استراتژی های تهویه طبیعی در طراحی کتابخانه – بخش اول

آسایش حرارتی، کیفیت هوای داخل و خواب – بخش اول
فروردین ۱۹, ۱۳۹۸
استراتژی های تهویه طبیعی در طراحی کتابخانه – بخش دوم
اردیبهشت ۸, ۱۳۹۸
استراتژی های تهویه طبیعی در طراحی کتابخانه – بخش اول

ماخذ: ماهنامه اشری – می ۲۰۱۸

ترجمه: مهندس فرخ میرحیدری

……………………………………………………………

استفاده مؤثر از خورشید، زمین و باد قلب طراحی کتابخانه جدید کبک می‌باشد. انرژی خورشیدی اولویت‌بندی و تمام هوای خارج از طریق کانال زمینی تأمین شده است (ژئوترمال). به‌عبارت‌دیگر هر ساله برای تقریباً نیمی از کتابخانه‌ها در ساعت فعالیت خود از تهویه مطبوع طبیعی استفاده می‌شود. و نتیجه این استراتژی‌ها، صرفه‌جویی %۴۲ در مصرف انرژی در مقایسه با استاندارد ۹۰.۱-۲۰۰۷ اشری (مرجع تخصصی ساخت و ساز) می‌باشد.

کتابخانه ریموند لوسک در سنت هوبرت، کبک، برای مردم در تمام مراحل زندگی مکان‌هایی را تعبیه کرده است که به‌عنوان جایگاهی جهت یادگیری و مبادلات بین نسلی در جامعه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برنامه این کتابخانه شامل خدمات مرسوم کتابخانه‌ای، دسترسی و نشر تکنولوژی‌های جدید و همچنین طیف گسترده‌ای از فعالیت‌های عمومی را ارائه می‌دهد.

کتابخانه شامل فضاهای مطالعه، قفسه‌های کتاب، اتاق‌های کامپیوتر، دفاتر اداری و یک موتورخانه می‌باشد.

کارآمدی انرژی

به‌عنوان بخشی از فرآیند طراحی یکپارچه، چندین مدل انرژی اجرا شد. اطلاعات بدست آمده با این مدل‌های انرژی به درک بهتر اثرات هر تصمیم به تیم طراحی کمک می‌کند.

با استفاده از نرم‌افزار می‌توان تمام عناصر طراحی نظیر تهویه طبیعی، سیستم‌های زمین‌گرمایی و روشنایی طبیعی و پوسته ساختمان را بهینه‌سازی کرد.

فرآیند طراحی یکپارچه منجر به پیدایش سازه‌ای می‌شود که توانایی ذخیره‌سازی سالانه ۶۴۶۰۰۰ کیلووات ساعت انرژی در مقایسه با استاندارد ساختمان اشری ۹۰.۱-۲۰۰۷ را دارد.

کانال زمینی در ساختمان با بهره‌گیری از مزیت دمای نسبتاً ثابت زمین، شرایطی را برای تهویه هوا با پیش‌گرمایش در زمستان و پیش سرمایش در تابستان فراهم می‌نماید.

سپس هوا از روی مبدل حرارتی با کارآمدی ۷۰% با گرمایش گلیکولی و کویل‌های خنک‌کننده عبور می‌نماید.

همزمان با کاهش جریان هوای خارج و درعین‌حال حفظ کیفیت هوا در سطح مطلوب، تهویه از طریق جابجایی برای توزیع مکانیکی هوا در کتابخانه استفاده می‌شود.

اولویت پروژه، بهره‌مندی از ظرفیت‌های انرژی خورشیدی (جهت تابش، نور طبیعی و انتخاب شیشه با عملکرد بالا) و همزمان با آن کاهش بهره‌های حرارتی در طول خنک‌سازی است.

زمانی که منابع انرژی خورشیدی ناکافی باشند یا نیازهای سرمایشی بیشتر از ظرفیت سرمایشی زمین گرمایش طبیعی باشد (کانال زمین) یک میدان زمین‌گرمایی (شکل ۱) با ظرفیت ۱۵۰kw بیش از ۸۰% نیازهای حرارتی و ۱۰۰% نیازهای تهویه مطبوع را فراهم می‌نماید. بار گرمایش باقی‌مانده با ۳ دیگ بخار گاز طبیعی تأمین می‌شود.

گرمای هر فضا از طریق کف‌های تابشی مجهز شده به پمپ‌های توزیع سرعت متغیر فراهم می‌شود.

سیستم پمپ حرارتی زمین‌گرمایی شامل ۳ هدر می‌باشد (شکل ۲): یک بخش سرد با دمای (۴۵˚F/ 7.2˚C) یک بخش گرم با دمای (۱۲۰˚F/48.9˚C) و یک بخش زمین‌گرمایی با دمای متعادل. این ترکیب آب سرد و گرم را در هر زمانی تولید می‌کند.

سیستم زمین‌گرمایی به‌تنهایی منجر به صرفه‌جویی سالانه ۱۴۴۱۹۱kwh می‌شود که نشان دهنده صرفه‌جویی ۲۸% در مصرف انرژی در ساختمان است.

بازشوهای موتوردار باعث ایجاد تهویه طبیعی فضای کتابخانه سالانه در حدود ۵۰% از ساعت‌های کاری کتابخانه می‌شود (تقریباً ۱۸۷۴ ساعت)، این در نتیجه ارتباط کاربران با کتابخانه‌ای است که با یک پارک بزرگ احاطه شده است.

زمانی که پنجره‌ها باز هستند سیستم‌های خنک‌کننده در مناطق خاص خاموش می‌شوند و فن‌های تأمین‌کننده هوای خارج زمان عملکرد کمتری دارند که این امر به ذخیره انرژی در ساختمان کمک می‌کند. ذخیره انرژی در سال توسط این تهویه طبیعی ۲۵۸۵۰kwh تخمین زده شده است.

استانداردهای صرفه‌جویی انرژی و آسایش بصری موجود در استاندارد اشری ۹۰.۱-۲۰۰۷ و استانداردهای IESNA، مبنایی را برای طراحی روشنایی تشکیل می‌دهد. روشنایی، T5-HO عملکرد بالاست که از طریق پنل‌های رله کنترل می‌شود.

تمام مناطق را می‌توان به‌طور جداگانه یا باهم از یک دفتر واحد تا یک بخش کامل قفسه‌بندی شده کنترل نمود. در سال ۲۰۱۶ کل انرژی مصرفی برای ساختمان (شکل ۳) ۶۲۷۸۴۰kwh برق و ۵۲۹.۷ ft3 (15m3) گاز طبیعی بود.

نوآوری

اگرچه کتابخانه‌های دهه ۱۹۴۰ و ۱۹۵۰ دارای پنجره‌های باز بودند، کتابخانه ریموند لوسک به خاطر سیستم خودکار تهویه خود در میان دیگر کتابخانه‌ها منحصر به فرد می‌باشد (شکل ۴)، این امر با طراحی معماری در جانمایی بازشوها امکان‌پذیر شده است.

طرح کلی ساختمان به شکل C در طبقه همکف و به شکل O در طبقه اول می‌باشد، شیب سقف جهت استفاده از تمامی اجزا طبیعی بنا (باد غالب، جهت نور خورشید، انباشت آب باران در کفشوی مرکزی حیاط و…) طراحی‌شده است.

شکل و موقعیت ساختمان نسبت به بادهای غالب فرصت‌های بیشتری برای تهویه طبیعی و افزایش تعداد ساعت باز بودن پنجره‌ها را فراهم می‌کند.

بازشوها (پنجره‌ها و توری‌های متصل به کانال خارجی) به‌طور خودکار باز و بسته می‌شوند.

یکی دیگر از نوآوری‌ها استفاده از kick plate زیر قفسه‌های کتاب است که به‌طور خاص جهت توزیع هوا طراحی‌شده است. (شکل ۵ و ۶) این یکپارچگی به‌منظور بهینه‌سازی سطح سوراخ‌دار kick plate متناسب با الگوهای جابجایی هوا و مدل‌های جریان هوا مورد مطالعه قرار گرفت.

به‌عنوان اولین طرح رقابتی که با استفاده از فرآیند طراحی یکپارچه‌سازی در کبک انجام گرفت، المان‌های مهندسی (کف‌های تابشی، دمپرهای موتوری توکار در کف، تهویه یکپارجه شده زیر قفسه‌ها و…) به‌طور یکپارچه منطبق با سبک معماری و فرآیند ساخت به کار رفت.

 

این مطلب را هم بخوانید  بالابردن راندمان انرژی در پایانه های اتوبوسرانی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اشتراک رایگان تاسیسات نیوز
هفته نامه تاسیسات نیوز تنها نشریه الکترونیکی تاسیسات ایران است. با عضویت در سایت کاشانه این نشریه را هرهفته در میل باکس خود رایگان دریافت کنید.البته عضویت مزایای دیگری نیز دارد...