سایه‌انداز در معماری پایدار – اصول طراحی غیرفعال(بخش اول)

آشنایی با سایه‌اندازها در طراحی غیرفعال ساختمان، بررسی انواع، عملکرد و راهکارهای بهینه برای کاهش مصرف انرژی و افزایش آسایش حرارتی فضاهای داخلی
سایبان - رایمست

سایه‌اندازها یکی از اجزای کلیدی طراحی غیرفعال در ساختمان‌ها هستند که نقش مهمی در کنترل ورود و خروج حرارت، کاهش مصرف انرژی و بهینه‌سازی نور طبیعی ایفا می‌کنند. طراحی صحیح این عناصر نه تنها به کاهش نیاز به سیستم‌های گرمایش و سرمایش مکانیکی کمک می‌کند، بلکه موجب افزایش آسایش حرارتی و بهبود کیفیت نور داخلی می‌شود. در معماری پایدار، استفاده هوشمندانه از سایه‌اندازها کاهش اثرات جزیره حرارتی شهری و بهینه‌سازی انرژی ساختمان را به همراه دارد. این مقاله به بررسی اهمیت سایه‌اندازها، انواع آن‌ها، راهکارهای بهینه‌سازی و روش‌های ترکیب آن با تکنولوژی‌های مدرن و پوشش‌های طبیعی می‌پردازد.

سایه‌‏انداز-Rymast

۱. تأثیر سایه‌اندازها بر کاهش مصرف انرژی 

سیستم‌های کنترل تابش، با مسدود کردن تابش مستقیم خورشید در فصول گرم، به کاهش بار حرارتی ساختمان کمک می‌نمایند. در تابستان، تابش مستقیم می‌تواند دمای داخلی را چند درجه افزایش داده و نیاز به سرمایش مکانیکی را بالا ببرد و استفاده از سایه‌اندازهای مناسب موجب کاهش این بار حرارتی و بهبود راندمان انرژی می‌شود. در زمستان، این سیستم‌ها امکان بهره‌گیری از انرژی طبیعی برای گرمایش را فراهم می‌کند و به حفظ دمای مطلوب فضای داخلی کمک می‌کند. مطالعات نشان داده‌اند که استفاده اصولی از این سیستم‌ها می‌تواند مصرف انرژی سرمایشی را تا ۲۰-۴۰٪ کاهش دهد.

۱.۱. کاهش بار سرمایشی تجهیزات مکانیکی

یکی از اثرات مهم پوشش‌های سایه‌ساز، کاهش بار سرمایشی سیستم‌های تهویه مکانیکی است. زمانی که تابش مستقیم خورشید محدود شود، دمای داخلی فضاها، افزایش کمتری یافته و سیستم‌های تهویه با ظرفیت پایین‌تری به کار گرفته می‌شوند. این کاهش مصرف انرژی، سبب کاهش هزینه برق و افزایش عمر مفید تجهیزات می‌گردد. همچنین کاهش تعداد چرخه‌های روشن و خاموش شدن فن‌ها و کمپرسورها از استهلاک سیستم‌ها کاسته و هزینه‌های نگهداری ساختمان را در طولانی‌مدت کم می‌کند.

۲. انواع سایبان‎‌ها

این عناصر معماری بر اساس موقعیت و عملکرد به دو گروه داخلی و خارجی تقسیم می‌شوند. انتخاب نوع سایبان باید بر اساس اقلیم، جهت‌گیری بازشوها و نیازهای حرارتی و نوری ساختمان انجام شود. هر گروه ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که در بهینه‌سازی مصرف انرژی و آسایش حرارتی نقش دارد. در ادامه به معرفی آن‌ها پرداخته می‌شود؛

۱.۲. سایبان‌های داخلی

شامل پرده‌ها، کرکره‌ها و شیشه‌های هوشمند هستند. این عناصر می‌‎توانند شدت نور ورودی را کنترل کنند، اما به دلیل قرارگیری در داخل فضا، در کاهش گرمای ورودی عملکرد محدودی داشته و بیشتر نقش کنترل روشنایی و کاهش خیرگی را ایفا می‌کنند.

۲.۲. سایبان‌های خارجی

سایه‌اندازهای خارجی مانند بالکن‌ها، لوورهای ثابت و متحرک، و پوشش‌های گیاهی، به دلیل قرارگیری در بیرون ساختمان، بیشترین تأثیر را در جلوگیری از ورود تابش مستقیم خورشید دارند. این عناصر می‌توانند با مسدود کردن گرمای تابشی پیش از ورود به فضا، نقش مهمی در کاهش دمای داخلی و بهینه‌سازی مصرف انرژی ایفا کنند. به‌کارگیری سایبان‏‌های خارجی یکی از مؤثرترین روش‌ها در اقلیم‌های گرم و آفتابی است.

استفاده توامان از این عناصر و پوشش گیاهی، در اقلیم‌های گرم و آفتابی ضروری بوده و کیفیت بصری و رفاه ساکنان را نیز ارتقا می‌دهد.

انواع سایه‌‏انداز-Rymast

۳. راهکارهای بهینه‌سازی سایه‌اندازها

برای دستیابی به بیشترین کارایی، سایبان‌ها و پوشش‌های سایه‌ساز باید با توجه به جهت‌گیری ساختمان، اقلیم منطقه و نیازهای روشنایی و حرارتی طراحی شوند. انتخاب نوع سایه‌انداز، ابعاد، زاویه و ترکیب با گیاهان یا تکنولوژی‌های هوشمند، می‌تواند عملکرد آن‌ها را بهینه کند.

۱.۳. انتخاب سایه‌اندازها در جهت‌های مختلف ساختمان

  • نمای جنوبی: در مناطق سردسیر، استفاده از سایه‌اندازهای افقی باعث ورود بیشتر نور خورشید در زمستان و کاهش مصرف انرژی می‌شود.
  • نمای شمالی: در بسیاری از مناطق، نیاز چندانی به سایه‌انداز در این نما وجود ندارد. 
  • نمای شرقی و غربی: برای جلوگیری از ورود تابش شدید خورشید در صبح و بعدازظهر، استفاده از لوورهای عمودی یا پرده‌های متحرک توصیه می‌شود. 
انتخاب سایه‌‏انداز بر اساس جهت گیری بنا-Rymast

۲.۳. ترکیب سایه‌اندازها با پوشش‌های طبیعی

کاشت درختان برگ‌ریز در اطراف ساختمان، سایه طبیعی ایجاد کرده و از ورود تابش مستقیم خورشید در تابستان جلوگیری می‌نماید. در زمستان نیز با ریزش برگ‌ها، نور کافی وارد فضا می‌شود. استفاده از پوشش‌های گیاهی بر روی بالکن‌ها و سایبان‌ها نیز اثر مشابهی دارد و آسایش حرارتی و کیفیت زندگی را ارتقاء می‌دهد.

۳.۳. استفاده از فناوری‌های هوشمند در سیستم کنترل تابش

  • قفسه‌های نوری(Light Shelves): بازتاب نور طبیعی به عمق فضای داخلی را افزایش داده و باعث کاهش مصرف روشنایی مصنوعی می‌شوند. 
  • لوورهای متحرک هوشمند: قابلیت تنظیم بر اساس تغییرات فصلی را داشته و می‌توانند میزان تابش خورشید را بهینه‌سازی کنند. 
راهکارهایی برای بهینه سازی سایه‏‌اندازی-Rymast

۴. شبیه‌سازی و تحلیل در نرم‌افزار دیزاین بیلدر

نرم‌افزار دیزاین بیلدر یک ابزار قدرتمند برای مدل‌سازی بازشوها و سایبان‌ها در طراحی ساختمان‌های پایدار محسوب می‌شود. برخی از ویژگی‌های این نرم‌افزار شامل موارد زیر است: 

  • بررسی دقیق اطلاعات مرتبط با جنس بازشوها و فریم‌ها 
  • مدلسازی سایه‌اندازهای ثابت و متحرک 
  • تحلیل رفتار حرارتی سایه‌اندازها و تأثیر آن‌ها بر کاهش مصرف انرژی و تأمین آسایش حرارتی

این ابزار به طراحان و مهندسان کمک می‌کند تصمیمات بهینه‌تری در طراحی و انتخاب سایه‌سازها اتخاذ کنند.

Shading-DesignBuilder-Rymast

برای سفارش این محصول می توانید به بخش محصولات آموزشی سایت مراجعه نمایید. 

۵. نتیجه‌گیری 

انتخاب و طراحی صحیح سایبان‌ها و سیستم‌های کنترل تابش خورشید، نقش کلیدی در کاهش مصرف انرژی ساختمان، ایفا می‌کنند. برخی از راهکارهای پیشنهادی شامل موارد زیر است: 

  • استفاده از سایه‌اندازهای افقی در نمای جنوبی 
  • بهره‌گیری از لوورهای عمودی برای کنترل نور در نمای شرقی و غربی 
  • ترکیب سایه‌اندازها با پوشش‌های گیاهی برای بهبود عملکرد حرارتی 
  • استفاده از فناوری‌های هوشمند برای تنظیم میزان نور و حرارت ورودی 

با اجرای این راهکارها، می‌توان علاوه بر کاهش مصرف انرژی، آسایش حرارتی بهتری در فضاهای داخلی ایجاد کرد.

اگر این مقاله برای شما مفید بود، لطفا نظر خود را ثبت کنید، لینک آن را با دوستان به اشتراک بگذارید یا سوالات خود درباره‌ی طراحی سایه‌اندازها را با ما مطرح کنید تا در مقالات بعدی بررسی شوند.

سایه‌اندازها چگونه آسایش حرارتی را بهبود می‌دهند؟ 

با کنترل تابش مستقیم خورشید، دمای داخلی متعادل شده و نوسانات دمایی کاهش می‌یابد..

ترکیب پوشش‌های طبیعی و سایبان‌ها چه مزایایی دارد؟

درختان و پوشش گیاهی بار حرارتی تابستان را کاهش داده و همچنین در زمستان نور خورشید را به فضا هدایت می‌کنند.

چه فناوری‌های هوشمندی عملکرد سایه‌اندازها را ارتقا می‌دهند؟

لوورهای متحرک هوشمند و قفسه‌های نوری مصرف انرژی روشنایی و تهویه را کاهش داده و نور طبیعی را به عمق فضا هدایت می‌کنند.

عملکرد سایه‌اندازها در مناطق گرمسیری و سردسیری چگونه است؟

در مناطق گرمسیری، سایبان‌ها و لوورهای خارجی مؤثرند. در مناطق سردسیری نیز، سایه‌اندازهای افقی نور زمستانی را افزایش می‌دهند.

چگونه سایه‌اندازها را قبل از نصب بهینه کنیم؟

با شبیه‌سازی در نرم‌افزارهایی مانند DesignBuilder، اثر سیستم‌های کنترل تابش خورشید بر روی دما و روشنایی داخلی تحلیل و بهترین تنظیمات انتخاب می‌شوند.

نیاز به مشاوره برای پروژه معماری خود دارید؟

فرم زیر را پر کنید تا کارشناسان ما در سریع‌ترین زمان با شما تماس بگیرند و بهترین راه‌حل‌ها را برای پروژه شما ارائه دهند.

پیام بگذارید

در صورت داشتن هرگونه سوال، با ما در تماس باشید …