بخشی از مقاله
چکیده
ساختمان سبز البرز به لحاظ بهرهگیری از سامانههای انرژیهای تجدیدپذیر در زمره پیشرفتهترین ساختمانهای موجود کشور است. عملیات طراحی و ساخت این پروژه با مدیریت پژوهشگاه مواد و انرژی و بهرهگیری از توانائیهای بومی کشور از سال 1392شروع و نهایتاً در سال 1394 به اتمام رسید. معماری تلفیقی و امکانات به روز مرتبط با کاهش مصرف انرژی، کاهش تلفات انرژی و همچنین تولید انرژی مورد نیاز از منابع خور شیدی و بادی از د ستآوردهای این پروژه بوده ا ست. این ساختمان مجهز به بادگیرهای سنتی ایرانی بوده و انرژی برق خود را از طریق 120 عدد پانلفتوولتائیک خورشیدی جمعاً به میزان 30 کیلووات، نصب شده در کنار آن بدست میآورد. برای تأمین انرژی حرارتی ساختمان در فصلهای سرد سال، با ا ستفاده از 60 د ستگاه پانل حرارتی خور شیدی که در بام ساختمان ن صب شدهاند، انرژی گرمای شی مورد نیاز تأمین میگردد.
علاوه بر موارد ذکر شده، میتوان گفت مهمترین د ستآورد این پروژه ساماندهی گروههای تحقیقاتی مت شکل از محققین و دانشجویان تحصیلات تکمیلی رشته انرژیهای تجدیدپذیر بوده است که به موازات استفاده از فناوریهای روز دنیا سعی در بومیسازی فناوریهای مرتبط و پشتیبان این ساختمان در داخل پژوهشگاه شده است. دستآوردهای این فعالیتها در غالب سامانههای ویژه نوآورانه با قابلیت ارتباط برخط، بصورت د ستر سیهای تعریف شده در یک تارنمای اخت صا صی یکی پس از دیگری در ن شانی renergy.ir در اختیار عموم قرار گرفته و خواهد گرفت.
-1 مقدمه
در صورت مقایسه ایران با یکی از کشورهای پیشرفته همسایه، مثلا ترکیه، به نکات قابل تأملی دست مییابیم؛ تولید ناخالصِ ملی ترکیه 2/5 برابر اما میزان مصرف انرژی آن، نصف است. به عبارت دیگر برای تولید یک واحد کالا در کشور، ما باید پنج برابر ترکیه انرژی مصرف کنیم. این رقم در مقایسه با ژاپن 9 و نسبت به میانگین جهانی چهار برابر خواهد بود. اما متأسفانه تاکنون در این حوزه اقداماتِ جامعی صورت نگرفته است. به این ترتیب کشور ما با چالشها و تنگناهای بسیاری در حوزهی مصرف انرژی مواجه است، نرخِ بالای انتشارِ گازهای آلایندهی هوا و به کارگیری از فناوریهای قدیمی به ویژه در بخشهای صنعتی تجاری و خانگی اشارهای صریحبه نبودِ مطالعهی جامع و یکپارچهی انرژی دارد.
مصرف انرژی در ایران نسبت به کشورهای دیگر به ویژه کشورهای پیشرفته، بسیار نامطلوب است. گواهی بر این مدعا مقایسهی مصرف انرژی سال 1356 و 1395 است که از 7 هزار مگاوات به 76 هزار مگاوات رسیده. این در حالی است که برای تولید یک کیلووات برق حدود هزار دلار سرمایهگذاری اولیه نیاز است که بدیهیست در نظر گرفتنِ هزینههای جاری نیز این رقم را افزایش خواهد داد. طبق آمار، 72 درصد از جمعیت ایران در شهرها سکونت دارند و 85 درصد از 23 میلیون مسکن موجود در کشور بیش از میانگینِ جهانی، انرژی مصرف میکنند. این امر نشانگر اهمیت و تأثیر ویژه طراحی و ایجاد ساختمانهای مسکونی و اداری با تلفیق سامانههای جدید در میزان و نحوه مصرف انرژی است.
اشراقی و همکاران در مورد خانهای با مصرف صفر در تهران تحقیقات نسبتاً کاملی را انجام دادهاند.[1] طی این بررسی خانهای مسکونی با استفاده از طراحی معماری غیرفعال و سامانههای فعال انرژی تجدیدپذیر همچو برق خورشیدی در نظر گرفته شده است. بکارگیری فیبر نوری جهت انتقال نور طبیعی خورشید، کلکتورهای حرارتی و همچین پمپ حرارتی جهت کاهش بار گرمایشی از دیگر گزینههای استفاده شده در این تحقیق پیرامون کاهش و جایگزینی محلی منابع انرژی بوده است. 1 -
-2دلایل ایجاد ساختمان سبز البرز
دادهها و اطلاعات بدست آمده از سنجشگرهای متعدد نشان دهنده این امر است که ایران برروی کمربند طلائی خورشیدی واقع شده است. [2] معاون وزیر نیرو به تازگی از الزام ادارات دولتی، شهرداریها و نهادهای عمومی غیر دولتی به تامین 20 درصد برق مصرفی از انرژیهای تجدیدپذیر خبر داده است. رئیس سازمان حفاظت از محیط زیست هم مهرماه امسال به همین قانون اشاره نموده است .
بر مبنای ماده یک قانون اصلاح مصرف انرژی، کاربرد انواع انرژیهایی که در کشور تولید، مصرف و وارد میشود، به گونهای که بدونِ کاستن از سطح تولید ملی و رفاه اجتماعی، از اتلاف انرژی از نقطهی تولید تا پایان مصرف جلوگیری نماید و افزایشِ بازدهی و بهرهوری، استفادهی اقتصادی از انرژی، بهرهبرداری بهتر، کمک به توسعه پایدار و حفاظت از محیط زیست را باعث شود، بر اساس این قانون مدیریت و بهینه سازیمیگردد.
مادهی 18، فصل پنجم قانون اصلاح مصرف انرژی، به طور مستقیم به احداث ساختمان سبز اشاره دارد. بنابراین احداث ساختمانی در راستای عمل به این قانون که صد درصد انرژیِ مصرفی خود را از منابع تجدیدپذیر تأمین کند، گامی منطقی و مهم در راستای فرهنگسازی استفاده از انرژهای تجدیدپذیر نه تنها در استان البرز بلکه در سطحِ ملی است. پروژه ساختمان سبز در پژوهشگاه مواد و انرژی مشکیندشت البرز، سال 92 آغاز و در سال 94 افتتاح شد. این ساختمان، اولین ساختمانِ انرژی صفر در کشور و نمونهی سوم در سطح خاورمیانه است.
از ویژگیهای این ساختمان میتوان به استفاده از طراحی غیرفعال خورشیدی و جهتگیری بهینهی ساختمان، عایقکاری کامل سطوح بیرونی و سقف، استفاده از پنجره بهینه سه جداره و با سطح نور گذر متناسب، استفاده حداکثر از نور روز و نوردهی به کمک سامانه روشنایی ال ای دی، استفاده از بادگیر و گلخانه جهت تنفس طبیعی ساختمان و کاهش بارهای حرارتی خصوصا در فصول میانی و استفاده از اینرسی ساختمان جهت پخش بار و کاهش بیشینه نیاز حرارتی ساختمان نام برد. زیربنای ساختمان 2 هزار متر مربع در دو طبقه و کاربری آموزشی - پژوهشی است. پروژه مذکور که ظرفیتهای فنی بسیاری دارد با رویکرد استفاده از انرژی های تجدیدپذیر طوری عمل میکند که میزان مصرف و تولید انرژیها در بازه زمانی یک ساله دارای تراز مثبت باشد، در واقع مصرف انرژی این ساختمان در مقایسه با یک ساختمان معمولی بیش از70 درصد کاهش یافته است.
-3 طراحی و ایجاد ساختمان سبز
- 1- 3 شرایط جغرافیایی منطقه و محل قرارگیری
استان البرز یکی از استانهای منحصر بهفرد کشور از نظر موقعیت جغرافیایی، اجتماعی و فرهنگی است. تنوع آب و هوایی آن در دامنههای البرز، شمال استان، با طبیعتی نیمه مرطوب، سرد و کوهستانی از منطقه کندوان در شمال شرقی و شهرستان طالقان در شمال غربی شروع میشود و تا شهرستان اشتهارد با طبیعتی نیمه خشک و بیابانی در جنوب غربی ادامه مییابد. طبق بررسیهای انجام شده بر روی آمار بلند مدت ایستگاه هواشناسی کرج، به عنوان قدیمیترین ایستگاه هواشناسی منطقه، شهرستان کرج با بارندگی سالیانه 247/3 میلیمتر، میانگین سالیانه دمای هوا 14/4 درجه سلسیوس که بیشینه و کمینه مطلق آن به ترتیب 42 و -20 درجه سلسیوس میباشد، میانگین رطوبت نسبی53 درصد و تبخیر سالانه 2184 میلی متر دارای اقلیمنسبتاً معتدل میباشد.
سرعت متوسط باد روزانه 2/2 الی 5 متر بر ثانیه در مناطق مختلف و جهت غالب آن شمال غرب به جنوب شرق میباشد. میانگین سالیانه جمع ساعات آفتابی 2899 ساعت بدست آمده است. تیر ماه با میانگین - بیشینهها - 6/34 درجه سلسیوس، گرمترین ماه و بهمن ماه با میانگین - کمینهها - - 2/9 درجه سلسیوس، سردترین ماه سال بوده است. با توجه به بررسی تعداد روزهای یخبندان ایستگاه هواشناسی کرج مشخص میگردد افت دما در این شهرستان از آبان ماه شروع و در بیشتر روزهای ماههای آذر، دی، بهمن و اسفند ماه مشاهده میگردد که البته این وضعیت تا اواسط فروردین ماه ادامه مییابد.[3]
شرایط آب و هوایی تأثیر مستقیمی بر روی طراحی و بکارگیری بهینه سامانههای مرتبط با انرژی دارد. اگر این سامانهها با شرایطکاری گیاه، حیوان و انسان مواجه باشند، توجه و دقت دوچندان نیاز است. در همین باره روشن و همکاران تحقیقات مفصلی راجع به شرایط آسایش در ایران انجام دادهاند. طی این تحقیقات برای صرفهجویی انرژی مقایسهای بین ساختمانهای مستقر در مناطق مختلف آب و هوایی صورت پذیرفته است .[4]
محل ساختمان سبز در مشکین دشت کرج با موقعیت جغرافیایی دقیق50/957874 شمالی و 35/749714 شرقی واقع شده است. پلان قرارگیری ساختمان - در شکل شماره - 1 با حاشور در مستطیل مشخص شده است . همانطور که از شکل مشخص است، بنای ساختمان نسبت به جنوب به میزان 5 درجه انحراف داده شده است تا بیشترین بهره لازم را از انرژی خورشیدی در زمستان دریافت نماید.
