بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به اینکه بخش اعظمی از انرژی مصرفی جهت سرمایش و گرمایش اماکن صرف می شود و این موضوع باعث آلودگی محیط زیست گردیده که هزینه های اجتماعی آن بسیار سنگین برآورد می گردد لزوم بهره گیری از روش های بهینه سازی مصرف انرژی در بخش ساختمان - طراحی و ساختمان های موجود - بسیار مهم و ضروری است.
در این مقاله سعی بر آن است ضمن بیان تاریخچه و بررسی پژوهش های انجام شده بین المللی جهت کاهش مصرف انرژی در ساختمان،یک نمونه ساختمان بوسیله نرم افزار شبیه ساز دیزاین بیلدر، مدلسازی شده ومیزان مصرف انرژی گرمایشی وانرژی سرمایشی وانرژی روشنایی محاسبه گردد.
نتایج تحقیق نشان می دهد. که می توان با طراحی معماری وانتخاب مصالح مورد نیاز - ساختمان خورشیدی - میزان مصرف انرژی سالانه را در مجتمع مسکونی واقع در اقلیم سرد همدان کاهش داد. البته افزایش نیاز به انرژی کل ساختمان با افزایش تعداد طبقات پس از دو طبقه، با سرعت اندکی رخ می دهد. این روش برای اقلیم سرد همدان تناسب زیادی داشته ودر اجرا از موفقیت بالایی برخوردار می باشد؛ و بهترین روش بهره وری انرژی در ساختمان های مجتمع مسکونی در اقلیم سرد باشد.
-1مقدمه
بی شک ایرانیان باستان را می توان اولین پژوهشگران دنیا در باب ارائه طرح های هوشمندانه جهت تامین شرایط آسایش در فضای داخلی ساختمان دانست .روش های بکار گرفته شده توسط معماران ایرانی بخصوص در مناطقی با شرایط اقلیمی بسیار خشن گرم و خشک بیابانی با گذشت سالها، همچنان تازه و نو می باشد و درمقالات جهانی از ساختمان های باستانی ایران بعنوان اولین ساختمان های کم مصرف و خورشیدی تاریخ نام برده می شود. بسی جای افتخار است که ساکنین قدیم یزد توانسته ا ند با بکار گیری اصول مهندسی و هواشناسی از روش هایی نظیر استفاده از باد گیر در تهویه طبیعی ساختمان استفاده نمایند .که هم اکنون نیز بعنوان یک ایده در طراحی ساختمان های سبز مدنظر معماران و مهندسان می باشد.
موضوع گرم شدن کره زمین و مشکلاتی زیست محیطی ناشی از آن ذهن اندیشمندان دنیا را معطوف به خود کرده است .پیش بینی هایی که دانشمندان از آینده کره خاکی بعلت پدیده انتشار گاز های گلخانه ای در سالهای آتی دارند بسیار نگران کننده است.
ظهور انقلاب صنعتی طی قرون گذشته و رقابت کشور های صنعتی جهت تولید ارزان کالا سبب شده است که محیط زیست جهانی فدای اقتصاد شود.جدا از آلودگی زیست محیطی، ناشی از صنعت و حمل و نقل متاسفانه بشر بدون توجه به هدر رفت انرِژی اقدام به ساخت تجهیزات سرمایشی و گرمایش جهت برآورد شرایط مطلوب فضای داخلی ساختمان نمود که منجر به تولید گازهای گلخانه ای نظیردی اکسید کربن و ... ناشی از سکونت بشر در ساختمان ها گردید.البته در حدود 50 سال گذشته کشورهای اروپایی قوانین سخت گیرانه ای را طی سه مرحله تصویب و به مرحله اجرا گذاشتند.
در مرحله اول در سال 1970 استفاده از عایق های حرارتی در جداره های ساختمان اجباری شد.یک دهه بعد یعنی سال 1980 استفاده از عایق های با مشخصات حرارتی کارا در جداره های ساختمان تصویب شد.و پس از آن در سال 1997 حتی در فرم و نسبت های سطوح ساختمان نیز قوانین سخت گیرانه ای به اجرا در آمد. در سالهای کنونی طی پیشرفت بشر در علم کنترل و هوشمند سازی ساختمان اتحادیه اروپا در فکر ایجاد ساختمان های سبز به منظور رسیدن به شهر سبز در حال تدوین دستورالعمل و قوانین است .هم اکنون نیز سهم ساختمان های کشور های جهان از مصرف انرژی که درصد قابل توجهی است.
کشور ایران خوشبختانه بر روی بزرگترین ذخایر انرژی جهان قرار گرفته است و از صادر کننده گان جهانی انرژی است.متاسفانه این امر باعث گردیده که ارزش این نعمت خدا دادی آنچنان که باید نزد ایرانیان شناخته شده نباشد.طراح ها و قوانینی نظیر مبحث 19 ساختمان و ممیزی انرژی نادیده گرفته شده است و با دادن یارانه به بخش انرژی و رایگان سازی آن موجبات ایجاد ساختمانهایی با مصرف بسیار بالا شده است.
با توجه به بازگشت سرمایه طولانی طرح های بهینه سازی انرژی استقبال عمومی از بکار گیری روشهای بهینه سازی انرژی در ساختمان چشمگیر نیست.البته این امر بزودی تبعات سنگینی را از لحاظ اقتصادی و زیست محیطی نصیب ایرانیان خواهد نمود. در صورت ادامه رشد مصرف انرژی طی کمتر از 10 سال آینده بحران انرژی را در کشور شاهد خواهیم بود بطوریکه مصرف انرژی با تولید آن برابری خواهد نمود و چیزی برای صادرات نفت وجود نخواهد داشت.
نگرانی آینده کشور از بابت مصرف انرژی همین بس که کشورعزیزمان ایران جزء 10 کشور عمده تولید کننده گازهای گلخانه ای محسوب شده و در صورت عدم کاهش تولید گازهای گلخانه ای مالیات بر کربن از صادرات ایران اخذ می شود که با توجه به رقابت های اقتصادی در جهان این امر یک فاجعه برای تولید ملی خواهد بود . سهم بخش انرژی در ساختمانهای ایران حدود 40 درصد است نسبت به سایر بخش های مصرف کننده انرژی بیشتر است. بیشترین مصرف حامل های انرژی ساختمان را گاز طبیعی به خود اختصاص داده است که همین امر باعث گردیده مصرف سرانه گاز طبیعی نسبت به متوسط جهانی حدودا 6 برابر شود. که با عنایت به اینکه بیشترین سهم مصرف انرژی متعلق به ساختمان هست بالاترین میزان تولید گازهای گلخانه ای را نیز بخش مسکن به خود اختصاص داده است.
نتیجه اینکه با توجه به بالاترین سهم مصرف انرژی در ساختمان در صورتیکه بخواهیم از بحران انرژی و آلودگی زیست محیطی و هزینه های اجتماعی ناشی از آن طی دهه های آتی نجات یابیم سهل الوصول ترین و کاراترین اقدام ،بهینه سازی انرژی در ساختمان چه در بحث ساخت و ساز و چه در بخش طراحی است و این امر شدنی نیست مگر با واقعی شدن قیمت انرژی و حمایت دولت از طرحهای مربوط به استفاده از منابع تجدیدپذیر
97 درصد از مصرف انرژی کل کشور از محصولات نفتی - انرژی های فسیلی - تامین می شودو طبق نمودار 1-1این مساله اهمیت صرفه جویی انرژی و استفاده از انرژی های نو را بیش از پیش نشان می دهد.
نمودار.1-1 مصرف انرژی در ایران در بخش های مختلف
-2روش تحقیق
یک نمونه متداول طراحی آپارتمان مسکونی در شهر همدان به کمک نرم افزار دیزاین بیلدر شبیه سازی می شود. با شبیه سازی اولیه از این ساختمان؛ میزان انرژی گرمایشی و سرمایشی مورد نیاز به دست می آید. سپس راهکارهایی برای بهبود عملکرد حرارتی ساختمان ارائه می گردد وساختمان جدید به گونه ای طراحی می شود که شبیه ساختمان قبلی باشد وفقط یک فاکتور متفاوت داشته باشد.
این دو بنا با هم مقایسه شده وبه این ترتیب تاثیر تنها یک فاکتور بر مصرف انرژی در ساختمان به دست می آید. سپس همه این فاکتورها با هم در نظر گرفته می شود ومیزان کاهش مصرف انرژی گرمایش وسرمایشی نسبت به حالت اولیه به دست می آید.البته باید به این امر توجه کرد که بعضی از فاکتورها؛شاید بتوانند نیاز به مصرف انرژی گرمایشی را کاهش دهند؛ اما باعث افزایش نیاز به انرژی سرمایشی یا انرژی روشنایی می گردند. در هر صورت راهکار بهینه زمانی خواهد بود که انرژی کل کاهش یابد. انتخاب فاکتورها در دو حالت؛ .1 تاثیر مصالح برمصرف انرژی .2 تاثیر طراحی معماری بر مصرف انرژی انجام شد. تا تاثیر هر دو عامل به دست آید
-3مبانی نظری پژوهش
برای محاسبه بار حرارتی ساختمان فرمول ها و روش های مختلفی وجود دارد. یکی از بهترین روش ها استفاده از نرم افزارهای مدلسازی انرژی می باشد. یکی از این نرم افزار دیزاین بیلدرمی باشد
