در معماری معاصر که پایداری و بهره‌وری انرژی از اولویت‌های اصلی محسوب می‌شود، آتریوم صرفا یک انتخاب لوکس نیست و به‌عنوان یکی از عناصر کلیدی در طراحی ساختمان‌ها نقش مهمی در بهینه‌سازی انرژی دارد. یکی از جنبه‌های مهم که می‌تواند جریان هوای طبیعی را تقویت کند، تأثیر ابعاد آتریوم بر تهویه است. آتریوم با ایجاد تفاوت دما و فشار بدون نیاز به سیستم‌های مکانیکی پیچیده، هوای تازه و تهویه طبیعی را در طبقات مختلف ساختمان توزیع می‌کند. تهویه طبیعی بر پایه اصول فیزیکی ساده است که تنها در زمانی کاربردی است که باتوجه‌به ابعاد آتریوم و بهترین شکل آتریوم برای تهویه طراحی و تنظیم شود.
شکل‌های مختلف آتریوم بر الگوهای جریان هوا تاثیرگذار هستند. به‌عنوان نمونه آتریوم‌های مربعی در مناطقی با آب‌وهوای معتدل، توزیع یکنواخت‌تری از هوا را فراهم می‌کنند. به‌طورکلی این انتخاب‌ها برای طراحی آتریوم به‌صورت مستقیم بر عملکرد آتریوم در کاهش مصرف انرژی می‌توانند تاثیرگذار باشند. برای درک بهتر این موضوع و تأثیر ابعاد آتریوم بر تهویه تا انتهای این مقاله از وب‌سایت ونت با ما همراه باشید.
نقش آتریوم در تهویه طبیعی ساختمان
آتریوم به‌عنوان یکی از عناصر خاص در ساختمان‌های مدرن، به‌طور مستقیم نقش بسیار مهمی در فرایند تهویه طبیعی و تقویت جریان طبیعی هوا دارد. عملکرد آتریوم در تهویه طبیعی ساختمان بر دو اصل مهم اثر دودکش و اثر باد استوار است. اثر دودکش، نیروی محرکه اصلی در بسیاری از طراحی‌ها است. این پدیده زمانی اتفاق می‌افتد که هوای گرم و سبک‌تر در داخل ساختمان، به دلیل چگالی کمتر، به سمت بالا حرکت می‌کند و از طریق روزنه‌های بالایی آتریوم خارج می‌شود. آتریوم با ایجاد یک ستون عمودی بلند و مستقیم، این فرآیند را به شدت تقویت می‌کند و به آن جهت می‌بخشد.
تعامل این دو نیرو و اصل، یک سیستم تهویه طبیعی خودکار را شکل می‌دهد که هوای تازه را در تمام سطوح ساختمان به گردش درمی‌آورد. همچنین ارتفاع و عرض آتریوم، تفاوت فشار لازم برای این جریان‌ها را ایجاد می‌کند و به همین دلیل تأثیر ابعاد آتریوم بر تهویه نقش بسیار مهمی دارد. تحقیقات نشان می‌دهد که در ساختمان‌های با آتریوم مرکزی، نرخ جریان هوا می‌تواند تا دو برابر فضاهای بسته افزایش پیدا کند. البته این امر در صورتی امکان‌پذیر است که ابعاد و شکل آتریوم به‌درستی تنظیم و طراحی شوند.
تأثیر ابعاد آتریوم بر تهویه و جریان هوا
یکی از پیچیده‌ترین و مهم‌ترین جنبه‌های طراحی، توجه به تأثیر ابعاد آتریوم بر تهویه است که به‌صورت مستقیم بر الگوهای جریان هوا تاثیر می‌گذارد. این ابعاد شامل ارتفاع، عرض و عمق آتریوم هستند که تعیین‌کننده حجم فضایی هستند که هوا در آن حرکت می‌کند. به‌طورکلی برای نسبت ابعادی دقیق و مناسب، باید ارتفاع آتریوم را بر عرض آن تقسیم کرد. ارتفاع آتریوم به‌عنوان عامل اصلی شناوری، نقش بسیار مهمی دارد و هر چه ارتفاع بیشتر باشد، تفاوت فشار ناشی از دما نیز افزایش پیدا می‌کند و سرعت جریان هوا نیز بیشتر می‌شود.
به‌طورکلی آتریوم‌های با نسبت ابعادی بالا یعنی آتریوم‌های بلند و باریک، در مقایسه با آتریوم‌های کوتاه‌تر و عریض، عملکرد بسیار بهتری در ایجاد اثر دودکش و تهویه موثر دارند. عمق آتریوم نیز بر ورود و خروج باد تاثیر بسیاری دارد. این امر در ترکیب با تأثیر ابعاد آتریوم بر تهویه می‌تواند جریان ترکیبی را ایجاد کند که کارایی را چندین برابر می‌کند. طراحی نادرست ابعاد نه‌تنها بی‌اثر می‌شود؛ بلکه ممکن است باعث تجمع حرارت شود و تهویه طبیعی را با اختلال مواجه کند.
بهترین شکل آتریوم برای تهویه طبیعی
علاوه بر تأثیر ابعاد آتریوم بر تهویه، شکل هندسی آتریوم نیز یکی از عوامل مهم و تعیین‌کننده در الگوهای جریان هوا است. بهترین شکل آتریوم برای تهویه به عوامل بسیاری مانند جهت باد، شرایط آب‌وهوایی منطقه و نوع کاربری ساختمان بستگی دارد. علاوه بر این تأثیر ابعاد آتریوم بر تهویه نیز در هر شکل متفاوت است.
به‌عنوان نمونه در آتریوم‌های مستطیل شکل، افزایش طول حدود ۲۰ درصد می‌تواند تهویه را تا ۱۲ درصد بهتر کند. همچنین عملکرد آتریوم در کاهش مصرف انرژی با انتخاب درست شکل باتوجه‌به نوع پروژه می‌تواند تاثیر بسیاری داشته باشد. البته به‌طورکلی آتریوم با شکل مربعی و ابعاد مناسب به‌عنوان بهترین شکل آتریوم برای تهویه شناخته می‌شود، زیرا به توزیع یکنواخت جریان هوا در تمام جهات کمک بسیاری می‌کند.
۱. آتریوم مستطیلی (Rectangular)
آتریوم با شکل مستطیلی نیز می‌تواند به‌عنوان بهترین شکل آتریوم برای تهویه شناخته شود. این شکل آتریوم، تهویه طبیعی و اثر باد را تقویت می‌کند و جریان افقی را نیز افزایش می‌دهد. اما در مقابل ممکن است در برابر اثر دودکش دچار مشکل شود و به‌درستی کار نکند. یک آتریوم مستطیلی بلند می‌تواند جریان هوای یکنواخت و قابل پیش‌بینی را در طول خود ایجاد کند. درباره تأثیر ابعاد آتریوم بر تهویه همچنین نسبت طول به عرض بر الگوی جریان تاثیر بسیاری خواهد داشت.
۲. بهترین شکل آتریوم برای تهویه؛ مربعی (Square)
طراحی و اجرای آتریوم به شکل مربعی بسیار ساده است و معمولا به‌عنوان رایج‌ترین و بهترین شکل آتریوم برای تهویه طبیعی استفاده می‌شود. در این شکل دیوارهای موازی، مقاومت کمتر ایجاد می‌کنند و اجازه می‌دهند تا تهویه دودکش بسیار بهتر و کاربردی‌تری عمل کند. برای مناطق با آب‌وهوای معتدل، آتریوم مربعی با نسبت ابعاد صحیح مانند ۱:۱، نرخ تهویه‌ای تا ACH 14 را فراهم می‌کنند. البته در این شکل آتریوم ممکن است در گوشه‌ها گردابه‌های هوایی کوچک و مناطق با جریان ضعیف نیز ایجاد شود.
۳. تأثیر ابعاد آتریوم بر تهویه: آتریوم دایره‌ای یا بیضی (Cylindrical/Elliptical)
شکل‌های دایره‌ای یا بیضی برای آتریوم که مقاومت هیدرودینامیکی کمتری دارند، به دلیل نداشتن گوشه جریان هوا را روان‌تر می‌کنند و در ساختمان‌های مدرن برای تهویه نرم استفاده می‌شوند. این شکل آتریوم با کاهش توربولانس، الگوهای جریان گردشی بهتر و جریان آرام‌تری ایجاد می‌کنند که هوای گرم را به طور یکنواخت به سمت مرکز و سپس به بالا هدایت می‌کند.
عملکرد آتریوم در کاهش مصرف انرژی
علاوه بر تأثیر ابعاد آتریوم بر تهویه، عملکرد آتریوم در کاهش مصرف انرژی به‌صورت مستقیم به کارکرد آن در تهویه طبیعی بستگی دارد و یکی از مهم‌ترین دستاوردهای معماری پایدار محسوب می‌شود. آتریوم با ایجاد جریان کشش، حرارت اضافی را خارج می‌کند، به‌صورتی که نیاز به سیستم‌های خنک‌کننده را کاهش می‌دهد. در ساختمان‌های تجاری، این فضا می‌تواند مصرف برق سیستم‌های تهویه HVAC را نصف کند؛ زیرا هوای تازه و طبیعی در آتریوم بدون انرژی توزیع می‌شود.
علاوه بر این در تابستان نیز می‌توان با استفاده از استراتژی تهویه شبانه آتریوم، گرمای ذخیره شده در ساختمان در طول روز را در شب تخلیه کرد که به کاهش دمای آغازین روز بعد کمک بسیاری می‌کند. این امر می‌تواند بار سرمایشی مورد نیاز در روز را کاهش دهد که تاثیر بسیاری بر صرفه‌جویی در مصرف برق دارد. علاوه بر این، باتوجه‌به استفاده از بهترین شکل آتریوم برای تهویه، نفوذ نور از سقف آتریوم می‌تواند روشنایی مصنوعی را کمتر کند و صرفه‌جویی بیشتری ایجاد کند.
ترکیب تهویه و روزنه‌ها نیز تعادل حرارتی را حفظ می‌کنند و از هدررفتن انرژی جلوگیری می‌کنند. باتوجه‌به این نکته تأثیر ابعاد آتریوم بر تهویه در این زمینه بسیار مهم است؛ زیرا ابعاد استاندارد و بهینه جریان را به نحوی هدایت می‌کنند که سرمایش و گرمایش بسیار طبیعی شود.
جمع‌بندی
آتریوم‌ها با پتانسیلی که در تهویه طبیعی دارند، می‌توانند تاثیر بسیاری بر عملکرد و مصرف انرژی داشته باشند. طراحی هوشمندانه آتریوم با توجه به تأثیر ابعاد آتریوم بر تهویه و طراحی با نسبت ابعادی بهینه، می‌تواند یک سیستم تهویه قدرتمند و طبیعی را برای ساختمان ایجاد کند. انتخاب بهترین شکل آتریوم برای تهویه با ابعاد مناسب، علاوه بر زیبایی ظاهری که به ساختمان می‌دهد، می‌تواند به کاهش مصرف انرژی نیز کمک بسیاری کند.
توجه به عملکرد آتریوم در کاهش مصرف انرژی و تمرکز بر پارامترها و عوامل تاثیرگذار در این زمینه می‌تواند تاثیر بسیاری بر ساخت و طراحی ساختمانی خاص و مدرن داشته باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه سیستم‌های تهویه می‌توانید از طریق تماس با ما، با کارشناسان ونت در ارتباط باشید و از مشاوره حرفه‌ای و تخصصی بهره‌مند شوید.
بدون نظر