بخشی از مقاله
چکیده
امروزه امنیت، قابلیت اطمینان و در دسترس بودن منابع انرژی، امری ضروری در پایداری و توسعه ی اقتصادی جوامع می باشد.ساختمانها در مصرف انرژی تاثیر قابل توجهی دارند، بنابراین اجرای استانداردهایی برای صرفه جویی در مصرف انرژی و تعیین و کنترل دقیق میزان انرژی که در ساختمان ها مصرف می شود، بسیار حیاتی است .نزدیک به نیمی از منابع انرژی های برگشت ناپذیر جهان مصرف شده است. پیش بینی می شود که قیمت سوخت های فسیلی درسالهای آینده به روند افزایشی خود ادامه دهد.
با توجه به این که % 50 مصرف انرژی در بخش ساختمانی است ، کمبود و مضیقه در بخش انرژی امری اجتناب ناپذیر است . ایده ساختمانهای انرژی صفر در جهت نیاز های انرژی قرن 21 شکل گرفته است .در ساختمانهای انرژی صفر با استفاده هوشمندانه از تکنولوژی های تجدید پذیر، تعادل میان تولید و مصرف انرژی برقرار می گردد. در این مقاله ابتدا به تشریح و تعریف ساختمان صفر انرژی پرداخته می شود و سپس نمونه ای از این نوع ساختمانها تحلیل می گردد.
مقدمه
امروزه امنیت ، قابلیت اطمینان و در دسترس بودن منابع انرژی، امری ضروری در پایداری و توسعه ی اقتصادی جوامع می باشد .تغییرات اقلیمی؛ عدم امنیت حامل های انرژی - غالبا تجدید ناپذیر - و همچنین رشد مصرف انرژی ، چالش های بسیاری را در حوزه انرژی و محیط زیست ایجاد نموده است . از اینروست که ایجاد بسترهای مناسب برای تامین انرژی مصرفی و همچنین تمرکز بر روی چگونگی مصرف انرژی های تولیدی، می تواند به عنوان یک راهکار موثر جهت غلبه بر این چالش ها مورد توجه قرار گیرد .
ساختمان انرژی صفر که بصورت ساختمان با - برآیند - انرژی صفر - - ZNE ، ساختمان انرژی صفر برآیند - NZEB - یا ساختمان برآیند صفر شناخته می شود، ساختمانی با برآیند مصرف انرژی صفر با آلاینده کربن صفر سالیانه می باشد. ساختمانهایی که انرژی مضاعفی را در طول سال تولید می نندک ممکن است، ساختمانهای انرژی مضاعف و ساختمانهایی که انرژی نسبتاً بیشتری را نسبت تولید می شود مصرف می کنند، ساختمان انرژی نزدیک به صفر یا خانه های انرژی خیلی کم نامیده شوند .
در دنیای امروز با توجه به محدود بودن منابع سوخت فسیلی ساختمان ها صنایع و دیگر ار گانها به سمت استفاده از دیگر انرژی های موجود در زمین مانند انرژی خورشیدی، بادی، زیست انرژی و آبی حرکت نموده اند .ساختمانهای قدیمی 40 درصد کل انرژی سوخت فسیلی را در آمریکا اتحادیه اروپا مصرف میکنند و تولیدکننده های مهمی از گازهای گلخانه ای محسوب می شوند. اصل مصرف انرژی شبکه صفر بعنوان یک ابزار برای کاهش آﻻیندگی کربن و وابستگی به سوختهای فسیلی در نظر گرفته می شوند. گرچه ساختمانهای انرژی صفر حتی در کشورهای توسعه یافته غیر متداول می باشند ولی روز به روز اهمیت و محبوبیت پیدا می کنند.
اکثر ساختمانهای انرژی صفر از شبکه الکتریکی برای ذخیره انرژی استفاده می کنند ولی بعضی از آنها هم مستقل از شبکه می باشندانرژی. معمولاً در مکان از طریق ترکیب تکنولوژی تولید انرژی همچون تکنولوژی خورشیدی و باد تولید می شود، در حالیکه مصرف کل انر ژی را با HVAC به شدت کارآمد و تکنولوژیهای روشنایی کاهش می یابد. هدف انرژی صفر با کاهش هزینه تکنولوژیهای انرژی جایگزین و افزایش هزینه سوختهای فسیلی کاربردی تر می شود.
ایجاد ساختمانهای مدرن انرژی صفر نه تنها از طریق پیشرفت صورت گرفته در تکنولوژی ها و تکنیک های انرژی جدید و ساخت و ساز امکانپذیر شده است بلکه به وسیله تحقیقات دانشگاهی پیشرفت قابل توجه ای داشته است. این تحقیقات اطﻻعات دقیق عملکرد انرژی را در ساختمانهای قدیمی و آزمایشی جمع آوری می کنند و پارامترهای عملکردی را برای مدل های کامپیوتری پیشرفته جهات پیش بینی کارآمدی طراحیهای مهندسی ارائه میدهند .مفهوم انرژی صفر به علت گزینه های زیاد برای تولید و نگهداری انرژی همراه با روش های متعدد اندازه گیری انرژی - مرتبط با هزینه، انرژی یا انتشار کربن - برای روش های متعددی پذیرفته می شود.
ایده واصل مصرف انرژی خالص صفر به دلیل اینکه برداشت از انرژیهای تجدیدپذیر وسیله و راهکاری برای حذف اﻻیندهها و گازهای گلخانه ای است توجه بسیاری را به خود معطوف داشته است امروزه طرحهای مرتبط با اصول انرژی صفر به دلیل افزایش هزینه های سوختهای فسیلی و تأثیرات مخرب آنها بر روی محیط زیست و شرایط آب و هوایی و برهم زدن تعادل اکولوژیک بسیار کاربردی و از محبوبیت خاصی بر خوردار شده است. این ساختمانها می توانند از شبکه تأمین انرژی جدا ومستقل باشد بدین ترتیب انرژی به صورت محلی و از طریق ترکیبی از فناوری های تولید انرژیهای نو از قبیل خورشیدی، بادی و بیوسوختها تأمین می گردد. آن در حالیست که با استفاده از تکنولوژی های خاص برای سیستم های روشنایی و گرمایش و سرمایش فوق پربازده در مصرف هر چه کمتر انرژی تلاش شده است .
به عبارت دیگر در یک ساختمان انرژی صفر قبل از تولید انرژی پاک به بهینه سازی مصارف انرژی در بخش های مختلف ساختمان پرداخته شده است و با استفاده هوشمندانه از تکنولوژی تجدیدپذیر تعادل میان تولید و مصرف انرژی برقرار می کند .در حال حاضربخش ساختمان های اداری و مسکونی در حدود 4 از مصرف انرژی های فسیلی کشور را به خود اختصاص داده است اگر چه ساختمان های با مصرف انرژی صفر حتی در کشورهای پیشرفته امروز بسیار کمیاب و حتی نایاب می باشند اما به دلیل مستقل بودن از سوختهای فسیلی و کمک در کاهش آلایندههای کربنی در حال رشد بوده وتوجه بسیاری را به خود جلب نموده است .. [1 ]
ساختمان های انرژی صفر
تعاریف متعددی از ساختمان ZEB می شود، در این نوع از ساختمان ها مقدار انرژی که به وسیله ی منابع تجدید پذیر در محل تولید میشود مساوی با مقدار انرژی است که به وسیله ی ساختمان مصرف می شود . [2 ] یا به خانه هایی که از شبکه سراسری برق دور باشند یا به عبارتی متصل نباشند و انرژی مورد نیاز خود را از منابع تجدید پذیر انرژی مانند خورشید و باد تامین کنند عبارت صفر انرژی اطلاق می گردد. [3 ] یک ساختمان انرژی صفر بنا به تعریف ، ساختمان مسکونی و یا تجاری با کاهش قابل توجه نیاز های انرژی از طریق رسیدن به سطح بهره وری بالا می باشد به گونه ای که می تواند توازن نیاز های انرژی خود را با به کارگیری فن آوری ها و انرژی های تجدید پذیر به دست آورد.
[4] صفر انرژی امکانات زندگی و کار را در یک فضای بدون سوخت فسیلی پیشنهاد میکند . این ساختمان ها در طول سال بر اساس نیاز مصرف انرزی خود انرژی تولید می کنند . [5 ] ساختمانهای انرژی صفر دسته بندی و تعریفهای متفاوتی دارند که مهترین آنها ساختمانی است که بدون تبادل انرژی با شبکه، تمامی نیازهای انرژی را خود تامین می کند و دیگری که در آن مباحث اقتصادی لحاظ شده است، ساختمانی است که تراز تبادل انرژی سالانه آن با شبکه صفر باشد. برای دستیابی به یک ساختمان انرژی صفر لازم است ابتدا با بهره گیری از سیستمهای غیر فعال، نیاز انرژی ساختمان را کاهش داد و در ادامه با انتخاب تجهیزات مکانیکی و الکتریکی کارآمد، مصرف انرژی ساختمان را به حداقل کاهش داد. در نهایت با بکارگیری انواع سیستمهای تولید انرژی با استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر، جهت دستیابی به رویکرد انرژی صفر، معادل مصرف سالانه انرژی ساختمان، انرژی را در محل تولید نمود.
