بخشی از مقاله
ممیزی انرژی دوساختمان مسکونی در تهران
چکیده
ممیزی انرژی در ساختمان های موجود کشور یکی از اقدامات اولیه در جهت شناسایی راهکارهای بهینه سازی مصرف انرژی در بخش ساختمان است. از آنجا که بخش خانگی یکی مهمترین بخش های مصرف کننده انرژی در سطح کشور است، لذا ضروری است تا مطالعات ویژه ای در این زمینه صورت گیرد. با این هدف، دو ساختمان مسکونی در تهران با قدمت نزدیک به ۳۰ سال مورد بررسی قرار گرفتند، و راه حل های بهینه سازی مصرف انرژی در آن ها معرفی شدند. علت انتخاب این دو ساختمان، مشابهت ساختار آن ها با گونه ای رایج از ساختمان های مسکونی در این شهر میباشد. در نتیجه می توان راه حل های پیشنهادی را به سایر ساختمان های مشابه نیز تعمیم داد.
مقدمه
بخش ساختمان در ايران ، بر اساس آمارهاي منتشره از سوي سازمان بهينه سازي مصرف سوخت کشور، يکي از مهمترين بخش هاي مصرف کننده انرژي در کشور است . طبق آمار مزبور ، بخش خانگي و تجاري بيش ا ز ٣٠% از کل مصرف انرژي را به خود اختصاص داده است . مصرف انرژي در بخش خانگي و تجاري در مرحله اول براي تاءمين گرما و سرما، يا به عبارتي تاءمين شرايط آسايش حرارتي در ساختمان ها است ، و در مراحل بعد، براي تاءمين آب گرم مصرفي، روشنايي، و پخت و پز مي باشد. در اين مقاله ، مصرف انرژي در دو ساختمان مسکوني با قدمت بيش از ٣٠ سال مورد بررسي قرار گرفته است و راه حل هاي صرفه جويي انرژي درآن ها پيشنهاد شده است . علت انتخاب اين دو ساختمان وجود تعداد زياد بناي مشابه در سطح شهر تهران است .
مميزي انرژي در اين دو ساختمان در همه بخش هاي آن ها، اعم از جدارهاي خارجي، سيستم هاي گرم و سرد کننده ، و نيز روشنايي صورت گرفته است ، که نتايج و راه حل هاي پيشنهادي براي صرفه جويي در مصرف انرژي مورد بحث قرار خواهد گرفت .
مشخصات کالبدي ساختمان هاساختمان اول در محدوده شهرداري منطقه ٥ واقع است (شکل ١). ساختمان شمالي بوده ، و دسترسي به آن از طريق يک گذر ١٢ متري در سمت جنوب فراهم مي باشد.
ساختمان داراي ٢ طبقه مستقل است ، که با يک پله خارجي ارتباط با طبقه دوم تاءمين مي شود. در همسايگي شرقي يک واحد مسکوني يک طبقه قرار دارد. در همسايگي غربي يک واحد مسکوني ٤ طبقه واقع شده است . کل زيربناي مفيد ساختمان معادل ٣٥٠ مترمربع در دو طبقه است . ساختمان داراي يک زيرزمين است که از طرف حياط دسترسي دارد. روي بام زيرزمين ايوان ورودي به طبقه اول قرارگرفته است که فضاي باز محسوب مي شود. از زيرزمين به عنوان اتاق تاءسيسات و انباري استفاده مي شود.
پلان طبقات همکف و اول مشابه است . بام ساختمان به صورت تخت اجرا شده است .
جزئيات اجرايي آن به پيوست همين مقاله آمده است .
جزئيات اجرايي ساختمان ها
در هر دو ساختمان کليه ديوارها آجري و باربر هستند. ديوارهاي خارجي در ساختمان شماره ١، ٥.٢٧ سانتيمتر و در ساختمان شماره ٢، ٣٠ سانتيمتر ضخامت دارند. در هرو ساختمان ديوارهاي خارجي از سمت بيرون با سنگ تراورتن و از سمت داخل با اندود گچ پوشيده شده اند. ديوارهاي داخلي به صورت تيغه ١١ سانتيمتري اجرا شده اند. پوشش طرفين اين ديوارها اندود گچ است . کف کليه طبقات با موزائيک فرش شده است .
پنجره هاي ساختمان از شيشه ٤ ميليمتر درون قاب فلزي هستند. در طبقه همکف قاب هاي فولادي و بازشوها لولايي مي باشند. در ساختمان شماره ١ در طبقه اول قاب ها از پروفيل هاي آلومينيومي و بازشوهاي کشويي ساخته شده اند. در هر دو ساختمان دهانه پنجره ها فاقد نعل درگاه بوده ، و در تمام موارد از تير سقف به عنوان نعل درگاه استفاده شده است . سقف طبقات از نوع طاق ضربي بوده ، که از زير با اندود گچ وخاک و گچ پرداختي پوشانده شده است . پوشش نهايي بام در هر دو ساختمان آسفالت مي باشد.
سيستم هاي گرمايي و سرمايي و توليد آب گرم مصرفي
سيستم گرمايي هر دو ساختمان حرارت مرکزي شوفاژ با سوخت گاز است . در ساختمان شماره ١ آب گرم کننده رادياتورها توسط يک دستگاه ديگ چدني که ظرفيت مشعل آن ٠٠٠ ١١٠ کيلوکالري در ساعت است تاءمين شده و توسط لوله کشي به رادياتورها فرستاده مي شود. اين لوله ها به صورت دفني از زير کف طبقات اجرا شده است . براي گردش آب گرم کننده رادياتورها از يک پمپ خطي استفاده شده است که در مسير برگشت قرار گرفته است . آکوستات روي ديگ در دماي ٧٠ درجه (سلسيوس ) تنظيم شده است که مشعل را روشن و خاموش مي کند. يک آکوستات هم در مسير برگشت آب گرم کننده قرار گرفته که روي ٦٠ درجه تنظيم گرديده و پمپ گردش آب گرم کننده را روشن و خاموش مي کند. آب گرم کننده رادياتورهاي هر طبقه مدار مخصوص به خود را دارد.
نورگيري اتاقها از طريق پنجره هاي نما هاي شمالي و جنوبي صورت مي گيرد.
پنجره هاي شمالي رو به حياط خلوت قرارگرفته اند. نما هاي شرقي و غربي به علت وجود همسايه فاقد پنجره هستند. نسبت سطح پنجره به سطح نماي جنوبي درطبقه همکف ٧٠% ، در طبقه اول ٤٢% و ميانگين آن ٥٦% است . همين نسبت ها در نماي داخل حياط خلوت ساختمان براي طبقه همکف ٤٣% ، براي طبقه اول ٤١% ، و به طور متوسط ٤٢% مي باشد. اين مساءله به خوبي نشان مي دهد که سطوح پنجره نزديک به نيمي از نماي ساختمان را به خود اختصاص داده است . اين ويژگي که از نظر انتقال حرارت نامطلوب مي باشد در اغلب ساختمان هاي مربوط به اين دوره ساخت در شهرتهران مشاهده مي شود.
در ساختمان شماره ٢ نيز وضعيت مشابهي مشاهده مي شود. ساختمان مورد نظر در محدوده شهرداري منطقه ١ واقع است (شکل ٢). ساختمان جنوبي، و دسترسي به آن از طريق يک گذر ١٢ متري در سمت شمال مي باشد. ساختمان داراي ٢ طبقه مستقل ، و يک زير زمين است . ارتباط با طبقه دوم از طريق يک راه پله داخلي تاءمين مي شود. در همسايگي شرقي يک واحد مسکوني دو طبقه ، و در همسايگي غربي يک واحد مسکوني ٦ طبقه قرار دارد.
کل زيربناي مفيد ساختمان معادل ٨.٣٧٨ مترمربع در دو طبقه است . پلان دو طبقه مشابه نيست ، و نيمي از سقف طبقه اول به صورت تراس طبقه دوم است . ساختمان داراي يک زيرزمين است که دسترسي به آن از سمت حياط و ايوان کوچک شرقي است .
زير زمين در زير اتاق خواب جنوب شرقي قرار گرفته است (شکل ٢). از زيرزمين به عنوان اتاق تاءسيسات و انباري استفاده مي شود. بخش خصوصي ساختمان داراي يک هال کوچک ، و سه اتاق خواب است . دو اتاق خواب از جنوب نورمي گيرند، و اتاق خواب سوم از سمت شمال . اين قسمت همچنين داراي يک سرويس بهداشتي و حمام نيز مي باشدکه در سمت شمال استقرار يافته است . سقف هال ورودي و سرويس بهداشتي به صورت کاذب اجرا شده ، و کوتاهتر از سقف اتاق ها مي باشد. اتاقهاي پذيرايي در هر دو طبقه شومينه دارند که بيشتر نقشي تزييني را ايفا مي کنند. آشپزخانه رو به شمال بوده و اتاقهاي پذيرايي از جنوب نور مي گيرند. همانطور که اشاره شد زير بناي طبقه اول کمتر از طبقه همکف است . در نتيجه بخش عمده اي از سقف پذيرايي طبقه همکف به عنوان بالکن طبقه اول استفاده مي شود. ارتباط بين دو طبقه ساختمان و بام به وسيله پله اي از داخل ساختمان تاءمين شده است .
بام ساختمان به صورت تخت اجرا شده است . روي بام ، در محل پاگرد راه پله ، اتاقکي است که در حال حاضر از آن به عنوان آزمايشگاه استفاده مي شود.
نورگيري اتاقها از طريق پنجره هاي نما هاي شمالي و جنوبي صورت مي گيرد.
پنجره هاي شمالي رو به کوچه قرارگرفته اند. نما هاي شرقي و غربي به علت وجود همسايه فاقد پنجره هستند. نسبت سطح پنجره به سطح نماي جنوبي درطبقه همکف ٥١%، در طبقه اول ٦٤% و ميانگين آن ٥٨% است . همين نسبت ها در نماي شمالي ساختمان براي طبقه همکف ٣٢% ، براي طبقه اول ٣٣% ،و به طور متوسط ٥.٣٢% مي باشد. اين مساءله به خوبي نشان مي دهد که سطوح پنجره در طبقه همکف بيش از نيمي از نماي ساختمان و در طبقه اول نزديک به ١.٣ نما را به خود اختصاص داده اند.
هر دو ساختمان نزديک به ٣٠ سال قدمت دارند. نقشه هاي اجرايي ساختمان ها از مالکين اخذ شد، و با وضع موجود تطبيق داده شدند. پس از مقايسه نقشه ها و ساختمانهاي موجود روشن گرديد که در مواردي تغييرات عمده در هنگام ساخت اعمال شده است .
لذا مجدداً وضع موجود برداشت شد، و نقشه ها تصحيح گرديد . نقشه هاي ساختمانها وباعث شده است تا در اوقات گرم نيزشرايط حرارتي ساختمان در حد آسايش نباشد.
ضرايب انتقال حرارت جدارها
براي تعيين انتقال حرارت کلي ساختمان ، مي بايست در ابتدا ضرايب انتقال حرارت کليه اجزاء پوسته خارجي ساختمان را محاسبه کرد. به همين منظور، با توجه به جزئياتي که پيش از اين ذکر گرديد، ضرايب انتقال حرارت عناصر ساختمان محاسبه شد. اما تنها مقادير ضرايب انتقال حرارت براي اقدام به بهينه سازي مصرف انرژي در يک ساختمان کفايت نمي کند، بلکه مقدار سطح هر عنصر و هزينه بهينه سازي آن در تصميم گيري ها براي اين امر حائز اهميت ويژه است . به همين دليل در جدول ١مقايسه اي بين ميزان انتقال حرارت از سطح هر يک از عناصر نامبرده و انتقال حرارت کل ساختمان انجام گرفته است تا اهميت هر عنصر در ميزان انتقال حرارت روشن گردد. همانطور که در اين جدول مشاهده مي شود، مهمترين بخش هاي ساختمان شماره ١ از نظر ميزان سطح در تماس با محيط خارج به ترتيب اهميت عبارتند از ديوارهاي خارجي ٣٠ سانتيمتر، بام ، پنجره ها و درهاي شيشه اي. لازم به ذکر است که انتقال حرارت کل ساختمان بر اساس محاسبات انجام شده ١١٠١ [ W.K ] ميباشد.
آب گرم مصرفي واحدها توسط يک منبع دوجداره تاءمين مي شود.
گردش آب گرم کننده اين منبع در زمستان توسط پمپ گردش آب گرم کننده رادياتورها و در تابستان به صورت طبيعي انجام مي شود. سيستم گرمايي ساختمان داراي يک منبع انبساط است که در بام و در هواي آزاد قرار دارد. در تمام اتاقها به جز انبار و سرويس بهداشتي رادياتور فولادي نصب گرديده است .
سيستم سرمايي کولر آبي است . ٢ کولر در بام قرار دارد که براي هر طبقه از يک کولراستفاده مي شود. مسير عبورکانال کولرها در طبقات بصورت توکار پيش بيني شده است . هواي خنک به اتاق پذيرايي، هال و خواب جنوبي دميده مي شود.
در ساختمان شماره ٢سيستم گرمايي حرارت مرکزي شوفاژ با سوخت گاز است .
همانطور که پيش از اين اشاره شد، اتاق تاءسيسات در زيرزمين واقع است . تمام اتاق ها و سرويس هاي بهداشتي داراي رادياتور هستند. رادياتورها فاقد پوشش هاي رايج مي باشند.
سيستم سرمايي کولر آبي است . ٢ کولر در بام قرار دارد که براي هر طبقه از يک کولراستفاده مي شود. مسير عبورکانال کولرها در طبقات بصورت توکار پيش بيني شده است .
آسايش حرارتي
