۸۰ پنل خورشیدی چمدانی در مدارس خراسان شمالی راه اندازی می شود
بازار کسب و کار– سرویس اجتماعی: ایران در حال تجربه اقلیمی متفاوت از گذشته است. افزایش دما، تغییر الگوی بارش، طولانیتر شدن دورههای خشکسالی و افزایش رخدادهای گرمایی، شرایط اقلیمی بسیاری از مناطق کشور را تغییر داده است. دادههای اقلیمی از گرمتر شدن هوا و تغییر ویژگی بارشها و دورههای خشک و تر حکایت دارد. در این شرایط، جدا از تأثیر این پدیده بر منابع آب و کشاورزی، یکی از عرصههای متأثر از تغییراقلیم، محیط زندگی انسان است. خانهای که برای الگویی مشخص از دما، بارش و فصلهای گرم و سرد طراحی شده، در اقلیمی که همین متغیرها در حال تغییرند، ممکن است دیگر همان کارایی گذشته را نداشته باشد. با این توصیف، آیا معماری مسکونی امروز ایران میتواند پاسخگوی اقلیم آینده باشد؟
تغییر اقلیم تا سال ۲۱۰۰ چه تأثیری بر راهبردهای طراحی اقلیمی مسکن در پهنههای مختلف خواهد داشت و چه دستورالعملهای طراحی را میتوان برای سازگاری با این تغییرات ارائه کرد؟ مطالعه «تأثیر تغییر اقلیم بر راهبردهای طراحی معماری مسکونی در پهنههای اقلیمی ایران: تحلیل نمودارهای آسایش حرارتی در ۱۱ شهر منتخب» که بهتازگی در شماره ۲۶ فصلنامه علمی دانشگاه گلستان منتشر شده، نشان میدهد تغییر اقلیم تا پایان قرن، با تغییر دمای هوا و الگوی بارش، طراحی خانههای ایران و میزان انرژی مورد نیاز برای تأمین آسایش حرارتی را دگرگون میکند.
«مطهره کریمآبادی»، دانشآموخته کارشناسی ارشد مهندسی معماری دانشگاه گلستان، و «محمد فرخزاد»، دانشیار و عضو هیئتعلمی دانشکده مهندسی دانشگاه گلستان، نویسندگان این مقاله علمی، با بررسی ۱۱ شهر در پنج پهنه اقلیمی و مقایسه شرایط اقلیمی سالهای ۱۹۹۱ تا ۲۰۲۰ با دوره ۲۰۷۱ تا ۲۱۰۰، پیشبینی میکنند نیاز به سرمایش فعال در تمام پهنههای کشور افزایش و نیاز به گرمایش کاهش یابد. بر این اساس، فراوانی ساعات آسایش حرارتی در بیشتر شهرهای مورد مطالعه کاهش مییابد؛ بهطوریکه در بندرلنگه این کاهش به ۶.۲ درصد و در رامسر به ۳.۳ درصد میرسد. در مقابل، ارومیه که اکنون نیازی به سرمایش فعال ندارد، در آینده به استفاده از سیستمهای سرمایشی نیاز پیدا میکند. این پژوهش همچنین نشان میدهد در مناطق گرم و خشک، استفاده از کولرهای تبخیری دومرحلهای بیشتر میشود و در مناطق گرم و مرطوب، سیستمهای سرمایشی مجهز به رطوبتزدایی اهمیت بیشتری پیدا میکنند. بنابراین، در چشمانداز اقلیمی ترسیمشده در این پژوهش، نقش راهکارهای طراحی برای کاهش گرمای ورودی و تأمین آسایش حرارتی در بسیاری از مناطق ایران پررنگتر میشود.
خانههای آینده در پنج اقلیم
بخش ساختمان با سهمی بیش از یکسوم از انتشار گازهای گلخانهای جهان و بیش از ۴۰ درصد مصرف انرژی، در روند تغییراقلیم نقش مهمی دارد. از طرف دیگر، خود ساختمانها هم از پیامدهای این پدیده تأثیر میپذیرند؛ بهطوریکه افزایش دما، تشدید امواج گرما و تغییر الگوی باد و بارش میتواند عملکرد حرارتی ساختمان، میزان مصرف انرژی و آسایش ساکنان را تحت تأثیر قرار دهد. مطالعات بسیاری پیشبینی میکنند در دهههای آینده، تقاضای انرژی برای سرمایش در بسیاری از مناطق جهان بهطور چشمگیری افزایش یابد و نیاز به گرمایش کاهش پیدا کند. در کشورهای گرم هم افزایش دما میتواند مصرف انرژی ساختمانها را تا ۳۰ درصد افزایش دهد و فشار بیشتری بر شبکه برق وارد کند. در سرزمین خشک و نیمهخشک ایران هم شرایط اقلیمی، ضرورت بازنگری در شیوه طراحی و تأمین آسایش حرارتی ساختمانها را بیشتر میکند.
نویسندگان برای بررسی اثر تغییر اقلیم بر مسکن، شرایط حرارتی رامسر و بابلسر در پهنه خزری، ارومیه و بجنورد در پهنه سرد و کوهستانی، مشهد، یزد و کرمان در پهنه گرم و خشک، ایرانشهر و دزفول در پهنه گرم و نیمهمرطوب و بندرلنگه و بندر بوشهر در پهنه گرم و مرطوب را بررسی کردهاند. یکی از معیارهای اصلی در این بررسی، «آسایش حرارتی» است؛ مفهومی که به شرایطی اشاره دارد که در آن، دما، رطوبت و دیگر عوامل محیطی برای بیشتر افراد نه بیش از حد گرم و نه بیش از حد سرد است و فرد بدون نیاز جدی به گرمایش یا سرمایش مکانیکی احساس راحتی میکند. بر پایه تحلیلهای این پژوهش، تغییر اقلیم تأثیر معناداری بر سهم هر یک از راهبردهای طراحی در تأمین آسایش حرارتی دارد؛ چنانکه درصد ساعات سال که در محدوده آسایش حرارتی قرار دارند، در بیشتر شهرهای مورد مطالعه تا دوره منتهی به ۲۱۰۰ کاهش مییابد، اما شدت این کاهش در پهنههای مختلف متفاوت است. بر این اساس، بیشترین کاهش فراوانی آسایش مربوط به پهنههای گرم و مرطوب، بندرلنگه با کاهش ۶.۲ درصدی، و خزری، رامسر با کاهش ۳.۳ درصدی، است. در مقابل، در برخی شهرهای پهنه گرم و خشک، مانند کرمان، افزایش فراوانی آسایش، به میزان ۲.۸ درصد، مشاهده میشود که میتواند ناشی از کاهش رطوبت نسبی در این مناطق باشد.
واکنشی متفاوت در هر اقلیم
طبق پیشبینیهای این پژوهش، در پهنه خزری، تغییراقلیم با افزایش دما و تغییر در الگوی رطوبت، به دگرگونی معنادار در اولویت راهبردهای طراحی اقلیمی منجر شده و نیاز به استفاده از سایبانهای خورشیدی در رامسر و بابلسر افزایش یافته است. این افزایش در رامسر حدود ۲.۳ درصد و در بابلسر ۲.۸ درصد برآورد میشود و بیانگر تشدید بار تابشی و ضرورت کنترل آن است. همزمان، نیاز به سیستمهای سرمایشی فعال همراه با رطوبتزدایی نیز افزایش قابلتوجهی را نشان میدهد؛ بهطوریکه این نیاز در رامسر حدود ۱۰.۳ درصد و در بابلسر ۱۰.۵ درصد افزایش یافته است. این به معنای تقویت شرایط گرم و مرطوب و کاهش کارایی تهویه طبیعی است. در مقابل، سهم راهبردهای گرمایشی بهطور محسوسی کاهش یافته و نیاز به گرمایش در رامسر از ۲۸.۹ درصد به ۱۷.۶ درصد تنزل پیدا کرده است که از کاهش شدت و فراوانی دورههای سرد سال حکایت دارد. همچنین نیاز به بهرهگیری از گرمایش خورشیدی غیرفعال از طریق دریافت و ذخیره تابش خورشید در جرم حرارتی کاهش یافته است که این موضوع نیز در راستای کاهش تقاضای گرمایشی و تغییر در تراز انرژی ساختمان قابل تفسیر است.
در پهنه سرد و کوهستانی هم نیاز به سیستمهای گرمایشی کاهش مییابد، اما همزمان نشانههای ورود سرمایش به اقلیمی که تاکنون بیشتر با مسئله سرما مواجه بوده، دیده میشود. در ارومیه، سهم گرمایش فعال از ۳۸.۸ درصد به ۳۱.۴ درصد کاهش مییابد و نیاز به سایبان خورشیدی در این شهر ۳.۸ درصد افزایش پیدا میکند، اما یکی از مهمترین دگرگونیها، ظهور نیاز به سرمایش فعال در مناطقی است که پیشتر چنین نیازی نداشتند؛ بهطوریکه در ارومیه، سهم سیستمهای سرمایش همراه با رطوبتزدایی در دوره منتهی به ۲۱۰۰ به ۳.۴ درصد میرسد. همزمان، نیاز به گرمایش غیرفعال روندی کاهشی دارد و در ارومیه از ۲۶.۶ درصد به ۲۳.۴ درصد تنزل یافته است. این الگو نشان میدهد که در اقلیم سرد و کوهستانی هم بهتدریج از شدت نیاز به تأمین گرمایش کاسته میشود و این اقلیم با تقاضای فزاینده برای خنکسازی روبهرو خواهد شد.
کولر آبی هم از تغییر اقلیم در امان نیست
در پهنه گرم و خشک، شامل مشهد، یزد و کرمان، تغییراقلیم با افزایش محسوس دمای تابستان و کاهش نسبی رطوبت همراه است و همین تغییر، نوع سیستم سرمایشی مورد نیاز ساختمانها را هم دگرگون میکند. در مشهد و کرمان، سهم استفاده از کولرهای تبخیری تکمرحلهای یا همان کولرهای آبی بهشدت کاهش مییابد و سیستمهای تبخیری دومرحلهای جای آنها را میگیرند. در کرمان، سهم کولرهای آبی از ۱۹.۶ درصد در شرایط فعلی به صفر در دوره منتهی به ۲۱۰۰ میرسد، درحالیکه سهم سیستمهای دومرحلهای به ۲۹.۴ درصد افزایش مییابد.
همزمان، نیاز به سایبانهای خورشیدی در هر سه شهر افزایش پیدا میکند. این افزایش در مشهد ۳.۴ درصد، یزد ۱.۹ درصد و کرمان ۴.۴ درصد برآورد شده است که نشاندهنده اهمیت بیشتر کنترل تابش خورشید در ساختمانهای آینده است. در مقابل، نیاز به سیستمهای گرمایشی و گرمایش خورشیدی غیرفعال کاهش مییابد؛ تغییری که با کوتاهتر شدن دورههای سرد سال و کاهش نیاز به راهکارهای گرمایشی همخوان است.
در پهنه گرم و نیمهمرطوب، شامل ایرانشهر و دزفول، افزایش همزمان دما و رطوبت، نوع سرمایش مورد نیاز ساختمانها را تغییر میدهد. در ایرانشهر، سهم سیستمهای سرمایشی تبخیری از ۴۹.۴ درصد به ۲۵.۹ درصد کاهش مییابد و در مقابل، نیاز به سرمایش همراه با رطوبتزدایی از ۵.۱ درصد به ۱۸.۲ درصد افزایش پیدا میکند. در دزفول نیز سهم سرمایش همراه با رطوبتزدایی از ۱۵.۲ درصد به ۳۳.۵ درصد میرسد. در همین پهنه، نیاز به گرمایش فعال کاهش قابلتوجهی دارد؛ در ایرانشهر از ۳.۳ درصد به ۱.۲ درصد و در دزفول از ۸.۶ درصد به ۳.۹ درصد میرسد. در مقابل، تهویه طبیعی خنککننده در دزفول که در شرایط فعلی سهمی ندارد، در دوره منتهی به ۲۱۰۰ با سهمی ۴ درصدی ظاهر میشود. با این حال، پژوهش تأکید میکند که تهویه طبیعی در این شرایط، بیشتر میتواند نقشی مکمل در کنار سرمایش فعال داشته باشد.
رطوبتزدایی، نیاز آینده خانههای جنوبی
در پهنه گرم و مرطوب، شامل بندرلنگه و بندر بوشهر، تغییراقلیم بیشترین تأثیر را بر نیازهای سرمایشی ساختمانها میگذارد. سهم سیستمهای سرمایش فعال همراه با رطوبتزدایی در بندرلنگه از ۵۵.۲ درصد به ۶۰.۴ درصد و در بوشهر از ۴۶.۶ درصد به ۵۳.۴ درصد افزایش مییابد. در مقابل، نیاز به سیستمهای گرمایشی در بندرلنگه از ۰.۱ درصد به صفر و در بوشهر از ۳.۲ درصد به ۱.۱ درصد کاهش پیدا میکند.
در همین حال، نیاز به دریافت و ذخیره تابش خورشید در جرم حرارتی کاهش مییابد و تهویه طبیعی خنککننده در بندرلنگه تنها افزایش جزئی دارد. پژوهش نشان میدهد تهویه طبیعی بهتنهایی برای تأمین آسایش حرارتی در این اقلیم کافی نیست و بیشتر میتواند بهعنوان راهکاری مکمل در کنار سرمایش فعال عمل کند. در مجموع، در اقلیم گرم و مرطوب، وابستگی ساختمانها به سیستمهای سرمایشی فعال بیشتر میشود و بخشی از راهکارهای غیرفعال گرمایشی اهمیت خود را از دست میدهند.
نسخه واحدی برای خانههای آینده وجود ندارد
در مجموع، یافتههای پژوهش نشان میدهد تغییر اقلیم در همه پهنههای مورد مطالعه به افزایش نیاز به سرمایش و کاهش نیاز به گرمایش منجر میشود، اما شدت و شکل این تغییرات در مناطق مختلف یکسان نیست. افزایش نیاز به سایبانهای خورشیدی، کاهش نقش راهکارهای غیرفعال گرمایشی و تغییر نوع سیستمهای سرمایشی از مهمترین تغییراتی است که باید در طراحی خانههای آینده مورد توجه قرار گیرد. در عین حال، تهویه طبیعی در برخی مناطق میتواند همچنان بهعنوان راهکاری مکمل در کنار سیستمهای سرمایشی مورد استفاده قرار گیرد.
نویسندگان بر ترکیب راهکارهای غیرفعال و فعال و متناسبکردن آنها با ویژگیهای هر پهنه اقلیمی تأکید دارند؛ ازجمله توجه به جهتگیری و فرم ساختمان، ابعاد و جهت بازشوها، سایهاندازی، مصالح و فضاهای نیمهباز و انتخاب سیستم سرمایشی متناسب با اقلیم آینده. بنابراین، نمیتوان برای مسکن آینده ایران یک نسخه واحد پیچید و راهکارهای طراحی باید متناسب با شرایط اقلیمی هر منطقه تدوین شوند.
با این حال، همه راهکارهای پیشنهادی بدون چالش قابل اجرا نیستند. برای نمونه، پژوهش استفاده بیشتر از سیستمهای تبخیری دومرحلهای را در پهنه گرم و خشک پیشنهاد میکند، اما محدودیت منابع آب در این مناطق میتواند اجرای این راهکار را با چالش مواجه کند. از این رو، سازگاری معماری با اقلیم آینده را نمیتوان فقط بر اساس دما و مصرف انرژی سنجید و محدودیت منابع، بهویژه آب، نیز باید در انتخاب راهکارهای سرمایشی در نظر گرفته شود. این مطالعه بر اساس سناریوی RCP4.۵، یعنی سناریوی انتشار متوسط گازهای گلخانهای با فرض کاهش تدریجی انتشارها در نیمه دوم قرن، و با بررسی ۱۱ شهر انجام شده است. نویسندگان هم اشاره میکنند که در زمان انجام پژوهش، دادههای آینده مبتنی بر سناریوهای جدید SSP برای شهرهای ایران در قالب مورد نیاز مطالعه در دسترس نبوده است. با وجود این محدودیت، نتایج پژوهش میتواند بهعنوان یکی از مبناهای بازنگری ضوابط طراحی اقلیمی مسکن در ایران و توجه جدیتر به تغییر اقلیم آینده مورد استفاده قرار گیرد. معماری مسکن آینده ایران ناگزیر است گرما، انرژی و محدودیت منابع، بهویژه آب، را همزمان در طراحی خانهها در نظر بگیرد.
دیدگاهتان را بنویسید