طراحی پسیو (غیرفعال) چیست؟
طراحی غیرفعال باتوجه‌به آب‌وهوای محلی و به‌منظور حفظ دمای داخلی مناسب کاربرد دارد. طراحی غیرفعال از استراتژی‌هایی مانند چیدمان و فرم برای کاهش یا حذف سرمایش مکانیکی، گرمایش، تهویه و نورپردازی استفاده می‌کند.
این استراتژی‌ها از آب‌وهوا، شرایط محلی و مصالح برای ایجاد ساختمانی که هماهنگ با محیط عمل کند، بهره می‌برند. طراحی غیرفعال به ارائه راه‌حل‌های طراحی ساختمان مقرون‌به‌صرفه، قابل‌اعتماد و باانرژی کارآمد کمک می‌کند.
برخی از استراتژی‌های کلیدی طراحی غیرفعال عبارت‌اند از:
- جهت‌گیری
- عایق‌بندی
- پنجره‌های مناسب
- تهویه طبیعی
- بام‌های سبز و دیوارهای سبز
- استفاده از مصالح محلی
نمونه موردی معماری طراحی غیرفعال در سراسر جهان
حال بیایید نگاهی به برخی از نمونه‌های معماری طراحی غیرفعال در سراسر جهان بیندازیم. این نمونه‌ها از مناطق آب‌وهوایی مختلف هستند و در هر کدام از استراتژی‌های طراحی غیرفعال استفاده شده است.
۱- ساختمان اداری هیمجورا در هند (Himurja Office Building, India)
ساختمان اداری هیمجورا یک ساختمان اداری چندطبقه برای آژانس توسعه انرژی هیمالیا پرادش است. این ساختمان دارای مساحتی بالغ بر ۶۳۵ مترمربع است.
موقعیت: هند
آب‌وهوای منطقه: سرد و ابری
استراتژی‌های طراحی غیرفعال:
جهت‌گیری: جهت‌گیری به‌گونه‌ای است که ساختمان از نور جنوبی خورشید بهره‌گیری کامل دارد.
استراتژی حرارتی: برای طراحی ساختمان، طبقه همکف و طبقه اول با زمین جفت می‌شوند. این کار تا حد زیادی از اتلاف گرما جلوگیری می‌کند. بیشتر دهانه‌ها در نمای جنوب و غرب ایجاد می‌شوند و بهره خورشیدی را به حداکثر می‌رسانند.
تهویه: دودکش‌های خورشیدی به‌عنوان بخش جدایی‌ناپذیر از سقف طراحی می‌شوند.
فضای گلخانه ای: یک سولاریوم (فضای خورشیدی) به‌عنوان بخشی جدایی‌ناپذیر از دیوار جنوبی ساخته می‌شود. این استراتژی افزایش حرارت را به حداکثر می‌رساند.
عایق‌بندی: عایق‌بندی خوب پشم‌شیشه به ضخامت ۵ سانتی‌متر در دیافراگم RCC به جلوگیری از اتلاف گرما کمک می‌کند.
۲- خانه ها ها در استرالیا (Ha Ha Haus, Australia)
این خانه که توسط گروه معماری و طراحی FIGR طراحی شده است، مساحتی بالغ بر ۲۵۰ مترمربع را در برمی‌گیرد. پلان همکف بنا که به‌صورت دونات است، حیاط مرکزی را احاطه کرده است.
موقعیت: آلفینگتون، استرالیا
آب‌وهوای منطقه: گرم
استراتژی‌های طراحی غیرفعال:
پلان همکف: پلان همکف مانند دونات است که حیاط مرکزی را احاطه کرده است. این امر باعث بهبود تهویه عرضی می‌شود.
فضای باز درونی: فضای بیرونی که با طراحی مسقف شده، به مکانی برای پناه‌بردن از آب‌وهوای گرم تابستان تبدیل می‌شود.
برداشت آب باران: این خانه میزبان یک حوضچه بزرگ سقفی یک‌طبقه است. این امر تضمین می‌کند که آب باران به مقدار زیاد هدر نخواهد رفت.
استفاده از مصالح محلی: مصالح ساختمانی بومی استرالیا در طول پروژه مورداستفاده قرار می‌گیرند. این امر به محدودکردن انتشار کربن کمک می‌کند.
۳- شهر پزشکی شیخ خلیفه در ابوظبی (Sheikh Khalifa Medical City, Abu Dhabi)
شهر پزشکی شیخ خلیفه یک مجموعه شهر پزشکی به مساحت ۳ میلیون فوت مربع است که توسط گروه معماری (SOM) طراحی شده است.
موقعیت: ابوظبی
آب‌وهوای منطقه: خشک و بیابانی
استراتژی‌های طراحی غیرفعال:
استفاده از سایبان ها: استفاده از سایه بان های بیرونی که مشخصه نمای برج تخت هستند.
استفاده از مصالخ طبیعی: در سرتاسر سایت از مواد طبیعی استفاده شده است.
القای طبیعت در فضا: باغ‌های معلق، حیاط‌های عمومی و تراس‌ها طبیعت را به داخل فضا وارد می‌کنند.
سایر استراتژی‌های غیرفعال: نور طبیعی روز و تهویه طبیعی
۴- خانه مکس در هند (Max House, India)
خانه مکس توسط استودیو لوتوس طراحی شده است و یک ساختمان هشت طبقه با گواهی LEED Gold است. ساختن این پروژه در سال ۲۰۲۰ تکمیل یافت.
موقعیت: منطقه صنعتی اوخلا دهلی نو
آب و هوای منطقه: معتدل اقیانوسی
استراتژی های طراحی غیرفعال:
استفاده از مصالح بومی: خانه مکس مظهر منبع‌یابی معقول و استفاده از مواد محلی در دسترس است.
ساختمان‌سازی: پوشش ساختمان مکس به‌عنوان یک استراتژی دوجانبه برای تنظیم ورود گرما طراحی شده است. ویژگی‌های مختلفی در نما به‌کاررفته است، از جمله بنای آجری توخالی، اسپندرال‌های شیشه‌ای یکپارچه و پانل‌های شیشه‌ای عایق‌بندی‌شده و واحدهای شیشه‌ای دوجداره. این امر به طور قابل‌توجهی به کاهش استفاده از تأسیسات مکانیکی کمک می‌کند.
گنجاندن مناطق سرریز: مناطق سرریز گردش، هوای تازه را حداقل 30 درصد بالاتر از حداقل نرخ ها تسهیل می کند.
استفاده از پوشش گیاهی و آب بومی: ROHA مسئول طراحی منظر پروژه بود. هدف از طراحی منظر، بهره‌گیری از منابع موجود (پوشش گیاهی و آب بومی) و کاهش اثر جزیره گرمایی بود. طراحی منظر همچنین شامل یک شبکه مدیریت فاضلاب‌های سطحی کارآمد و تصفیه‌های آب باران در محل بود.
۵- ساختمان کریستال در لندن (The Crystal, London)
این سازه شیشه‌ای کریستالی شکل که توسط معماران ویلکینسون ایر طراحی شده، مساحتی در حدود ۶۳۰۰ مترمربع را در برمی‌گیرد. این ساختمان دارای فضاهای نمایشگاهی، امکانات کنفرانس و مرکز نوآوری فن آوری است.
موقعیت: لندن، انگلستان
آب‌وهوای منطقه: معتدل اقیانوسی
استراتژی‌های طراحی غیرفعال:
محیط ساختمان: هدف از طراحی کریستالی شکل ساختمان، انعکاس بافت ساختمان و همچنین داشتن درجه‌ای از شفافیت برای کمک به ارتباط ساختمان با محیط اطراف آن است. برای این کار از انواع مختلف شیشه عایق با درجات مختلف شفافیت استفاده شده است.
تصفیه آب: این پروژه برداشت و تصفیه آب باران را به کیفیت آشامیدنی ارتقا می‌دهد. آب‌سیاه نیز در محل تصفیه می‌شود. این ساختمان ۹۰ درصد خودکفا است.
۶- بوسکو ورتیکال، میلان (Bosco Verticale, Milan)
معماران و طراحان از مدت‌ها پیش رویای جنگل‌های عمودی و کشاورزی عمودی را برای کمک به تامین نیاز به تولید غذای شهری و فضای سبز در سر می‌پرورانند، اما تا پیش از بوسکو ورتیکال در میلان هیچ‌چیز از طرح‌های اولیه فراتر نرفته بود. این پروژه از دو برج به ابعاد ۸۰ و ۱۱۲ متر تشکیل شده است.
موقعیت: میلان، ایتالیا
آب‌وهوای منطقه: قاره‌ای
استراتژی‌های طراحی غیرفعال:
حفظ یک خرد اقلیم بهینه: ساختمان میزبان یک صفحه از پوشش گیاهی است که به ایجاد یک خرد اقلیم مناسب کمک می‌کند. این کار همچنین به فیلترکردن نور خورشید و ذرات ریز موجود در محیط شهری کمک می‌کند.
استفاده از گیاهان متنوع: در این پروژه از مجموعه متنوعی از گیاهان استفاده شده است که باعث تولید رطوبت، جذب دی‌اکسیدکربن و ذرات، تولید اکسیژن و محافظت در برابر تشعشعات و آلودگی صوتی می‌شوند.
استفاده از درختان برگ‌ریز: این استراتژی به گرمایش و سرمایش کمک می‌کند.
۷- مرکز ایست گیت، زیمبابوه (Eastgate Center, Zimbabwe)
مرکز ایست گیت یک مرکز خرید و ساختمان اداری در مرکز هراره، زیمبابوه است که توسط میک پیرس طراحی شده است. این ساختمان که توسط معمار میک پیرس طراحی شده است، تهویه‌مطبوع یا گرمایش مرسومی ندارد؛ اما در طول سال به طور معمول و مناسبی می‌ماند.
موقعیت: هراره، زیمبابوه
آب و هوای منطقه: نیمه‌گرمسیری
استراتژی‌های طراحی غیرفعال:
استفاده از مصالح ساختمانی سبز: ساختمان‌ها از مصالحی استفاده می‌کنند که ظرفیت حرارتی بالایی دارند. این امر آن را قادر می‌سازد تا گرمای به‌دست‌آمده از محیط اطراف را ذخیره و در هنگام شب آزاد کند.
تهویه مناسب: بازشوهای مختلف در سراسر ساختمان، جریان هوای داخلی غیرفعال ناشی از بادهای خارجی را بیشتر فعال می‌کنند.
الهام از طبیعت – موریانه‌های آفریقایی: این ساختمان از روش‌های طراحی الهام گرفته شده از بنای بومی زیمبابوه و تپه‌های خود خنک‌کننده موریانه‌های آفریقایی استفاده می‌کند. موریانه‌ها در زیمبابوه تپه‌های عظیمی می‌سازند که درون آن قارچی پرورش می‌دهند که منبع غذایی اصلی آن‌ها است.
۸- برج زمین، کانادا (Earth Tower, Canada)
این آسمان‌خراش 40 طبقه در کانادا قصد دارد از تمام ساختمان‌های بلند چوبی موجود جلوه‌گری کند. این برج که توسط شرکت Perkins+Will طراحی شده است، ادعا شده است که این برج “بلندترین برج چوبی جهان” است.
موقعیت: ونکوور، BC
آب و هوای منطقه: آب‌وهوای معتدل و اقیانوسی
استراتژی‌های طراحی غیرفعال:
رویکرد ترکیبی: هدف سیستم سازه‌ای ساختمان استفاده از رویکردی ترکیبی به‌منظور کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای است.
استفاده از مصالح پایدار: برای دیوارها، دال‌های کف و ستون‌ها، تیم طراحی از ترکیبی از الوارهای متقاطع، الوار گلولام و الوار با رول‌پلاک استفاده کرده است.
استفاده از فضاهای سبز: در نمای جنوبی ساختمان، تیم طراحی باغ‌های مشترکی را در هر 3 طبقه تعبیه کرده است که ساکنان می‌توانند با استفاده از نور خورشید و هوای تازه با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
۹- دانشکده محیط‌زیست و طراحی، سنگاپور (School of Environment and Design, Singapore)
دانشکده محیط‌زیست و طراحی شامل استودیوهای طراحی، آزمایشگاه‌ها و کارگاه‌های آموزشی برای دانشجویان معماری، منظر، طراحی داخلی و طراحی محصول است.
موقعیت: سنگاپور
آب و هوای منطقه: گرمسیری
استراتژی‌های طراحی غیرفعال:
استفاده از نماهای کاملاً قابل‌بهره‌برداری (operable facades): کانسپت طراحی بر اساس آرایش آزاد فضاهای آموزشی با نماهای کاملاً قابل‌بهره‌برداری بود. این فضاها به‌گونه‌ای بهینه‌سازی‌شده‌اند که امکان تهویه متقابل کارآمد و قرارگیری خوب در معرض نور روز را فراهم کنند.
نماهای قابل‌بهره‌برداری (operable facades) : نوعی سیستم نمای ساختمانی هستند که قابلیت تغییر شکل و عملکرد را دارند. این نماها معمولاً شامل قطعاتی هستند که قابلیت حرکت و تنظیم دارند، مانند درها، پنجره‌ها، پرده‌ها، پنل‌های قابل‌تنظیم و سایر عناصری که می‌توانند باز و بسته شوند یا تنظیم شوند. استفاده از نماهای قابل‌استفاده به ساکنان و کاربران ساختمان امکان می‌دهد تا به طور فعال در تنظیم نور، تهویه هوا، نفوذ صدا و کنترل انرژی مشارکت کنند. همچنین، این نماها می‌توانند به‌منظور بهبود انرژی ساختمان، کاهش هزینه‌های انرژی و افزایش راحتی و کیفیت زندگی در داخل ساختمان مورداستفاده قرار گیرند.
سکوهای بلند: ساختمان از سکوهای بلند برای بلندکردن ساختمان از روی زمین استفاده می‌کند.
استفاده از سیستم هیبریدی خنک‌کننده: یک سیستم هیبریدی خنک‌کننده همراه با تهویه طبیعی برای ساختمان استفاده می‌شود. خنک‌کننده هیبریدی ترکیبی از هوای معتدل (با مصرف انرژی کم‌تر نسبت به خنک‌کننده معمولی AC)با فن‌های سقفی را ارائه می‌دهند.
۱۰- شهر مصدر، ابوظبی (Masdar City, Abu Dhabi)
شهر مصدر شهری در ابوظبی امارات متحده عربی است. این شهر که در سال ۲۰۰۶ آغاز به کارکرد، ۶ کیلومترمربع مساحت و ۱۸ تا ۲۲ میلیارد دلار هزینه داشت.
موقعیت: ابوظبی، امارات متحده عربی
آب و هوای منطقه: بیابان خشک
استراتژی‌های طراحی غیرفعال:
مدیریت تقاضای آب و انرژی: تقاضای آب و انرژی ساختمان‌های این شهر ۴۰ درصد کم‌تر از متوسط ساختمان‌های ابوظبی است.
بازیافت و استفاده مجدد: شهر مصدر بر بازیافت و استفاده مجدد از مواد به‌ویژه در طول فعالیت‌های ساختمانی تمرکز دارد.
استفاده از مصالح پایدار: هر ساختمان در شهر مصدر با سیمان کم‌کربن ساخته می‌شود و از ۹۰ درصد آلومینیوم بازیافتی استفاده می‌کند.
