به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، پژوهشهای اخیر در حوزه آسایش حرارتی فضای باز در اقلیمهای گرم و خشک و نیمهخشک تأیید میکنند که سایه، یکی از مؤثرترین راهبردها برای کاهش استرس حرارتی در مقیاس عابر پیاده است. مطالعاتی که سایه طبیعی همچون درختان و سایه مصنوعی از جمله سایبانها، راهروهای سرپوشیده و پاویونها را مقایسه کردهاند، نشان میدهند هر دو میتوانند کاهش قابلتوجهی در دمای هوا، دمای تشعشعی میانگین و شاخصهای استرس حرارتی ایجاد کنند، بهطوریکه متوسط کاهش دمای هوا حدود ۱.۳ تا ۱.۴ درجه و کاهش دمای تشعشعی میانگین در حدود ۱۳ تا ۱۶ درجه سانتیگراد، همراه با افت حدود ۹ تا ۱۰ درجه گزارش شده است.
در بافت متراکم شهرهای گرم، سازههای موقت شکل اصلی معماری برای پیادهسازی سایه مصنوعی قابلکنترل و ماژولار بهشمار میآیند. سقف، پیشآمدگیها و عناصر سایهانداز عمودی سازههای موقت، بهصورت مهندسیشده برای کنترل دریافت تابش خورشیدی بهویژه در ساعات اوج تابش طراحی میشوند. پارامترهایی همچون هندسه سقف، عمق و جهتگیری سایبان، ضریب بازتاب مصالح و میزان نفوذپذیری نسبت به باد، همگی با هم تعیین میکنند چه مقدار تابش مستقیم و پخشیده به سطح و بدن افراد زیر سازه میرسد. ترکیب سایه کارآمد با تهویه طبیعی کنترلشده، میتواند ادراک حرارت را حتی در شرایطی که دمای هوا بالاست بهطور محسوس کاهش دهد و استفادهپذیری خیابانها، میدانها و حاشیه آبراههها را برای بازار، رویداد فرهنگی و حضور روزمره مردم افزایش دهد.
سازههای موقت برای برنامهریزان شهری، بستری فشرده برای آزمون راهبردهای سرمایش غیرفعال فراهم میکنند که میتوانند در مقیاس پروژههای بزرگتر فضاهای عمومی تکثیر شوند. بهدلیل مقیاس محدود و ماژولار بودن، امکان آزمایش پیکربندیهای مختلف سایه، نوع مصالح، سناریوهای تهویه شبانه و ترکیب با پوشش گیاهی یا آب، بدون تعهد به مداخلات دائمی و پرهزینه وجود دارد. این بعد تاکتیکی در شهرهای گرم در حال رشد سریع که محدودیت بودجه و زمان اجازه بازآفرینی کامل پارکها و میدانها را نمیدهد، اهمیت ویژهای دارد.
منطق طراحی اقلیمی سازه موقت در محیطهای گرم
در اقلیمهای گرم نیمهخشک و خشک، طراحی سازه موقت از یک منطق بیوکلیماتیک دقیق پیروی میکند که بین فشردگی حجم، میزان دریافت تابش خورشید و امکان تهویه طبیعی تعادل برقرار میکند. یک مطالعه موردی روی پاویونی روستایی در اقلیم نیمهخشک مراکش نشان داد که ترکیب حجم فشرده با بازشوهای جهتگیریشده و سایهبانهای بیرونی بهدقت طراحیشده، میتواند بار حرارتی را بهطور چشمگیر کاهش دهد، در عین حال نور روز و تهویه متقاطع را حفظ کند. فرایند طراحی این پاویون، مبتنی بر تحلیل شبیهسازیشده بود و در آن هندسه پوسته، عمق سایبانها و الگوی استفاده از بازشوها بهگونهای اصلاح شد تا بازه آسایش ۱۸ تا ۲۸ درجه سانتیگراد با رطوبت ۳۰ تا ۷۰ درصد و بار سالانه حدود ۲۲ تا ۲۳ کیلوواتساعت بر متر مربع حاصل شود.
این پژوهش بهطور برجسته رفتار بهرهبرداران را بخشی از مسئله طراحی میداند. سناریوهای بهینه استفاده از پنجرهها و دریچهها بهعنوان عنصر اتصال داخل و خارج تأثیر محسوسی بر آسایش حرارتی و تقاضای انرژی دارند. در ماههای بسیار گرم، تهویه صبح زود همراه با سایه قوی مؤثرتر است؛ در ماههای معتدل، تهویه شبانه و محدود کردن نفوذ هوای سرد طی ساعات نامطلوب اهمیت پیدا میکند. در سازههای شهری، همین منطق در طراحی لوورهای متحرک، شیدهای قابل تنظیم، پوستههای مشبک و تهویه ترکیبی پیاده میشود تا کاربران یا بهرهبرداران بتوانند سازه را متناسب با الگوهای روزانه و فصلی گرما تنظیم کنند.
الگوهای میراثی همچون سازههای باغ ایرانی نشان میدهد این منطق اقلیمی تازه نیست. در این سازهها سایه عمیق، لایهبندی بین فضای بسته و نیمهباز، سرمایش تبخیری و جهتگیری نسبت به باد غالب، برای ایجاد ریزاقلیمهای راحت در شرایط سخت اقلیمی بهکار رفته است. طراحی معاصر سازه موقت در شهرهای گرم بیش از پیش به این الگوها بازمیگردد و آنها را با مصالح مدرن و سامانههای کنترلی دیجیتال ترکیب میکند تا جزایر خنکی کممصرف و پراثر در شبکه فضاهای عمومی ایجاد شود.
پاویون سایهساز تطبیقی Dune برای اقلیم بیابانی
یکی از پیشرفتهترین مدلهای سازه موقت برای اقلیمهای خیلی گرم، پاویون سایهساز تطبیقی «Dune» است که بهعنوان پروژه تحقیقاتی دانشگاه پلی تکنیک میلان برای محیطهای بیابانی طراحی شده است. این سازه برای فضاهای رویدادی در مناطق گرم و بیابانی در نظر گرفته شده و نهفقط بهعنوان یک سرپناه، بلکه بهعنوان یک واسط اقلیمی پویا عمل میکند که میتواند در طول روز، میزان و الگوی سایه و سازمان فضایی را تنظیم کند.
سازه Dune بر یک اسکلت ماژولار استوار است که سایهبان آن از پانلهای صلب متصل به یکدیگر از طریق «لولای دیجیتال» تشکیل شده است. این لولاهای کنترلی امکان انبساط و انقباض پانلها و تغییر زاویه و همپوشانی آنها را فراهم میکنند بهگونهای که سقف میتواند نسبت به مسیر خورشید، باز یا بسته شود. سازه دارای سایهانداز تطبیقی با پنلهای متحرک است که با کنترل کامپیوتری باز و بسته میشود تا میزان سایه و فضا را تنظیم کند. هدف اصلی آن بهبود آسایش حرارتی در فضای باز و افزایش قابلیت استفاده از فضاهای رویداد است.
سامانه بهصورت ماژولهایی سازمان یافته است که قابلیت تنظیم برای سایتهای مختلف و پیکربندیها و رویدادهای متنوع را دارد و همین ویژگی قابلیت جابهجایی و مقیاسپذیری سازه را تضمین میکند. ساختار ماژولار همچنین فرایند مونتاژ و دمونتاژ را در شرایط لجستیکی دشوار مناطق بیابانی آسان کرده است.
کارکرد اصلی Dune سایهزایی تطبیقی است؛ با تنظیم پیکربندی سقف، سازه میتواند در ساعات اوج تابش، عمق و تراکم سایه را افزایش دهد، در ساعات خنکتر، برای دید به آسمان و سرمایش تشعشعی شبانه باز شود و در واکنش به شرایط اندازهگیریشده ریزاقلیم (تابش، دما، سرعت باد) تعادل میان سایه و تهویه را بهطور دقیق تنظیم کند. پانلهای صلب، از مصالحی با بازتاب بالا انتخاب و با پرداخت مناسب اجرا میشوند تا جذب حرارتی را کاهش دهند و هندسه آنها بهگونهای طراحی شده است که جریان هوا را کانالیزه و از تجمع گرما در زیر سقف جلوگیری کند.
سازه با یک سامانه تعاملی-رایانهای کامل میشود که رفتار انسانی را به کنترل اقلیمی متصل میکند. کنترل رایانهای میتواند به حسگرهای دما، تابش و حضور جمعیت پاسخ دهد یا براساس سناریوهایی که با برنامه رویداد و جریان جمعیت هماهنگ شدهاند عمل کند. به این ترتیب Dune به یک «صحنه اقلیمواکنش» تبدیل میشود که در آن فضاهای نشستن، تجمع و حرکت بهطور مستمر بازپیکربندی میشوند: از ایجاد نوارهای سایه عمیق برای رویدادهای متمرکز تا گشودن فضا برای حرکت آزاد جمعیت یا تعریف لایههای متوالی سایه و نیمسایه. این پروژه نشان میدهد چگونه معماری جنبشی میتواند در شهرهای گرم، پاویونهای هوشمند و تطبیقی برای پشتیبانی همزمان از آسایش حرارتی و کیفیت تجربه فضایی ایجاد کند.
پاویون روستایی بیوکلیماتیک در اقلیم نیمهخشک مراکش
پاویون روستایی بیوکلیماتیک در روستای ایروزودن نزدیک به مراکش نمونهای تحقیقاتی است که بهعنوان مدل طراحی پایدار در اقلیم نیمهخشک مورد مطالعه قرار گرفته است و اگرچه در محیط روستایی قرار دارد، اصول آن قابل تعمیم به پاویونهای شهری در اقلیم مشابه است.
پوسته این سازه بهصورت فشرده طراحی شده است تا سطح در معرض تابش کاهش پیدا کند و در عین حال، وجوه مختلف نما بهگونهای تفکیک و شکل داده شدهاند که نور روز و ارتباط بصری لازم حفظ شود. سایهبانها و پیشآمدگیهای رو به جنوب، همراه با المانهای عمودی قابل تنظیم بر مبنای تحلیل مسیر خورشید طراحی شدهاند تا در تابستان، تابش با ارتفاع زیاد را مسدود کنند و در فصول سردتر، اجازه ورود تابش با ارتفاع پایینتر را بدهند. این تعادل میان فشردگی و کنترل هوشمندانه تابش، بهعنوان ابزار اصلی طراحی بیوکلیماتیک استفاده شده است و میتواند در سازههای موقت شهری نیز بهکار رود.
تهویه طبیعی در این پروژه یک متغیر طراحی فعال است. با استفاده از شبیهسازیهای حرارتی آیرودینامیکی (TRNSYS)، سناریوهای مختلف تهویه متقاطع برای فصول و ساعات متفاوت روز تعریف شده است. تهویه شبانه در ماههای میانی مانند ژوئن و سپتامبر، برای تخلیه گرمای انباشتهشده و استفاده از دمای پایینتر شب توصیه شده است، در حالی که در اوج تابستان، تهویه صبح زود برای ایجاد فرصت کوتاه آسایش قبل از افزایش شدید دما کارآمدتر است. این سناریوها از طریق جانمایی دقیق بازشوها و امکان کنترل آنها (باز/بسته یا نیمهباز) عملیاتی شدهاند.
شاخصهای عملکرد این پاویون، اثربخشی فنی رویکرد را تأیید میکنند. با تعریف بازه آسایش ۱۸ تا ۲۸ درجه و رطوبت نسبی ۳۰ تا ۷۰ درصد، نسخههای بهینه طراحی، بار حرارتی سالانه حدود ۲۲.۳ تا ۲۲.۹ کیلوواتساعت بر مترمربع ثبت کردهاند که برای چنین اقلیمی، به میزان قابلتوجهی پایین محسوب میشود. ترکیب فشردگی پوسته، سایهبانهای بیرونی و مدیریت پویا تهویه نشان میدهد که چگونه یک سازه ساده میتواند آسایش حرارتی پایداری با حداقل انرژی فراهم کند. در شهرهای گرم، چنین نمونههایی الگوی انتقالی منطقی ارائه میکنند: سازههای کوچک شهری میتوانند با استفاده از منطق مشابه پوسته و سناریوهای بهرهبرداری، به جزایر خنک کممصرف در میان بافت سخت شهری تبدیل شوند.
نظر شما