بررسي تاثير بار برودتي و حرارتي بام سبز مرتبط با آتريوم بر مديريت انرژي فضاهاي آموزشي اقليم سرد

Investigating the effect of Atrium-related Green Roof Cooling and Heating loads on Energy Management in Pedagogical Spaces in Cold Climate

زمينه و هدف: فضاهاي آموزشي ايران با جمعيت دانش‌آموزي حدود 12 ميليون نفر و رده پايين 75 درصدي مدارس در بحث مديريت انرژي يكي از كاربري‌هاي اصلي هدر دهنده انرژي مي‌باشند و اين در حالي است كه جمعت دانش‌آموزي ايران در حال گسترش و ذخاير انرژي تجديد ناپذير در حال نابودي هستند. لذا ارايه پيشنهادهاي مدرن در استفاده از منابع تجديد پذير به‌عنوان منابع جايگزين در طراحي فضاهاي آموزشي ايران يكي از ملزومات اساسي در جهت توسعه‌هاي آتي اين كاربري است.از اين ‌رو در پژوهش حاضر با معرفي معماري سبز به ‌عنوان يك منبع تجديد پذير انرژي، مدل مدارس سبز با پوشش بام سبز در ارتباط با آتريوم با دريچه‌هاي قابل‌كنترل ارايه‌شده و تأثير بار برودتي و حرارتي بام‌هاي سبز مرتبط با آتريوم در تهويه هواي تابستان و كنترل تلفات حرارتي زمستان در يكي از اقليم‌هاي سرد ايران نسبت به نمونه مدارس متداول بررسي ‌شده است. روش بررسي: در اين مقاله كه به‌صورت توصيفي- تحليلي است، ابتدا مدل مدارس سبز با بام سبز در ارتباط با آتريوم به ‌صورت فرضي به ‌عنوان مدل مناسب در صرفه‌جويي در مصرف منابع تجديد پذير پيشنهاد شد و سپس اين مدل به كمك نرم‌افزارcarrier Hap"" (از پيشرفته‌ترين نرم‌افزارها در بحث بارهاي برودتي و حرارتي كه آناليزهاي آن مورد تاييد شوراي ساختمان‌هاي سبز آمريكا يا LEED هست) در شهر شهركرد به‌عنوان نمونه شهري از ايران با اقليم سرد شبيه‌سازي شد و در ادامه مقايسه‌اي بين بارحرارتي و برودتي حاصل از مدل پيشنهادي با بار حرارتي و برودتي مدل متداول ساخت مدارس در اين اقليم انجام گرفت. يافته‌ها: نتايج اين پروژه مزيت استفاده از بام سبز در بهبود بار حرارتي در زمستان و بار برودتي در تابستان در مدل كلاس‌هايي با بام سبز در ارتباط با آتريوم را نسبت به كلاس‌هايي با بام‌هاي 40سانتي متري معمولي و يا بام‌هاي 66 سانتي متري هم ضخامت با بام سبز در صرفه‌جويي در مصرف انرژي در تابستان و زمستان نشان داد، به‌نحوي‌كه با ايجاد مدارس با بام سبز مرتبط با آتريوم در عين حفظ ارتباط دانش آموزان با طبيعت و استفاده از اين پوشش به‌عنوان فضاي كمك‌ آموزشي به ترتيب به ميزان (63،85) درصد در زمستان و (95،99) درصد در تابستان نسبت به بام معمولي 40 سانتي‌متري و بام 66 سانتي­متري هم ضخامت با بام سبز صرفه‌جويي در مصرف انرژي رخ مي‌دهد.

Background and Objective: Educational spaces in Iran, with a student population of about 12 million people and lowgradedness of 75% of schools in terms of energy management, are one of the most energy wasting applications. Adding to this is the developing student population and non-renewable energy reserves which are under distruction. Therefore, it is essential to bind to modern proposals for the use of renewable energy sources as alternatives for designing educational spaces in Iran to step towards further development of this application. In this study, in line with the introduction of green architecture as a renewable source of energy, the green schools model covered with a green roof in connection with atrium has been presented. Moreover, the impact of atrium-related green roof cooling and heating loads on energy management in pedagogical spaces in Sharekors as one of the cold climate regions of Iran has been investigated. Method: In the present study, which is descriptive-analytic, suggested a synthetic model of atrium- related green roof has been suggested as a strategy for energy saving in pedagogical. For studying the heating load in summer and cooling load in winter, three classrooms in Shahrekord as an example of cold climate region in Iran were simulated by Carrier Hap software (Hourly Analysis Program, one of the most modern softwares for heat transfer analysis whose results of are accepted by the U.S Green Building Council or LEED). Findings: The results of this project showed the advantage of using green roofs for improvement of heating load in the winter and cooling load in summer in the classes with atrium-related green roofs over the classes with 40-cm and 66-cm conventional roofs .