کاربرد نور طبیعی در معماری و تولید انرژی
نور سر چشمه ی وجود همه ی هستی است. با روشن کردن سطح اجسام، نور به آنها پیرامون و یک محیط مرئی را اهدا می کند. و جمع شدن سایه در پشت آنها به اجسام عمق می دهد. اجسام تنها در مرزهای روشنایی و تاریکی است که معنی پیدا می کنند، و شکل خود را به دست آورده و نشان می دهند، روابط داخلیشان کشف می شود، و مانند حلقه های زنجیر تا بی کران به هم متصل می شوند. نور به اجسام، استقلال و خود مختاری می بخشد و هم زمان، وابستگی های آنها را محدود می کند. ما حتی می توانیم این طور بیان کنیم که نور به هر شیء در محیط اطراف خود آنقدر ترفیع می دهد که آن شیء کاملا مشخص شده و با سایر اشیاء فرق می کند.
برای انسان های نخستین، نور به عنوان وسیله ای برای محاسبه ی زمان محسوب می شد. اشعه های پر انرژی نور که از فاصله دور خورشید به زمین منعکس می شوند، به احساس و درک انسان اولیه از امکان شکل اساسی می دهد. این نور که به وسیله ی بازشوهایی به داخل فضاهای ساخته شده ی او کشیده می شد، این امکان را به انسانی که داخل آن سکونت داشت می داد که وجودش را در ارتباط بت محیط اطراف درک کند و بفهمد.
استفاده ی موثر از انرژی نور طبیعی:
موثر
ترین روش استفاده از نور خورشید تامین روشنایی با نور طبیعی است. حتی
بهترین لامپ رشته ای در مقایسه با نور خورشید برای تامین میزان معینی
روشنایی، به میزان بیشتری انرژی الکتریکی برای هر متر مربع نیاز دارد و
میزان بیشتری گرما تولید می کند. مشارکت نور طبیعی در تامین روشنایی هر
ساختمان باید در عین توجه به مقابله با جذب حرارت نامطلوب صورت پذیرد.
ایده ی بهینه کردن ارتباط میان سایه و نور طبیعی هدایت شده به درون فضای معماری،به شکل های جدید ممکن است. نور شکن های بزرگ پیش ساخته از بتن، که رنزوپیانو در مجموعه ی منیل در هوستون تگزاس استفاده کرد، نمودی زیبا از این اشکال تازه را به نمایش گذاشت.
نمونه ی دیگر، مرکز طراحی در لینز استرالیا، کار توماس هرتزوگ است. در این پروژه، از سیستمی استفاده شده است که قابلیت انعکاس و خنثی سازی پخش نور طبیعی را دارد.
مرکز طراحی Linz در استرالیا - توماس هرتزوگ
شیشه، معماری قرون جدید را به شدت تحت تأثیر قرار داده است. اگر چه کاربرد این ماده ی ساختمانی در دهه های 50 و 60 قرن بیستم باعث بروز مشکلاتی شد، هنوز هم شیشه یکی از مصالح تضمین شده با کارایی خیلی خوب در معماری خورشیدی است.
جیمز کارپنتر، معمار و طراح شیشه و نور نیویورک، از شیشه دیاکرومیک برای ایجاد تأثیرات نوری استفاده کرده است. در مدلی که او برای کار در کلیسا پیشنهاد داده است، بیننده به محض مواجهه با اشکال هندسی ناشی از نور، به اهمیت این ایده و حضور آن به عنوان یک هدف از ابتدای شکل گیری طرح پی می برد. از آنجا که این برخورد الزاما به بهینه سازی در مصرف برق نمی انجامد، واضح است که جستجوی روش های جدید برای مطلوب کردن کاربرد شیشه به عنوان یک ماده ی ساختمانی مورد نیاز است.
شیشه الکتروکرومیک،دستاورد جالبی است که از طریق افزودن خواص متحرک به یک ماده ثابت به دست آمده است. شیشه ی الکتروکرومیک، با استفاده از جریان الکتریکی به مدت چند ثانیه می تواند به یک سطح کدر تغییر یابد.
ایده ی دیوار چند لایه ی تمام متحرک را، که مثل آفتاب پرست قادر به واکنش نسبت به محیط باشد، مایک دیویس از شرکت ریچارد راجرز دنبال کرد. مایک دیویس یک شخصیت پیش رو در کشف زمینه های جدید در تکنولوژی شیشه محسوب می شود. از فعالیت های او می توان به مطالعات متنوع در زمینه اولین نمونه های جداره های درخشان چند پوسته (multi-skin glazing) برای پروژه تحقیقی موسوم به پروژهء 218 اشاره کرد.
دیوار مجوف و قابل تهویه (ventilated cavity wall) جداره ی خارجی ساختمان لویدز لندن، در عین کارایی حرارتی بالا، نمونه دیگری است که نور طبیعی تلطیف شده را به شکل بهینه در اختیار فضاهای داخلی قرار می دهد.
ساختمان لویدز لندن - ریچارد راجرز
یکی از زمینه های مناسب برای مطالعه و تحقیق، بررسی امکان کاربرد گازها، مایعات و حتی اجسام یا مواد ارگانیک است که می توان آنها را بین دو جداره ی شیشه یا به نحوی که به خود شیشه شکل دهند، استفاده کرد. به همان صورتی که در جام های شیشه در ساختمان لویدز لندن به کار رفته است.
هنر استفاده از نور طبیعی برای ایجاد تأثیرات نمایشی، هنوز هم یکی از موضوعات مورد توجه در معماری است. در این زمینه فناوری های جدید، امکانات جدیدی را پیش روی گذاشته اند.
ساختمان رایشتاگ برلین، محل مجلس جدید آلمان است که توسط نورمن فاستر و شرکاء اجرا شده است. ایده ی مبتکرانه این پروژه در مورد مسئله ی انرژی، نهایتا به سازه ای با نمود بیرونی در بالای ساختمان، با قابلیت هدایت نور انجامید. این تعبیر جدید از یک گنبد، که جایگاه بازدید کنندگان است، نور طبیعی را به واسطه ی صدها آینه ی تشکیل دهنده ی قیف میانی، به بخش زیرین ساختمان یعنی مجلس منعکس می کند.
یکی از اجزای
شاخص بانک هنگ کنگ، کار دفتر فاستر، آتریوم تامین کننده ی نور طبیعی در
ساختمان است. تامین نور در این ساختمان از راه بازتاب نور از سطح دو آینه ی
بسیار بزرگ میسر شده است. صفحه ی جمع کننده ی نور آفتاب در بیرون، از صدها
آینه ی کوچک، که مسیر نور آفتاب را دنبال کرده و آن را به سمت آینه ی
مقعری در بالای آتریم می تابانند، تشکیل شده است.
این آینه ی مقعر،
نوررا به درون فضا و حتی زیر کف طبقه ی شیشه ای ساختمان هدایت می کند.
اسکیس اولیه ی نورمن فاسترف به بهترین شکل نحوه هدایت نور به زیر زمین را
نشان می دهد.
باتری های خورشیدی:
نور
ملموس ترین انرژی تجدید پذیر است. امروزه روش های جدیدی از جمله (باتری
خورشیدی) برای تبدیل این انرژی به جریان برق در دسترس است. فیزیک دانی به
نام هنری بکرل کشف کرد که هنگام برخورد نور به ترکیبی از مواد حاوی
سیلیکون، ولتاژ الکتریکی تولید می شود. این کشف انقلابی به پیدایش این
نظریه که امکان تولید انرژی الکتریکی از نور طبیعی در فرآیندی شبیه به
فتوسنتز وجود دارد، انجامید.
با به کار گیری لایه های بسیار کم ضخامت از سیلیکون روی صفحاتی مثل شیشه یا صفحات فلزی هم، می توان به شکل های متفاوتی از باتری های خورشیدی دست یافت.
تولید سلول های باتری خورشیدی با سیلیکون کراپ (silicon crop)، که محصول جانبی از صنعت کامپیوتر است آغاز می شود، به نحوی که ابتدا آن را به صورت مذاب در می آورند، سپس آن را به شمش تبدیل کرده و نهایتا بلوک های تراش خورده را از ان می سازند. مرحله آخر کار برش این بلوک ها به صورت صفحات باریک به شکل ویفر خواهد بود.
باتری های کریستالی خورشیدی عموما به صورت صفحات باریک به شکل ویفر موجودند و برای محافظت، هنگام استفاده در فضای بیرون، آنها را در پوشش های پلاستیکی یا شیشه ای نگه می دارند. صفحات این باتری ها بر حسب نیاز مشتری می توانند با ابعاد یا خروجی های متغیر تولید شوند.
تمام محصولات ساخته شده برای فضا، از طریق انرژی خورشیدی و سلول های باتری خورشیدی (pv) تغذیه می شوند. در تلسکوپ هابل، از سلول های باتری خورشیدی غیر کریستالی با بالاترین میزان کارایی تا به امروز، استفاده شده است. اگر تلاش دانشمندان ناسا برای تامین نیروی مورد نیاز ماهواره ها و همچنین فضا پیماها نبود،چنین پیشرفت هایی در زمینه ی ساخت باتری خورشیدی (pv) به وجود نمی آمد. در طول بر نامه ی آپولولو، تکنولوژی تولید باتری خورشیدی دچار تحولات عظیمی شد. کارایی سلول های خورشیدی ازآن زمان تا کنون به چهار برابر افزایش یافته است.
صفحات باتری خورشیدی در حالت ایده آل باید مادامی که خورشید می تابد در معرض آن قرار گیرند. طبیعتا با تغییر جهت تابش خورشید این امر غیر ممکن می شود. اما امکان زاویه دادن به صفحات برای استقرار در بهترین جهت ممکن وجود دارد. همچنین نصب این صفحات به صورت خوابیده یا به شکل عمودی روی سقف یا نما وجود دارد. اما این امر تا حدی به کاهش کارایی و بازدهی باتری می انجامد.
استفاده از باتری خورشیدی با قرارگیری صفحاتی ازسلول های متنوع در کنار هم ممکن خواهد بود. این سلول ها می توانند با هر شکل و اندازه ای روی هم قرار گیرند. می توان از یک باتری خورشیدی برای تولید الکتریسیته در یک ماشین حساب استفاده کرد یا با ادغام هزاران صفحه ی باتری خورشیدی در کنار هم، مزرعه ای از باتری های خورشیدی ساخت.
کاربرد باتری خورشیدی در ساختمان، توجه معماران سراسر جهان را به خود جلب کرده است. در بسیاری از پروژه های موفق شناخته شده از صفحات باتری خورشیدی به عنوان قسمتی از سیستم پوشش یا نمای ساختمان استفاده شده است. استفاده از این مصالح جدید که ملزومات مخصوص به خود را به خصوص از نظر زاویه ی جهت اقتضا می کند، به مسئله ی طراحی ساختمان بدل شده است.
غرفه ی طراحی شده ی نیکلاس گریم شاو در نمایشگاه شهر سویلدر سال 1992، کاربرد جدید سلول های باتری خورشیدی را نشان می دهد. در این پروژه، سلول های باتری خورشیدی روی جمع کننده های سقفی با شکل های زیبا نصب شده است و علاوه بر سایه اندازی، نقش تامین نیروی لازم برای پمپاژ آب خنک کننده ی نمای ساختمان را بر عهده دارند.
از آنجا که
تولید سلول های باتری خورشیدی کم است، هزینه ی تولید آن بالاست. در صورتی
که تقاضا برای تولید این محصول افزایش پیدا کند، قیمت آن به میزان محسوس
کاهش می یابد. بسیاری از دولت ها در حال حاضر سوبسید هایی را برای افزایش
میزان تولید این محصول در نظر گرفته اند. در سال 1990 در آلمان برنامه ی
هزار سقف طرح ریزی شد. در ژاپن نیز در سال 1995 برنامه ی مشابهی تحت عنوان
هفتاد هزار سقف طرح ریزی شد.
از آخرین دستاورد های ژاپنی ها می توان
صفحات سقفی باتری خورشیدی غیر بلوری (amorphous) اشاره کرد. نمای متشکل از
باتری خورشیدی که برای بهبود برنامه انرژی رسانی در آخن (Aachen power
utilities) کشور آلمان با همکاری فلگسول صورت گرفت، از اولین نمونه های از
این دست در جهان محسوب می شود.
امکان کار گذاشتن ورقه های سلول های باتری خورشیدی بین دو ورقه شیشه، کاربرد جالب دیگری داردکه در آن بخشی از صفحه می تواند به عنوان وسیله ای برای ایجاد سایه عمل کند و اجازه ی عبور نور از شکاف های مابین سلول ها را فراهم سازد. تصویر کتابخانه ای که مشاهده می کنید، نشان می دهد که این تکنولوژی چگونه می تواند در معماری استفاده شود.
دفتر نورمن فاستر و شرکا با همکاری نوربرت کایرز، اولین نمونه های پرده های پوشیده شده از باتری خورشیدی را ارائه دادند. این پرده ها در ساختمان های قدیمی می توانند به عنوان شاتر های قابل تغییر یا پرده های کرکره ای متحرک کاربرد داشته باشند. کلیه قطعات سایه انداز به عنوان محلی برای نصب سلول های خورشیدی ایده آل هستند. چرا که ضمن قرار گیری در مقابل خورشید می توانند با تغییر مسیر نور در طول روز، جهت خود را تغییر دهند. برای این کار سیستم های کنترل کننده ی پیچیده با استفاده از کامپیوتر لازم است تا میزان استفاده از نور خورشید، سایه اندازی لازم و جمع آوری انرژی را اولویت بندی کند.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
Off-Grid City
مسابقه بین المللی طراحی شهرسازی اینچان- کره جنوبی 2009 ، در جولای 2009 توسط شرکت توسعه منطقه آزاد اقتصادی اینچان، با هدف تغییر شهر اینچان (به عنوان یک کلان شهر) به شهری با قابلیتهای جهانی قرن بیست و یکم و ایجاد پتانسیلها و کاربری های جدید متناسب با مسائل ومشکلات کنونی شهری و همچنین اشاعه فرهنگ و نگرش جدید به طراحی شهری با اصول بین المللی برگزار گردید.
موضوع اصلی رقابت طراحی یک مجموعه شهری جدید با نگاهی آینده گرایانه و فوق مدرن، همراه با توجه به محیط زیست، تکنولوژی نوین و انسان - به عنوان مخاطب اصلی - با آهنگ و هارمونی مورد قبول از نظر اصول زیربنایی طراحی (شهرسازی، معماری و تکنولوژی) عنوان گردید.
سایت مورد نظر عبارت بود از زمینی به مساحط حدودی 1,677,704 متر مربع، واقع در منطقه 11، موسوم به "سونگدو" ، در منطقه آزاد اقتصادی اینچان کره جنوبی. لازم به ذکر است که سایت مذکور نقش مؤثری به عنوان خط ساحلی دریای چین در منطقه سونگدو ایفا می کند.
" آف- گرید سیتی" به معنی شهریست که هیچ گونه وابستگی از نظر آب آشامیدنی، فاضلاب، گاز مصرفی، برق شهری و صنعتی، و همچنین دیگر امکانات شهری به مناطق اطراف نداشته و کل امکانات و منابع خود را به صورت مستقل تآمین می کند؛ به عبارت دیگر شهری خودکفا و بی نیاز از دیگران!
سیستمهای معرفی شده جهت تأمین انرژی در" آف گرید سیتی" عبارتند از:
- تأمین الکتریسیته از انرژی خورشیدی ، انرژی باد ، فعل انفعالات شیمیایی گیاهان و جلبکها، و انرژی حاصل از بازیافت فضولات شهری و صنعتی.
- تأمین انرژی حرارتی از انرژی خورشیدی و منابع ژئوترمال (انرژی زمین گرمایی).
- تأمین آب جهت مصارف شهری و صنعتی از آب باران و بازیافت فاضلاب و آبهای روان. لازم به ذکر است که این منبع جهت مصرف آب غیر شرب پیشنهاد گردیده است.
پروسه طراحی
طراحی پروژه مذکورحدودا پنج ماه به طول انجامید و طی دو فاز انجام پذیرفت:
1. فاز تحقیقاتی : جمع آوری مطالب مربوطه آنالیزهای مختلف از قبیل:
- آنالیز محلی : موقعیت محلی سایت (در آسیای شرقی، در کره جنوبی، در شهر اینچان)، موقعیت سایت از دیدگاه توپوگرافی و عوارض زمین، موقعیت سایت از دیدگاه محیط زیست و پتانسیلهای طبیعی موجود در منطقه.
- آنالیز فرهنگی : سنتها ، آیین و رسوم و صنایع دستی محلی.
- آنالیز تاریخی : از دیدگاه سیاسی، شهرسازی و معماری در آسیای شرقی، کره جنوبی و اینچان.
- آنالیز اقتصادی : تقسیم بندی و طبقه بندی اقتصادی منطقه در اینچان و کره جنوبی.
- آنالیز مواد و روشهای احداث سازه: مواد، روشها و تکنیکهای محلی و رایج در منطقه که برگرفته از شرایط محیطی و فرهنگی است.
2. فاز طراحی : این فاز خود در دو مرحله انجام شد:
الف: طراحی نظری یا تئوریک؛ که شامل "برین استورمینگ" یا طوفان ذهنی به معنای شناخت و ایده- پردازی گروهی است. این عمل در جهت طبقه بندی نیازهای پروژه از دیدگاه سرمایه گزار و همچنین استفاده کننده صورت پذیرفت.
ب : طراحی عملی؛
در این مرحله براساس نتایج حاصل از مراحل قبلی، طراحی ترسیمی در مقیاس
واقعی پروژه آغاز شد. بنابراین ، بر اساس اصول و رهنمودهای تعیین شده از
طرف شرکت برگزار کننده مسابقه، طرح جامع پروژه ارائه گردید. 
مجموعه مذکور شامل هفت قسمت (براساس نقشه تقسیم بندی کاربری محلی، تعیین شده از طرف شرکت برگزار کننده مسابقه) می باشد:
1- دراگون ویلِیچ : این مجموعه در بر دارنده واحدهای آپارتمانی گران قیمت جهت اسکان قشر مرفه (تجار، مدیران و ...) داخلی و بین المللی طراحی گردیده. فرم کلی مجموعه برگرفته از نماد اسطوره ای اژدها (دراگون) است، که می توان آن را یکی از نمادهای منحصر بفرد آسیای شرقی دانست. در طراحی این مجموعه جهت قرارگیری ساختمانها و ارتفاع آنها به صورتی است که واحدها از بالاترین حجم استفاده از نور خورشید در فصول سرد و همچنین از بالاترین دید دریا برخوردارند.
2- سونگدو تاور: یا برج تجاری سونگدو، در بر دارنده واحدهای اقتصادی- تجاری است. فرم کلی این برج برگرفته از لباس محلی و سنتی زنان کره ای و ارتفاع آن در حدود 250 متر در نظر گرفته شده است. از نظر ایستایی و اصول طراحی سازه های بلند مرتبه، طراحی برج سونگدو ترکیبی از دو نوع ساختار کلاسیکِ سازه های بلند مرتبه : "سازه های بلند مرتبه هسته ای" و " سازه های بلند مرتبه پلی" می باشد. این عمل به دلیل زلزله خیز بودن محل و همچنین فشار بسیار بالای باد بر روی اجزای سازه در ساختمانهای مرتفع، در منطقه مذکور صورت گرفته است. همچنین برای بالا بردن ضریب اطمینان در مواقع آتش سوزی، و مواقع مورد نیاز جهت تخلیه برج، در طبقات معین، محلهای گوناگونی جهت فرود هلیکوپترهای تیم نجات منظور گردیده است.
3- سونگدو مال : یا مجتمع تجاری سونگدو؛ نکته جالب توجه این قسمت، الهام گیری از راه حل های طبیعت در برخورد با مسائل طراحی است، که اصطلاحا "بیونیک دیزاین" نامیده میشود. فرم کلی این مجموعه ساختمانها، برگرفته از فرم "کاترپیلار" (نوعی کرم شب تاب درختی) می باشد. استفاده از این فرم به دلیل قابلیت این موجود در رشد طولی با اضافه شدن بندهای بدن اوست. این نحوه چیدمان درمجموعه مذکور، قابیلت خوبی برای توسعه خطی در زمان آینده با توسعه مناطق اطراف فراهم می کند.
4- سونگدو ویلِیج : این مجموعه عبارتست از آپارتمانهای مسکونی جهت اسکان قشر متوسط جامعه و دانشجویان. چیدمان ساختمانهای این مجموعه جهت قرارگیری ساختمانها و ارتفاع آنها به صورتی است که واحدها از بالاترین حجم استفاده از نور خورشید در فصول سرد و همچنین از بالاترین دید دریا برخوردارند.
5- سونگدو اِکُو کامیونیتی: مجموعه ای از ویلاهای توریستی که در طراحی آنها بالاترین ضریب بهره- وری انرژی (حرارتی، استفاده از نور طبیعی خورشید و تهویه طبیعی) لحاظ گردیده است.
6- مجموعه تحقیقاتی- فرهنگی سونگدو: این مجموعه شامل یک مرکز تحقیقاتی بزرگ، متشکل ازکتابخانه ها، کلاسهای آموزشی و ورزشی، موزه ها، اتاقهای سمینار و سالن های کنفرانس ، کافه تریاها و رستورانهای متعدد و در نهایت، یک تالار اجتماعات و تأتر می باشد. نکته برجسته این مجموعه استفاده از محوطه های باز (کرت یارد) جهت استفاده از نور و تهویه طبیعی و نیز فرم ارگانیک (مشابه عناصر طبیعت) است.
7- مجموعه صنعتی سونگدو: متشکل از کارگاه ها و دفاتر صنعتی (صنایع سبک) و همچنین قسمت مربوط به پارکینگ اتوموبیل ها میباشد. نکته برجسته این بخش، فرم دینامیک سقف ها و استفاده از فضاهای مواج زیر سقفها به عنوان فضاهای اداری است. این به خودی خود، نقش مؤثری در گردش صحیح و منطقی مواد و انرژی در این مجموعه صنعتی دارد.
خلاصه طرح
پروژه " آف- گرید سیتی " را می توان به عنوان مجموعه ای از طراحی شهرسازی، معماری و تکنولوژی یاد کرد؛ که در بر دارنده راه حل های بسیاری در زمینه بهره وری در تولید و مصرف انرژی (انرژی اِفیشنسی)، مدیریت بازیافت، و به حداقل رساندن دی اکسید کربن و آلاینده های محیط زیست می باشد.
از جمله این راه حل ها، استفاده از بامهای سبز یا "گرین روف" در تمامی ساختمانهای این مجموعه جهت جلوگیری از اتلاف انرژی حرارتی (گرمایش و سرمایش) است. علاوه براین، همانطور که پیشتر در مقدمه ذکر شد جهت تأمین انرژی، روشهایی چون نصب توربینهای بادی و سلولهای ذخیره کننده انرژی خورشیدی (پی وی پنل) برروی بام ساختمانها، حاشیه خیابانها، حاشیه ساحل و مناطق جنگلی و همچنین تکنیکهای گوناگون جهت تولید و ذخیره سازی انرژی از فضولات صنعتی، مسکونی و شهری در پروژه مذکور مد نظرقرار گرفته شده اند.
علاوه بر این در تعیین جهت قرارگیری ساختمانها، مکان یابی آنها، مدل سازی کامپیوتری، آنالیزها و همچنین محاسبات مصرف مواد و انرژی از نرم افزارهای گوناگون بهره گیری شده است.
مولفین/ تیم طراحی :
دانشجویان دکترای مهندسی معماری-
دانشگاه شفیلد انگلستان: علی کشکولی (از ایران)، یونگ کی کیم (از کره
جنوبی)، شی وانگ (از چین)، الکساندر داجکوویچ (از مونتنگرو)
فضاهای کاری با این که بزرگ‌ترین مصرف کنندگان انرژی در این کشور هستند قرار است بیشترین کاهش در مصرف انرژی را نیز به نام خود ثبت کنند.
برنامه‌هایی مانند ENERGY STAR و «راهبری در طراحی زیست محیطی و انرژی (LEED)» کاهش مصرف انرژی را از جنبه‌های سبز و پایانی ساختمانی مورد هدف قرار داده‌اند.
ANSI/ASHRAE/IESNA Standard 90.1 با نام «استاندارد انرژی برای ساختمانها به استثنای ساختمانهای کوچک مسکونی» و همچنین دستورالعمل‌های انرژی ایالتی، استانداردها و قواعد محرک این حرکت به شمار می‌آیند.
افزایش هزینه‌های انرژی نیز این حرکت را از نظر جنبه‌های اقتصادی آن تسریع می‌کنند. بنابراین انتظار می‌رود نتایج خوبی از این برنامه‌ها حاصل شود.
در طول پانزده سال گذشته تقاضای برق مورد نیاز برای روشنایی فضاهای تجاری به نصف کاهش یافته است. استفاده از روشنایی روز، چراغ‌های کم نور شونده، حسگرهای حضور افراد و غیره توانسته‌اند این کاهش قابل توجه را ایجاد کنند.مصرف انرژی رایانه‌ها، نمایشگرها، دستگاه‌های کپی، فکس و دیگر لوازم اداری نیز کاهش چشمگیری یافته است. کاهشی چهل تا شصت درصدی نیز در میانگین بارهای سرمایش داخلی به چشم می‌خورد.
به عنوان مثال بازسازی یک ساختمان اداری با مساحت 10هزار فوت مربع با سن ده سال با به کارگیری تجهیزات روشنایی و اداری جدید می‌تواند 20 کیلو وات از بار الکتریکی اوج و بیش از 5/5 تن بار تهویه مطبوع را کاهش دهد. مسلم است که این صرفه‌جویی‌های انرژی با گذشت زمان بیشتر مصرف انرژی مطلوبی را نیز به نام خود ثبت کنند.
اما عدم ارزیابی تاثیراتی که بر روی سیستمهای تهویه مطبوع رخ خواهند داد می‌تواند منجر به بروز مشکلاتی در زمینه آسایش ساکنین و کیفیت هوای داخلی ساختمان شود.
قواعد سرانگشتی که برای دهه‌های متمادی تقریبا ثابت باقی مانده بودند به نظر می‌رسد که دیگر صحت گذشته را از دست داده‌اند. آنچه که ممکن است از نظر صرفه‌جویی در انرژی بسیار ایده‌آل به نظر برسد شاید سیستم تهویه مطبوع ساختمان را تبدیل به دستگاه تولید شکایات ساکنین کرده و در برخی موارد کابوسی واقعی در مورد کیفیت هوای داخلی به هوای تهویه مطبوع ساختمان را به‌دنبال خواهد داشت.تغییر الگوی مصرف داخلی
بارهای موجود در فضای داخلی از قبیل روشنایی، تجهیزات و ساکنین، با پیدایش دفاتر کاری تا حدودی تغییر کرده‌اند. سطوح روشنایی در این اماکن کمتر شده است (که البته به دلیل الزامات موجود در دستورالعمل‌های جدید است) ولی بار مصرف انرژی الکتریکی توسط دستگاه‌های جدید اداری تا حدودی افزایش یافته است.
گرمای محسوس به ازای هر نفر به میزان 250 BTUH در این محل معادل w73/0 بر هر فوت مربع تغییر باقی مانده بر روی سیستمهای سرمایشی است.
در اواسط دهه 1980 لامپ‌های دارای چگالی 2/2 تا 5/2 وات به ازای فوت مربع معمول بودند. استارت‌های الکترونیکی لامپ‌های فلوئورسنت نسبت به استارت‌های مغناطیسی دارای مزیت‌های زیادی هستند. لامپ‌های چهل واتی T12 جای خود را به لامپ‌های 34 واتی T8 و سپس لامپ‌های T5 داده‌اند.
میزان روشنایی در صفحات رایانه‌ای کاهش پیدا کرده و استفاده از روشنایی مستقیم / غیر مستقیم با انرژی پایین تبدیل به روشی استاندارد شده است.
برخی از دستورالعمل‌های انرژی در‌حال‌حاضر میزان روشنایی در ساختمانهای اداری را به 2/1 وات به ازای هر فوت مربع محدود می‌کنند.
طراحی دقیق (چراغ‌ها، طرح مبلمان، انتخاب رنگ‌ها و غیره، این امکان را ایجاد می‌کند که بدون اینکه کیفیت روشنایی از دست رفته و یا هزینه‌های بالایی تحمیل شود، مقدار w0/1 به اززای هر فوت مربع به راحتی به دست آید. برخی از مالکان ساختمان در حال کار بر روی روشهایی برای کاهش بار روشنایی ساختمان‌هایشان تا میزان w5/0 در هر فوت مربع می‌باشند. هر چند بار روشنایی پایین آمده است، اما استفاده از تجهیزات به مراتب نسبت به گذشته افزایش داشته است. تعداد دستگاه‌های کپی، فکس، اسکنر، رایانه‌های شخصی و چاپگرها طی سال‌های اخیر افزایش قابل‌توجهی را نشان می‌دهد. حتما به یاد دارید که قبلا رایانه‌های معدودی در هر شرکت وجود داشت، ولی حالا روی هر میز یک رایانه وجود دارد. به همین قیاس، قبلا از یک یا دو چاپگر مشترک در شرکت‌ها استفاده می‌شد، اما حالا تقریبا برای هر اتاق، حداقل یک چاپگر در نظر گرفته شده است. بار تجهیزات دفتری از 75/0 تا w0/1 به ازای هر فوت مربع، به 5/1 تا w0/2 در هر فوت مربع افزایش یافته است.
چاپگرهای لیزری و همچنین دستگاه‌های کپی کوچک، در این اواخر قیمت‌های بسیار مناسبی پیدا کرده‌اند. حتی بسیاری از دستگاه‌های فکس نیز به صورت لیزری درآمده‌اند. نمایشگرهای رایانه‌ای، از نوع تک‌رنگ سبز 12اینچی به حداقل 17اینچ رنگی ارتقا یافته و به همین دلیل برق مصرفی این نمایشگرها به مراتب بالاتر رفته است. تحقیقات انجام‌شده نشان داده است که تا سال 1994، نمایشگرهای رایانه‌ای بیشترین انرژی کارکرد رایانه‌ها را تشکیل می‌دهند.
این تحقیقات همچنین نشان داده که اطلاعات موجود بر روی برچسب مشخصات تجهیزات اداری، بسیار بالاتر از مصرف انرژی واقعی آنها است. هر چند چگالی تجهیزات اداری در چند سال گذشته حدود 4/1 تا w8/1 بر فوت بوده است، اما این مقدار در حال کاهش یافتن است. بهبودهای صورت‌گرفته در مواردی مانند حالت آماده‌به‌کار (stand-by) به خصوص حالات صرفه‌جویی‌کننده در انرژی، به این مساله کمک زیادی نموده‌اند. تجهیزاتی که دارای مشخصه Energy Star هستند، تبدیل به تجهیزات استاندارد شده‌اند. استفاده از تجهیزات به صورت شبکه نیز در کاهش بارهای مضاعف نقش بسزایی دارد.
دستگاه‌های جدیدی که نقش دستگاه کپی، اسکنر، فکس و چاپگر را به طور همزمان بازی می‌کنند، بسیار رایج شده‌اند. تونرهای جدید دستگاه کپی، نیاز به حرارت کمتری برای نشستن بر روی سطح کاغذ دارند. این دستگاه‌های جدید، در عین اینکه فضایی نصف فضای تجهیزات ده ساله گذشته را اشغال می‌کنند، مصرف انرژی بسیار کمتری نیز پیدا کرده‌اند. در حال حاضر، حداکثر چگالی تجهیزات به سمت w0/1 بر فوت مربع پیش می‌رود و بزرگ‌ترین تغییری که در این رابطه قابل‌ذکر است، پیدایش نمایشگرهای کریستال مایع (LCD) است. این نمایشگرها، مصرف برق بین 35 تا 50وات دارند، در حالی که نمایشگرهای اشعه کاتدی (CRT) معمولی با همان اندازه، بین 120 تا 150وات مصرف دارند. با پایین‌تر آمدن قیمت این نمایشگرها، به نظر می‌رسد که در آینده به صورت نمایشگرهای استاندارد در فضاهای اداری و همچنین خانگی مطرح شوند
.تولید گرمای کمتر سرمایش مورد نیاز پایین‌تر
در اوایل دهه 1990، فضاهای خالی معمولی با استفاده از اختلاف دمای «تغذیه به فضا»ی معادل F20، برای بارهای اوج 8/0 تا cfm0/1 به ازای فوت مربع طراحی شده بودند. مقادیر هوای تغذیه برای بار ناشی از حضور افراد، با روشنایی و همچنین بار دستگاه‌های موجود، تا اواخر دهه 1990 یعنی زمانی که پیشرفت‌های قابل‌توجهی در زمینه روشنایی به وجود آمد و کاهشی 30 تا 40درصدی را باعث شد، تقریبا ثابت باقی ماند. فضاهای جدید و بازسازی‌شده با استفاده از سیستمهای روشنایی پیشرفته و همچنین بار کاهش یافته نمایشگرهای LCD، می‌توانند در شرایط اوج سرمایشی بین 35/0 تا cfm4/0 به ازای هر فوت مربع کاهش ایجاد نمایند. اما در این مقدار پایین cfm به ازای فوت مربع، مشکل آغاز می‌گردد. برنامه‌ریزی در این زمینه کار ساده‌ای نیست، زیرا موارد صرفه‌جویی در انرژی روشنایی و تجهیزات رایانه‌ای، تنها با گذشت زمانی طولانی از مرحله تکمیل طراحی و ساخت امکان‌پذیر خواهد بود.
اغلب دیفیوزرها قادر نیستند cfm4/0 به ازای فوت مربع هوای تغذیه را به مقدار کافی برای پوشش‌دهی مناسب محل مورد نظر تامین کنند. هوای کم‌سرعت به مقدار کافی در محیط پراکنده نشده و فقط در همان راستا به سمت پایین حرکت خواهد کرد. بنابراین افرادی که زیر دریچه‌های هوای تغذیه قرار می‌گیرند احساس سرماکرده و دیگران، هیچ حرکت هوایی در اطراف خود نداشته و بنابراین احساس گرما و کلافگی خواهند کرد. هوای سردتر از سمت سقف حرکت کرده و با هوای گرم مخلوط میشود. در ارتفاع 6فوتی، دمای هوا F75 است. اثربخشی تهویه می‌تواند رفاه مناسب را در فضای مورد نظر حفظ کند.
یک سیستم حجم هوای متغیر (VAV) می‌تواند به کمتر از 20.0 cfm بر هر فوت‌مربع در بارهای کاهش‌یافته نیاز داشته باشت. تنها انواع معدودی از دیفیوزرهای القای بالا/دمای پایین و دیفیوزرهای چندشبکه‌ای قابل تنظیم می‌توانند در این مقدار جریان هوا را، شرایط مناسب را تامین کنند و البته این نوع دیفیوزرها در بسیاری از ساختمانهای اداری نصب نشده‌اند. در اختلاف دمای F20 و جریان هوای 0.35 cfm در فوت‌مربع، یک دیفیوزر 150 cfm بایستی 430فوت‌مربع را پوشش دهد که حداقل 10فوت خواهد داشت.
دریچه‌های خطی و برخی دریچه‌های القای بالا، جزو معدود ابزارهایی هستند که این الزامات را برآورده می‌سازند. اگر توزیع هوا در نظر گرفته نشود، اولین نشانه بروز مشکل در ساختمان‌هایی که از انرژی پایینی استفاده می‌کنند، وجود شکایاتی در مورد سرد‌و‌گرم بودن یک محل خاص خواهد بود.
