بررسی نقش نورگیرهای بزرگ سقفی در معماری...
اسکای‌لایت یا سقف شیشه‌ای سازه‌ای نورگذری است که در سقف ساختمان‌ها به‌جای مصالح رایج اجرا شده و ضمن تامین زیبایی ساختمان، امکان بهره‌مندی هرچه بیشتر بخش‌های مرکزی ساختمان را از نور طبیعی فراهم می‌کند. روشنایی روز از طریق روشنایی آسمان و نیز از طریق تابش مستقیم خورشید تامین میشود. امروزه اسکای‌لایت‌ها به‌صورت وسیعی در تامین روشنایی روز برای ساختمان‌های مسکونی، عمومی و تجاری به کار برده می‌شوند.
افزایش دریافت نور خورشید از طریق کاهش نیاز به مصرف نور مصنوعی، منجر به صرفه‌جویی در مصرف انرژی، کاهش قابل‌توجه هزینه‌های ساختمان و کاستن از اثرات سوء زیست محیطی ناشی از تامین انرژی میشود. از طرف دیگر نشان داده شده که قرارگرفتن در معرض نور طبیعی منجر به افزایش بهره‌وری ساکنان ساختمان‌های اداری شده و از این طریق نیز عامل موثری در کسب‌وکار محسوب میشود.
نورگیری از سقف (اسکای‌لایت) در ترکیب با نورگیری از دیواره‌ها (پنجره‌ها) می‌تواند بخش بسیار زیادی از ساختمان را از روشنایی روز بهره‌مند کند. حتی در روزهای ابری نیز، دریافت نور از طریق اسکای‌لایت بین ۳ تا ۱۰برابر موثرتر از دریافت نور از طریق پنجره‌ها می‌باشد. در برخی از ساختمان‌ها حتی می‌توان به این روش، تا حدود ۸۰درصد روشنایی مورد نیاز را تامین کرد. با تعبیه شیشه‌های مدرن در ساختار اسکای‌لایت، می‌توان مانع از درخشندگی آزاردهنده خورشید در داخل ساختمان شده و در عین حال نور را به سطح وسیع‌تری از فضاهای ساختمان رساند.
سازه اسکای‌لایت باید خودایستا بوده و با ضریب اطمینان مناسبی قادر به مقاومت در برابر بارهای باد، برف، زلزله و بارهای حرارتی باشد. به این منظور اغلب لازم است از مقاطع فولادی به‌عنوان اسکلت سازه‌ای اسکای‌لایت استفاده شود. با این وجود، معمولا مشابه با پنجره‌ها، از پروفیل‌های آلومینیومی برای نگهداری شیشه‌ها استفاده میشود .
علاوه‌بر پایداری در برابر بارهای وارده، لازم است که اسکای‌لایت عملکرد حرارتی و صوتی مناسبی نیز داشته باشد. به این معنا که در فصول سرد سال مانع از اتلاف انرژی حرارتی داخل ساختمان شده و در فصول گرم سال نیز دریافت حرارتی قابل قبولی را داشته باشد. مقاومت اسکای‌لایت در برابر عبور امواج صوتی با بسامدهای مختلف نیز عامل دیگری است که می‌تواند در مکان‌هایی که در معرض آلودگی صوتی بالایی قرار دارند، یکی از فاکتورهای مهم طراحی به‌شمار آید.
اسکای‌لایت بسته به نیازهای ساختمان، می‌تواند شکل‌های بسیار متنوعی داشته باشد. برخی از متداولترین اشکال اسکای‌لایت عبارتند از: ساختار پیرامونی (Pyramid) ، تک شیبه (Single Slope) ، دو شیبه دارای خط الراس (Double sloped Ridgeline’s) ، خط‌الراسی با انتهای باز یا شیشه‌ای (Ridgeline’s with Hipped or Glazed ends) ، پلی‌گون قطعه‌ای و شعاعی (segmented and radius polygon) ، گنبدی قطعه‌ای و شعاعی (segmented and radius dome) و همچنین سایه‌بان‌ها (Canopies) و اتاق‌های حمام آفتاب (Solariums) .
۱- جهتگیری مناسب
مشخصات خاص آبوهوایی محل نصب در جهتگیری پنجرههای سقفی و پنجرههای محیطی نقش مهمی دارد. متداولترین جهت برای نورگیر به سمت شمال است زیرا در بیشتر اوقات روز نور غیرمستقیم ایجاد می‌کند و در بیشتر موارد باعث ایجاد تابش خیره‌کننده نمی‌شود . نورگیرهای به سمت جنوب پتانسیل بالایی برای گرم‌شدن بیش از حد دارند. به همین ترتیب، جهتگیری غرب ممکن است باعث افزایش گرما در هنگام بعد از ظهر به دلیل مسیر خورشید شود. در اقلیم‌های شمالی می‌توان از نورگیرهای رو به جنوب به‌عنوان گرمایش طبیعی برای زمستان استفاده کرد.
۲- حفظ یکپارچگی با فضاهای ساختمان
یکی از رایجترین اشتباهات در طراحی نورگیر، نصب نورگیر با فرم نامربوط یا هندسه ناهمخوان با مابقی فضاهای ساختمان است؛ در واقع نورگیرها باید معماری را تکمیل کنند. نورگیرهای سقفی بسیار بیشتر از لوازم جانبی هستند، آنها به تمام طبقات اجازه میدهند که نور خورشید زیادی دریافت کنند و چشم بازدیدکنندگان را به سمت داخل و بالا کشیده و آنها را به کاوش در فضاهای معماری دعوت کنند.
۳- جذب انرژی مناسب
یکی از رایجترین معایب نورگیرهای سقفی غیرکارآمدی است، در حقیقت اگر طراحی نورگیر شرایط خاص آبوهوایی را در نظر نگیرد، افزایش گرمای ناشی از نورگیر ممکن است باعث ۳۵-۴۵درصد پول بیشتر برای تهویه مطبوع هزینه کنید. همین امر برای اتلاف گرما در زمستان نیز صدق می‌کند. برای حل این مشکل باید از شیشه‌های کم‌مصرف که متداولترین انواع آن لعاب پلاستیک و شیشه است، استفاده شود. سایر گزینه‌های کنترل نور خورشیدی برای نورگیرها شامل لوور، پرده و دستگاه‌های سایه‌اندازی متحرک قابل‌استفاده است .
۴- انتخاب نوع شیشه مناسب
بیشتر نورگیرها از شیشه ایمنی ( Safety Glass ) که یک لایه شیشه حرارت دیده ( tempered ) در جداره خارجی و شیشه لمینت‌شده ( Laminated ) در جداره داخلی استفاده می‌کنند، در نتیجه این اطمینان حاصل میشود که اگر شیشه ترک بخورد، خرده‌شیشه روی سر افراد نمیافتد. استفاده از شیشه‌های مات، به رغم اینکه اجازه عبور از نور غیرمستقیم فیلترشده را می‌دهد، موجب رعایت حریم خصوصی افراد نیز میشود.
۵- رعایت انحراف مناسب
زاویه نورگیر به همان اندازه جهتگیری مهم است. در سقف کم‌عمق یا مسطح، نورگیر در تابستان باعث افزایش شدید گرمایش نامطلوب شده و علاوه بر این، در زمستان فقط کمی نور اضافی فراهم می‌کند. قانون ۱۰درجه بیان می‌کند که بهینه‌ترین حالت طراحی به نحوی است که بعد طولانی‌تر با زاویه ۱۰درجه انحراف نسبت به جهت جنوب واقعی قرار گیرد، موجب جمع‌آوری هرچه بیشتر گرما و انرژی میشود. اگر نتوانید تراز دقیق۱۰درجه را به‌دست آورید، در حدود ۲۰درجه خارج از محور فضا همچنان قادر به دریافت بیش از تابش خورشیدی و ۹۰درصد همچنین در ۴۵درجه خارج از محور حدود ۷۰درصد از انرژی موجود را جذب خواهد کرد .
نوسندگان:
سید محسن موسوس_سید پیمان موسوس_الهام مداح
فهرست مراجع:
وب‌سایت شرکت تدبیراسکان www.Tadbireskan.com portfolio /اسکای‌لایت- skylight /
MashhadMal Sky lights Engineering Docs
www.Arch۲o.com
R.Lapisa,“Effect of skylight roof ratio on warehouse building energy balance and thermal visual comfort” Springer ۲۰۲۰
K.AlObaidi, “A study of the impact of environmental loads that penetrate a passive skylight roofing system” ۲۰۱۴
نظرات