معماری پایدار در ساختمان (مصرف بهینه انرژی)

معماری پایدار در ساختمان (مصرف بهینه انرژی)

معماری پایدار، زیرمجموعه‌ای از طراحی پایدار است، که شاید بتوان آن را یکی از جریان‌های مهم معماری معاصر، به ویژه در مقابله با مصرف 50 درصدی ذخایر سوختی در ساختمان‌های مسکونی شمرد، که منجر به بروز بحران انرژی در جوامع شده است.

در اثر گسترش شهرنشینی، بسیاری از دشت‌ها وجنگل‌ها، دستخوش انحطاط شده‌اند. مساحت زمین سرسبز کاهش یافته و این، بر مقدار اکسیژن آزاد آتمسفر، دمای لایه‌ٔ تروپوسفر و ضخامت لایهٔ ازن تأثیر گذاشته است. اکوسیستم‌های طبیعی مناطق تغییر یافته یا نابود شده‌اند. مصرف انرژی و اکسیژن در فرآیند سوختن و در نتیجهٔ آن، تولید آلودگی هوا و آلودگی صوتی حاصل از موتورهای احتراقی، بیشتر شده است. شهرها انرژی رامصرف کرده، زباله و گرما ایجاد می‌کنند. بهره‌برداری غیرمنطقی از منابع طبیعی، به مرور منجر به نابودی آنها می‌شود. اکنون در مرحله‌ای قرارداریم که منابع انرژی رو به اتمام هستند. در اینجا، معماری پایدار به کمک می‌آید..

اصول معماری پایدار عبارتند از:

صرفه جویی در منابع:

این اصل، دو دیدگاه را در بر می‌گیرد:‌ مصرف بهینه و کاهش مصارف غیرضروری از یک سو و کنترل منابع و انتخاب بهترین منبع از نظر زیست محیطی از سوی دیگر. حفظ انرژی، حفظ آب و حفظ مواد، به دلیل اهمیت آنها در روند ساخت و ادارهٔ ساختمان، استراتژی‌های کنترل منابع در ساختمان‌ها هستند:

مثلاً یکی از منابع سرشار و تا قرن‌ها نامیرا، انرژی حاصل از نور خورشید است که امروزه توسط فن‌آوری فتوولتاییک برای فراهم کردن نور، آب گرم و برق مصرفی در ساختمان، از آن استفاده می‌شود.

طراحی برای بازگشت به چرخه زندگی:

دومین اصل از معماری پایدار، بر این نظریه استوار شده است که ماده از یک شکل قابل استفاده تبدیل به شکل دیگری می‌شود، بدون اینکه به مفید بودن آن آسیبی رسد. به ‌واسطهٔ این اصل، یکی از وظایف معمار، جلوگیری از ایجاد مسیرهای بالقوهٔ منتهی به آلوده شدن محیط است.

برای این منظور، در سه مرحله، ساختمان را مورد بررسی قرار می‌دهند: مراحل پیش از ساخت، ساخت و پس از ساخت..

این مراحل به یکدیگر مرتبط بوده، مرز مشخصی بین آنها وجود ندارد. مثلاً می‌توان از بازیافت مواد مرحلهٔ پس از ساخت یک ساختمان، به عنوان مصالح اولیه در مرحلهٔ ساخت ساختمانی دیگر، استفاده کرد.

طراحی برای انسان:

شاید مهمترین اصل از معماری پایدار، آخرین اصل آن است. این اصل، ریشه در شرایطی دارد که برای حفظ عناصر زنجیره‌ای اکوسیستم می‌بایست برقرار باشند. سلامت اکوسیستم نیز، به نوبهٔ خود بقای انسان را تضمین می‌کند. این اصل سه استراتژی دارد که عبارتند از: نگهداری از منابع طبیعی، طراحی شهری-طراحی سایت و راحتی انسان، که تمرکزشان بر افزایش همزیستی بین ساختمان و محیط بیرون از آن از یک سو و بین ساختمان و افراد استفاده کننده از آنها، از سوی دیگر است.

جزئیات اصولی که باید رعایت شوند تا یک ساختمان بنای پایدار محسوب شود، عبارتند از:

ــ حفظ انرژی: در حداقل نگهداشتن نیاز ساختمان به سوخت‌های فسیلی.

ــ هماهنگی با اقلیم: سازگاری ساختمان با اقلیم و منابع انرژی موجود در محل احداث.

ــ کاهش استفاده از منابع جدید و امکان استفاده از مصالح به کار رفته در هر ساختمان در پایان عمر مفیدش، برای ساختن بنای جدید.

ــ برآوردن نیازهای روحی وجسمی ساکنان

ــ هماهنگی با سایت در بر گیرندهٔ سازه و سازگاری آن با محیط اطراف

ــ کل گرایی

معماری پایدار، همکاری مبتکرانهٔ معماری با مهندسی سازه، برق، مکانیک و گاهی علوم دیگر است. علاوه بر ملاک‌های متداول در طراحی دکوراسیون منزل مانند زیبایی، تناسب، بافت، سایه، نور و امکاناتی که می‌بایست در نظر گرفته شوند، طراحان باید عوامل بلند مدت محیطی، اقتصادی و انسانی را در طراحی خود دخالت دهند؛ مانند: 

ــ تنوع 

ــ اقلیم ــ پوشش خارجی و رنگ ساختمان‌ها 

ــ ارائهٔ هویت فرهنگی و منطقه‌ای 

ــ حجم بنا و توزیع فضاهای داخلی ساختمان 

ــ مصالح به کار رونده 

ــ برآورد احتیاجات انسانی 

ــ هماهنگی با بستر 

ــ و همراهی این عوامل با یکدیگر: 

«گوناگونی» از عواملی است که منجر به تعادل بیشتر در سیستم می‌شود. جوامع زیستی هم اگر دارای تنوع بیشتری باشند، در مقایسه با مناطقی که دارای طیف گونه‌های یکنواخت‌تری هستند، پویاتر و در نتیجه، سلامت ترند. در محله‌های شهری با کاربری یکنواخت، نیاز ساکنین به اتومبیل و در نتیجهٔ آن، مصرف انرژی بیشتر می‌شود. این امر در وهلهٔ اول، کاهش کیفیت هوا را در پی دارد؛ در حالیکه با لحاظ کردن کاربری‌های متفاوت در همسایگی‌ها در یک بافت مشخص، تا حدود ۴۴ درصد در هزینه‌های مصرف‌کنندگان و شهرداری‌ها صرفه‌جویی شده، آلودگی هوا نیز تا حد معتنابهی کنترل می‌گردد. 

«مطابقت ساختمان با اقلیم» در هر عصر و منطقه‌ای، بسیار در معماری حائز اهمیت است. طراحی اقلیمی، روشی است برای کاهش همه‌جانبه در هزینه‌های انرژی مصرف شونده در ساختمان. عوامل اقلیمی موثر بر یک سازه شامل: تابش آفتاب، دما، رطوبت، باد و بارندگی است که شناخت و پیش‌بینی آنها در طراحی، اولین قدم محسوب می‌گردد: 

خورشید: جهت‌گیری ساختمان، تأثیر مهمی در بهره‌وری استفاده از نور طبیعی در فضاهای داخلی دارد. کشیدگی ساختمان در راستای محور شرقی‌‌ـ‌ـ‌غربی حرارت دریافت‌شونده از خورشید را بیشینه می‌کند. همچنین توجه به گردش سالیانه و ارتفاع و زاویهٔ تابش خورشید در آسمان منطقه، هنگام طراحی سطوح و ارتفاع دیوارهای خارجی و توزیع پنجره‌ها، سایه بانها و... راهگشاست. 

باد: شکل و حجم بنا باید به گونه‌ای پیش‌بینی شده باشد که در اقلیم‌های سرد، جریان باد سرد را به بیرون و در اقلیم‌های گرم، باد خنک را به داخل خانه هدایت کند. در اقلیم‌های بادخیز می‌توان با پیش‌بینی کردن بادشکن‌ها و محاسبات توربولانس، محیط مطبوعی را بدون هزینه‌های تهویه در محوطه‌های داخلی پدید آورد.

«المان‌های سبز» مانند درختان و سایر گیاهان، می‌توانند ساختمان را از حرارت‌ مازاد خورشیدی و بادهای نامطلوب حفاظت نمایند و ضمن بهره‌مندی از توسعهٔ اندام‌های گیاه و افزایش فتوسنتز و غنی‌سازی اکوسیستم، در تجدید و احیای هوای داخلی نیز موثر باشند.

«پوشش ساختمان‌ها» و جرم حرارتی مصالح: جرم حرارتی بالا در مصالح دیوارها و سقف‌ها، باعث افزایش زمان انتقال گرما بین فضاهای داخل و محیط خارج ساختمان می‌شود. استفاده از پوشش‌های دوجداره، می‌تواند باعث کسب و نگهداری بیشترین حرارت خورشیدی در طول روز برای دیرتر سرد شدن بنا و پیشگیری از نیاز زودرس به گرمایش مصنوعی شود.

«رنگ» سطوح خارجی، بر مقدار حرارت اکتسابی از خورشید موثر است. رنگ‌آمیزی روشن برای مناطق گرمسیری و رنگهای تیره و مواد جاذب حرارت برای اقلیم‌های سرد مفیدند. 

سیستم، جنس چهارچوب، ابعاد و مکان‌یابی «پنجره‌ها»، در دکوراسیون منزل بسیار در کسب حرارت خورشیدی مؤثر است. اگرچه در این مورد و همچنین پیشگیری از اتلاف حرارت، به کار گیری فن‌آوری‌های روز نیازمند سرمایه و هزینه‌های اولیهٔ بیشتری است، اما در درازمدت، باعث بهره‌وری و کاهش هزینه‌های انرژی مصرفی ساختمان می‌گردد. 

ابزارهای سایه‌اندازی: برآمدگی‌های بام بنا، سایه‌بانها، ساباط‌ها، پرده‌ها و... ابزارهایی هستند که برای جلوگیری از دریافت حرارت غیرضروری خورشید به کار می‌روند. 

احیای هویت فرهنگی و بومی هر منطقه، نیازمند زنده کردن احساس تعامل با اجتماع و طبیعت همان منطقه است. در معماری پایدار، بشریت و خلق و خوی هر جامعه درک می‌شود. برای تحقق این منظور، توجه به شیوه‌های معماری بومی و سنتی موجود در هر سرزمین، راهنمای خوبی است؛ چرا که اغلب آنها سازگار با اقلیم و فرهنگ منطقه هستند؛ یعنی حتی‌الأمکان با استفاده از مصالح بوم آورد، بررسی معماری بومی منطقه و به کار گیری کارگران و تکنیک‌های محلی و استفاده از المان‌ها و نمادهای آن محدوده، می‌توان معماریی مدرن، اما سازگار با فرهنگ مناطق را تحقق بخشید.

«حجم» بنا و توزیع فضاهای دکوراسیون داخلی:

طراحی فضای داخلی برای بهره‌گیری از فواید سرمایش طبیعی، حرارت خورشید و نور طبیعی روز، شامل تطبیق ساختمان با شرایطی است که بتواند بیشترین نسیم ملایم تابستانی، حرارت بیشینهٔ آفتاب در ساعات روز و نور غیرخسته‌کنندهٔ محور شمالی‌ــ‌ جنوبی را به دست آورد. «مصالح ساختمانی» به کار رفته در بنا، از عوامل اصلی در پایداری معماری به شمار می‌روند. البته انتخاب صحیح آنها، نیاز به ارزیابی طیف گسترده‌ای از مواد توسط معمار دارد؛ مثلاً نمای چوب در مقایسه با ورق استیل، هزینهٔ تهیه و نیز، آلودگی‌های محیطی کمتری دارد؛ در حالی که دوام ورق استیل بیشتر بوده، قابل بازیافت است. اما هزینه‌های زیست محیطی در بر دارد. در مقولهٔ بازیافت، می‌توان از مصالح استفاده شده در ساختمان‌‌های قبلی، بعد از سپری شدن عمر مفید آنها، برای استفاده در ساخت بنای مورد طراحی، مجدداً استفاده نمود. 

هنگام توجه به منشأ مصالح ساختمانی مختلف، سؤالاتی ذهن را به خود مشغول می‌کند؛ مانند اینکه: آیا مصالح مورد نظر از یک منبع تجدیدنشدنی به دست می‌آید؟ مثلاً دربارهٔ چوب، آیا استفاده ازآن برای پایداری جنگلها مضر است؟ در پاسخ باید اشاره کرد که امروزه، چوبهای صنعتی متنوعی وجود دارد که از درختان با کیفیت پایین‌تر و همچنین از ضایعات گیاهی و یا چوب‌بری ساخته می‌شوند. نزدیکی محل منشاء مصالح به محل مصرف آنها هم شایان توجه است. توجه به ظرفیت حرارتی مصالح و در واقع، مدت زمان حفظ انرژی گرمایی در یک ماده ساختمانی، توجه به فرآیند تولید مصالح که در طی آن، آیا ضایعات خطرناک محیطی برجا می‌ماند؟ توجه به امکان سمی بودن مصالح ساختمانی مانند چسب‌های فرمآلدهیدی، رزین‌ها، رنگهای روغنی و ترکیبات سی‌اف‌سی و تا حدامکان انتخاب مواد طبیعی و خنثی، که انرژی کمتری برای تهیهٔ آنها مصرف شده، آلودگی کمتری هم تولید شده است.. 

طول عمر و دوام مصالح به کار رونده از این جهت حائز اهمیت است که مصالح پایدار، نیاز به مرمت زیاد و جایگزینی دائمی در چرخهٔ حیات ساختمان ندارند. 

«هماهنگی با بستر» با توجه به موقعیت شهری و دسترسی‌ها، در نظر گرفتن خطوط تراز سایت در طراحی بنا و همچنین، توجه به تأثیر ساختمان بر بافت اطراف مثل سایه اندازی، ممانعت از جریان باد و کیفیت اشراف به سایت‌های همجوار از شرایط برجستهٔ یک معماری پایدار است.

مترجم و ویراستار دکتر شمس خلیلی