© HN Chaudhry، منتشر شده توسط EDP Sciences، 2016

توافقنامه پاریس در 12 دسامبر 2015 نشانگر آخرین گام در تحول رژیم تغییر اقلیم سازمان ملل بود که در سال 1992 با تصویب کنوانسیون چارچوب آغاز شد. کنوانسیون چارچوب سازمان ملل متحد در مورد تغییر آب و هوا (UNFCCC) اهداف بلندمدتی را برای تکرار اهداف محدود کردن افزایش دمای جهانی بسیار کمتر از 2 درجه سانتیگراد تعیین کرد، در حالی که بر تلاش برای محدود کردن افزایش به 1.5 درجه سانتیگراد و تمدید هدف فعلی بسیج 100 دلاری تاکید کرد. میلیارد دلار در سال حمایت از سال 2020 تا 2025 [1 ]. این توافق فرصت قابل توجهی را برای بخش ساختمان فراهم می کند تا صرفه جویی انبوه را در نحوه استفاده از انرژی، به ویژه برای گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) در بر بگیرد.

انرژی ساختمان بخشی از یک سیستم پیچیده است که شامل حمل و نقل و برنامه ریزی شهری می شود و پیامدهای اجتماعی عمده و همچنین تأثیرات تغییرات آب و هوایی دارد. ترکیب انرژی نیز در تعیین انتشار دی اکسید کربن مهم است. ساختمان‌ها در سراسر جهان 40 درصد از مصرف انرژی جهانی را به خود اختصاص می‌دهند و ردپای کربن حاصل از آن به طور قابل‌توجهی بیشتر از کل حمل‌ونقل در مجموع است. مصرف انرژی در جهان عمدتاً ناشی از استفاده مسکونی است و بخش عمده ای از برق توسط بخش ساختمان مصرف می شود.2 ،3 ].

با افزایش روزافزون جمعیت و اقتصاد جهانی، وابستگی به استفاده از منابع تجدیدناپذیر انرژی به نسبت مستقیم در حال افزایش است. با این وجود، پتانسیل تجدیدناپذیر این منابع مطمئناً یک موضوع پیشرو در سراسر جهان است و در دهه های گذشته توجه بین المللی قابل توجهی به دست آورده است. فرصت های بزرگ و جذابی برای کاهش مصرف انرژی ساختمان با هزینه های کمتر و بازدهی بیشتر نسبت به سایر بخش ها وجود دارد. در عین حال، برای دستیابی به این هدف همانطور که در توافقنامه پاریس مشخص شده است، به سرمایه گذاری های قابل توجهی نیاز خواهد بود. این موارد مستلزم ترکیبی از اقدامات اجتماعی، اقتصادی و زیست‌محیطی، از جمله قوانین انرژی ساختمان، یارانه‌های سرمایه‌گذاری، مکانیسم‌های برچسب‌گذاری و گزارش‌دهی، افزایش ظرفیت نیروی کار و آموزش دیده است.

واحدهای تهویه مطبوع مکانیکی راه حل های رایجی برای تامین نیازهای هوای تازه موثر و کافی هستند. مطالعات قبلی نشان داده است که سیستم‌های فعال با مکانیسم‌های پیچیده و یکپارچه به سطح بالایی از انرژی ورودی نیاز دارند. مصرف برق از سیستم‌های خنک‌کننده فعال ساختمان که در حال حاضر به کار می‌روند، گاهی اوقات با هزینه نسبتاً کم تجهیزات به‌طور قابل‌توجهی بالاتر است، در نتیجه آنها را از نظر مالی برای بخش ساختمان جذاب می‌کند. مصرف انرژی برای واحدهای هواساز معمولی می تواند تا 20000 وات بالا رود در حالی که سیستم های خنک کننده خشک کننده معمولی می توانند تا 55000 وات برق مصرف کنند.4 ،5 ]. بنابراین، دستیابی به همان سطح تهویه و تهویه فضا با استفاده از منابع طبیعی (که تهویه غیرفعال نامیده می شود) تأثیر چشمگیری بر عملکرد انرژی خواهد داشت ( شکل 1 ).

عکس. 1مقایسه هزینه و توان سیستم‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع ساختمان (HVAC) در مقیاس ورود به سیستم [ 4 ].

استراتژی‌های مختلفی در ساختمان‌ها در حال انجام است که از پارامترهای دما و سرعت باد برای کاهش بارهای خنک‌کننده استفاده می‌کنند تا هزینه مصرف برق تکمیلی را محدود کنند.6 –8 ]. از آنجایی که بخش های ساختمان های مسکونی و تجاری بار عمده ای از مصرف انرژی را مصرف می کنند، فرصت قابل توجهی برای به حداقل رساندن تامین برق خارجی با استفاده از تکنیک های خنک کننده غیرفعال وجود دارد. یکی از ویژگی های خنک کننده غیرفعال، کاهش مصرف برق با تهویه مطبوع فعال یا به حداقل رساندن گرما از طریق تهویه طبیعی است. تهویه طبیعی به تامین هوای تازه از فضای باز (کلان اقلیم) به داخل (میکرو اقلیم) از طریق روش های غیر مکانیکی اطلاق می شود و در صورت ترکیب با مکانیزم انتقال حرارت بدون مبرد، می تواند در کاهش ردپای کربن وسایل جدید کمک کند. خانه های موجود

مطالعات گسترده انجام شده توسط Chaudhry و Hughes [9 –11] بر مزایای استفاده از مواد تغییر فاز طبیعی مانند آب در سیستم های تهویه ساختمان به منظور کاهش بار کلی انرژی تاکید کرده اند. ترکیب فناوری‌های انتقال حرارت غیرفعال مانند لوله‌های حرارتی با تهویه طبیعی راهی برای دستیابی به ساختمان‌های پایدار است. پیشرفت علمی تحقیقات در کاربرد مکانیسم‌های HVAC غیرفعال برای انتقال گرما مؤثر به تدریج از طریق استفاده از کدهای دینامیک سیالات محاسباتی پیشرفته (CFD) و تکنیک‌های آزمایش پیچیده در حال افزایش است. نتایج حاصل از این مطالعه اثبات مفهوم کاهش دمای هوای غیرفعال را تا 4 درجه سانتیگراد برای سرعت هوای خارجی 1 متر بر ثانیه نشان داد. میانگین اثربخشی کلی محیط تبادل حرارتی لوله حرارتی 6.4 درصد محاسبه شد.شکل 2 ).

شکل 2لوله های حرارتی به عنوان یک محیط پیش خنک کننده غیرفعال برای کاهش بارهای تهویه مطبوع ساختمان در آب و هوای گرم استفاده می شود.10 ].

مکانیسم‌های تهویه طبیعی مانند برج‌های باد در حال حاضر به طور فزاینده‌ای در ساختمان‌های جدید برای کاهش مصرف انرژی و در نتیجه ردپای کربن مورد استفاده قرار می‌گیرند و این موارد در مطالعات انجام‌شده توسط Calautit و همکاران مورد تاکید قرار گرفته‌اند. [12 ،13 ]. ادغام بادگیرهای تهویه طبیعی به عنوان جایگزینی با انرژی کم برای سیستم HVAC مکانیکی یا به عنوان پشتیبان آن (یعنی سیستم هیبریدی) پتانسیل بهبود کیفیت هوای داخل ساختمان (IAQ) و کاهش انتشار کربن را با کاهش اتکا به انرژی نشان داده است. تهویه مطبوع فشرده نتایج پتانسیل خنک کنندگی تا 12 درجه سانتیگراد را در شرایط اقلیمی هوای گرم در خاورمیانه نشان داده است.14 ].

به‌عنوان دستیار سردبیر ساختمان‌های پایدار ، مشتاقانه منتظر دریافت کمک‌های علمی شما در زمینه افزایش دانش و آگاهی در زمینه ساختمان‌های پایدار و HVAC هستم. من از تحقیقات علمی که مفاهیم اساسی مرتبط با ساختمان های پایدار و نقش HVAC را برای اطمینان از عملکرد بالا ساختمان ها در مرحله طراحی و بهره برداری نشان می دهد، استقبال می کنم. ساختمان‌های پایدار مقالات پژوهشی بین‌رشته‌ای اصلی، بررسی‌های جامع و ارتباطات کوتاهی را منتشر می‌کند که نشان‌دهنده کار در حال انجام و توسعه توسط موسسات و سازمان‌های سراسر جهان است. مقالات مربوط به خط مشی ها، شناسایی مشکلات و فرمول بندی و مطالعات موردی در مورد تمام جنبه های ساختمان ها نیز به طور کامل مورد توجه قرار خواهند گرفت.

منابع