چکیده

امروزه مسائلی از قبیل محدودیت ذخایر انرژي فسیلی و هزینه بالاي انرژي الکتریکی همین طور آلودگی ناشی از استفاده وسایل مکانیکی سبب شده که توجه طراحان به سمت چگونگی به کارگیري انرژیهاي طبیعی براي حل مسائل برودت و گرمایش معطوف گردد . در این راستا به کارگیري سامانه هاي ایستا جهت سرمایش بنا از اهمیت ویژه اي برخوردار می باشد. یکی از سامانه هاي ایستا، حوضچه هاي روي بام می باشند که به منظور سرمایش و در مواردي گرمایش بنا مورد استفاده قرار می گیرند.مقاله حاضر به بررسی انواع حوضچه هاي روي بام و مشخصه هاي تأثیرگذار بر انتخاب حوضچه سقفی مناسب بر اساس نیازها و شرایط موجود پرداخته است.حوضچه هاي روي بام داراي انواع مختلفی بوده که هرکدام داراي ساز و کار متفاوتی با دیگري می باشند.در ابتدا گونه هاي مختلف حوضچه شامل: حوضچه سرپوشیده یا غیرسرپوشیده،داراي افشانه یا فاقد افشانه،انرژي روف ،حوضچه پوشیده شده با الیاف و پارچه،حوض سرد ،حوضچه تهویه شونده و داراي سایه بان شرح داده شده و به بررسی موارد تاثیرگذار بر عملکرد حوضچه ها پرداخته شده است.همین طور، نتایج پژوهش هاي صورت گرفته در خصوص کاهش هرچه بیشتر بار برودتی توسط انواع حوضچه هاي سقفی مورد بررسی قرارگرفته است. تحقیق انجام شده از نوع کاربردي و به شیوه توصیفی می باشد؛جمع آوري اطلاعات به روش کتابخانه اي با بهره گیري از کتب و مقالات معتبر علمی صورت گرفته است.

واژه هاي کلیدي

حوضچه روي بام،سرمایش ایستا، سرمایش تبخیري، مصرف انرژي

مقدمه

با توجه به محدود بودن سوخت هاي فسیلی و آلودگی ناشی از مصرف این سوخت ها جوامع وادار به استفاده از انرژي هاي پایان ناپذیرهمچون انرژي خورشید شده اند که با بهره گیري از این انرژي ها می توان مصرف انرژي را در بخش ساختمان تا حد قابل ملاحظه اي کاهش داد.یکی از روشهاي کاهش مصرف انرژي استفاده از سامانه هاي تبخیري به منظور سرمایش بنا می باشد.

دو شیوه براي برودت تبخیري بام موجود است. از یک طرف، آب پاشی و حوضچه هاي روي بام که میتوان آنرا روشی براي دفع گرماي خورشیدي که در سطح بام جذب می گردد، به حساب آورد.از طرف

دیگر روشهاي تبخیري که قادرند حرارت فضاي داخلی را گرفته و تخلیه نمایندب١مح در سامانه حوضچه روي بام، حوضچه در روز با عایق پوشیده شده و

شب ها به منظور خنک شدن آب حوضچه، عایق حرارتی کنار زده می شود. نوع دیگر این سامانه نور خورشید را طی روزهاي زمستانی جذب کرده و در هنگام شب، براي حفظ گرماي حاصله سقف را با عایق حرارتی می پوشانند. به این ترتیب گرماي آب درون حوضچه به تدریج از طریق هدایت و تشعشع هواي درون ساختمان را گرم می کندب٢مح از آنجایی که بام بنا بیشتر از سایر سطوح آن در برابر آسمان قرار

دارد، اتلاف گرمایی فراوانی را براي ساختمان به همراه دارد.

اتلاف گرمایی از راههاي متفاوتی از جمله: تبخیر، هدایت و تابش صورت می گیرد.حوضچه هاي روي بام سیستم سرمایش تبخیري مناسبی هستند که باعث صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژي شده است.

هدف مقاله حاضر نگاهی اجمالی به انواع حوضچه هاي ررو ي بام و ارائه معیارهاي موثر بر انتخاب حوضچه مناسب بر اساس آب و هواي منطقه و نیازهاي ساختمان می باشد. حوضچه هاي روي بام داراي انواع مختلفی می باشند که هر کدام داراي ویژگیهاي ساختاري و کارکردي متفاوتی میباشند. در ابتدا به تشریحانواع حوضچه هاي روي بامپرداحته شده و نکات موثر بر کارایی آنها ذکر شده است. همین طور،نتایج تحقیقات گوناگون در مقایسه انواع مختلف حوضچه به منظور کاهش هرچه بیشتر نیاز به برودت بررسی شده است.

مشخصه هاي گوناگونی در رابطه با عملکرد و ساختار حوضچه هاي روي بام وجود دارد. عایق بندي، متحرك بودن عایق، داشتن یا نداشتن سایه بان هر کدام می توانند یکی از این مشخصه ها باشند. بامی که حوضچه بر روي آن قرار می گیرد می تواند فلزي یا بتنی باشد. حوضچه ممکن است سرپوشیده یا سرباز باشد. عملکرد بعضی از حوضچه ها ممکن است با کمک افشانه براي پاشیدنآب، گردش اجباري آب و یا انباره صورت گیرد و همین طور بعضی از انواع آنها در زمستان نیز به منظور ایجاد گرمایش در بنا قابل استفاده هستند.

حوضچه روي بام وانواع آن

حوضچه ها را می توان بدون صرف هزینه فراوان با قرار دادن آب درون بسته هاي پلاستیکی، فلزي یا مخازن فایبر گلاس با پوشش لاستیکیپ محکم و شفاف ایجاد کرد. پانل هاي عایق متحرك معمولاً

۱

از ۰/۰۵m فوم پولی اورتان مسلح شده با فایبر گلاس که بین دو لایه آلومینیوم قرار گرفته ساخته می شوندو یکی از متداول ترین گونه هاي عایق متحرك می باشند. این سیستم می تواند بر سقفهاي بتنی یا سقفهاي فلزي موجدار براي افزایش بازدهی اجرا شود.

یکی از شروط لازم براي کارایی مناسب حوضچه ها این است که دماي مرطوب محیط پائین تر از۲۰ درجه سانتی گراد باشد، همین طور در حوضچه هاي داراي افشانه جریان آب باید زمانی که دماي مرطوب محیط، ۳ تا ۴ درجه سانتی گراد بیشتر از دماي آب است به منظور جلوگیري از گرم شدن آب حوضچه متوقف شود.[۳]مطالبی که در ادامه به آنها پرداخته می شود شرایط مناسب را براي کاربرد انواع حوضچه هاي حوضچه روي بام بیان می کند. جداي از توضیحاتی که در خصوص ساختار و فعالیت هر سامانه داده شده است، ملاحظات مربوط به شرایط آب و هوایی و ساختار بنا به منظور کارایی موثرتر سامانه بیان شده است.

علاوه بر سرمایش تبخیري گونه هایی از حوضچه ها هم از طریق تابش به آسمان شب و هم از طریق هدایتتبادل گرمایی دارند حال آنکه گونه هایی دیگر به دلیل نوع ساختار تنها از طریق هدایت گرما از دست میدهند و امکان تبادل حرارت از طریق تابش را دارا نمی باشند،که بر این اساس حوضچه ها در دو گروه دسته بندي و تشریح شده اند. لازم به ذکر است عمق حوضچه ها براساس نوع حوضچه، ساختار سقف، شرایط اقلیمی و نیازهاي بنامعمولاٌبین ۰/۱ تا ۰/۴ متر متغیر است.

در ابتدا به تشریح دسته اول شامل حوضچه هایی که امکان تبادل گرمایی به دو طریق تابش و هدایت تبادل گرمایی دارند می پردازیم که شامل حوضچه هاي غیرسرپوشیده بدون افشانه و داراي افشانه، سرپوشیده بدون افشانه و داراي افشانه،انرژي روف۱، بام سرد۲ و حوض سرد۳ می باشد:

حوضچه غیر سرپوشیده بدون افشانه :

ساده ترین نوع حوضچه می باشد که بدون سرپوش و یا افشانه در محیط بیرونی قرار می گیرد (شکل.(۱ عمق آب در این حوضچهحدود ۰/۳ متر می باشد و با افزایش قابلیت انعکاس کف حوضچه میزان گرماي جذب شده توسط آن کاهش می یابد. دماي حوضچه بدون سرپوش در اثر جذب حرارت خورشید افزایش پیدا کند، در حالی که این افزایش دما با تبخیر خودبه خودي آب جبران می شود و عموماً دماي آب تنها در حدود ۵ درجه سانتی گراد نوسان دارد.[۴]