تهویه های هوا علاوه بر اینکه بسیار پرهزینه میباشند، برای محیط زیست بصورت جدی خطرناک هستند. براساس مطالعات انجام شده برروی 10% از انرژیهای مصرفی جهان، خنک کنندههای محیطی حدود 1045 تن از گاز CO2 را منتشر میکنند. که انتظار میرود این مقدار افزایش یابد؛ بصورتی که براساس برآوردهای سازمان انرژی بین المللی، تا سال 2050 این مقدار به 37% برسد.
واحدهای تهویه هوا به دلیل آنکه بر مبنای خنک کنندهای با نام Hydrofluorocarbon (HFC)، میباشند به صورت خاصی مخرب و زیانآور میباشند. در حالیکه HFCها تنها 1٪ از انتشار گازهای گلخانه ای را تشکیل می دهد، اما گازهای گلخانهای هزاران برابر قوی تر از دی اکسید کربن هستند.
طراحی و استفاده از موادی که به طور طبیعی خنک می شوند به کمک کاهش نیاز به دستگاههای تهویه هوا، می تواند به کاهش این اثرات محیطی کمک کند.
در ادامه، برخی از راه حل های مربوط به مصالح و سازهها را برای خنک کننده غیرفعال، ارائه و معرفی میشود، که ممکن است به طراحان کمک کند تا دمای ساختمان را با انرژی کارآمد تنظیم کنند.
تودههای حراراتی و عایقکاری:
مواد متراکم مانند سنگ، خاک و بتن هر کدام دارای خواصی هستند که به آنها امکان می دهد به عنوان عایق خوبی از گرما عمل کنند. اینها به طور متناوب شامل هدایت حرارتی خوب (توانایی استفاده مجدد از خنک کننده غیرفعال) ، تأخیر حرارتی (انتقال حرارت آهسته) ، بازتابی کم (توزیع مجدد کمتر گرما) و ظرفیت گرمای حجمی زیاد (بالا رفتن توانایی ذخیره گرما) است.
هنگامی که چنین موادی به صورت تودهای و حجیم مورد استفاده قرار می گیرند ، ویژگی های عایق بندی آنها بویژه قدرتمند می شود، که به عنوان نمونه میتوان خانههای غاری را نام برد مانند “خانه های غار تابستانی” در سانتورینی که مهندس ارشیتکست آن Kapsimalis Architects است.
پروژه های دیگر ، مانند خانه بتونی A-cero که بر مبنای دیوارهای بتونی ضخیم میباشد.
خانه های سنتی بیشتر ممکن است از مواد حجیم استفاده نکنند، بلکه به جای آن به استفاده از عایق حرارتی مؤثر متمایل باشند. به طور معمول ، مقاومت حرارتی عایق با آنچه “فاکتور R” یا ” مقدار R” نامیده می شود اندازه گیری می شود. هرچه این مقدار بالاتر باشد ، از نظر حرارتی مقاوم تر و از عایق آن نیز مؤثرتر است. موادی مانند پلی استایرن ، فوم پلی اورتان و فوم فنولیک نمونه ای از عایق های حرارتی هستند که دارای مقادیر R بالا هستند.
مواد طبیعی
علاوه بر دیوارهای بتونی ضخیم ، خانه بتونی A-Cero II و بسیاری از طرح های هوشمند حراراتی مشابه، از عناصر طبیعی مانند سقف های سبز یا دیوارهای پیچک استفاده می کنند. سقف های سبز نه تنها از نظر زیبایی شناختی خوشایند هستند بلکه سایه نیز فراهم می کنند ، گرما را از هوا خارج می کنند و دمای سقف ها را کاهش می دهند. برخی نمونه های قابل توجه شامل آکادمی علوم کالیفرنیا Renzo Piano ، دانشکده هنر Nanyang CPG و ویلا بیو Enric Ruiz-Geli است.
ورود آب به داخل ساختمان نیز می تواند بسته به آب و هوا ، خانه را از طریق تبخیر و جریان هوا خنک کند. این روش در اوایل رومی ها به رسمیت شناخته شد ، که اغلب خانه های خود را در اطراف استخر حیاط مرکزی طراحی می کردند.
مصالح مورد استفاد در پنجره و محل جایگذاری :
ویژگی های سقف های سبز و آب ممکن است بیش از حد تصور صاحب خانه یا طراح به نظر برسد، اما همچنین سرد شدن غیرفعال نیز می تواند به راحتی با انتخاب شیشه مناسب برای پنجرههای ساختمان، صورت پذیرد. هرچه ضریب جذب گرمای خورشیدی (SHGC) شیشه کمتر باشد ، گرمای کمتری نیز منتقل می شود و ساختمان نیز خنک تر می شود. با استفاده از پرده های خارجی می توان این ویژگی را افزایش داد که به طور کلی مانع از تابش نور خورشید به پنجره می شود و در نتیجه میزان گرما یا تابش خیره کننده ای که به فضای داخلی می رسد را کاهش می دهد. حتی قرارگیری مناسب پنجره ها می تواند اثرات خنک کننده داشته باشد و یا تراز کردن پنجره ها باعث تسهیل در گردش هوا میشود. از نمونه های قابل توجه تهویه عرضی میتوان به خانه های اسلحه لوئیزیانا، که دیوارهای داخلی را که ممکن است طرحهای افقی را مختل کند ، به حداقل می رساند.
سقف بام:
در نهایت ، سقف های منعکس کننده با رنگ روشن، گزینه دیگری برای سقف های سبز به حساب میآیند که می توانند با تغییر مسیر پرتوهای خورشید و کاهش جذب گرما، فضای داخلی را به طور مؤثر خنک کنند. برای مثال سقف هایی با ورقهای پوششی، سفال یا تخته کوبیهای انعکاسدهنده یا رنگهای منعکس کننده را میتوان نام برد. سقف های استاندارد یا تاریک می توانند در گرمای شدید به 150 درجه فارنهایت برسند ، در حالی که “سقف های سرد” در شرایط مشابه تنها شاید به 50 درجه برسند.
همچنین ممکن است سقف های بلند و گنبدها باعث بالا آمدن و خارج شدن گرما از مناطق مورد استفاده شوند. به همین ترتیب ، ایوان های پوشیده شده و سایبان ها می توانند فضای داخلی را در برابر نور خورشید و تابش نور محافظت کنند.
درمجموع ، مواد در نظر گرفته شده و طراحی سازها دست به دست هم می دهند تا گزینه های موثری برای تهویه مطبوع و خنک کننده مکانیکی ، کاهش مصرف HFC و انتشار گازهای گلخانه ای مضر ایجاد کنند.
