بخشی از مقاله
چکیده
انرژی مصرف شده در ساختمان ها تحت تاثیر عوامل گوناگونی از فبیل محل قرارگیری ساختمان ، نوع طراحی و جهت گیری ساختمان و نوع کاربری و نحوه استفاده از ساختمان قرار دارد . به منظور تامین استانداردهای مصرف انرژی برای ساختمان ها و تعیین یک الگوی مناسب نوع پوشش ساختمان و سیستم های ساختمانی مورد مطالعه قرار می گیرد . پوشش ساختمان از نظر مطابقت با منطقه اقلیمی و همچنین ویژگی مصالح و عایق حرارتی بکار رفته و سیستم های ساختمانی از لحاظ هماهنگی با نیازهای ساختمان باید بررسی شوند .
بدین منظور درجه حرارت لازم برای بخش های مختلف یک ساختمان و میزان اتلاف انرژی در هر قسمت مشخص می گردد . جهت تعیین میزان اتلاف انرژی در هر بخش نیاز به تهیه لیست کنترل مصرف انرژی - چک لیست انرژی - می باشد که در این قسمت وجود شاخص مصرف انرژی و تراز مصرف انرژی در ساختمان برای انواع مختلف انرژی و از جمله انرژی الکتریکی ضروری است .
جهت مقایسه نتایج ، پنج نمونه از انواع کاربری های مختلف شامل مجتمع مسکونی آپارتمانی 12 طبقه، آپارتمان مسکونی 4 طبقه ، ساختمان اداری 13 طبقه ، بیمارستان 600 تخت خوابی ، هتل 5 طبقه و60 اتاقه انتخاب گردیدند .میزان مصرف انرژی در نمونه های مختلف ساختمان پس از اجرای راهکارهای بهینه سازی و صرفه جویی مصرف انرژی ، بازدهی کوتاه مدت و میان مدت این راهکارها و توجیه اقتصادی آن را نشان می دهد.
راهکارهای بهینه سازی و صرفه جویی مصرف انرژی در ساختمان در دو بخش طرح های پیشنهادی و بناهای ساخته شده قابل اجرا هستند . نظارت بر اجرای این راهکارها و بازدهی آنها در طرح های پیشنهادی که در روند ساخت هستند به مراتب بهتر است . لیکن تغییر در سیستم حرارتی ، برودتی و تهویه مطبوع ، کنترل بازشوها ، افزودن عایق های حرارتی و . . . می تواند تا حدود 30 درصد در میزان اتلاف انرژی در بناهایی که در حال حاضر از آنها استفاده می شود ، تاثیر داشته باشد . اجرای راهکارهای بهینه سازی و صرفه جویی مصرف انرژی نیازمند اطلاع رسانی ، آموزش و برنامه ریزی جامع می باشد .
مقدمه
در بحران انرژی در سالهای 1974 به بعد که با بالا رفتن قیمت نفت خام و قیمت انرژی ، بطور کلی روند مصرف انرژی تغییر کرد و کشورهای بدون نفت در مصرف آن بصورت سیستماتیک تر عمل نمودند . به همین دلیل کشورهای مصرف کننده انرژی در جهت جایگزینی انرژی های جدید بجای انرژی فسیلی و صرفه جویی در مصرف انرژی و بهره برداری بهتر از انرژی های موجود گام برداشته اند .
استفاده منطقی از انرژی در رئوس اصلی کار کشورهای بدون منابع انرژی فسیلی قرار گرفت و بر آن شدند 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 و ساختار کلی ساختمان در جهت بهینه کردن مصرف انرژی در آن تدوین نموده اند که لازم الاجرا می باشد .
اجرا این موارد نتایج جالبی بدنبال داشته طوری که موفق شده اند با بکارگیری این قوانین تا حدود 30درصد در مصرف انرژی صرفه جویی نمایند . با توجه به تراز نامه سال 1382 مصرف انرژی در بخش ساختمان های خانگی و تجاری ایران حدود 40,27 درصد کل مصرف انرژی می باشد که صرفه جویی حدود 30 درصد در آن بسیار رقم قابل توجهی خواهد بود . i لذا در این مقاله به مسئله مصرف انرژی در ساختمان با نگاهی به صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی می پردازیم و پس از ارائه راهکارهایی ، به مقایسه نتایج در ساختمان های نمونه خواهیم پرداخت .
منابع اتلاف انرژی در ساختمان های مسکونی
میزان انرژی مصرف شده در ساختمان ها نسبت به آب و هوای منطقه و محل قرارگیری ساختمان متفاوت است . همچنین نوع طراحی و جهت گیری ساختمان و نوع کاربری و نحوه استفاده از ساختمان در مصرف انرژی موثر است . i i مدیریت انرژی در ساختمان ها را می توان با در نظر گرفتن چند عامل مورد بررسی قرار داد . محل قراگیری ساختمان جهت شناخت منابع اتلاف انرژی در ساختمان های مسکونی و تجاری لازم است بررسی انرژی کلی در آنها صورت گیرد و نتایج حاصل از آن را با یک الگوی به نسبت مناسب از یک نمونه کلی ساختمان مقایسه نمود . تا منابع اتلاف انرژی مشخص گردد و در جهت رفع آن اقدامات لازم بعمل آید .
برای تامین یک الگوی مناسب برای ساختمان ها از نظر مصرف انرژی باید از تمام زوایا به ساختمان توجه نمود و با بررسی و مطالعات دقیق نکات مهم از دید اتلاف انرژی در ساختمان ها را مشخص نمود . تا بتوان الگوی مورد نظر را بر مبنای این پارامترها استوار نمود . زوایای مهمی که در تامین الگوی لازم جهت تعیین منابع اتلاف انرژی در ساختمان های مسکونی و یا به عبارت دیگر مدیریت انرژی باید مد نظر داشت را می توان چنین پیشنهاد کرد :
- پوشش ها و سطوح خارجی ساختمان پوشش ساختمان تعیین کننده اثر شرایط محلی بر ساکنان است . یکی از مهمترین پارامترهایی که در اتلاف انرژی ساختمان دخالت دارد ، نوع پوشش خارجی ساختمان می باشد . این پوشش ها عبارتند از پنجره ها ، دیوارها ، سقف و کف ، انتقال حرارتی از این سطوح به صورت هدایتی و یا نفوذ حرارت از شکافهای کوچک ایجاد شده در سطوح و از طریق نفوذ هوا به داخل و خارج ساختمان انجام می گیرد i v . جهت جلوگیری اتلاف حرارتی از پوشش های ساختمان ، باید مهمترین پارامتر در انتقال حرارت یعنی ضریب انتقال حرارت - - U پوشش ها مورد بررسی قرار گیرد .
هر چه این ضریب کمتر باشد مقدار اتلاف حرارت از ساختمان کاهش یافته و نتیج بهتری حاصل می شود . v در پوشش های ساختمان به دلیل مقاومت مکانیکی مصالح بکار برده شده ، شاید نتوانیم مقاومت حرارتی آنها را زیاد تغییر دهیم . اما برای رفع این اشکال می توان از عایق های حرارتی در پوشش های ساختمان استفاده کرد . عایق کردن دیوارها و سقف های ساختمان - تا حدود 15 میلیمتر ضخامت - اثر زیادی در بار انرژی جهت خنک کردن و گرم کردن ساختمان ها به ترتیب در تابستان و زمستان دارد .
این اثر شامل 27 درصد کاهش بار انرژی در فصل گرما بوده و همچنین باعث کاهش بار انرژی گرمایی در فصل سرما می باشد که بطور متوسط در طول سال حدود 27 درصد از مصرف انرژی سالانه ساختمان را می کاهد . vi میزان عایق کاری در پوشش های خارجی ساختمان با توجه به اقلیم های مختلف متغیر بوده و به درجه حرارت محیط خارج ساختمان و اختلاف دمای حداکثر و حداقل شبانه روزی و فصلی هر منطقه و همچنین مقدار مقاومت حرارتی ساختمان بستگی دارد .
با تغییر مقاومت حرارتی می توان از تلفات انرژی جلوگیری نمود . هر قدر این مقاومت بزرگتر باشد صرفه جویی در انرژی بیشتر می گردد . مقدار مقاومت حرارتی عایق ها که در کشورهای مختلف در طراحی و محاسبات منظور می شود متفاوت می باشد . افزایش میزان مقاومت حرارتی عایق استفاده شده در پوشش های ساختمان هزینه بیشتری را می طلبد . ولی این بدان معنی نیست که این رابطه خطی باشد . بلکه در برخی موارد می توان در قبال مخارج بسیار جزئی با بکارگیری عایق بهتر نتیجه بسیار خوبی در کاهش مصرف انرژی گرفت
