​​چقدر خوبه بتونیم ساختمانی بسازیم که علاوه بر تامین نیاز برق خودش، سالیانه معادل یک نیروگاه خورشیدی پانصد کیلو واتی ، برق پاک بفروشه اونم فقط با با بیست درصد هزینه ساخت بیشتر

​​​این ساختمون میتونه تولید برق پاک داشته باشه. اهمیت وجود همچین بنایی در شرایط بی برقیِ امروز ایران و آلودگیِ هوای شهرها، بیشتر مشخص میشه. ما ساختمون را جوری طراحی کردیم که مثل بادبانِ کشتی ها از نیرویِ طبیعیِ باد استفاده کنه و سپس دالان هایی را در طبقات تاسیساتی برج ایجاد کردیم که با جریان هوای تقویت شدهِ باد، توربین های ساختمان را به چرخش دربیاره. طرحی که میبینی با محاسبات به بهینه سازی رسیده و با نرم افزارهای آنالیز آیرودینامیکی، آزمایش شده.

ساختمان از سه بلوک شش طبقه تشکیل شده که روی همدیگر قرار گرفتن. بین هر دو بلوک یک طبقه تاسیساتی در نظر گرفته شده که در این طبقات سه دالان برای عبور جریان هوا و چرخش توربین ها طراحی شده . در نقشه این برج اداری ما راه پله ها و آسانسور را به صورت دو هسته از ساختمان جدا کردیم این کار چهار مزیت برای طرح داشت اول اینکه دیگه لازم نیست این فضا گرم و سرد بشه و انرژی هدر بره دوم اینکه این دو هسته تفکیک شده مانند دو ابر ستون به حجمِ اصلی با پلِ خرپایی، متصل میشه و به پایداری برج در زلزله و بادهای شدید کمک میکنه سوم اینکه باعث میشه ساختمان از همه جهات جغرافیایی بتونه از وزش باد برای به چرخش درآوردن توربین ها استفاده کنه !!

مزیت چهارمِ جدا کردنِ هستهِ راه پله و آسانسور از ساختمان، ایجاد بام وسیع در طرحه 
​​​​​​​بام ها یکی از بهترین فضاها برای استفادهِ حداکثری از انرژیِ خدادادیِ خورشیدی در بنا هستند. ما این بام را در جهت زاویه تابش خورشید کمی شیبدار کردیم تا در صورت استفاده از صفحات فتوولتائیک یا کلکتور خورشیدی بیشترین انرژی ممکن جذب و تولید بشه . طبق محاسبات ما در نرم افزار رویت این بام ظرفیت تولید هفتاد درصد از برق مصرفی ساختمان را در سال به ما میده . تمام این مزیت ها در کنار اجرای راحت پروژه با سازه های متداول موجود در ایران این طرح را به یک گزینه عالی برای تجمیع واحد های اداری در شهر تهران تبدیل کرده !!.
​​​​​​​

شاید برای شما سوال باشه چرا حجم اصلی ذوذنقه ای طراحی شده، بررسی های ما نشان میده که با توجه به حرکت و زاویهِ تابشِ خورشید در فصول مختلف، حجم ذوذنقه ای بیشترین دریافت انرژی گرمایشی را در زمستان و کمترین دریافتُ در تابستان داره، ضمنا در ساختمان های پایدار استفاده حداکثری از بر جنوبی اهمیت بسیاری داره، بنابراین پلان ها ذوذنقه ای، کشیده شد که طول بر جنوبیش سه برابرِ بر شرقی و غربیه . ما در سرتاسر نمای جنوبی، پنجره هایی تعبیه کردیم که علاوه بر تامین نور طبیعی برای کارکنان، باعث گرمایشِ طبیعیِ خورشیدی در زمستان میشه و در صورت تعبیه کلکتور های خورشیدیِ پنجره ای، تا نود و پنج درصدِ کلِ نیازِ گرمایشیِ ساختمان تامین میشه .  

سیستم گرمایشیِ انتخاب شده برای این ساختمانِ اداری، گرمایش از کف و سیستم سرمایشِ آن، سرمایش از سقف انتخاب شد.
دلیل انتخاب این سیستم های تاسیساتی حذف کانال کشی و استهلاک کم آن بود، اما نکته مهمتر اینست که کوئل گرم این سیستم با دمای چهل درجه و کوئل سرد آن با دمای پانزده درجه کار میکنه !!! این در حالی است که ما برای گرم کردن فضا با رادیاتور یا شوفاژ به هفتاد الی هشتاد درجه دما نیاز داریم که نمیشه با استفاده از سامانه های خورشیدی این دما تامین بشه. 
 در اقلیم زمستانهِ تهران، کلکتورهای خورشیدی حتی در هوای ابری میتواند دمای آب را به راحتی به چهل درجه برسانند و سیستم گرمایش از کف را حتی در شرایط بحرانی با کمک گرفتن از هیت پمپ گرمایشی راه بیندازند. در تابستان نیز میتوان از سامانه GHE ِ زیرزمینی استفاده کرد که براحتی دمای پانزده درجه در اختیار ما میگذاره و حتی در شرایط بحرانی در ترکیب با هیت پمپِ سرمایشی میتونه سیالِ سرمایش از سقف را تا پانزده درجه خنک کنه .  

در روندِ طراحیِ این برج اداری ، گام به گام خیلی از مسائل بررسی شد و بهینه سازی های لازم صورت گرفت.
 برای نمونه آنالیزهای آیرودینامیکیِ حجمِ ساختمان، نشان دهنده این بود که گذر جریان هوا از دالان های طبقهِ تاسیساتیِ بالایی، رو به کاهش میرفت، به دلیل اینکه بسیاری از جریانات هوایی تمایل داشتن از روی بام و تاج برج عبور کنند بنابراین در قدم اول بر روی بام نیز توربین هایی در نظر گرفته شد و و در قدم دوم در ورودی دالانِ طبقهِ تاسیساتیِ بالایی ، به مقطعی قیفی شکل رسیدیم که علاوه بر ایجاد جذابیتِ بصری ، شدتِ جریان هوای عبور کرده را بیشتر میکرد. همچنین این مقطع قیفی شکل در اصل یک پوسته دوم شفاف و محافظ هم به حساب میاد و بدون ایجاد مانع نوری و بصری برای کارکنان، عایق صوتی و حراراتی خوبی در مقابله با برخورد شدید باد ها به برج ایجاد میکنه . پس در اصل با یه تیر سه نشون زدیم .   

 یکی از بهینه سازی های این برج صفر انرژی جهت گیری مناسب بنا نسبت به باد های غالب اقلیم تهران هست. ما از ایستگاه هوا شناسی اطلاعات اقلیمی شهر تهران را تهیه کردیم و با استفاده از نرم افزار کلایمیت، گلباد فصول مختلف شهر تهران را استخراج کردیم.
طبق اطلاعات این گلباد، جهت باد غالب شهر تهران از شماله، بنابراین جهت گیری ساختمان باید به نحوی باشه که باد در دالان های ساختمان بیشترین ساعت و ضریب سرعت را بگیره و تقویت بشه.
با استفاده از آنالیزهایِ آیرودینامیکی، جهت گیریِ مناسبِ بنا رو به باد شمال را پیدا کردیم و توانستیم بین دو تا سه برابر، جریان هوا را در دالان ها تقویت کنیم و قرار دادن توربین در آن را به صرفه کنیم .  

بعد اینکه با کلی زحمت بنا را جوری طراحی کردیم که بیشترین تولید انرژیُ داشته باشه حالا نوبت اینکه این انرژیُ ذخیره کنیم تا بتونیم مازادش را بفروشیم . توجه داشته باشین که توانیر، برقِ پاکِ تولیدیِ بنایِ شما را به تعرفه بالاتری ازتون میخره پس خیلی مهمه که مصرف انرژی در اینگونه ساختمانها کنترل بشن. برای اینکار ما مدل برج صفر انرژیُ در نرم افزار رویت ساختیم و در سایت گرین بیلدینگ استودیو و اینسایت بردیم و با گرفتن راه حل های پیشنهادی مصرف این ساختمون را بهینه کردیم تا جایی که مصرف انرژی در این برج فقط نیمی از تولید انرژی شده و برج علاوه بر تامین نیاز خودش معادل یک نیروگاه خورشیدی یکصد کیلوواتی به منطقه برق میفروشه که ظرف مدت حدودا یک دهه تمام هزینه هایی که برای صفر انرژی کردن برج کردین را برمیگردونه .

تیم طراحی : گروه معماری آفاق
​​​​​​​زیر نظر و راهنمایی های دکتر ریما فیاض عضو هیئت علمی دانشگاه هنر تهران و عضو کمیته تخصصی مقررات ملی ساختمان مبحث نوزدهم .