مشاهده میشود، بیشترین سهم مصرف انرژی به بخش خانگی و تجاری تعلق دارد و این در حالی است که در کشور های توسعه یافته این بخش به مراتب سهم کمتری را نسبت به بخش صنعت به خود اختصاص می دهد.

شکل 3-3- نمودار مصرف انرژی در بخش های مختلف، ماخذ: چراغچی و همکاران ، 1391

منبع کلیه انرژی های موجود در زمین از خورشید است. ذخایر انرژی کره زمین از چند منبع گوناگون تامین می شود. انرژی این منابع را می توان به دو گروه تقسیم کرد: انرژی های تجدید پذیر و انرژی های تجدید ناپذیر(قیابکلو،1389).

3-6-4- انرژی های تجدید پذیر
انرژِی تجدید پذیر30، انرژی برگشت پذیر، نیز نامیده می‌شود. به انواعی از انرژی می‌گویند که بر خلاف انرژی‌های تجدیدناپذیر قابلیت بازگشت مجدد را به طبیعت دارند.
نگرانی درباره تغییرات زیست محیطی در کنار افزایش قیمت روزافزان نفت و اوج تولید نفت و حمایت دولتها، باعث رشد روزافزون وضع قوانینی می‌شود که بهره برداری و تجارتی کردن این منابع سرشار تجدید پذیر را تشویق می کنند.
انواع انرژی‌های تجدید پذیر عبارتند از:
انرژی خورشید
انرژی باد
انرژی آب
انرژی گرمای آب و اقیانوس ها
انرژی امواج و جزر و مد
انرژی گرمای زمین

3-6-4-1- انرژی خورشید
انرژی خورشید یکی از منابع تامین انرژی رایگان، پاک و عاری از اثرات مخرب زیست محیطی است که از دیر باز به روش‌های گوناگون مورد استفاده بشر قرار گرفته است. بحران انرژی در سال‌های اخیر، کشورهای جهان را بر آن داشته که با مسائل مربوط به انرژی، برخوردی متفاوت نمایند که در این میان جای‌گزینی انرژی‌های فسیلی با انرژی‌های تجدیدپذیر و از جمله انرژی خورشیدی به منظور کاهش و صرفه‌جویی در مصرف انرژی، کنترل عرضه و تقاضای انرژی و کاهش انتشار گازهای آلاینده با استقبال فراوانی روبرو شده است
به طور متوسط خورشید در هر ثانیه 1020×1.1 کیلووات ساعت انرژی ساطع می‌کند. از کل انرژی منتشر شده توسط خورشید، تنها در حدود 47% آن به سطح زمین می‌رسد. این بدان معنی است که زمین در هر ساعت تابشی در حدود 60 میلیون Btu دریافت می‌کند.
یعنی انرژی ناشی از سه روز تابش خورشید به زمین ‌برابر با تمام ‌انرژی ناشی از احتراق کل سوخت‌‌های ‌فسیلی در دل زمین است و بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که در اثر تابش خورشید به مدت چهل روز، می‌توان انرژی مورد نیاز یک قرن را ذخیره نمود.
بنابراین با به کارگیری کلکتورهای خورشیدی می‌توان تا حدودی از این منبع انرژی بی‌پایان، پاک و رایگان استفاده کرد و تا حد بسیار زیادی در مصرف سوخت‌های فسیلی صرفه جویی نمود.(IIASA- WEC-1998)

پارامتر
حداکثر پتانسیل(1018 ژول در سال)
انرژی خوشیدی جذب شده توسط کره زمین
106×5/5
انرژی خورشیدی رسیده به سطح کره زمین
106×7/2
انرژی خورشیدی رسیده به سطح اراضی
106×8/0
جدول 3-1- ارزیابی پتانسیل انرژی خورشیدی در جهان ، ماخذ: ترازنامه انرژی،1377

کشور ایران در بین مدارهای 25 تا 40 درجه عرض شمالی قرار گرفته است و در منطقه‌ای واقع شده که به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط جهان در بالاترین رده‌ها قرار دارد. میزان تابش خورشیدی در ایران بین 1800 تا 2200 کیلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمین زده شده است که البته بالاتر از میزان متوسط جهانی است. در ایران به طور متوسط سالیانه بیش از 280 روزآفتابی گزارش شده است که بسیار قابل توجه است. به جز سواحل خزر که از کمترین میزان ساعات آفتابی برخوردار بوده و مقادیر سالانه آن از 2050 ساعت فراتر نمی رود ، در سراسر کشور درصد روزهای آفتابی در طول سال 3300 ساعت است که 75 درصد ساعات آفتابی ممکن را شامل می شود.
هسته شدیدترین شار تابش در حوزه داخلی ایران محصور بین نیبندان، یزد، آباده و رفسنجان است که از ایده آل ترین مناطق برای استحصال انرژی خورشیدی به شمار می رود.

شکل 3-4-مجموع انرژی تابشی کلی خورشیدی رسیده به واحد سطح افقی در طول سال برای نقاط مختلف ایران

3-6-4-2- انرژی باد
باد یکی از مظاهر انرژی خورشیدی و همان هوای متحرک است و پیوسته جزء کوچکی از تابش خورشید که از خارج به اتمسفر می‌رسد، به انرژی باد تبدیل می‌شود. گرم شدن زمین و جو آن بطور نامساوی سبب تولید جریانهای همرفت (جابجایی) می‌شود و نیز حرکت نسبی جو نسبت به زمین سبب تولید باد است.
با توجه به اینکه مواد قابل احتراق فسیلی در زمین رو به کاهش است، اخیرا پیشرفتهای زیادی در مورد استفاده از انرژی باد حاصل شده است. انرژی باد اغلب در دسترس بوده و هیچ نوع آلودگی بر جای نمی‌گذارد و می‌تواند از نظر اقتصادی نیز در دراز مدت قابل مقایسه با سایر منابع انرژی شود. در سالهای اخیر کوشش فراوانی برای استفاده از انرژی باد بکار رفته و تولید انرژی از باد با استفاده از تکنولوژی پیشرفته در ابعاد بزرگ لازم و ضروری جلوه کرده است.
احتمالا نخستین ماشین بادی به توسط ایرانیان باستان ساخته شده است و یونانیان برای خرد کردن دانه‌ها و مصریها ، رومی‌ها و چینی‌ها برای قایقرانی و آبیاری از انرژی باد استفاده کرده‌اند. بعدها استفاده ار توربینهای بادی با محور قائم سراسر کشورهای اسلامی معمول شده و سپس دستگاههای بادی با محور قائم با میله‌های چوبی توسعه یافت و امروزه نیز ممکن است در برخی از کشورهای خاورمیانه چنین دستگاههایی یافت شوند.
در قرن 13 این نوع توربینها به توسط سربازان صلیبی به اروپا برده شد و هلندیها فعالیت زیادی در توسعه دستگاههای بادی مبذول داشتند، بطوری که در اواسط قرن نوزدهم در حدوود 9 هزاز ماشین بادی به منظورهای گوناگون مورد استفاده قرار می‌گرفته است. در زمان انقلاب صنعتی در اروپا استقاده از ماشینهای بادی رو به کاهش گذاشت. استفاده از انرژی باد در ایالات متحده از سال 1854 شروع شد. از این ماشینها بیشتر برای بالا کشیدن آب از چاههای آب و بعدها برای تولید الکتریسیته استفاده شد.
بزرگترین ماشین بادی در زمان جنگ جهانی دوم توسط آمریکائیها ساخته شد. در شوروی سابق در سال 1931 ماشینی بادی با محور افقی بکار انداختند که انتظار می‌رفت 100 کیلو وات برق به شبکه بدهد. ارتفاع برج 23 متر و قطر پره‌ها 30.5 متر بود(قیابکلو،1389).

مطلب مرتبط :   تسلیحات، متعارف، مخاصمات، مسلحانه، تروریسم، بشردوستانه

3-6-4-3- انرژی آب
انرژی آبی یا هیدروپاور،انرژی هیدرولیک یک قدرت است که انرژی یا نیرویی است که از حرکت آبی بدست می‌آید که ممکن است برای اهداف مفید مهار شود.انرژی آب مانند انرژی خورشید از منابع طبیعی انرژی می‌باشد این انرژی به دلیل حرکت و سرعت آن می‌باشد که با ایجاد سد در مقابل رودخانه‌ها می‌توان انرژی جنبشی را به انرژی پتانسیل ذخیره کرد حتی آبشارها نیز به خاطر ارتفاع زیادی که از سطح زمین دارند و به خاطر وزش باد دارای منبع عظیمی از انرژی آب می‌باشند. چهار روش اصلی برای بهره برداری از انرژی آبی وجود دارد. این روش ها عبارتند از:انرژی الکتریکی، انرژی جزر و مد، اختلاف درجه حرارت آب و انرژی هیدرولیک (قیابکلو،1389).

3-6-5- انرژی های تجدید ناپذیر(فنا پذیر)
این نوع از انرژی ها فقط یک بار قابلیت مصرف دارند و منابع آن ها محدود است. سه نمونه از این سوخت ها را شرح می دهیم (قیابکلو،1389).

3-6-5-1 چوب و هیزم
این نوع از انرژی های اولیه که اغلب به نام انرژی های سنتی مشهورند، در سامانه های تبدیل ساده ( از قبیل اجاق، بخاری و نظایر آن) مورد استفاده قرار می گیرند و به صورت حرارت برای مصارف خانگی، عمدتا گرمایش و پخت و پز به کار می روند(قیابکلو،1389).

3-6-5-2- انرژی های فسیلی
وقتی تنه های پوسیدهِ درختان و باقیمانده ی جانوران در زیر گل و لای، تحت فشار و دمای مناسب قرار می گیرند به این نوع از سوخت ها تبدیل می شوند که به آن ها سوخت های فسیلی می گویند. از مجموعه ی این ماده ها می توان زغال سنگ، نفت سفید، بنزین، نفت گاز، روغن موتور، رنگ و . . . را نام برد. این سوخت ها با تولید گازهایی مانند co² -so² باعث آلودگی محیط زیست و گرم شدن زمین می شوند (قیابکلو،1389).

3-6-5-3- انرژی های هسته ای
بر اثر واکنش نوترون با هسته ی برخی از اتم های سنگین مانند اورانیوم و توریم این هسته به دو یا چند هسته ی سبک ترشکافته می شود که بر اثر آن گرمای بسیار زیادی تولید می شود. در یک راکتور هسته ای، ماده ی شکافت پذیر در کوره ای بر اثر واکنش با نوترون شکافته می شود. با گرمای حاصل می توان آب را تبدیل کرد و توسط بخار برق تولید کرد. از جمله مشکل هایی که استفاده از این سوخت ایجاد می کنند می توان به محدود بودن این سوخت ها، شکل آماده سازی این عنصرها برای فرآیند شکافت، پرتوزا بودن آن ها و پس مانده ی آن ها اشاره کرد(قیابکلو،1389).

3-7- انرژی و معماری
انرژی در هر زمینه ای از علوم کاربرد دارد نقش انرژی در زندگی بشر انکار ناپذیراست.
از نظر فیزیک و استایتک انرژی به چند گروه تقسیم شده است که یکی انرژی حرارتی و دیگری انرژی نورانی و دیگر سایر انرژی های دیگر.
در این قسمت در باره انرژی های فوق که در زندگی ما درمخصوصا” در شهر و شهرسازی اثر مستقیم دارد پرداخته خواهد شد .
زندگی با تعریف کشور و شهر وشهرک و… واقلیم و زیستگاه همراه است . در زندگی امروز استفاده از انرژی امر بدیهی بشمار میرود و یکی ازارکان اصلی و مهم کار و زندگی میباشد .
در زندگی بشرانرژی نورانی معرف شب و روز و تاریکی و روشنایی است . در روز خورشید با انرژی خود به ما روشنایی می دهد و در شب با توجه به تاریکی و نیاز به روشنایی ازانرژی نورانی حاصله از نیروگاه های مولد نیروی برق استفاده میکنیم . مواد و یا عناصری هستند که حا مل انرژی بوده و با در اختیار گرفتن و استفاده ازآن میتوان تولید انرژی نمود و موجبات رفاه کار و زندگی را فراهم کرد .
حامل های انرژی از مواد فسیلی همانند نفت و گاز و بنزین و امثالهم و یا انرژی های نوین ( استفاده از باد و نیروی آب وانرژی هسته ای ) به نحوی در زندگی ما اثر مستقیم داشته ودارند .
انرژی فسیلی در دراز مدت رو به پایان خواهد بود و انرژی های نوین همانند انرژی هسته ای و انرژی طبیعی همانند انرژی باد و آفتاب و آب جایگزین انرژی فسیلی می گردد و این مهم در زندگی بشر مخصوصا” در شهرسازی و معماری آشکارا مشهود بوده و هست .
استفاده ازانرژی های فوق در بناها بطور اعم و شهر وشهرسازی از موارد لازم و اجتناب نا پذیر است .
با توجه به تعریف مختصر فوق نقش انرژی در معماری بطور اختصار بشرح زیر می تواند باشد:
انرژی در معماری
انرژی در شهرسازی ( برون شهری و درون شهری ) (چراغچی باشی آستانه . پارسا،1391).

مطلب مرتبط :   تلویزیون، رادیو، صداوسیما، خدمت، نهاد، خرده

3-7-1- انرژی در معماری
در معماری انرژی به دو مولفه انرژی نورانی و انرژی حرارتی تقسیم میشود :
الف -. انرژی نورانی بطور کلی برای رویت ودید ومطالعه و تردد وزندگی میباشد .
این نوع انرژی قابل کنترل وقابل تنظیم است ولیکن استفاده بدون برنامه از آن این انرژی هدر می رود .
ب- انرژی حرارتی برای مطلوب نمودن محیط برای کار و زندگی و امثالهم است .گرم کردن و یا سرد کردن داخل خانه و محیط کار و سایر فضاها به منظور زندگی بهتر . اینگونه انرژی ها همانند سایر انرژی ها هدر رفتنی هستند .
با توجه به هدر رفتن انرژی ها در معماری چه باید کرد و درطراحی معماری اعمال و رعایت چه پارامترهایی لازم و ضروری است.
قبل از پرداختن به این موضوع لازمست نقش انرژی در معماری مورد مطالعه قرارگیرد .
یکی از مهمترین پارامترها در معماری استفاده از نورمخصوصا” نور طبیعی همانند خورشید است . در زمانهای قدیم استفاده از انرژی نورانی و انرژی حرارتی در معماری مرسوم و متداول بوده است که می توان مهار گرمایش توسط دیوارهای قطور و تولید سرمایش توسط بادگیرها را برشمرد .
نور لازم وکافی می تواند محیط فضای معماری خلق شده را به محیطی هنری و مانوس و قابل زندگی و بهره برداری تبدیل کند. نورگذر ها ی بزرگ ( پنجره ها و.. ) و شدت نور بالادلیل مناسب بودن و یا دل انگیز بودن فضا های خلق شده استفاده ازنور خورشید نمی باشند بلکه موجب گم شدن فضای معماری می گردند .
اکنون با توجه به دانش چشم پزشکی میزان مناسب روشنایی تعریف شده و بالاتر ازآن میزان و یا کمتر ازآن دید مناسب بوجود نمی اورد .
نور نامناسب باعث مشکلات روحی و روانی خواهد شد که چاره اندیشی در این مورد به عهده معماران با تعبیه نورگذرها در نقاط مختلف بنا با اندازه های لازمه می باشد .
اگر معمار درطرحی لازم میداند از نظر زیبایی و سایر موارد نورگذر های بزرگ در طرح داشته باشد باید تمهیدات لازم در مورد کنترل نور و اتلاف انرژی درآن را مد نظر قرار دهد .
در مورد دمای داخل مجموعه و قابل بهره برداری ومفید بودن آن نیز همانند استفاده بهینه از دمای خارج لازمست در طرحها کنترل های لازم در مورد استفاده بهینه از انرژی حرارتی انجام گیرد .
در تابستان انرژی حرارتی توسط خورشید به کالبد ساختمان می تابد و باعث گرم شدن داخل ساختمان می گردد که در این مورد نیز وظیفه معماران است که با هم اندیشی ونظر خواهی از تخصص ها ی مربوطه ( مهندسین و صاحب نظران تاسیساتی ) در کنترل این مورد اقدام نمایند .
نور گذر ها و جداره هاو کف ( کف روی زمین ) و سقف ( بام ) باعث هدر انرژی حرارتی می گردند .
در تابستان انرژی حرارتی از خارج به داخل و در زمستان انرژی حرارتی از داخل به خارج انجام می گیرد این