info@enef.co Call Us 0912 0 28 81 28

بررسی اثر تعویض ناخواسته هوا بر میزان مصرف انرژی

 

خروج هوا درون فضاهای کنترل شده به بیرون ساختمان و جایگزینی آن با هوای بیرون باعث می گردد که هوای داخل ساختمان با دمایی که در محدوده آسایش حرارتی قرار دارد، از ساختمان خارج شود و در دوره گرمایش با هوای سرد بیرون و در دوره سرمایش با هوای گرم بیرون، جایگزین گردد. هوای وارد شده به ساختمان مجددا تا دمای داخل، گرم و یا سرد گردد. برای افزایش و یا کاهش دمای هوای ورودی به ساختمان و رساندن آن به دمای محیط داخل، نیاز به صرف انرژی است. بنابر این تعویض هوای داخل و خارج، مصرف انرژی ساختمان ها را افزایش می دهد.

از آنجا که در دوره گرمایش، همیشه دمای هوای بیرون کمتر از دمای هوای داخل فضاهای کنترل شده است، تعویض هوای داخل با خارج، منجر به جایگزینی هوای گرم داخل با هوای سرد خارج شده و افزایش دمای هوای سرد ورودی تا دمای شرایط آسایش، مستلزم صرف انرژی گرمایشی است. بنابراین تعویض هوا در دوره گرمایش، همیشه منجر به افزایش مصرف انرژی گرمایشی می گردد. در دوره سرمایش و زمانیکه دمای هوای خارج بیشتر از مرز بالایی شرایط آسایش حرارتی است نیز، اتفاقی مشابه رخ می دهد و بایستی هوای گرمی که جایگزین هوای داخل ساختمان شده، سرد گردد و این امر با مصرف انرژی همراه است. در حالیکه زمانیکه دمای هوای داخل ساختمان بالاتر از دمای شرایط آسایش حرارتی است ولی دمای هوای بیرون در محدوده شرایط آسایش حرارتی و پایین تر از آن است، تعویض هوای داخل و خارج، منجر به جایگزینی هوای خنک بیرون با هوای گرم داخل می گردد و این امر منجر به کاهش مصرف انرژی سرمایشی می شود. در این حالت، تعویض ناخواسته هوا همچون تهویه طبیعی عمل نموده، به تأمین شرایس آسایش حرارتی بدون صرف انرژی کمک می نماید. البته این مساله تنها در مواقع خاصی از سال و در اقلیم هایی که تابستان های بسیار گرم ندارند، رخ می دهد.

با توجه به اینکه تعویض هوای داخل و خارج منجر به صرف انرژی برای تغییر دمای هوای ورودی تا محدوده شرایط آسایش حرارتی می گردد، یکی از راه های کاهش مصرف انرژی ساختمان ها، هوابندی پوسته حرارتی آن است.

 

مصرف انرژی گرمایشی، سرمایشی و روشنایی ساختمان های اداری با میزان متفاوت تعویض هوا (کیلووات ساعت بر متر مربع در سال)

مصرف انرژی سرمایشی ساختمان های اداری با میزان متفاوت تعویض هوا (کیلووات ساعت بر متر مربع در سال)

مصرف انرژی کل ساختمان های اداری با میزان متفاوت تعویض هوا (کیلووات ساعت بر متر مربع در سال)

مصرف انرژی اولیه برای گرمایش، سرمایش و روشنایی ساختمان های اداری با میزان متفاوت تعویض هوا

(کیلووات ساعت بر متر مربع در سال)

 

برگرفته از کتاب ساختمان های اداری انرژی کارا، بهره وری انرژی با طراحی معماری، فرشاد نصراللهی.

 

 

بررسی اثر جهت گیری ساختمان ها بر میزان مصرف انرژی

جهت گیری ساختمان در میان همه فاکتورهای معماری، یکی از مهمترین عوامل در رابطه با صرفه جویی انرژی می باشد. یافتن جهت گیری بهینه برای یک ساختمان و طراحی ساختمان با این جهت گیری می تواند منجر به صرفه جویی انرژی زیادی گردد. میزان پتانسیل صرفه جویی انرژی از طریق جهت گیری بهینه، با توجه به شرایط اقلیمی، کاربری ساختمان، مقاومت حرارتی پوسته ساختمان و غیره متفاوت است.

به منظور مطالعه تأثیر جهت گیری بر میزان مصرف انرژی (گرمایشی، سرمایشی، روشنایی)، یک ساختمان اداری پایه با سه طبقه، در اقلیم شهر جدید هشتگرد مورد بررسی قرار گرفته است. جهت گیری برای نمایی به کار می رود که بیشترین مساحت پنجره را دارد، یعنی به ساختمانی که بیشترین سطح پنجره را در جبهه روبه روی جنوب دارد، ساختمان با جهت گیری جنوبی اطلاق می گردد.

جهت گیری از مبدأ شمال در جهت عقربه های ساعت در گام های 10 درجه ای سنجیده می شود.

 

انرژی گرمایشی: کمترین مصرف انرژی گرمایشی ساختمان زمانی اتفاق می افتد که ساختمان دارای جهت گیری جنوبی با 10 درجه انحراف به سمت شرق است.

زیرا که در ساعات اولیه روز در زمستان نیاز به انرژی گرمایشی بیشتری هست و با انحراف به سمت شرق در این ساعات میزان تابش خورشید بیشتری دریافت خواهد شد.

 

مصرف انرژی گرمایشی ساختمان های اداری با جهت گیری های متفاوت (کیلووات ساعت بر مترمربع در سال)

 

انرژی سرمایشی: ساختمان با جهت گیری شمالی کمترین میزان مصرف انرژی سرمایشی را داراست. به طور کلی با جهت گیری شرقی و غربی بیشترین میزان مصرف انرژی و با چرخش به سمت شمال و جنوب، مصرف انرژی کاهش می یابد. دلیل آن کم بودن زاویه ارتفاع خورشید در هنگام طلوع و غروب می باشد که در نتیجه تابش بیشتری وارد فضاهای داخلی شده اما در چرخش خورشید از شرق به غرب، به دلیل افزایش زاویه ارتفاع خورشید، بخش زیادی از اشعه های آن نمی تواند از طریق پنجره ها وارد ساختمان شود. در نتیجه جهت گیری باید به گونه ای باشد که کمترین میزان تابش در تابستان وارد ساختمان شود تا به منظور جبران آن، میزان کمتری انرژی سرمایشی مصرف گردد.

 

مصرف انرژی سرمایشی ساختمان های اداری با جهت گیری های متفاوت (کیلووات ساعت بر مترمربع در سال)

 

انرژی روشنایی: اثر جهت گیری ساختمان های اداری بر مصرف انرژی روشنایی نسبت به مصرف انرژی گرمایشی و سرمایشی اندک است.

 

مصرف انرژی روشنایی ساختمان های اداری با جهت گیری های متفاوت (کیلووات ساعت بر مترمربع در سال)

 

مقایسه میزان مصرف انرژی گرمایشی، سرمایشی و روشنایی ساختمان های اداری با جهت گیری های متفاوت (کیلووات ساعت بر مترمربع در سال)

 

انرژی کل: از آنجا که مصرف انرژی گرمایشی ساختمان های اداری در این اقلیم از مصرف انرژی سرمایشی و روشنایی بیشتر است، رفتار مصرف انرژی کل بیشتر متأثر از مصرف انرژی گرمایشی بوده و رفتاری نزدیک به مصرف انرژی گرمایشی دارد.

 

مصرف انرژی کل ساختمان های اداری با جهت گیری های متفاوت (کیلووات ساعت بر مترمربع در سال)

 

انرژی اولیه: همانند مصرف انرژی کل، مصرف انرژی اولیه ساختمان های اداری با جهت گیری جنوبی کمترین میزان را داراست. ساختمان های اداری رو به شمال نیز دارای مصرف انرژی اولیه کمی می باشند. مصرف انرژی اولیه پایین با جهت گیری جنوبی به دلیل مصرف انرژی گرمایشی اندک و انرژی سرمایشی نسبتا پایین ساختمان با این جهت گیری می باشد. مصرف انرژی اولیه ساختمان های اداری با جهت گیری رو به شمال نیز مقداری بسیار پایین دارد، چراکه در این جهت، ساختمان حداقل مصرف انرژی سرمایشی را دارد و به دلیل بالا بودن ضریب انرژی اولیه آن، تأثیر بسیاری بر میزان مصرف انرژی اولیه می گذارد.

 

مصرف انرژی اولیه ساختمان های اداری با جهت گیری های متفاوت (کیلووات ساعت بر مترمربع در سال)

 

مقایسه میزان مصرف انرژی کل و انرژی اولیه ساختمان های اداری با جهت گیری های متفاوت (کیلووات ساعت بر مترمربع در سال)

 

برگرفته از کتاب ساختمان های اداری انرژی کارا، بهره وری انرژی با طراحی معماری، فرشاد نصراللهی.

مجتمع مسکونی انرژی صفر در کره جنوبی

مجتمع مسکونی انرژی صفر در شهر سئول کشور کره جنوبی، یک مدل خلاقانه شامل 106 واحد مجزای مسکونی می باشد.

 

این مجتمع مسکونی با توجه به عوامل محیطی و نقاط مناسب جهت استفاده ازپنل های خورشیدی طراحی شده است. همچنین در این پروژه، استفاده از جریان طبیعت در ساخت زمین مصنوعی و سازگار با محیط زیست، یک هدف اساسی به شمار رفته است.

این مجموعه شامل امکانات آموزشی، تفریحی، اجتماعی، اورژانس و سالن سالمندان می باشد.

در این مجموعه این قابلیت وجود دارد که خانه ها بر اساس ترجیح ساکنین ادغام یا جدا شوند.

 

اطلاعات تکمیلی این پروژه به صورت تصویری در زیر آمده است.

 

نقشه های معماری

 

نمودار تعادل انرژی

 

 

 

میزان انرژی تابشی خورشید و پتانسیل استفاده از سیستم های خورشیدی

مولف: دکتر فرشاد نصراللهی

نقشه های زیر بترتیب میزان انرژی تابشی کل خورشید (Global Horizontal Solar Radiation) و انرژی مستقیم خورشید (Direct Horizontal Solar Radiation) بر روی سطح افقی را در برخی از کشورهای دنیا نشان می دهد. میزان انرژی کل خورشید، مجموع انرژی مستتقیم و پراکنده (Diffuse Solar Radiation) می باشد. مقایسه این تصاویر نشان می دهد که میزان انرژی کل خورشید در جنوب شرقی چین، کشورهای شمال اروپا و محدوده خط استوا بیشتر از انرژی مستقیم خورشد می باشد و در بقیه مناطق تفاوت عمده ای بین این دو میزان نیست. این امر بدلیل میزان زیاد انرژی پراکنده خورشید، که غالبا ناشی از بالا بودن رطوبت نسبی هوا است، در محدوده های مذکور می باشد.

 

همچنین تصاویر زیر بترتیب میزان انرژی تابشی خورشید در کشور ایران و آلمان را نشان می دهد. میزان انرژی تابشی خورشید در مناطق مختلف کشور بین 1200 و 2200 کیلوواتساعت بر مترمربع در سال می باشد که این میزان در کشور آلمان بین 940 و 1200 کیلوواتساعت بر مترمربع در سال متغیر است. این مقایسه نشان می دهد حداقل میزان تابش در کشور ما که در حاشیه دریای خزر اتفاق می افتد برابر با بیشترین میزان انرژی تابشی خورشید در کشور آلمان است که در بخش کوچکی از حاشیه جنوبی این کشور رخ می دهد. بالا بودن نسبی میزان انرژی تابشی خورشید در کشور، حاکی از اهمیت تابش خورشید در طراحی معماری ساختمان ها و اهمیت استفاده از راهکارهای غیرفعال گرمایشی و سرمایشی در اقلیم های کشور است. همچنین این مساله نشان می دهد که استفاده از سیستم های خورشیدی شامل سلول های خورشیدی فتوولتاییک (Photovoltaic) و کلکتورهای حرارتی خورشیدی (Solar Thermal Collectors) در ایران می تواند نسبت به کشور آلمان منجر به تولید بسیار بیشتری برق و حرارت گردد.

 

 

 

 

 تصاویر زیر میزان استفاده از سیستم های خورشیدی فتوولتاییک و حرارتی خورشیدی را در کشور آلمان در سال های مختلف و روند افزایشی آنرا نشان می دهد. مقایسه استفاده از سیستم های خورشیدی در کشور آلمان و بویژه روند افزایشی چشمگیر این سیستم ها در این کشور به رغم تابش بسیار اندک آن در مقایسه با ایران و همچنین میزان بسیار ناچیز تولید انرژی از طریق منابع تجدیدپذیر همچون خورشید در کشور، حاکی از عدم استفاده از این پتانسیل عظیم در ایران می باشد.

 

 استفاده از هر سیستمی زمانی مورد استقبال عموم قرار می گیرد که سرمایه گذاری برای آن از نظر اقتصادی برای استفاده کننده برگشت پذیر باشد و استفاده از سیستم های خورشیدی نیز از این مساله مستثنی نیست. با توجه به قیمت پایین انرژی در ایران به رغم هدفمند سازی یارانه ها و بویژه بدلیل قیمت بالای سیستم های موثر در کاهش مصرف انرژی نهایی همچون سیستم های خورشیدی در ایران، برگشت پذیری سرمایه گذاری استفاده از این سیستم ها را از نظر زمانی طولانی نموده و لذا اینگونه سرمایه گذاری ها را غیر اقتصادی می نماید. در چنین شرایطی نمی توان از مردم انتظار استفاده از سیستم های خورشیدی یا راهکارهای هزینه بر دیگر برای بهینه سازی مصرف سوخت در کشور را داشت و این مسئولیت بر عهده تصمیم گیران و قانونگذاران و سازمان های دولتی است که وظیفه دارند شرایط استفاده از چنین سیستم هایی را فراهم نمایند. فراهم نمودن شرایط اقتصادی استفاده از راهکارهای مذکور برای کاهش مصرف انرژی که ا توجه به شرایط مختلف و بویژه آلودگی بسیار زیاد هوای شهرهای بزرگ کشور بسیاز ضروری و حتی حیاتی می باشد با اقتصادی نمودن استفاده از این روش های تولید یا بهره وری انرژی با راهکارهایی همچون پرداخت یارانه به سیستم های تولید انرژی از منابع تجدد پذیر همچون سیستم های خورشیدی و افزایش قیمت حامل های انرژی امکان پذیر است. هرچند افزایش بیشتر قیمت حامل های انرژی با توجه به شرایط اقتصادی کشور، تنها با فراهم کردن شرایط اقتصادی مناسب آن در جامعه پیشنهاد می گردد. برای پرداخت یارانه به سیستم های خورشیدی می توان از منابع کاهش یارانه های انرژی استفاده نمود.

پرداخت یارانه به سیستم های هزینه بر کاهش دهنده مصرف انرژی یا تولید کننده انرژی از منابع تجدیدپذیر یکی از موثرترین و ساده ترین راهکارهای افزیش استفاده از چنین سیستم ها و گسترش کاربرد آنها می باشد. این روش از جمله روش هایی است که کشورهای مختلف از جمله آلمان از آن طی سالیان متمادی استفاده نموده تا با توسعه تکنولوژی این سیستم ها و کاربرد بیشتر آنها، استفاده از چنین سیستم هایی اقتصادی و فراگیر گردد. همین مساله است که باعث می گردد استفاده از سیستم های خورشیدی در کشوری همچون آلمان با میزان تابش بسیار اندک نسبت به ایران، چنین گسترش یابد.

 

 تلفن:     345  91  377 - 031

تلفکس: 344  91  377 - 031

تلفن همراه: 28  81  028  0912

اصفهان، بلوار کشاورز، سه راه سیمین، ساختمان آرش، واحد 501

ساعات کار

ساعات کار و دسترسی تلفنی با شماره های ثابت

شنبه تا چهارشنبه: 8:00 تا 18:00

پنج شنبه: 8:00 تا 16:00

زمان دسترسی تلفنی با تلفن همراه

شنبه تا پنجشنبه: 8:00 تا 20:00

  

پرسش از کارشناس

درباره ما

 فعالیت غالب مهندسین مشاور آرشیدز انجام پروژه های پژوهشی و اجرایی معماری و شهرسازی بصورت عام و بویژه با رویکرد بهره وری انرژی و همچنین آموزش شبیه سازی انرژی در   ساختمان ها از جمله با نرم افزار مدلسازی دیزاین بیلدر می باشد.  

از دیگر فعالیتهای مهندسین مشاور آرشیدز، مشاوره به شرکتهای مشاور معماری در پروژه های بزرگ معماری برای دستیابی به بهره وری انرژی و طراحی ساختمانها با مصرف انرژی کم و یا انرژی صفر می باشد.

دریافت خبرنامه

برای دریافت خبرنامه و اطلاع از زمان دوره های مدلسازی با نرم افزار دیزاین بیلدر، ایمیل و یا شماره تلفن همراه خود را وارد کنید