صرفه‌جویی قابل توجه در مصرف انرژی

چند دهه است که به دلیل استفاده بیش از حد از سوخت‌های فسیلی و منابع انرژی رو به پایان جهان، بشر به استفاده از انرژی‌های نو و بیش از همه انرژی خورشیدی روی آورده است.

به گزارش گروه رسانه های خبرگزاری تسنیم، چند دهه است که به دلیل استفاده بیش از حد از سوخت‌های فسیلی و منابع انرژی رو به پایان جهان، بشر به استفاده از انرژی‌های نو و بیش از همه انرژی خورشیدی روی آورده است. استفاده از سلول‌ها و صفحات خورشیدی اکنون جایگزین بسیاری از منابع تامین انرژی شده است. نور خورشید نیز به تنهایی می‌تواند منبع مناسبی برای تامین نور مکان‌های سرپوشیده باشد. استفاده از لوله‌های نوری برای هدایت نور خورشید به سمت مکان‌هایی که فضای باز یا پنجره کافی ندارند، فناوری نوپایی برای انتقال نور به شمار می‌رود. موقعیت جغرافیایی کشور ما نیز شرایط مناسبی برای دریافت نور خورشید دارد و این یک توانایی بالقوه برای بهره‌گیری از این منبع انرژی رایگان و تجدیدپذیر است.

استفاده از نور طبیعی در معماری

نخستین بار مصری‌های باستان سیستم‌های بازتابنده یا پنجره‌های سقفی را طراحی کردند و اولین بار نوع تجاری این پنجره‌ها را پاول چاپویز (Paul Chappuis) سال 1229/ 1850 در لندن به ثبت رساند. طرح چاپویز که بر مبنای طراحی آینه‌های زاویه‌دار بود بار دیگر سال 1365/ 1986 برای استفاده در ساختمان‌های مسکونی و تجاری به ثبت رسید. نوع بهینه‌سازی شده این نوع پنجره‌ها اکنون با عنوان لوله‌های نوری برای فضای کوچک و تاریک ساخته شده است. این فناوری نسبت به پنجره‌های سقفی گذشته، عایق گرماست و انعطاف‌پذیری بیشتری دارد.

معماری سنتی ایران بر پایه بهره‌گیری از نور طبیعی

معماری سنتی کشور ما از گذشته در مناطق مختلف با توجه به شرایط اقلیمی طراحی و ساخته شده است. استفاده از بادگیرها در شهرهایی مثل یزد و طراحی سازه‌های سنگی، کاهگلی، خشتی یا آجری به فراخور شرایط منطقه جغرافیایی نمونه‌هایی از اهمیت دادن به عوامل اقلیمی است. نورپردازی نیز در معماری سنتی ایران نقش تاثیرگذاری داشته است و خانه‌ها از حداکثر میزان نور با توجه به شرایط سازه بهره می‌بردند. معماران سنتی ایران راهکارهای مناسب برای کنترل و هدایت نور طبیعی داخل فضاهای سربسته را تعبیه می‌کردند که به عنوان مثال می‌توان به ارسی‌ها، پنجره‌ها و روزنه‌های دیگر برای دریافت نور خورشید اشاره کرد. در بناهای معماری سنتی علاوه بر تامین نور مناسب محیط، از ورود نور مزاحم نیز جلوگیری می‌شد، به طوری که در برخی عمارت‌های قدیمی، اتاق زمستانه و تابستانه با پنجره‌هایی متناسب دریافت نور خورشید در هر فصل وجود داشت. در زمستان که خورشید مایل می‌تابد و پرتوهای نور بلند تابش می‌کند، پنجره‌های وسیع‌تر می‌تواند نور بیشتری دریافت کند و فضای اتاق را بخوبی روشن و گرم کند. اما پرتوهای عمودی خورشید در تابستان می‌تواند نور مزاحم ایجاد کند و پنجره‌های کوچک‌تر در اتاق‌های تابستانه با معماری خاصی کنار یکدیگر قرار می‌گیرند تا فضای اتاق بیش از حد گرم نشود. همچنین استفاده از نور در معماری سنتی ساده‌ترین مصالح را به عناصر زیبایی و باارزش بنا تبدیل می‌کند.

اکنون که به دلیل شیوه‌های نوین معماری و محدودیت فضاهای شهری امکان استفاده از پنجره‌های بزرگ و دیگر روش‌های نورگیری وجود ندارد، فناوری‌های جدید برای استفاده از حداکثر روشنایی روز به کار گرفته می‌شود. لوله‌های نوری از فناوری‌های قابل استفاده در معماری مدرن است که در فضاهای کوچک و تاریک کاربرد دارد و نور طبیعی به محیط می‌بخشد.

با فناوری لوله‌های نوری آشنا شوید

لوله‌های نوری (Light Pipe) فناوری نوین انتقال نور طبیعی داخل فضاهای مختلف است. سیستم لوله‌های نوری از یک جمع‌کننده نور، بخش انتقال و بخش انتشاردهنده نور تشکیل شده است. استفاده از این سیستم علاوه بر صرفه‌جویی در مصرف انرژی، به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند و تا حدی از ایجاد آلودگی نوری جلوگیری می‌کند. در این فناوری می‌توان با بهره‌گیری از معماری ساختمان‌ها و به‌کارگیری عناصر ساده، نور خورشید را بخوبی به فضاهای سربسته منتقل کرد. به شکلی که نور در مسیر نیز اتلاف انرژی نداشته باشد. البته این لوله‌ها باید بیشترین بازتاب ممکن را داشته باشند تا اتلاف انرژی به حداقل برسد. در این سیستم انتقال نور یک جمع‌کننده در جاهایی مثل روی پشت بام، بیرون تونل‌های شهری و ... نصب می‌شود و نور متمرکز شده را دریافت می‌کند. سپس با کمک فناوری پیشرفته و انعکاس در طول مسیر، نور به نواحی تاریک منتقل می‌شود. هدایت و توزیع نور طبیعی به مناطق مختلف یک فضای بسته به شکلی است که نور یکنواخت در فضا پخش شود.

نقش لوله‌های نوری در کاهش آلودگی نوری

آلودگی نوری، معضل امروز شهرهای بزرگ است که باعث ایجاد اثرات نامطلوب روی موجودات زنده محیط شهری می‌شود. یکی از راهکارهای کاهش آلودگی نوری، بهینه‌سازی و طراحی دوباره منابع روشنایی مصنوعی در فضاهای باز و بسته است. دستیابی به الگوهای طراحی هوشمندانه منابع روشنایی علاوه بر صرفه‌جویی در انرژی و هزینه، آلودگی نوری شهر را کاهش می‌دهد. استفاده از منابع روشنایی با پخش نور وسیع یا زاویه باز از عوامل بروز آلودگی نوری در محیط‌های شهری است. استفاده از لوله‌های نوری علاوه بر انتقال نور طبیعی به محیط‌های داخلی، می‌تواند نور مصنوعی را به شکل صحیح و بدون اتلاف انرژی به قسمتی که نیاز به دریافت نور دارد، انتقال دهد. به‌این ترتیب پرتوهای نور تابش هدف‌دار خواهند داشت و با زاویه مناسب فضا را روشن خواهد کرد.

مزایای استفاده از لوله‌های نوری

این لوله‌های نوری دو نوع عمودی به منظور نصب روی سقف فضای سربسته و نوع انعطاف‌پذیر برای دسترسی به زاویه مناسب محیط دارند. از کاربردهای این روش انتقال نور می‌توان به انتقال عمودی نور به طبقات زیرین ساختمان، انتقال نور از قسمت نورگیر و فضای باز به قسمت‌های تاریک‌تر و فضای بسته و نورپردازی یکنواخت محیط اشاره کرد. استفاده از این فناوری می‌تواند میزان قابل ملاحظه‌ای از مصرف برق و انرژی الکتریکی جهت روشنایی را در طول روز کاهش دهد. در فصل‌های گرم سال، تجهیزات روشنایی و بخصوص لامپ‌های الکتریکی، یکی از منابع تولید گرما به شمار می‌روند و لوله‌های نوری با کنترل نورپردازی محیط، میزان انرژی مورد نیاز را برای سرمایش محیط کاهش می‌دهند. در نهایت استفاده صحیح از لوله‌های نوری حدود 30درصد از انرژی مصرفی ساختمان‌ها را کاهش می‌دهد.

در مواردی برای استفاده بیشتر از انرژی خورشیدی یک چرخ آینه‌ای نیز روی لوله نصب می‌شود که مسیر حرکت خورشید را در طول روز دنبال و بیشترین میزان نور ممکن را دریافت می‌کند. در مواردی این چرخ‌های آینه‌ای حتی می‌توانند نور ماه کامل را نیز در شب دریافت کنند. از طرف دیگر لوله‌های نوری نیاز به سیم‌کشی و وجود جریان الکتریکی برای انتقال نور ندارند و به همین دلیل برای فضاهایی مثل حمام‌ها و استخرها نیز مناسبند.