بخشی از مقاله
محاسبه بار گرمایشی و سرمایشی ویالی مسکونی به کمک نرمافزار
Design Builder )منطقه سامان در استان چهارمحال و بختیاری(
چکیده
پس از شکلگیری حجم اولیه با استفاده از توصیههای اقلیمی نرمافزار Climate Consultant، به منظور بررسی میزان بار گرمایش و سرمایشی و همچنین میزان بار روشنایی ویالی مورد طراحی از نرمافزار Design Builder استفاده شده است. در نرمافزار Design Builder فعالیتهای مختلف ساختمان کامال دقیق وارد شده و متریال کف و سقف و دیوارها بدون عایق وارد شده است. سیستم گرمایش بخاری یا رادیاتور و سیستم سرمایش کولر آبی بوده است. از نتایج مشاهده شد که اتالف حرارتی در این ساختمان کامال مشهود بوده و انرژی بسیار زیادی مصرف مینماید. نتایج نشان دادند که بیشترین بار گرمایشی و سرمایشی مورد نیاز به ترتیب مربوط به ماههای دی و مرداد بوده است. همچنین نتایج شبیهسازیها نشان دادند که ماههای تیر و مرداد هیچگونه نیازی به گرمایش و ماههای آبان تا فروردین هیچ نیازی به سرمایش ندارند.
کلمات کلیدی: ویالی مسکونی، انرژی در ساختمان، اقلیم، چهارمحال و بختیاری، .Design Builder
-1 مقدمه
بدلیل اهمیت حفظ منابع و از جمله منابع انرژیهای فسیلی و همچنین افزایش فزاینده قیمت حاملهای انرژی، معماری و شهرسازی در ایران نیز همچون دیگر کشورها، بایستی به سمت بهرهوری انرژی و پایداری پیش رود. شناخت رفتار ساختمانها در رابطه با مصرف انرژی و طراحی ساختمانهای کم انرژی، بدون استفاده از ابزاری که بتواند مصرف انرژی ساختمانها را قبل از ساخت آنها محاسبه نماید، ممکن نیست.
ابزار مورد استفاده برای محاسبه مصرف انرژی ساختمانها و شناخت رفتار آنها، نرمافزارهای مدلسازی انرژی هستند. امروزه نرمافزارهای مدلسازی متعددی وجود دارد که در کشورهای پیشرفته دنیا در روند آموزش معماری، پروژههای پژوهشی و پروژههای اجرایی استفاده میگردند. یکی از دقیقترین و به روزترین نرمافزارهای مدلسازی انرژی، نرمافزار دیزاین بیلدر1 است که از نرمافزار انرژی پالس، که توسط دپارتمان انرژی آمریکا تولید شده، بهعنوان موتور مدلسازی استفاده مینماید.
در ادامه به کارهای انجام شده اخیر در زمینه شبیهسازی تاثیر پارامترهای مختلف بر حرارت اتالفی از ساختمان اشاره شده است.
رحیمزاده و برادر برجستهباف در سال [1]1391 به شبیهسازی میزان تاثیر ابعاد پنجرههای خارجی ساختمان بر بارهای سرمایش و گرمایش سالیانه در منازل مسکونی در اقلیمهای سرد، معتدل و گرم ایران با استفاده از نرمافزار دیزاینبیلدر پرداختند. آنها با تحلیل نتایج شبیهسازی عملکرد حرارتی جدارههای نور گذر با ابعادی در محدوده 5 تا 95 درصد سطح جدارههای خارجی، عالوه بر تعیین تاثیرات کمی متفاوت بهرهگیری از متغیر فوق در کاهش مصرف انرژی ساختمان، راهکارهای بهینهسازی عملکرد حرارتی پنجرهها در نماهای مختلف ساختمان را مشخص نمودند.
سعادتینسب و سایرین در سال [2]1392 به تحلیل تاثیرات استفاده از انواع نماها در پوسته خارجی ساختمان بر کاهش میزان مصرف انرژی سالیانه با استفاده از نرمافزار دیزاینبیلدر پرداختند. بررسی آنها در خصوص یک نمای دلخواه نشان داد که در تهران نماهایی با ضریب جذب خورشیدی 0/45 و در تبریز نماهایی با ضریب جذب خورشیدی حداکثر یعنی 0/95 مستقل از خواص دیگر، مناسبترین عملکرد را داشتهاند.
دلجوان و سایرین در سال [3]1392 به بررسی تاثیر فرم در بهینهسازی نورگیرهای خارجی پرداختند. از نرمافزار تجاری دیزاینبیلدر در شبیهسازیها استفاده نمودند. ساختمان مورد بررسی یک ساختمان مسکونی سه طبقه در تهران بود که دیوارها فاقد عایق و پنجرهها دو جداره بودند. بررسیها نشان داد که فرم گنبد بار سرمایشی را به میزان %5 و آرک دوطرفه به میزان 5%/5 کاهش داده است.
2
ابوالحسنی و سایرین در سال [4]1392به ارزیابی عملکرد حرارتی در فرایند طراحی یک ساختمان بلندمرتبه مسکونی در تهران به کمک شبیهسازی با نرمافزار دیزاینبیلدر پرداختند و بیان نمودند که با ترکیب فن و معماری و شکلگیری معماری بر اساس مقتضیات انرژی میتوان به سوی معماری پایدار گام برداشت.
خداکرمی و هادیپوریان در سال [5] 1392به بررسی استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر در یک بادگیر در شهر یزد و با استفاده از نرمافزار دیزاین بیلدر پرداختند. نتایج نشان داد که استفاده از بادگیر باعث میشود تا مصرف انرژی ساختمان جهت ایجاد سرمایش در ماههای گرم سال %32 نسبت به وقتی که بادگیر را در ساختمان استفاده نکنیم، کمتر میباشد.
هادیپوریان و سایرین در سال [6]1392 با استفاده از نرمافزار دیزاین بیلدر به بررسی عملکرد سرمایش تبخیری در یک نمونه بادگیر جدید طراحی شده در شهر یزد پرداختند. آنها دریافتند که بادگیر طراحی شده، هوایی مطبوع را وارد ساختمان میکند و از طرفی با طراحی مناسب پالن، مقطع و دریچههای مکش میتوان این جریان مطبوع هوا را به بسیاری از فضاهای اصلی ساختمان هدایت نمود.
صبوری در سال [7] 1392به بررسی برنامههای شبیهسازی مصرف انرژی در ساختمانها پرداخت و بیان نمود که با برنامه دیزاینبیلدر میتوان آلترناتیوهای گوناگون برای طرحهای معماری و نمای ساختمان را از لحاظ مصرف انرژی ارزیابی کرد و استفاده بهینه از روشنایی روز، سایهاندازی خورشید، تهویه طبیعی و سیستم HVAC را مورد سنجش قرار داد.
در این مقاله با استفاده از اصول معماری اقلیمی مانند معماری خاک پناه، کشیدگی ساختمان در جهتی خاص، چرخش ساختمان برای استفاده بیشتر از انرژی خورشید و ... به شبیهسازی یک ویالی مسکونی در استان چهارمحال و بختیاری با استفاده از نرمافزار Design Builder خواهیم پرداخت و بار سرمایشی و گرمایشی مورد نیاز جهت تامین آسایش ساکنین محاسبه خواهد شد.
3
بیان مساله
با استفاده از توصیهها و راهکارهای اقلیمی استخراج شده از نرمافزار Climate Consultantانگارههای ابتدایی طرح شکل گرفتند که عبارتند از کشیدگی ساختمان در جهت شرقی – غربی با اندکی زاویه به سمت جنوب شرقی، فرو بردن قسمتی از ساختمان در خاک، استفاده از پنجرههای بزرگ سمت جنوب ساختمان، استفاده کردن از سایهبان در جهتهای مختلف ساختمان، طراحی فضاهای خورشیدی سمت جنوب ساختمان و طراحی گلخانه در جنوب ساختمان. در شکلهای 1 و 2، نمای سهبعدی و برش ساختمان با استفاده از موارد فوق آورده شده است.
شکل :1 نمای سهبعدی ساختمان
شکل :2 برش خورده جانبی ساختمان
