1 . معرفی

امروزه موضوع مصرف انرژی و آلودگی محیط زیست از اهمیت حیاتی برخوردار است. بخش قابل توجهی از این چالش به ساختمان‌هایی مربوط می‌شود که در آن‌ها درصد بالایی از انرژی مصرف می‌شود و انتشار گازهای گلخانه‌ای (GHG) بر محیط زیست تأثیر منفی می‌گذارد [ 1 ، 2 ]. بنابراین برای مقابله با این مشکل باید اقدامات مهمی انجام شود و توجه کافی به طراحی ساختمان به خصوص فاز اولیه که بر عملکرد ساختمان بسیار موثر است، معطوف شود . همه اعضای درگیر مانند ذینفعان، طراحان و مهندسان باید تمام تلاش خود را برای تحقق استانداردهای اقتصادی، زیست محیطی و اجتماعی در این زمینه انجام دهند [ 4 ، 5 ].

تحقیقات متعددی مصرف انرژی ساختمان ها را از جنبه های مختلف مورد بررسی قرار داده است. برای مثال دیفن باخ و همکاران. [6] سناریوی مصرف انرژی برای سیستم گرمایش و تامین آب گرم یک ساختمان مسکونی را تحلیل کرد. نرخ های نوسازی برای سهام مسکن غیرانتفاعی هلند توسط فیلیپیدو و همکاران ارائه شده است. [7] ، بر اساس تغییرات در عملکرد انرژی 856252 مسکن. نتایج آنها نشان داد که برای افزایش نرخ سالانه نوسازی حرارتی ساختمان باید پیشرفت مستمری صورت گیرد و انرژی‌های تجدیدپذیر بیشتری برای گرمایش و سرمایش استفاده شود. Audenaert و همکاران [8] به دنبال سودآورترین ترکیب عایق از نظر اقتصادی برای شهروند فلاندری بود. نشان داد که عامل کلیدی برای مسکن نیمه جدا، عایق بودن سقف و کف است، در حالی که برای یک خانه مستقل، عامل کلیدی عایق بودن نما و کف است. جورجوپولو و همکاران [9] همچنین نشان داد که چگونه اقدامات فردی می تواند کاهش قابل توجه انتشار CO ₂ را در صورت اعمال سیاست های حمایت اقتصادی هدفمند به دقت ایجاد کند.

تأثیر بالقوه تغییر اقلیم بر مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش در جنوب اروپا توسط Cellura و همکارانش تحلیل شد. [10] . در اثر دیگری، لو و همکاران. [11] انعطاف پذیری انرژی سیستم خنک کننده را با استفاده از جرم حرارتی ساختمان در یک ساختمان اداری تقریباً صفر انرژی مورد مطالعه قرار داد. آنها نشان دادند که در مقایسه با کنترل سنتی بازگشت شبانه، توان پیک و اوج انرژی را می توان به ترتیب 55.6% و 54.0% تحت کنترل مبتنی بر قانون کاهش داد. Gainza-Barrencua و همکاران. [12] مزایای بالقوه فضاهای خورشیدی برای پیش گرم کردن هوای ورودی تهویه برای کاهش مصرف انرژی ساختمان ها را بررسی کرد. همچنین، سه رویکرد برای بازسازی یک خانه با انرژی صفر توسط جین و همکاران مورد بحث قرار گرفته است. [13] ، از جمله کیفیت بالای عایق، دهلیز در وسط خانه، و سیستم تهویه با بازیابی گرما. علاوه بر این، مالز و همکاران. [14] پتانسیل عایق بالای یک سیستم عایق ساختمان را بررسی کرد و سپس آن را با مواد عایق موجود در بازار مقایسه کرد.

مصالح ساختمانی تاثیر زیادی بر بار حرارتی ساختمان ها، مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای دارد. نوع، تابش انرژی و انتقال حرارت مصالح از پارامترهای مهم در بار حرارتی ساختمان ها هستند. تحقیقات زیادی در این زمینه انجام شده و مصالح ساختمانی مختلف از منظرهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است [15] ، [16] ، [17] ، [18] . انتخاب و استفاده از مصالح ساختمانی باید با توجه به شرایط آب و هوایی هر منطقه انجام شود.

در طول فرآیند ساخت ، توجه به استفاده از مواد سازگار با محیط زیست ضروری است. ژانگ و همکاران [19] نشان داد که سازه فولادی- بامبو نسبت به ساختار اسکلت بتنی عمومی “کربن دوست”تر است. مسی و همکاران [20] به این سوال پرداخته است که آیا موثرترین راه حل برای مصرف انرژی نیز بهترین راه حل از نظر پایداری زیست محیطی است؟ نتایج نشان داد که یک نقطه مبادله بین اقدامات صرفه جویی در انرژی و انرژی های تجدیدپذیر باید به دست آید تا اثرات زیست محیطی با توجه به رویکرد چرخه عمر به حداقل برسد . علاوه بر این، تفاوت بین مصرف واقعی نهایی و میزان مصرف انرژی قابل پیش‌بینی برآورد شده در ساختمان‌ها در برخی از مطالعات ارزیابی شده است [21] ، [22] ، [23] ، [24] ، [25] . این نتیجه از این واقعیت است که مشخصات و رفتار ساکنان تأثیر زیادی بر مصرف انرژی نهایی در بخش مسکونی دارد، همانطور که نورد و همکاران نشان دادند. [26] برای نروژ.

با ظهور فناوری‌های مختلف، پیچیدگی عملیاتی نیز افزایش یافته و تصمیم برای انتخاب استراتژی‌های بهینه و همچنین راهکارهای کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌ها اهمیت بیشتری یافته است. از این رو، تنها شبیه‌سازی‌هایی که در آن همه عوامل مؤثر در نظر گرفته می‌شوند، می‌توانند به ارزیابی مناسب بازده انرژی منجر شوند.

بر اساس آثار ذکر شده در بالا، راهکارهای مختلفی برای کاهش مصرف انرژی و گازهای گلخانه ای مورد استفاده قرار گرفته است. در این کار، با در نظر گرفتن اقلیم مطالعه موردی، به پتانسیل کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای پرداخته شده است. برای این کار از روش های کاربردی استفاده می شود که در تمامی ساختمان ها (بسته به شرایط آب و هوایی) به راحتی و با مدیریت صحیح قابل اجراست و به تاثیر هر روش به طور جداگانه و واضح پرداخته می شود که در آن کارهای تحقیقاتی محدودی ارائه می شود. سعی شده است از روش هایی برای کاهش مصرف انرژی استفاده شود که در اکثر مناطق قابل استفاده بوده و اجرای آن ساده است. به جز اکونومایزر و فتوولتائیک که تحت تاثیر آب و هوا هستند، سایر روش ها در اکثر مناطق قابل استفاده بوده و در بهینه سازی مصرف انرژی تاثیر دارند. بنابراین در اکثر مناطق می توان به مفهوم این موارد اشاره کرد و از آنها برای بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش انتشار دی اکسید کربن استفاده کرد. ما پیشنهاداتی را برای مدیریت مصرف انرژی برای یک ساختمان مسکونی مطابق با معیارهای ساختمان های سبز ارائه می کنیم [27] ، [28] ، [29] ، [30] . برای این منظور از Design Builder استفاده می کنیم که در محاسبه بارهای حرارتی و مصرف انرژی دقیق است. دقت آن در به دست آوردن نتایج مناسب قبلا توسط برخی از محققان در Refs بررسی شده است. [31] ، [32] ، [33] . با این حال، برای دقت بیشتر، نتایج نرم افزار – از ابتدا تا پایان سال 2021 – با داده های واقعی مصرف انرژی ساختمان مقایسه شده و کالیبره شده است.

بخش بعدی اطلاعات مورد نیاز در مورد شبیه سازی را ارائه می دهد و سپس روش های موجود در بخش 3 را شرح می دهد . اعتبارسنجی، نتایج و بحث‌ها، بازگشت سرمایه و نتیجه‌گیری در بخش‌های 4 تا 7 ارائه شده است .