منابع پایان نامه ارشد درمورد انرژی خورشیدی، انرژی باد، معماری بومی، ظرفیت حرارتی

دانلود پایان نامه ارشد

صورت می گیرد.
ب-1 . مروری بر سامانه های ایستا
سامانه های خورشیدی ایستا به 6 دسته کلی تقسیم می شوند که بدین ترتبیند:
• پنجره آفتابی
سامانه پنجرۀ آفتابی به پنجره ای اطلاق می گردد که در نمای جنوبی ساختمان قرار دارد و نور خورشید از طریق آن مستقیماً به فضای داخلی راه می یابد. در این سامانه فضای زندگی خود بعنوان دریافت کننده انرژی عمل می نماید.
• دیوار ترومب
دیوار ترومب وظیفه جمع آوری و ذخیره گرما را به شیوه غیر مستقیم بر عهده دارد. انرژی خارج شده از خورشید به توده ای از مصالح که واسط بین فضای داخلی و منبع انرژی است برخورد کرده و جذب آن گشته سپس به فضاهای داخلی انتقال می یابد. این واسطه در دیوار ترومب از مصالحی است که خاصیت انباشت حرارت در درون خود دارند و با مقداری فاصله از شیشه قرار می گیرند.
• دیوار آبی
دیوار آبی نیز از انواع سامانه های ایستا به روش غیر مستقیم است. در دیوار آبی بجای مصالح توپر ساختمانی بعنوان توده انباشت حرارت, از مایعاتی چون آب استفاده می شود. سیستم دیوار آب و دیوار بنائی یکی است ولی دیوار آبی بطریق جابجائی و دیوار بنائی بطریق هدایت حرارت را منتقل می کند. سطح خارجی سیاه و مات (کدر) بوده و حرارت جذب شده توسط آن باعث گرم شدن آن و گرمای آن هم سبب گرم شدن آب می گردد. حرکت و جابجائی آب سبب انتقال حرارت به داخل دیوار شده و دیوار نیز بوسیله تششع هوای داخلی را گرم می کند. دیوارهای جذب و انباشت چه دیوار آبی و چه دیوار بنائی در هر دو حالت دارای یک جدار شیشه ای در قسمت جنوبی ساختمان هستند که دیوار مورد نظر در پشت این جداره قرار دارد.
• بام آبی
بام آبی شبیه به دیوارهای انباشت حرارتی است، و از کیسه های پر از آبی تشکیل شده که روی کف بام قرار گرفته اند و مستقیماً در معرض نور خورشید قرار دارند و به جمع آوری، ذخیره و پخش گرما میپردازند. بطور کلی در بام آبی چهار المان اصلی سامانه ایستا در روی تجهیزات بام قرار دارند.
• گلخانه
گلخانه یک فضای (اتاق) شیشه ای است که بطور مجزا عمل کرده و در دیواره جنوبی ساختمان با کشیدگی شرقی، غربی قرار می گیرد. بطور کلی گلخانه در ایجاد فضایی دلپذیر برای ساکنین و برای رشد گیاهان طراحی می گردد. همچنین باعث ایجاد حد فاصلی بین هوای بیرون با درون برای حفاظت پوستۀ خارجی ساختمان از اختلاف دمای بسیار بالا در طول شبانه روز و همچنین ایجاد گرمای اضافی و انتقال آن به اتاقهای مجاور گلخانه مؤثر است.
شیشه های دوجداره و یا پلاستیک شفاف جهت گلخانه مناسب هستند دیوار بین گلخانه و فضای اتاق باید با ظرفیت حرارتی بالا باشد. با طراحی خوب تمامی تشعشعات وارده به گلخانه به حرارت تبدیل خواهد شد و در این صورت بازدهی حرارتی 60 الی 75 درصد در زمستان است و مقدار حرارت منتق شده به اتاقها 10 الی 30 درصد انرژی تابشی است. که با اضافه کردن سیستم انباشت کننده این مقدار بیشتر می شود.
• توموسیفون
این سامانه نیز بطور مجزا عمل جذب و دفع انرژی را انجام می دهد و در آن به جای فضای آفتابگیر و مخزنی از مایع, توده سنگی وجود دارد که جذب کننده و ذخیره کننده سامانه است و معمولاً در زیر فضای اصلی داخلی قرار دارد و توسط کانالهایی با سطح دریافت کننده و فضای داخلی ارتباط دارد.
مزایای شیوه های غیرفعال خورشیدی
مزایای شیوه های غیر فعال خورشیدی به شرح زیر می باشد:
الف) این شیوه باعث صرفه جویی زیاد در هزینه گرمایش خانه شده و به راحتی قابل تطبیق با ساختمان می باشد و جزئی از سفت کاری بنا محسوب می شود. این سیستم اجزاء مکانیکی و الکتریکی توأم با استهلاک را ندارد و دارای عمری دراز می باشد. از جمله عدم ایجاد صدا، دود و عدم نیاز به لوله کشی از موارد آن است.
ب) دیگر مزیت این سیستم، نگهداری حرارت در سطح کف اتاق است در حالیکه در دیگر سیستم های غیر طبیعی اختلاف زیادی بین هوای کف و هوای بالای اتاق وجود دارد.
ب-2 . سامانه های پویا
از سامانه های پویای خورشیدی می توان آب گرمکنهای خورشیدی، لوله های خلأ و پانل تخت را نام برد.
• آب گرمکن خورشیدی
آب گرمکن های خورشیدی خانگی از یک, دو یا سه کلکتور برای دریافت انرژی خورشیدی و یک منبع ذخیره آن تشکیل شده است. آب سرد شهر وارد یک منبع دوجداره (در برخی موارد آب شهر بصورت مستقیم توسط تابش خورشید گرم می شود) شده که در جداره دوم آن آب با سیال دیگری که در کلکتور گرم شده جریان دارد. در این منبع تبادل حرارتی اتفاق افتاده و آب گرم تولید می شود. معمولاً در اغلب سیستم های خورشیدی جریان سیال از کلکتور به منبع توسط خاصیت ترموسیفون (حرکت طبیعی سیال گرم به بالا) اتفاق می افتد. در این سیستم ها نیازی به پمپ نبوده و سیستم بدون انرژی برق یا گاز عمل می کند. لازم به توضیح است که این آب گرمکنها قابل استفاده در ادارات و ساختمانهای عمومی در مقیاسهای متناسب می باشند آب گرمکن خورشیدی عمومی بر اساس مقدار نیاز آبگرم مصرفی طراحی می شود و معمولاً شامل تعدادی کلکتور می باشد که به صورت سری یا موازی به هم متصل شده اند. این کلکتورها آب یک یا چند منبع را گرم می کنند تا برای استفاده در حمام یا مصارف عمومی دیگر صرف شود.

• لوله های خلأ
عامل جذب کننده داخل لوله خلأ تشعشع خورشید را جذب و مایع داخل آن را گرم می کند. این عمل مانند عمل پانل خورشیدی است. تشعشات اضافی از صفحه انعکاس نور واقع در پشت لوله ها جذب می شود. زاویه تابش خورشید در هر جهت باشد, شکل مدور لوله خلأ باعث می شود نور خورشید به طور مستقیم به عامل جذب کننده برسد. حتی در روزهای ابری وقتی که نور خورشید از زاویه های مختلف می آید، کلکتور لوله خلأ می تواند بسیار فعال باشد.

• کلکتور خورشیدی با پانل تخت
این کلکتور شامل جعبه هایی با پوشش شیشه ای است که مانند پنجره سقفی روی سقف نصب می شود. در این جعبه, تعدادی لوله مسی با بال های مسی متصل به آن وجود دارد و سطح آن با ماده ای سیاهرنگ که برای جذب اشعه خورشید طراحی شده است، پوشش داده می شود. اشعه خورشید مخلوطی از آب و ضدیخ را گرم می کند که از کلکتور به آبگرمکن موجود در زیر زمین در گردش است.

• راههای بهره گیری بیشتر از انرژی خورشیدی
راههای بهره گیری بیشتر از انرژی خورشیدی در ساختمانهای طراحی شده به شرح زیر می باشد:
• محل قرارگیری ساختمان
آفتابگیری مناسب، منظره اطراف و سایت در محل قرارگیری بنا بسیار مؤثر است. بنا باید در زمستان قادر باشد نور خورشید را از ساعت 9 صبح تا 3 بعدازظهر دریافت کند. این میزان طی ساعات فوق 90 درصد از انرژی خورشیدی است ساختمان باید در شمال زمین بوده و از موانعی که باعث جلوگیری از آفتاب و تابش آن شده پرهیز شود.
• فرم و جهت گیری بنا
حجم بنا باید قادر به جذب و نفوذ پذیری آفتاب باشد. در طراحی بنا باید به فکر تسهیل تشعشعات خورشیدی به داخل بنا بوده و بهتر است حجم و کشیدگی بنا شرقی غربی باشد. این فرم عاملی کلی بوده و در هر اقلیم بهترین نتیجه را دارد، ولی برای بعضی دیگر از اقالیم بدین شکل مطلوبتر است.
الف) اقلیم های سرد یا گرم و خشک: فرم های فشرده بهتر است چون سطح تماس با محیط خشن را کم می کند.
ب) اقلیم های معتدل آزادی عمل بیشتری دارد.
ج) اقلیم های گرم و مرطوب، همان فرم کشیده شرقی غربی بهتر است.(صیادی, مداحی, 1391)

5-4-1-2 . انرژی باد
باد محصول فرعی انرژی خورشیدی است و انرژی باد مثل انرژی جزر و مد بیش از 2000 سال است که به عنوان منبع انرژی مورد بهره برداری قرار می گیرد . در حالی که باد ، منبع انرژی متناوبی در کشورهایی خاص از جمله انگلیس و دانمارک می باشد ، اما منبع انرژی مهمی است .
دو نوع اصلی از ژنراتور وجود دارد : ژنراتورهایی با محورهای افقی و عمودی .بخش اعظمی از ژنراتور هایی که در حال استفاده می باشند ،دارای محور های افقی وبا 2 یا 3 تیغه هستند .
با این حال این شکل از انرژی دارای معایب و اشکالاتی است که مهمترین آن عبارتند از :
– اغلب موقعیت ها و مکان های سودمند ،مکان هایی هستند که زیبایی و چشم انداز طبیعی خاصی دارند .
– چنین مکان هایی غالباً دور از شبکه برق یا مراکزی با تراکم جمعیتی هستند.
– این نوع ژنراتورها در صورت چرخش کامل صدا هایی را ایجاد می کنند که آزار دهنده است .
– این نوع سیستم ها برای پرندگان خطراتی ایجاد می کنند .
– بازده و خروجی برق حاصل از این سیستم ها ، غیر قابل پیش بینی است .
از طرف دیگر این نوع انرژی نسبتاً ارزان قیمت می باشد ، هزینه راه اندازی آن بالاست اما نرخ بازگشت مورد نیاز سرمایه ،مسئله بحث بر انگیزی می باشد ، چرا که هیچ گونه را برای جو بالاتر و پائین تر زمین تولید نمی کند که سبب گرم شدن کره زمین شود. (اسمیت ، 2005)
انرژی باد را می توان به صورت انفرادی و غیر نیروگاهی در ساختمان ها نیز تولید کرد در سالهای اخیر شرکت های مختلفی در تلاش برای ساخت توربین های کوچک برای استفاده در پروژه های انفرادی نموده اند .

برج تجارت جهانی بحرین ( نمونه استفاده از توربین های بادی در ساختمان )
توربین بادی که جنبه نیروگاهی داشته در این برج به صورت ابتکاری استفاده شده است.ارتفاعی بالغ بر 240 متر دارد.تحقيقات نشان مي‌داد كه نزديك به 70درصد از بادهايي كه از خليج‌ فارس به ساحل بحرين میوزد، در حد فاصل 60 درجه‌اي ساحل فرود مي‌آيد. به همين دليل قرار شد اين ساختمان به صورت مجموعه‌اي از دو سازه موازي ساخته شود كه توربين‌هاي بادي مانند پلي اين دو بازو را به هم متصل كند.
فاصله بين اين دو ساختمان در قسمت جلو 120 متر و در قسمت عقب 30 متر است، به اين ترتيب حداكثر ميزان باد به اين توربين‌ها برخورد مي‌كند. طراحي ساختمان‌ها هم به گو‌نه‌اي است كه نه تنها سرعت باد را مي‌افزايد بلكه جريان آن را به سمت توربين‌ها هدايت مي‌كند. سه توربين واقع شده بين اين دو ساختمان با يك سرعت مي‌چرخد و به همين دليل جريان برق توليد شده توسط آنها يكسان است. هر كدام از اين سه توربين 225 كيلو وات برق توليد مي‌كنند كه در مجموع ظرفيت توليد برق آنها به 675 كيلووات مي‌رسد. محاسبات نشان مي‌دهد كه اين توربين‌ها 10 تا 15درصد از نياز اين ساختمان به انرژي را تامين مي‌كند.
برای ساخت این برج ابهامات زیادی وجود داشت؛سرو صدای ناشی ازچرخیدن توربین ها که با یک دستگاه بخصوص کنترل کننده صوتی این صدا را کاهش دادند،فشار بار توربینها که در جایگاهی به شکل پل دوساختمان را به یکدیگر متصل می کند.تاثیر رعدو برق و حرکت پرندگان برای اینکه به پرندگان آسیب نرساند و رعدو برق باعث ازبین رفتن سیستم نشود با کار گذاری لنزهای حساس که در هنگام رعدو برق یا هرچیزی که به توربین نزدیک می شود باعث توقف کار توربین میشوند.عمر توربینها چون سازه ای اطراف آن نیست و باد تمییز از آنها عبور می کند، مناسب است.

5-4-1-3 . تهویه طبیعی
یکی از اصول سبز در مقوله حفظ انرژی استفاده از تهویه طبیعی و جریان هوا می باشد.که در استان گیلان در معماری بومی این موضوع رعایت شده است.و توجه به تهویه و فضای باز برای جریان هوا به علت رطوبت بالا و شرجی بودن از اصول معماری بومی می باشد .
• تامین هوای تازه برای ساکنین ساختمان (تهویه بهداشتی)
• افزایش از دست دادن حرارت و تبخیر در بدن (تهویه آسایشی)
• خنک کردن داخل ساختمان به وسیله تعویض هوای خنک خارج
علل تهویه طبیعی
• اختلاف فشار هوا
• اختلاف فشار دمای هوا
چگونگی تهویه طبیعی :خروج هوا از بلندترین قسمت ،تهویه دودکش، بادگیر

جریان هوا در فضا های داخلی ساختمان به واسطه تهویه طبیعی هوا یا با استفاده از سیستم های تهویه مکانیکی و یا سیستم تهویه مطبوع ایجاد می شود .استفاده از بیش از یک نوع سیستم تهویه در ساختمان ، مرسوم تر می باشد و چنین ساختمان هایی « مدل ترکیبی » نامیده می شوند .
اصل کلی کار به حداقل رساندن نیاز به سیستم های اقلیمی مصنوعی و یافتن روشی برای تحقق این امر می باشد به طوری که حداکثر استفاده از تهویه طبیعی هوا به همراه تکنیک های طراحی بافت

پایان نامه
Previous Entries منابع پایان نامه ارشد درمورد انرژی خورشیدی، معماری سنتی، محیط زیست، بیوتکنولوژی Next Entries منابع پایان نامه ارشد درمورد ایالات متحده، کودکان مبتلا، خلیج فارس، معماری سنتی