بهینه‌سازی عملکرد اقلیمی ساختمان‌های اداری با ریزساختارهای زنده
به گزارش ساختمان آنلاین: در سال های اخیر استفاده از سیستم کشت میکرو جلبک ها و تلفیق آن با ساختمان، در راستای کاهش مصرف انرژی به عنوان نسل سوم سوخت زیستی همراه با تولید اکسیژن، جذب دی اکسید کربن و نیز تصفیه فاضلاب‌های شهری و ساختمان، بازتاب وسیعی در تحول رویکردهای معماری کارآمد به لحاظ انرژی داشته است.
نمای ساختمان‌های تلفیق شده با بیورکتورهای میکروجلبکی همزمان به کشت میکروجلبک‌ها برای تامین مواد غذایی انسان و دام، تصفیه هوای ساختمان و شهر به طور توامان و تولید توده زیستی برای تولید سوخت ساختمان و کاهش آلودگی‌های منابع آن می پردازد. علاوه بر موارد فوق، نمای بیورکتور، با رشد بیشتر میکروجلبک‌ها سایه‌اندازی انطباق پذیری را نیز برای ساختمان به همراه می‌آورد.
بر اساس این گزارش، دکتر مریم طلایی، دانش‌آموخته دکتری تخصصی معماری، پژوهشی در قالب رساله خود با عنوان “نماهای زنده در معماری سرآمد: بهینه‌سازی چند هدفه عملکرد اقلیمی ساختمان‌های اداری با ریزساختارهای زنده” انجام داد. این پژوهش با مروری جامع بر ادبیات موضوع در زمینه تلفیق بیورکتورهای حاوی ریزساختارهای زنده با ساختمان که عمری کمتر از یک دهه دارد، به بررسی ابعاد مشخصی از تلفیق این سیستم با نمای ساختمان اداری در اقلیم نیمه‌بیابانی پرداخت.
دکتر طلایی در راستای تحقق این مهم، سه پرسش اساسی را مطرح و برای دستیابی به پاسخ هر یک از پرسش‌های اصلی این پژوهش، روش‌های تحقیق متفاوتی اتخاذ کرد.
به نقل از وزارت علوم، در این پژوهش، پرسش اول به ارزیابی دلایل شکست تلفیق سیستم بیورکتور با نمای ساختمان می‌پردازد. به منظور پاسخگویی به این پرسش مرور گسترده‌ای بر ادبیات موضوع دلایل شکست این سیستم در ساختمان انجام گرفت. سپس با روش دلفی و اشباع نظری، دلایل آسیب به پنل‌های بیورکتور در نما شناسایی شده و در طیف لایکرت ارزیابی شدند. نتایج حاصل نشان می دهد که آسیب‌های اصلی به دو دسته آسیب‌های داخلی و خارجی طبقه‌بندی می‌شوند. علل داخلی عوامل زیستی / شیمیایی و ساختاری را شامل می‌شود، در حالی‌که عوامل خارجی موارد اقلیمی و عملیاتی / ساختاری را در بر می‌گیرد.
پرسش دوم به منظور ارائه راهکاری برای حل تعامل میان نمای بیورکتور با کاربر فضا در اقلیم نیمه بیابانی مطرح شد. روش به کار گرفته شده برای بررسی این امر، روش آزمایش تجربی به همراه شبیه سازی کامپیوتری در نظر گرفته شد. پنل ساخته شده در ساختمان اداری مورد آزمایش قرار گرفته و نتایج آن با شبیه سازی کامپیوتری مورد مقایسه قرار گفت. نتایج این بخش حاکی از آن است که پنل طراحی شده به خوبی می‌تواند در مدت زمان کوتاه نیازهای کاربر فضا را در راستای دستیابی به آسایش حرارتی فراهم آورد.
پرسش سوم در صدد ارائه راهکار بهینه به منظور تلفیق نمای بیورکتور در اقلیم نیمه بیابانی با نمای ساختمان اداری است. پارامترهای مؤثر در عملکرد اقلیمی این تکنولوژی نسبت سطح پنجره و غلظت مایع بیورکتور و اهداف بهینه‌سازی نیز نور مفید روز و شدت انرژی مصرفی تعیین شدند. پارامترها و اهداف عملکردی، با نرم افزارهای کامپیوتری شبیه‌سازی شده و بهینه‌سازی عملکردهای متقابل بر مبنای بهترین گزینه‌های (پارتو فرانت) به دست آمده انجام گرفت. در راستای ارزیابی تاثیر پارامترها بر اهداف طراحی تمامی گزینه‌های ممکن مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می‌دهد که به جز جبهه شمال در اقلیم مورد نظر، سایر جبهه‌ها در مقایسه با پنجره تک جداره از عملکرد حرارتی قابل قبولی برخوردارند و تلفیق سیستم بیورکتور با نمای ساختمان باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود. نتایج بهینه‌سازی نشان می‌دهد که نمای بیورکتور در ابعاد کوچک و غلظت کم می‌تواند دو هدف را همراستا کرده و کمترین شدت مصرف انرژی و بیشترین نور روز مفید را به همراه آورد.
این پژوهش در قالب رساله دکترای تخصصی مریم طلایی در رشته معماری با راهنمایی دکتر محمدجواد مهدوی نژاد انجام شد و به عنوان رساله برتر دانشکده هنر و معماری دانشگاه تربیت مدرس در هفته پژوهش مورد تقدیر قرار گرفت.
