نرم‌افزارهایی که دیوار می‌سازند
سیدحسین هاشمی ایده‌پرداز در حوزه معماری
«دیوار حرارتی ترومب» یک سیستم غیرفعال خورشیدی پیشرفته در مهندسی ساختمان ها است که می تواند به عنوان ذخیره کننده انرژی خورشیدی، باعث کاهش مصرف سوخت فسیلی و در نتیجه منافع اقتصادی شود. برای طراحی این نرم افزار از ویژوال استودیو (نرم افزاری توسعه یافته برای برنامه نویسان کامپیوتر) استفاده شده است. این نرم افزار دارای تاییدیه از نمایشگاه دستاوردهای پژوهش، فناوری و فن بازار وزارت علوم، تحقیقات و فناوری است. یکی از معضلات حال حاضر انرژی، مصرف بالای سوخت گازی، چه در مصارف خانگی و چه در مصارف صنعتی و اداری است. از آنجایی که کشور ما دارای جغرافیا و طبیعت کم نظیری در دریافت یک انرژی خدادادی نظیر خورشید است، باید از آن در کاهش سوخت های فسیلی بهره بگیریم. یکی از اصول معماری پایدار، استفاده از طبیعت در ساختار سازه ها است. امروزه باید نگرش مدیریتی را در بحث استفاده از انرژی خورشیدی به کار بگیریم. دیوار حرارتی ترومب سال ها پیش توسط دانشمندی با همین نام ابداع شده بود، اما تاکنون نرم افزار شبیه سازی کننده این دیوار با نیازهای هر منطقه طراحی نشده بود؛ به همین دلیل تا حد زیادی استفاده از این دیوار برای معماران و طرفداران معماری پایدار، یک هدف دومسیره بود. اساس طراحی این دیوار برمبنای بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان های مسکونی اداری و صنعتی است که جزئی از سازه است و نیازی به فضای جداگانه ندارد و از اجزای خود ساختمان است. ابتدا تابش خورشیدی (با امواج کوتاه) به سطح دیوار ترومب برخورد کرده که مقداری از این شدت تابش دریافت و مابقی آن با امواجی با طول موج بلند به صورت تابش ثانویه انعکاس داده می شود. در حالی که شیشه مورداستفاده در این سیستم به عنوان مانعی در برابر اتلاف کامل تابش ثانویه به صورت یک مانع حرارتی، مقداری از تابش ثانویه را به کانال هوایی مابین شیشه و دیوار بازگشت می دهد. این شدت تابش، گرمایش کانال هوایی (فضای بین دیوار و شیشه) را تامین می کند، به گونه ای که هوای گرم ایجادشده در این کانال از دریچه بالایی وارد محیط اتاق و بعد از سرد شدن از دریچه پایینی خارج می شود. این چرخه تا زمانی که شدت تابش خورشیدی گرمایش کانال هوایی را تامین می کند، ادامه دارد. این در حالی است که بقیه شدت تابش ثانویه از شیشه عبور می کند و از ساختمان خارج می شود، بنابراین در تابستان گرما وارد محیط اتاق نمی شود. هنگام شب این سیستم انرژی موردنیاز برای گرمایش فضای اتاق (بسته بودن دریچه) توسط حرارت ذخیره شده در دیوار را تامین می کند. ساختار دیوار حرارتی ترومب این گونه است که از اثر گلخانه ای برای تامین گرمای داخل ساختمان بهره می گیرد. این نرم افزار شبیه ساز شامل ۳ بخش نتایج براساس نمودار و جدول است. بخش پردازش داده نسبت به بخش داده های اولیه اهمیت ویژه ای دارد. به عبارتی، تغییر در هریک از پارامترهای بخش پردازش داده می تواند تغییرات محسوسی در عملکرد سیستم دیوار ترومب ایجاد کند. هاشمی افزود: این شبیه ساز به صورت گرافیکی جریان تغییرات دمای اتاق، تغییرات دمای دیوار و شیشه و همچنین تغییرات دمای نزدیک شیشه و دیوار را نمایش می دهد که این موضوع به تکنسین طراح دیوار حرارتی ترومب در راستای ارزیابی و درک بهتر الگوی طرح شده کمک قابل توجهی می کند. در این نرم افزار اثر هر نوع دیوار همچون بتنی، آجری، سنگی و...، براساس ضریب انتقال حرارت در سیستم اعمال می شود، همچنین باتوجه به ضریب انتقال حرارت می توان شیشه یک جداره یا چندجداره را انتخاب کرد. ابعاد هندسی دریچه ها و کانال هم به راحتی در این نرم افزار قابل تغییر است و کاربر می تواند شرایط متفاوت را آزمایش کند. از ابداعاتی که بر دیوار حرارتی ترومب انجام شد، نصب سنسورهای حرارتی برای زمان هایی است که تابش آفتاب وجود ندارد؛ در واقع می توان از المان های حرارتی استفاده کرد تا زمان هایی که تابش کافی نیست، تولید انرژی و گرما شود، در حقیقت این سنسورهای حرارتی تولید گرما می کنند. از این سنسورها تنها زمانی استفاده می شود که نور خورشید به اندازه کافی در محیط نباشد. دیوار حرارتی ترومب به نوعی سپر حرارتی ساختمان محسوب می شود. بهترین زمان نصب، هنگام ساخت یک ساختمان است و اگر مراحل ساخت یک ساختمان به اتمام رسیده باشد، می توان این دیوارها را نصب کرد و دریچه ها، روی دیوارهای از قبل ساخته شده، قرار دارد.
