بخشی از مقاله
چکیده
یک ساختمان مسکونی بهطور متوسط در طول سال به اندازهای دو برابر یک خودروی معمولی گازهای گلخانهای تولید میکند. ایران از کشورهای دارنده مقام در زمینه مصرف انرژی در جهان است که البته مایه افتخار نیست. زیرا همین میزان انرژی میتواند در گردش چرخهای اقتصادی کشور نقش موثر و سازندهای را ایفا کند، نه اینکه در ساختمانهای مسکونی و تجاری حجم زیاد آن مصرف و اتلاف شود. در مقاله حاضر به-منظور کاهش انرژی مصرفی در بخش ساختمان، به بررسی ضرورت استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر و موارد استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر در بخش معماری ساختمانهای مسکونی پرداخته شده است. بهعنوان نمونه موردی نیز، ساختمان پژوهشگاه مواد و انرژی ایران مورد بررسی قرار گرفته و راهکارهای اقلیمی-انرژی آن به دقت بررسی شدهاند.
-1 مقدمه
بخش ساختمان و مسکن با مصرف بیش از % 40 انرژی، بزرگترین مصرفکننده انرژی در ایران محسوب میشود. میانگین مصرف انرژی ساختمانها در ایران بیش از 2/5 برابر متوسط مصرف جهانی میباشد و شهرهای بزرگ بهویژه تهران دارای آلودگی هوایی بالایی میباشند که غالبا ناشی از مصرف انرژیهای فسیلی است. بیش از % 98 از مصرف انرژی ساختمانها در ایران از محصولات نفتی و گازی تأمین میگردد و این بخش در ایران حدود 26/4 و در تهران 40 درصد از انتشار دی-اکسیدکربن را به خود اختصاص داده است.[1]
ساختمانهای ایران بهگونهای ساخته شدهاند که سرما و گرمایی که با هزینههای گزاف تامین میشود را حفظ نمیکنند و به واسطه عایق نبودن پوسته خارجی - دیوارها، سقف و کف - و عایق نبودن تاسیسات سرمایشی و گرمایشی ساختمان، سرما و گرما را به سرعت از دست میدهند و درنتیجه وسایل حرارتی یا سرمایشی باید بیشتر و بیشتر و چند برابر استاندارد کار کنند و انرژی مصرف کنند تا محل سکونت را سرد یا گرم کنند. یا به عبارتی بهتر، ساختمان بیکیفیت و بیتوجه به مبحث انرژی ساخته میشود و بعد از مردم خواسته میشود در مصرف انرژی صرفهجویی کنند، در حالیکه اشکال کار جای دیگر است.
بر اساس آمار موجود حدود 40 درصد انرژی که در کشور مصرف می شود، مربوط به واحد های مسکونی، اداری و خدماتی است. بنابراین متولیان ساخت و ساز در کشور بیشترین مسئولیت را در جهت بهبود وضعیت و استاندارد کردن مصالح و به روز کردن سیستمهای ساختمانی دارند. استفاده از فناوریهایی که بالاترین کارآیی را درحفظ انرژی و منابع طبیعی داشته باشند، میبایست مورد حمایت قرار گیرد. به نظر میرسد با روشهای سنتی ساخت و ساز تقریبا این کار غیر ممکن است. رشد جمعیت کشور و نیاز به سالانه 1/5 میلیون واحد مسکونی عرصه ساخت و ساز کشور را از محدوده تفکر سنتی خارج کرده و نیازهای خود را میطلبد.
روشهای سنتی، اگر هم امکان صرفهجویی در کاربرد انرژی وجود داشته باشد، مبالغ زیادی را به هزینه ساخت اضافه خواهد کرد که قابلتوجیه نیست. به عنوان مثال چنانچه دیوارههای بیرونی و داخلی یک واحد مسکونی ایزوله شود که معمولا انجام نمیشود، باید هزینهای بسیار اضافه پرداخته شود. حال آنکه در ساخت و ساز صنعتی با کاربرد مصالح استاندارد، این مهم قبلا امکانپذیر گشته است. مواد لازم در جلوگیری از تبادل حرارت در لایههای مصالح پیشبینی شده و به نوعی صرفهجویی پیش از اجرا انجام گرفته است.
اگر بتوان در ساخت و ساز صنعتی به رقمی در حدود % 30 در صرفهجویی انرژی دست پیدا کرد - که دور از واقعیت هم نیست - ، در واقع درصد بالایی به پیشرفت صنعت کشور از این طریق کمک شده است و چنانچه این میزان در % 40 انرژی مصرفی واحدهای مسکونی ضرب شود، به توانی فوق العاده دست یافته خواهد شد. مطلب فوق یکی از محاسن استفاده از ساخت و ساز صنعتی است که معمولا به آن توجه نمیشود. در مقایسه قیمت ساختمانهای سنتی و صنعتی تنها مصالح در نظر گرفته میشوند و این نکته که بعدها در اقتصاد کشور چه نقشی ایفا خواهد کرد، معمولا شناخته شده نیست.
درکشورهایی که به دلیل کمبود منابع انرژی هزینه تحصیل آن زیاد است، به دنبال راههایی هستند تا مصرف انرژی را پایین و پایینتر بیاورند. اما در ایران متاسفانه چون نفت و گاز از انرژیهای ارزان محسوب میشوند، لذا بجای استفاده بهینه در صنعت و تولید کشور، بخش عظم آن بدلیل کمتوجهی در ساخت ساختمانها به هدر میرود و اتلاف میشود که این موضوع با توجه به کاهش ذخایر انرژیهای فسیلی در آینده باعث بحران انرژی، زیستمحیطی و اقتصادی در کشور خواهد شد.
در ایران، ساختمانهای انگشتشماری هستند که مجهز به عایق حرارتی هستند یا از مصالح استاندارد ساختمانی برخوردارند. کمتر از یک درصد ساخت و ساز در کشور به روش صنعتی انجام میگیرد و در میلیونها ساختمانی که به روش سنتی ساخته شده و میشوند، دیواره های خارجی تنها باز دارنده باد و باران هستند و حفظ حرارت یا برودت در این بناها با سوخت فراوان گاز، برق، نفت و سایر منابع انرژی امکانپذیر است.[1] با توجه به موارد مطرحشده فوق، لزوم استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر در تامین نیازهای ساختمانها و رعایت اصول اقلیمی در طراحی معماری ساختمانها بیشتر مشخص میشود. لذا در کار حاضر به بررسی تجربیات گذشته در این زمینه با تاکید بر اولین ساختمان صفر انرژی ایران و نکات انجامشده در آن خواهیم پرداخت.
-2 بررسی کارهای اخیر انجامشده
پیرحق شناس و معتضدیان در سال [ 2] 1390 استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر در ساختمانها را مورد مطالعه قرار دادند. آنها ابتدا به معرفی انرژی باد پرداختند و سپس راهکارهایی جهت نحوه استفاده از توربینهای بادی در ساختمانها با توجه به جهت و میزان وزش باد، همچنین تأثیر شکل و فرم ساختمان بر ایجاد خرد اقلیم و استفاده از آن جهت نصب توربینهای بادی ارائه دادند. در انتها چند نمونه موردی از طرحهای در دست انجام را مورد مطالعه قرار دادند.
در دنیای مدرن مساله بحران انرژی و سوختهای فسیلی از جمله مسائل مهم و بحث بر انگیز است. انسان امروزی با عدم توجه به قوانین معماری بومی و اقلیمی و سیستمهای غیر فعال خورشیدی علاوه بر مصرف زیاد منابع انرژی و سوختهای فسیلی، سبب آلودگی محیط زیست شده است. بر همین اساس معماری پایدار و استفاده از انرژی تجدیدپذیر در سطح جهانی اهمیت ویژهای پیدا کرده است که پر اهمیتترین آن انرژی خورشیدی است. لذا ستارپور و سایرین در سال [3] 1392 به بررسی اثر انرژی پاک خورشید و کاهش مصرف انرژی در طراحی معماری مجتمع مسکونی در اقلیم سرد و کوهستانی شبستر پرداختند. آنها در کار خود به بررسی ویژگیهای بومی مناطق کوهستانی و بهرهگیری از انرژی خورشیدی در جهت کاهش مصرف انرژی پرداختند و بهینهسازی راندمان حرارتی ساختمانها را مورد بررسی قرار دادند.
کشاورز رضوان و همکاران در سال [4] 1393 کاربرد انرژی های تجدیدپذیر در تامین انرژی ساختمان مسکونی را مورد بررسی قرار دادند. مهمترین اهداف آنها این بود که با اجرای فنون و قواعد خاص در زمینه استفاده بهینه از انرژیها و منابع طبیعی بخصوص خورشید و باد و هماهنگی با اقلیم در جهت هماهنگی با فصول سرد و گرم سال که از ویژگیهای قابل توجه در مسکن پایدار است، بتوان یک مجتمع مسکونی خودکفا طراحی کرد. آنها در پژوهش خود از روش تحقیق ترکیبی استدلال منطقی و نمونه موردی استفاده نمودند.
-3 اولین ساختمان صفر انرژی ایران [5]
پروژه طراحی و اجرای اولین ساختمان انرژی صفر ایران در سال 1391 از سوی پژوهشگاه مواد و انرژی تعریف شده و طراحی و اجرای آن در قالب EPC به شرکت مشاوران بهسازی نوسازی انرژی - مبنا - واگذار گردید. ساختمانهای انرژی صفر خالص به ساختمانهایی اطلاق میشود که خالص مصرف انرژی سالیانه آن صفر باشد. ساختمان انرژی صفر پژوهشگاه مواد و انرژی در شهرستان کرج نیز با دیدگاه کاهش مصارف انرژی اولیه و جبران انرژی مصرفشده از طریق تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر و پاک، به عنوان اولین ساختمان انرژی صفر در ایران طراحی گردید و درسال 1393 به بهرهبرداری رسید. ساختمان مذکور با زیربنای 2000 متر مربع در دو طبقه و با کاربری آموزشی-پژوهشی میباشد. در این ساختمان سعی گردیده تا با استفاده از معماری ساختمان و عواملی مانند بادگیر و گلخانه نیاز انرژی ساختمان تا حد ممکن کاهش یافته و بخشی از نیازهای انرژی ساختمان نیز با استفاده از انرژی خورشیدی تامین گردد.
