بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان و به دست آوردن راهکارهایی برای این کار مهم ترین اهداف مهندسی و نظارت بر ساخت ساختمان ها است. روش های مختلفی برای بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان وجود دارد که قبل از آن ابتدا باید ضرورت بهینه سازی شناخته شود تا راهکارهای آن بهتر درک و اجرا گردد.
ضرورت بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان
شاید بتوان گفت اولین و مهم ترین پارامتر در بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان هزینه هنگفتی است که سالیانه در هر کشوری برای تولید انرژی و یا واردات آن پرداخت می شود. از طرفی منابع انرژی ابدی نبوده و پایان پذیر هستند، بنابراین اگر بی توجه به بهینه سازی انرژی در ساختمان فقط آن را مصرف کنیم کم کم به پایان رسیده و عواقب این کار بسیار شدید است و حتی می تواند با خسارات جانی همراه باشد.
بنابراین در حال حاضر هر مکان جدیدی که ساخته می شود باید حتماً از نظر مصرف انرژی بهینه شود تا کاهش مصرف انرژی را داشته باشیم و بتوانیم آن را کنترل کنیم. خوشبختانه با بررسی هایی که انجام شده است راهکارهای فراوانی برای بهینه سازی انرژی وجود دارد که در ادامه آن ها را توضیح خواهیم داد.
بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها
- با اینکه بهینه سازی باعث افزایش قیمت مصالح می شود اما در طولانی مدت به دلیل کاهش سالانه انرژی از نظر اقتصادی بسیار به صرفه هستند.
- این کار باعث می شود بازدهی دستگاه ها افزایش پیدا کند.
- باعث جلوگیری از هدر رفتن گرما و سرمای تولید شده توسط سیستم ها می شود.
- کاهش بار کلی ساختمان و نیروی تخریب کننده زلزله را به همراه دارد.
- باعث بهبود فرم دهی اسکلت ساختمان خواهد شد.
روش های بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان
همان طور که گفتیم راهکارهای زیادی برای بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان وجود دارد که به شکل زیر می باشند: تنظیم اتوماسیون ساختمان ها یا سیستم BAS برای بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان
دستگاه های اتوماسیون موجود در ساختمان که به نام BAS شناخته می شوند باید برای بهینه سازی مصرف انرژی دائماً تنظیم شوند. در واقع ممکن است افراد ساختمان مشکلی با گرما و سرما نداشته و به اتوماسیون توجه نکنند، اما این کار اشتباه است و مصرف انرژی را از کنترل خارج می کند. در واقع اگر این سیستم به خوبی مدیریت و تنظیم شود حداقل تا 30 % مصرف انرژی در سیستم را کاهش می دهد.
راهکارهای بهینه‌سازی مصرف انرژی در سیستم اتوماسیون BAS
- زمان بندی دقیق برای روشن و خاموش کردن سیستم
- کنترل مصرف انرژی سیستم
- تنظیم سطح سرد و گرم
- کنترل حجم هوای متغیر
- انتخاب سرد کننده مناسب
- تنظیم صحیح آب سرد، آب گرم و کندانسور
چه مشکلاتی باعث افزایش مصرف انرژی در ساختمان های دارای سیستم BAS می شود؟
برخی از موارد نه تنها به بهینه سازی مصرف انرژی کمک نمی کنند بلکه آن را افزایش هم می دهند، مانند:
- عدم نظارت کافی بر عملکرد سیستم
- برنامه‌ریزی نامناسب دستگاه توسط نصاب آن
- عدم به کارگیری قسمت های کنترل کننده BAS توسط تکنسین های تأسیسات صنعتی
- عدم تعویض قسمت های خراب شده سیستم
- عدم آگاهی مناسب اپراتور سیستم درباره نحوه و اهمیت حفظ انرژی و بهینه سازی آن
ضریب انتقال حرارت شیشه
شیشه های معمولی اغلب به راحتی مقدار زیادی از انرژی ساختمان را انتقال می دهند. خبر خوب این است که امروزه میزان انتقال انرژی از طریق شیشه با استفاده از شیشه های عایق به شدت کاهش یافته است. در شیشه ها انتقال حرارت با چند روش انجام می شود که هر کدام از آن ها هنگام ساخت شیشه باید در نظر گرفته شود تا بتوان مصرف انرژی در ساختمان را بهینه کرد. این روش ها عبارت‌ند از:
انتقال حرارت هدایتی
در این حالت انرژی یا حرارت از اتمی به اتم دیگر منتقل می شود تا کاملاً انتقال یابد. برای جلوگیری از این حالت شیشه ها را دو جداره کرده و بین آن ها را با هوا و گازهایی نظیر آرگون، کریپتون و گزنون پر می کنند.
این هوا نارسانا بوده و اجازه انتقال هدایتی را نمی دهد. از نظر اقتصادی نیز هر متر شیشه دو جداره می تواند سالیانه باعث صرفه جویی 40 متر مکعب گاز شود.
انواع انتقال حرارت به روش جابجایی
در این حالت گرما مستقیماً از مولکول های گرم به سمت مولکول های سرد انتقال پیدا می کند. برای جلوگیری از این نوع انتقال انرژی باید فاصله بین دو جداره شیشه حداقل 12 میلی متر باشد. گاهی اوقات نیز به جای دو جداره از چند جداره یعنی چند صفحه شیشه موازی برای ساخت شیشه ها استفاده می کنند که بین آن ها رزین قرار می گیرد. این نوع شیشه ها هم عایق های حرارتی عالی هستند و هم ایمنی و امنیت بالایی دارند.
انتقال حرارت به روش تشعشع
در این روش انتقال حرارت، انتقال نیاز به وجود ماده ندارد و انرژی با امواج الکترومغناطیسی هدایت می شود. برای جلوگیری از این نوع انتقال حرارت از دستگاه های پوششی مانند اکسید تیتانیوم استفاده می کنند. این شیشه ها را Low-e می نامند که تا 5 برابر انتقال حرارت از طریق امواج را کاهش می دهد.
عایق کاری در ساختمان
یکی از بهترین روش های بهینه سازی مصرف انرژی استفاده از عایق های حرارتی در ساخت ساختمان است که در زمستان باعث کاهش مصرف گاز و در تابستان باعث کاهش مصرف برق می شود. این عایق ها از 50 سال پیش تاکنون در دسترس هستند، اما متأسفانه همه کارفرماها به استفاده از آن توجه نمی کردند. اما امروزه با توجه به افزایش قیمت انرژی این مورد بیشتر مدنظر گرفته می شود. اگر ساختمان به درستی عایق کاری شود حتی می تواند تا حدود 60 الی 70 درصد نیز باعث بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان گردد.
انواع عایق کاری ساختمان
- پلاستیک های مخصوص
- پی وی سی
- مواد ساخته شده از پلی استرین ها
- مواد ساخته شده از پلی یورتان ها
- پشم شیشه
این عایق ها نه تنها باعث کاهش مصرف انرژی در ساختمان می شوند، بلکه به دلیل حالت متخلخل در جنس این عایق ها وزن سازه نیز کاهش و مقاومتشان در برابر زلزله افزایش پیدا می کند.
نگهداری و سرویس کاری منظم دستگاه های گرمایشی و سرمایشی
اگر بتوانید به طور منظم سرویس های ساختمانی را تنظیم کنید سالیانه حدود 15 الی 20 درصد در مصرف انرژی صرفه جویی می شود. نگهداری و سرویس سیستم شامل تمیزکاری، تعویض قطعات فرسوده و … می باشد.
استفاده از تجهیزات کنترلی هوشمند
در این سیستم ها که BAS نیز یکی از آن ها می باشد، خود سیستم انرژی انتقالی به بخش های مختلف را کنترل می کند و خروجی های انرژی را به اپراتور نشان می دهد. بنابراین به راحتی افزایش مصرف انرژی تشخیص داده شده و علت آن برطرف می شود.
استفاده از انرژی های طبیعی مانند انرژی باد و انرژی خورشیدی
خود هوای طبیعی در بسیاری از زمان ها می تواند نیاز ما به انرژی را برطرف کند. این کار هم از طریق دستگاه های تولید انرژی مانند دستگاه های تولید انرژی خورشیدی و باد و … امکان پذیر است و هم خودتان می توانید با باز گذاشتن پنجره ها یا استفاده از پرده های مناسب و … تا حد زیادی در مصرف انرژی صرفه جویی نمایید. همچنین باید طراحی ها طوری باشند که حداکثر استفاده از انرژی خورشیدی انجام شود.
