استراتژی‌های طراحی غیرفعال و اهمیت آن‌ها در معماری

ساخت‌وساز ساختمان‌ها تأثیر قابل‌توجهی بر محیط‌زیست، مصرف انرژی و سلامت انسان دارد. در سطح جهانی، صنعت ساختمان یکی از عوامل اصلی در افزایش آلودگی و تخلیه منابع انرژی است. در گزارش اخیر Architecture ۲۰۳۰ آمده است: ” صنعت ساختمان ۴۰ درصد از انتشار سالانه گازهای گلخانه‌ای جهانی را تولید می‌کند.” چنین رقم هشداردهنده‌ای نشان می‌دهد که نیاز حیاتی به معماران و مهندسان برای ارائه راه‌حل‌های طراحی جدا از استراتژی‌های طراحی فعال که کم‌ترین تأثیر را بر محیط‌زیست دارند، وجود دارد. این دقیقاً همان جایی است که استراتژی‌های طراحی غیرفعال وارد میدان می‌شوند. در این پست، بیایید این موارد را در زمینه طراحی ساختمان پایدار درک کنیم.

استراتژی‌های طراحی غیرفعال چیست؟

استراتژی‌های طراحی غیرفعال به مجموعه‌ای از رویکردهای طراحی اشاره دارد که بر استفاده از محیط طبیعی برای تأمین گرمایش، سرمایش، تهویه و روشنایی یک ساختمان تمرکز دارند. برخلاف استراتژی‌های طراحی فعال که به سیستم‌ها و فرایندهای مکانیکی متکی هستند، استراتژی‌های طراحی غیرفعال به اقلیم و طبیعت بستگی دارند. هدف از استراتژی‌های طراحی غیرفعال ایجاد یک محیط داخلی راحت و کم‌مصرف و درعین‌حال به‌حداقل‌رساندن استفاده از سیستم‌های مکانیکی و کاهش مصرف انرژی ساختمان است. این استراتژی‌ها از آب‌وهوا، شرایط محل و مصالح برای ایجاد ساختمانی که هماهنگ با محیط عمل می‌کند، بهره می‌برند.

فواید استراتژی‌های طراحی غیرفعال

استراتژی‌های طراحی غیرفعال حتی زمانی که استراتژی‌های طراحی فعال در یک پروژه استفاده می‌شوند، مهم هستند. ضرورت تکیه بر استراتژی‌های غیرفعال به این دلیل است که آن‌ها راه‌حل‌های طراحی ساختمان مقرون‌به‌صرفه، قابل‌اعتماد، و باانرژی کارآمد را ارائه می‌دهند، به بهبود آسایش حرارتی، افزایش بهره‌وری انرژی و در کل به رسیدن به ساختمانی پایدار کمک می‌کنند.

کارایی انرژی

درحالی‌که طراحی فعال به فرایندهای مکانیکی بستگی دارد، طراحی غیرفعال به منابع طبیعی برای گرمایش، سرمایش، تهویه و روشنایی متکی است، استراتژی‌های طراحی غیرفعال می‌توانند به طور قابل‌توجهی مصرف انرژی یک ساختمان را کاهش دهند. این امر می‌تواند منجر به قبض‌های انرژی ارزان‌تر و کاهش ردپای کربن شود.

آسایش داخلی

استراتژی‌های طراحی غیرفعال می‌توانند با بهره‌گیری از تهویه طبیعی و به‌حداقل‌رساندن قرارگرفتن در معرض مستقیم نور خورشید، یک محیط داخلی راحت ایجاد کنند. این امر منجر به ایجاد یک محیط داخلی دلپذیرتر و سالم‌تر، عاری از بوی بد و کاهش آلودگی هوای داخل خانه شود.

سلامت و رفاه ساکنان

استراتژی‌های طراحی غیرفعال می‌توانند با بهبود تهویه طبیعی، کاهش آلودگی هوای داخل خانه، و فراهم‌کردن دسترسی به نور طبیعی، سلامت و رفاه ساکنان را بهبود بخشند.

دوام و طول عمر

استراتژی‌های طراحی غیرفعال اغلب بر مصالح بادوام و سیستم‌های ساده‌ای تکیه می‌کنند که نیاز به نگهداری حداقلی دارند و می‌تواند طول عمر ساختمان را افزایش دهد و نیاز به تعمیرات یا تعویض مکرر را کاهش دهند.

مقرون‌به‌صرفه بودن

با کاهش وابستگی به سیستم‌های مکانیکی، استراتژی‌های طراحی غیرفعال می‌توانند هزینه اولیه ساخت‌وساز و هزینه‌های عملیاتی جاری را کاهش دهند و ساختمان‌های پایدار را برای طیف وسیع‌تری از مردم در دسترس قرار دهند.

پایداری

استراتژی‌های طراحی غیرفعال با اصول پایداری از طریق کاهش استفاده از منابع تجدیدناپذیر و به‌حداقل‌رساندن اثرات زیست‌محیطی ساختمان هم‌راستا هستند.

استراتژی‌های کلیدی طراحی غیرفعال که هر معمار باید بداند

متخصصان AEC تلاش می‌کنند تا با پذیرش سریع استراتژی‌های طراحی غیرفعال، ساختمان‌های پایدارتر و کم‌مصرف‌تری ایجاد کنند. در ادامه استراتژی‌های کلیدی طراحی غیرفعال که به طراحی ساختارهای پایدار کمک می‌کنند، آورده شده است.

جهت‌گیری

جهت‌گیری یک استراتژی طراحی غیرفعال است که به‌قرار گرفتن مناسب یک ساختمان در سایت پلان با درنظرگرفتن عوامل محیطی چون باد و خورشید و… اشاره دارد. جهت‌گیری مناسب به‌عنوان یک طراحی غیرفعال خورشیدی عمل می‌کند که می‌تواند با به‌حداقل‌رساندن قرارگرفتن در معرض مستقیم خورشید و به حداکثر رساندن تهویه طبیعی به کاهش مصرف انرژی و بهبود آسایش داخلی کمک کند.

با جهت‌گیری مناسب ساختمان می‌توان با حداکثر قرارگرفتن در معرض نور خورشید در فصل زمستان و به‌حداقل‌رساندن آن در فصل تابستان، نیاز به سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی را کاهش داد و آسایش داخلی ساختمان را بهبود بخشید. به طور مشابه، با جهت‌گیری ساختمان به سمت استفاده از بادهای غالب، ایجاد یک محیط داخلی راحت بدون تکیه بر سیستم‌های تهویه مکانیکی امکان‌پذیر است.

عایق‌بندی

عایق‌بندی یک استراتژی طراحی غیرفعال است که شامل بهبود پوشش حرارتی ساختمان برای کاهش اتلاف گرما در زمستان و افزایش گرما در تابستان است. این کار به راحت نگه‌داشتن محیط داخلی و کاهش مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش کمک می‌کند.

عایق‌بندی می‌تواند بر روی دیوارها، سقف، کف و پنجره‌های یک ساختمان اعمال شود تا انتقال حرارتی کاهش یابد. رایج‌ترین انواع مواد عایق شامل فایبرگلاس، سلولز و فوم است. نوع ماده عایق و ضخامت عایق موردنیاز به آب‌وهوای محلی، نوع ساختمان و بهره‌وری انرژی موردنظر بستگی دارد.

پنجره‌ها

پنجره‌ها امکان ورود نور طبیعی به یک ساختمان را فراهم و نیاز به نورپردازی مصنوعی را در طول روز کاهش می‌دهند. آن‌ها همچنین امکان تهویه و همچنین دید به بیرون و ارتباط با محیط اطراف را فراهم می‌کنند. هنگامی که پنجره‌ها به‌درستی طراحی شوند، می‌توانند به گرمایش و سرمایش غیرفعال خورشیدی کمک کنند و در نتیجه عملکرد حرارتی یک ساختمان را بهبود بخشند.

عوامل متعددی وجود دارد که باید هنگام طراحی پنجره‌ها برای عملکرد غیرفعال در نظر گرفته شود، از جمله جهت‌گیری، اندازه، سایه‌اندازی، نوع لعاب و جنس قاب. پنجره‌ها باید در طرفین ساختمان قرار گیرند که بیش‌ترین نور خورشید را در طول زمستان دریافت کنند تا گرمایش غیرفعال خورشیدی را به حداکثر برسانند، درحالی‌که می‌توان از عناصر سایه‌انداز برای به‌حداقل‌رساندن گرمایش در طول تابستان استفاده کرد. استفاده از شیشه و قاب با کارایی بالا نیز می‌تواند عملکرد حرارتی پنجره‌ها را بهبود بخشد و اتلاف حرارتی را کاهش دهد.

تهویه طبیعی

تهویه مناسب به تنظیم کیفیت هوای داخل خانه، کاهش آلودگی داخل خانه و بهبود آسایش داخل خانه کمک می‌کند. همچنین می‌تواند در خنک‌سازی و گرمایش غیرفعال با امکان تبادل هوای داخلی و خارجی نقش داشته باشد.

تهویه طبیعی شامل استفاده از پنجره‌ها و دیگر بازشوها است تا امکان تبادل هوای داخل و خارج را فراهم کند. هنگام طراحی سیستم‌های تهویه، مهم است که جهت و اندازه دهانه‌ها، استفاده از عناصر سایه‌انداز، و عملکرد حرارتی کلی پوشش ساختمان را در نظر بگیریم.

دیوار و بام سبز

بام‌ها و دیوارهای سبز مزایای مختلفی از جمله بهبود عایق‌بندی و عملکرد حرارتی، کاهش رواناب فاضلاب‌های سطحی، افزایش تنوع زیستی و بهبود کیفیت هوا را فراهم می‌کنند.

بام‌های سبز معمولاً از لایه‌ای از محیط کشت و پوشش گیاهی تشکیل شده‌اند که در بالای سازه بام ساختمان کاشته می‌شوند. آن‌ها می‌توانند از پوشش ساده سقف پوشیده از پوشش گیاهی تا بام‌های سبز گسترده با انواع گیاهان، لایه‌های خاک، و سیستم‌های زه‌کشی متغیر باشند.

دیوارهای سبز که با نام باغ‌های عمودی نیز شناخته می‌شوند، مشابه بام‌های سبز هستند؛ اما به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که در نمای ساختمان‌ها به کار گرفته شوند. این ویژگی‌ها را می‌توان به روش‌های مختلفی طراحی کرد، از جمله سیستم‌های مدولار و عناصر مستقل، و می‌توان آن‌ها را با طیف وسیعی از پوشش گیاهی متناسب با نیازهای خاص ساختمان و موقعیت آن کاشت.

هنگام طراحی بام‌ها و دیوارهای سبز، توجه به عواملی مانند نوع و میزان پوشش گیاهی، محیط کشت و سیستم‌های زه‌کشی و آبیاری مهم است. طراحی و نگهداری مناسب برای اطمینان از عملکرد طولانی‌مدت و پایداری این ویژگی‌ها حیاتی است.

نتیجه گیری

استراتژی‌های طراحی غیرفعال در معماری، کیفیت یک محیط ساخته شده را بهبود می‌بخشد که به نوبه خود باعث می‌شود که زندگی افرادی که در آن فضا زندگی می‌کنند بهتر شود. شما به عنوان یک معمار می‌توانید از تکنولوژی‌های عصر جدید برای ترکیب استراتژی‌های طراحی غیرفعال در پروژه‌های خود استفاده کنید. ابزارهای محاسباتی مانند مدل‌سازی پارامتری، نرم‌افزارهای شبیه‌سازی و دیگر نرم‌افزارهای تحلیل عملکرد ساختمان به درک تاثیر محیطی یک پروژه کمک می‌کنند. شما می‌توانید از این ابزارها به نفع خود استفاده کنید و طرح هایی را ایجاد کنید که  انعطاف پذیرتر و پایدارتر باشند.