بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان در عصر ما از اهمیت شایان توجهی برخوردار است زیرا یکی از دغدغه های امروزی ما کمبود ذخایر انرژی در کره ی زمین است. از این رو تا کنون روشهای مختلفی به منظور کاهش و بهینه سازی در مصرف انرژی مورد استفاده قرار گرفته ساختمانها یکی از بزرگترین منـابع اتلاف انرژی محسوب می شوند که در صورت تداوم مصرف بیش از حد انرژی علاوه بر دامن زدن به مسئله بحران انرژی در جهان، سبب تشدید آلودگی محیط زیست نیز می گردند
جهت بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ،در این پژوهش سعی در ارائه راه حلی برای این معضل هستیم
کنترل و تنظیم شرایط محیط زندگی در داخل ساختمان یکی از اهداف طراحی ساختمان پایدار محسوب می شود که در این زمینه عوامل مختلفی از جمله پنجره دوجداره تاثیر گذار خواهد بود.
هدفمند کردن مصرف انرژی با برنامه ریزی در عوامل زیر ممکن است که عبارتند از:
- ممیزی
- هدف گذاری
- اولویت بندی تعریف پروژه سازماندهی
- کارگزینی
- هدایت
- و نظارت جهت رسیدن به مصرف بهینه انرژی
به طوری که سیستم از فناوری های جدید استفاده نموده و سطح خدمات سیستم کاهش نیابد.
در ضمن باعث کاهش انرژی و هزینه های مربوطه گردد
در پروژه های عمرانی اعم از:
- مسکونی، اداری، بیمارستان، راه، پل، سد، نیروگاه، کارخانه و غیره
گروههای درگیر با پروژه ها بیشتر شامل:
- گروه های تخصصی معماری و شهرسازی، سازه، تاسیسات، ژئوتکنیک، مهندسی محیط زیست، مهندسی ترافیک می باشند.
اهمیت بخش ساختمان در بهینه سازی انرژی
حال آن که در زمان مطالعات و طراحی پروژه وجود یک متخصص انرژی جهت بهینه سازی مصرف انرژی کاملا ضروری به نظر می رسد. بخش ساختمان در هر کشور بیش از یک سوم انرژی مصرفی کشور را به خود اختصاص داده، که ارزش آن، به قیمت جهانی، سالیانه بالغ بر شش میلیارد دلار میگردد.
به علت این مشکل فرهنگی که قدر انرژی کمتر دانسته شده است، اکثر قریب به اتفاق ساختمانهای کشور فاقد ضوابط فنی شناخته شده برای جلوگیری از به هدر رفتن انرژی سرمایی یا گرمایی می باشد. موضوع محدودیت و کمبود ذخایر انرژی در کره زمین امروزه دیگر بر کسی پوشیده نیست و از اینرو این تحقیق به نوبه خود در یافتن راه مقابله با این مشکل و به جهت بهبود مدیریت پروژه در جهت حفظ انرژی و سرمایه های ملی کشور قدم بر میداردنگرش جامعه ی معماری نسبت به نحوه تامین آسایش انسان در داخل ساختمان از ابتدای قرن حاظر تاکنون دستخوش تغییرات چشمگیری شده است. از دهه های نخستین قرن، استفاده از وسایل مکانیکی گرمـازا و سـرمازا بـرای تنظـیم دمـای محـیط داخـل ساختمان مورد توجه معماران قرار گرفته است
چگونگی مصرف انرژی
استفاده منطقی از انرژی، در رئوس اصلی کار کشورهای فاقد انرژی فسیلی قرار گرفته و آنها را بر آن واداشته که در یکی از مراکز اصلی مصرف انرژی، یعنی ساختمان های مسکونی، مسئله بهینه کردن مصرف انرژی را جدی بگیرند.
بدین ترتیب این مسئله مطرح شد و چندین سال است که کشورهایی مانند آلمان، سوئد، ایتالیا، انگلیس و … قوانین خاصی در امر ساختمان سازی و بکار بردن عایق های حرارتی، بهبود روش گرمایش و سرمایش ، پنجره دوجداره و ساختار کلی ساختمان در جهت بهینه کردن مصرف انرژی در آن تدوین نموده اند که الزم االجرا می باشد. اجرای این موارد نتایج جالبی بدنبال داشته طوری که موفق شده اند با بکارگیری این قوانین تا حدود۸۳ %در مصرف انرژی صرفه جویی نمایند
تفاوت اقلیم
شهرها با اقلیم خاص خود دارای پتانسیل های بسیاری هستند که با استفاده از آنها می توان استفاده بیش از اندازه از انرژی ها را کم نمود. یکی از موارد اتلاف انرژی در ساختمان مربوط به فضاهای داخلی می باشد.بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان باید در تمامی اقایم ها مورد توجه قرار گیرد.
با دانستن نکاتی مفید در باب
- نحوه چیدمان وسایل گرمایش،
- جدارهای نورگذر،
- عایق بندی
- نصب پرده
و …. می توان تا حدود زیادی از اتلاف انرژی جلوگیری کرد.
بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان
فضاهای ساختمانی
فضاهای داخلی ساختمان به دو دسته
- فضاهای اصلی
- و حائل تقسیم می شوند.
فضاهای اصلی فضاهایی هستند که در اکثر اوقات شبانه روز مورد استفاده میباشندو افراد در آن سکونت دارند.
فضاهای حائل ساکن ندارند و به طور مستمر مورد استفاده قرار نمی گیرند
بهتر است فضاهای اصلی و حائل بین فضاهای اصلی و جبهه های نامطلوب ساختمان (از نظر حرارتی) قرار گیرند، تا انتقال حرارت از فضاهای اصلی به خارج در اوقات سرد سال یا از خارج به فضاهای اصلی در اوقات گرم سال به حداقل برسد
طریقه درست جانمایی فضاهای اصلی و حائل فضاهای اصلی ما بین فضاهای حائل و جبهه های نامطلوب ساختمان قرار می گیرند. جبهه های مطلوب ساختمان عبارتند از: جنوبی، شرقی، شمالی. و جبهه های نا مطلوب مانند غرب که با وزش باد و باران های شدید فصلی توأم است. در تصویر زیر فضاهای اصلی اعم از دو خواب و پذیرایی مشخص شده اند
فضاهای حائل و اصلی
مهمترین عوامل موثر در معماری داخلی ساختمان بر میزان مصرف انرژی یکی از اهداف ساختمان ها و به خصوص مسکن کنترل و تنظیم شرایط محیط زندگی درون ساختمان است که می بایست از عوامل مختلف جوی ایمن بوده و شرایط آن یکنواخت و تنظیم شده و قابل کنترل باشد. به عبارت دیگر، یک ساختمان می بایستی عالوه بر شرایط، در مقابل تبادل حرارتی و نفوذ گرما و سرما عایق باشد.
برای اینکه دمای هوای داخل ساختمان کمتر تحت تأثیر دمای محیط خارج بوده و شرایط آسایش بهتری فراهم شود، باید نوسان دمای سطوح داخلی را به حداقل رساند.از جمله مواردی که در فضای داخلی نیاز به توجه بیشتری دارند تا میزان مصرف انرژی کاهش پیدا کند می توان به مطالب زیر اشاره کرد
عوامل موثر در کاهش مصرف انرژی ساختمان
چیدمان وسایل گرمایشی
در طراحی و جانمایی وسایل گرمایشی باید به گرمای مورد نیاز در یک فضای معین و پخش گرما در آن محیط از طریق تابشی و جابجایی توجه نمود، زیرا طرز استقرار هر کدام از وسایل گرمایش متفاوت بوده ودر بازده آن بسیار موثر است.
گرمایش شوفازی
در ساختمان ها باعث می شود که بیشترین گرما در زیر سقف و هوا با کمترین دما در کف اتاق حرکت داشته باشند و از اینروست که در جانمایی رادیاتورها به این نکته توجه میشود.زمانیکه رادیاتور پره ای در کنار پنجره سرد قرار می گیرد، دمای پایین دیوارهای خارجی و سطوح اطراف پنجره باعث کوران هوای داخل و جریان هوای سرد از کف اتاق شده و هوای گرم و سرد با سرعت بیشتری مخلوط و جابه جا شوند، بنابراین، هوای سرد اطراف پنجره عامل تشدید حرکت و جابه جایی هوای اتاق خواهند بود. بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان باید در تمام مسائل آن رعایت گردد.
محل اجرای شومینه
یک نقشه یا یک طرح خوب برای ساختمان شامل تمام ویزگی هایی است که به شکل کلاسیک یا تجربی مهندسان و معماران آموخته اند، ویزگی هایی که منجر به افزایش زیبایی، امنیت و آرامش عمر سازه و کاهش مخارج ساخت و نگه داری شود.پیش بینی محل اجرای شومینه در بسیاری از موارد جانمایی اتاق ها و پنجره ها و اجرای تاسیسات را تحت تأثیر خود قرار می دهد و میزان اطلاعات یک مهندس و طراح ساختمان نسبت به شومینه، او را در یک جانمایی صحیح و بی عیب کمک خواهد کرد.
اجرای شومینه در ساختمان هایی که محل مناسب را پیش بینی نکرده یا پیش بینی کرده اند اما با جانمایی ناقص، از هر لحاظ به مرتب دشوارتر و مستلزم هزینه های بیشتری است و عموما با اصراری که مالک نسبت به اجرای شومینه در این ساختمان ها دارد عمال در مرحله استفاده با شرایط غیر استاندارد و خطر آفرینی روبرو خواهد شد.بدون توجه به سوخت، جانمایی شومینه بهتر است که نزدیک به مرکز فضایی باشد که قرار است در آن سازه اجرا شود و حتی المقدور مکانی که برای شومینه در نظر گرفته می شود، زوایای کور یا پنهان ساختمان نباشد.
جدارهای نورگذر
جدارهای نورگذر، شامل پنجره ، نورگیرها و مانند آن ها، باید از قالب های مرغوب و بدون درز مستقیم و دارای حداقل نشت باشد.از طرف دیگر این جدارها باید جوابگوی دیگر موارد نظیر مقاومت در برابر باد و ایمنی در مقابل حریق نیز باشد.
قاب های این جداره ها باید از جنس مناسب مانند
- چوب
- پلیمر های مرغوب
- و یا فلز با حداقل پل های حرارتی باشد.
در درزبندی دور قاب ها مناسب لازم است با استفاده از نوارهای انعطاف پذیر از نشت هوا ممانعت شود
در اقلیم گرم و خشک، پنجره ها دارای ابعاد کوچک هستند از پنجره های بزرگ اجتناب می شود
و این به دلیل حفظ انرژی در داخل ساختمان می باشد