمانها میتوانند با استفاده از دانش سنتی و قوانین فیزیک، بدون نیاز به تجهیزات پرمصرف، دمای خود را از طریق جریان هوا و مدیریت رطوبت بهطور طبیعی تنظیم کنند. رویکردهای کنونی نهتنها با کاهش مصرف انرژی، بلکه با کاهش انتشار گازهای گلخانهای، گامی اساسی در جهت رسیدن به «ساختمانهای کربنصفر» برمیدارند.
یکی از بزرگترین چالشهای معماری در مناطق خشک و نیمهخشک، مدیریت تودههای هوای ساکن و گرم است. در معماری سنتی، استفاده از بادگیرها نهتنها یک هنر، بلکه یک دانش پیشرفته در مورد فشار هوا بود. معماران مدرن در حال حاضر، با ترکیب این دانش با محاسبات ریاضی و شبیهسازیهای دیجیتال، سیستمهای هوشمندی را طراحی میکنند که فراتر از یک سازه ساده عمل میکنند.
استفاده از ساختار بادگیر بهعنوان یک عنصر فعال در معماری مدرن و مدیریت انرژی شهری، فراتر از یک سنت تاریخی، بهعنوان یک راهکار برای مقابله با گرمایش جهانی مطرح شده است و در حال حاضر بسیاری از شهرها در قالب «معماری بادی» و استفاده از تکنولوژیهای هوشمند برای شبیهسازی بادگیرهای سنتی در پروژههای مدرن، به این سمت حرکت کردهاند.
تکنولوژی بادگیرهای مدرن در دبی؛ بازآفرینی سنت در قالب هوشمندی دیجیتال
استفاده از ساختار و مفاهیم بادگیرها در دبی با هدف مقابله با گرمای طاقتگیر و کاهش شدید هزینههای سرمایشی صورت میگیرد. بادگیرها در این شهر، فقط به شکل برجهای گلی و سنتی نیستند؛ بلکه به سیستمهای پیچیده مهندسی تبدیل شدهاند که در دل آسمانخراشها و مجتمعهای بزرگ شهری تعبیه شدهاند. این پروژهها از ترکیب اصول کلاسیک بادگیر با تکنولوژیهای پیشرفتهای نظیر شبیهسازی دینامیک سیالات محاسباتی استفاده میکنند تا جریانهای باد را در سطوح مختلف ارتفاعی مدیریت کنند.
یکی از جذابترین جنبههای این پروژهها در دبی، استفاده از بادگیرهای هوشمند و متحرک است. در بعضی از ساختمانهای مدرن و مناطق تجاری، سازههایی طراحی شدهاند که با استفاده از حسگرهای هوشمند، جهت و سرعت باد را در لحظه تشخیص میدهند و با تغییر شکل یا تغییر زاویه، جریان هوا را به سمت نواحی گرمتر هدایت میکنند. این سیستمها نهتنها هوا را به درون ساختمان میکشانند، بلکه با استفاده از تکنولوژیهای خنککنندگی تبخیری در لایههای اولیه ورود هوا، دمای جریان ورودی را قبل از رسیدن به فضای داخلی، به شدت کاهش میدهند.
این رویکرد در دبی، فراتر از یک راهکار ساده برای ساختمانهای منفرد، به یک استراتژی مدیریت ریزاقلیم شهری تبدیل شده است. معماران با طراحی برجهایی که شکل و تراکم آنها به گونهای است که جریان باد را در میان خیابانها و فضاهای باز هدایت میکند، سعی دارند اثر جزیره گرمایی را در کل شهر کاهش دهند. طراحی ساختمانها به گونهای انجام میشود که همچون یک شبکه از بادگیرهای متصل به هم عمل کنند؛ این کار موجب میشود که حتی در میان تراکم بالای ساختمانها، جریان هوای تازه حرکت کند و از ایجاد نقاط سکون حرارتی و تجمع گرما در سطح شهر جلوگیری شود.
معماری بادی در شمال اروپا؛ بازگشت به جریانهای طبیعی
در شهرهایی همچون آرهوس در دانمارک و پروژههای پیشگام در اسکاندیناوی، رویکرد نسبت به بادگیر متفاوت از مناطق گرمسیری است. در حالی که هدف در شهرهای گرمسیری ایران، عربستان و امارات، خنک کردن فضا در برابر گرمای شدید است، در شمال اروپا هدف از بازآفرینی این مفهوم، مدیریت جریان هوا برای کاهش مصرف انرژی و بهبود کیفیت زیست است. معماران در این مناطق با الهام از اصول حرکت سیالات در بادگیرها، از مفهوم تهویه طبیعی فعال برای طراحی ساختمانهای هوشمند استفاده میکنند.
در این مدل معماری، به جای ساختن یک سازه جداگانه، از کل ساختار ساختمان یا فضاهای خالی بین شهری بهعنوان یک «بادگیر غولپیکر» استفاده میشود. این طراحیها به گونهای انجام میشود که بادهای سرد و پرقدرت شمال را از سطح زمین عبور میدهد و با هدایت جریان هوا از طریق کانالهای داخلی یا فضاهای باز طراحیشده، دمای ساختمانها را در فصلهای سرد مدیریت میکند. این کار موجب میشود نیاز به سیستمهای گرمایشی پرمصرف به شدت کاهش پیدا کند و ساختمانها به سمت استانداردهای «صفر-انرژی» حرکت کنند.
علاوه بر مدیریت دما، این استراتژی در شهرهای اسکاندیناوی با هدف مقابله با ایستایی هوا و بهبود کیفیت هوای شهری طراحی شده است. با استفاده از هندسه ساختمانها که مشابه با دهانهها و مسیرهای بادگیر عمل میکند، جریان هوا در میان تراکمهای بالای ساختمانی تحریک میشود تا از تجمع آلایندهها و رطوبت جلوگیری کند. این رویکرد، معماری را از یک کالبد ثابت به یک سیستم تنفسی تبدیل میکند که نهتنها انرژی را ذخیره میکند، بلکه با ایجاد یک چرخه هوای تازه، سلامت و آسایش ساکنان را در بافتهای شهری مدرن تضمین مینماید.
مدیریت میکرواقلیم و کنترل تابش؛ بازخوانی حیاطهای مرکزی و استراتژی سایهاندازی
حیاط مرکزی در معماریهای سنتی از ایران تا مدیترانه، فراتر از یک فضای باز، یک ابزار مهندسی برای تنظیم دمای کل ساختمان بود. در معماری معاصر، این مفهوم با استفاده از دانش ترمودینامیک بازتعریف شده است تا با مدیریت دقیق تابش خورشید و رطوبت، یک ریزاقلیم پایدار ایجاد کند.
در پروژههای مسکونی و تجاری مدرن در مناطق گرمسیر مدیترانهای، معماران از حیاطهای مرکزی بهعنوان چاههای حرارتی استفاده میکنند. در این مدل، حیاطها با دیوارهای بلند و بافتهای متراکم طراحی میشوند تا در طول روز، سایهای عمیق و مداوم بر سطح زمین ایجاد کنند. این سایهاندازی موجب میشود که زمین و دیوارهای حیاط، انرژی گرمایی خورشید را جذب نکنند و در نتیجه از اثر گلخانهای در سطح زمین جلوگیری کنند.
نقطه قوت اصلی این استراتژی، استفاده از اثر خنککنندگی تبخیری در هسته حیاط است. با استفاده از ترکیب پوششهای گیاهی متراکم و المانهای آبی همچون فوارههای مدرن و دیوارهای آبی، رطوبت در محیط حیاط افزایش مییابد. وقتی هوای گرم از میان این فضای مرطوب عبور میکند، گرمای نهفته در هوا از طریق فرایند تبخیر جذب میشود و دمای محیط به شدت پایین میآید. این هوای خنک و سنگینتر، در ساعات ابتدایی شب و صبح، بهدلیل تفاوت چگالی، به درون اتاقهای مجاور نفوذ میکند و از طریق تبادل حرارتی، دمای کل بنا را در ساعات گرم روز پایین نگه میدارد. این چرخه، یک سیستم سرمایش غیرفعال و خودکفا ایجاد میکند که بهطور مستقیم با کاهش بار حرارتی ساختمان، مصرف انرژی را به شدت تقلیل میدهد.
اسپانیا؛ مدیریت جرم حرارتی و سایهاندازی در بافتهای متراکم
در شهرهای اسپانیا، بهویژه در پروژههای جدید در بارسلونا همچون مناطق توسعه یافته در امتداد طرح سوپربلاکها، استفاده از حیاطهای مرکزی با دیوارهای بلند برای مدیریت جرم حرارتی بسیار رایج شده است. معماران در این پروژهها از دیوارهای بتنی یا سنگی ضخیم استفاده میکنند که در طول روز گرما را جذب و در طول شب آن را آزاد میکنند.
در پروژههای مدرن اسپانیا، حیاطها به گونهای طراحی میشوند که با ایجاد یک ستون هوای ساکن در مرکز، از ورود بادهای گرم سطحی جلوگیری کنند. این حیاطها با استفاده از معماری سایهانداز از تابش مستقیم بر دیوارهای داخلی جلوگیری میکنند و دمای سطح را تا ۱۰ درجه سانتیگراد پایینتر از سطح خیابان نگه میدارند.
مطالعات انجام شده روی ساختمانهای با حیاطهای مرکزی نشان میدهد که این مدل میتواند بار حرارتی ساختمان را ۳۰ تا ۴۰ درصد کاهش دهد. این کاهش بار بهطور مستقیم منجر به کاهش مصرف انرژی برای سیستمهای تهویه مطبوع شده و در بعضی پروژهها، نیاز به سرمایش مکانیکی در فصول نیمهگرمایی را به صفر رسانده است.
یونان؛ مهندسی ریزاقلیم و خنککنندگی تبخیری
در یونان، بهدلیل تابش شدید خورشید و نزدیکی به دریا، استراتژیهای معماری بر تغییر فاز حرارتی از طریق رطوبت تمرکز دارند. در پروژههای مدرن در آتن، استفاده از حیاطهای کوچک با المانهای آبی و پوشش گیاهی، به جای یک فضای باز ساده، به یک موتور خنککننده طبیعی تبدیل شده است. در این رویکرد معماری، هدف فقط ایجاد سایه نیست، بلکه مدیریت جریان مولکولهای هواست. با استفاده از حیاطهای کوچک و عمیق، یک محدوده فشار و دما ایجاد میشود که از ورود بادهای گرم و خشک سطحی جلوگیری میکند. این حیاطها بهعنوان یک مخزن انرژی عمل میکنند که در آن، از ترکیب پوشش گیاهی متراکم و المانهای آبی برای ایجاد یک فضای بسیار خنک و مرطوب در هسته مرکزی ساختمان استفاده میشود.
در این پروژهها، استفاده از تأثیر فوارههای مدرن و حوضچههای کمعمق با جریان آب کنترلشده، رطوبت محیطی را در هسته حیاط بالا میبرد. این فرایند موجب میشود هوای گرم با عبور از سطح آب، انرژی گرمایی خود را از طریق تبخیر از دست بدهد. نکته قابلتوجه این است که معماران یونانی از اثر بادگیرها نیز در این حیاطها استفاده میکنند و با ایجاد تفاوت ارتفاع بین حیاط و اتاقها، هوای خنک تولید شده در کف حیاط را، به صورت طبیعی به درون اتاقها جاری میسازند. استفاده از خنککنندگی تبخیری در حیاطهای مرکزی میتواند دمای داخلی اتاقهای مجاور را در اوج تابستان، بین پنج تا هشت درجه سانتیگراد نسبت به محیط بیرون پایینتر نگه دارد. این استراتژی نهتنها مصرف برق را به شدت تقلیل میدهد، بلکه از نظر زیستمحیطی با کاهش استفاده از گازهای گلخانهای ناشی از کولرها، به پایداری شهر کمک میکند.
نظر شما