طراحي فضاي آموزشي با استفاده از نور طبيعي به منظور كاهش مصرف انرژي، در شهر كاشان

چكيده :

امروزه در پي افزايش سريع جمعيت شهري، مصرف انرژي و تقاضا براي منابع انرژي بالا رفته است. اين مساله به ويژه در ايران با مصرف انرژي 4/5 برابر مصرف جهاني، به يكي از معضلات كشور تبديل شده است. از طرفي بيش از يك سوم مصرف انرژي كشور مربوط به ساختمان ها است. مدارس به عنوان نمونه ايي از ساختمان هاي عمومي كه از حمايت هاي اقتصادي ارگان هاي مختلف بهره مند مي شوند بهتر مي توانند پيشگام زمينه سازي فرهنگي در جهت ساخت و سازهاي انرژي كارا باشد. بخش زيادي از مصرف انرژي مدارس مربوط به روشنايي است بنابر اين، بهره گيري از نور روز مخصوصا در شهرهاي پر تابش مانند كاشان مي تواند در كاهش مصرف انرژي نقش به سزايي داشته باشد. از سوي ديگر بهره گيري از نور طبيعي روز در ارتقاع كيفيت آموزش و كارايي دانش آموزان و سلامت جسمي و روحي آنها مي تواند موثر باشد. لذا اين تحقيق با هدف بررسي چگونگي بهره گيري از نور طبيعي در فضاهاي آموزشي (مدارس) و طراحي فضاي آموزشي با رويكرد بهره گيري از نور طبيعي به منظور كاهش مصرف انرژي ساختمان هاي آموزشي در كاشان انجام دهد. در اين پژوهش ابتدا با مرور بر مفاهيم و مطالعات مرتبط پيرامون ماهيت و مفهوم فضاي آموزشي پايدار، طراحي فضاي آموزشي، استفاده بهينه از نور طبيعي براي طراحي فضا آموزشي، نور و ويژگي هاي آن، و فاكتور هاي مهم در طراحي پنجره، داده ها و ايده هاي اوليه اي براي طراحي مدارس مبتني بر بهره وري از نور روز و طراحي طرح نهايي فراهم شد. همچنين دو نمونه مدرسه ابتدايي در كاشان مورد نور سنجي قرار گرفت تا از نتايج نور سنجي ها مشكلات روشنايي ها استخراج و راه حل ها ارايه شود. سپس، ضمن تمركز بر ابعاد و جهت پنجره به عنوان يك متغير اساسي در تامين نور روز، سناريوهاي چهارگانه اي براي شبيه سازي ابعاد پنجره ها در جهات مختلف كلاس ها طراحي شد كه عبارتند از پنجره با 1 متر طول 2 متر ارتفاع، 5/2 متر طول در 5/1 متر ارتفاع، 5/1 متر طول در 2 متر ارتفاع، و 2 متر طول در 5/1 متر ارتفاع. در نهايت، با شبيه سازي در نرم افرار ديزاين بيلدر، يك مدرسه دو طبقه در شهر كاشان طراحي شد تا ابعاد و جهت بهينه پنجره براي تامين نور روز در كلاس درس به دست آيد و براساس آن بتوان در مصرف انرژي صرفه جويي كرد. با توجه به نتايج به دست آمده از مدل هاي شبيه سازي شده، ابعاد بهينه براي پنجره در جبهه جنوب 5/2 متر طول و 5/1 متر عرض، در جبهه شمال 5/1 متر طول و 5/2 متر ارتفاع، و در جبهه غرب 2 متر طول و 5/1 متر ارتفاع به دست آمد. در پايان با افزودن ساير راهكار ها، طرح تكميل گرديد.