5 . نتایج و بحث
5.1 . راهبردهای مدیریت انرژی در ساختمان مورد مطالعه
در این بخش، نتایج روش‌های پیاده‌سازی – ذکر شده در بخش 3 – در نرم‌افزار ارائه می‌شود و اثرات آنها بر میزان انرژی گرمایش، انرژی سرمایشی، مصرف کل انرژی و انتشار دی‌اکسید کربن بررسی می‌شود.
5.1.1 . نصب لایه عایق حرارتی
در این پروژه مقدار مقاومت حرارتی دیوارها، سقف، کف و … بر اساس مقررات ملی ساختمان و استانداردهای ساختمانی ایران اندازه گیری می شود [36] . با مقایسه مقادیر مقاومت حرارتی قسمت‌های مختلف ساختمان با مبحث 19 مقررات ملی ساختمان، می‌توان دریافت که دیوارهای خارجی، سقف مسطح و کف داخلی از مقاومت حرارتی مناسبی برخوردار نیستند. با نصب یک لایه عایق حرارتی (پشم سنگ) با ضخامت های متفاوت برای هر جزء با توجه به مقاومت حرارتی مورد نیاز، مقادیر مقاومت حرارتی این قطعات افزایش می یابد.Rexternalwalls=1.9m2KW،Rflatroof=4m2KW،Rinternalfloors=2.5m2KW. خواص لایه حرارتی و ضخامت آن برای هر جزء در جدول 4 آمده است . در نتیجه انرژی گرمایش و سرمایش به ترتیب 21.5% و 15.4% کاهش می یابد. همچنین مصرف برق و گاز نیز به ترتیب 6.6 و 6.2 درصد کاهش یافته است. علاوه بر این، انتشار دی اکسید کربن حدود 6.3٪ کاهش می یابد.
جدول 4 . ویژگی های لایه عایق حرارتی برای هر جزء.
| اجزای ساختمان | ضخامت پشم سنگ (سانتی متر) | گرمای ویژه (J/kg.K) | چگالی (kg/m3) | رسانایی (W/mK) |
|---|---|---|---|---|
| دیوار خارجی | 3 | 710 | 100 | 0.033 |
| سقف تخت | 7 | |||
| طبقه داخلی | 2 |
5.1.2 . استفاده از پرده و سایه بان
پرده ها در داخل در نظر گرفته شده اند و سایه ها در بالای پنجره ها قرار دارند. پس از چندین شبیه سازی، مقدار موثر سایه زنی 1 متر انتخاب می شود. همچنین با توجه به نتایج شبیه سازی، استفاده از سایه بان ها در نمای شمالی تاثیر زیادی بر میزان بار حرارتی این ساختمان ندارد . از این رو در نماهای شرقی، غربی و جنوبی از سایه زنی استفاده می شود. این روش منجر به افزایش حدود 2.9 درصدی مصرف گاز و همچنین کاهش مصرف انرژی سرمایشی و برق به ترتیب 5.4 درصد و 7.5 درصد می شود. علاوه بر این، کاهش انتشار دی اکسید کربن 1.3٪ است.
5.1.3 . تنظیم دمای مطلوب آسایش
تنظیم دمای آسایش در شرایط بهینه یکی از روش های موثر برای مدیریت بهینه مصرف انرژی است که تا حد زیادی به رفتار سرنشینان بستگی دارد. دمای آسایش در ساختمان قبل از مدیریت انرژی 23 درجه سانتیگراد در زمستان و تابستان در نظر گرفته شد . دستورالعمل ASHRAE دمای 20 تا 23 درجه سانتیگراد را در زمستان و 22 تا 27 درجه سانتیگراد را در تابستان توصیه می کند. در این بخش دمای آسایش در ساختمان 20 درجه سانتی گراد در زمستان و 26 درجه سانتی گراد در تابستان در نظر گرفته شده است. انرژی گرمایشی، سرمایشی، مصرف برق و گاز مصرفی به ترتیب 11.4، 16.2، 20.1 و 8.4 درصد کاهش می یابد. همچنین انتشار دی اکسید کربن 13.1 درصد کاهش یافته است.
5.1.4 . استفاده از اکونومایزر (خنک کننده رایگان)
استفاده از اکونومایزر به این معنی است که سیستم خنک کننده ساختمان به صورت طبیعی و بدون هیچ گونه سرمایش مکانیکی انجام می شود. با انتخاب این گزینه در نرم افزار، میزان اثربخشی اکونومایزر بر میزان مصرف انرژی و انتشار دی اکسید کربن محاسبه می شود. استفاده از اکونومایزر مصرف برق را تا 3.6 درصد و انتشار دی اکسید کربن را تا 1.4 درصد کاهش می دهد. با توجه به شرایط آب و هوایی کاشان، در فصول گرم سال در زمان های محدودی شرایط سرمایشی رایگان فراهم می شود. نتایج به دست آمده این گفته را تایید می کند.
5.1.5 . تنظیم دمای بهینه آب گرمایش خانگی (DHW).
مقدار زیادی از گاز مصرفی در ساختمان ها مربوط به آب گرم است. دمای آب گرم مصرفی در ساختمان 70 درجه می باشد. محدوده دمایی مناسب برای آب گرم بین 45 تا 48 درجه است. بنابراین بهتر است دمای آب گرم را در این محدوده نگه دارید. در نتیجه دمای آب گرم روی 48 درجه تنظیم شده و نتایج ارائه می شود. این روش مصرف گاز را تا 29.0 درصد کاهش می دهد که منجر به کاهش انتشار دی اکسید کربن تا 17.3 درصد می شود.
5.1.6 . استفاده از پنل های فتوولتائیک
برای تامین بخشی از انرژی مورد نیاز از پنل های فتوولتائیک استفاده می شود. پانل های فتوولتائیک ساخته شده از نمد قیر با عمق 2.5 سانتی متر و بازده ثابت PV 0.15 استفاده می شود. پنل های فتوولتائیک انتخابی از نوع مستقل بوده و یک مرکز بار الکتریکی برای آنها در نظر گرفته شده که از نوع DC با اینورتر می باشد. ابعاد پانل های فتوولتائیک بر اساس چندین پارامتر انتخاب می شود. اول از همه میزان مساحت قابل استفاده در پشت بام ساختمان است. دوم هزینه پانل ها و سوم میزان انرژی تولید شده است. بدین ترتیب دو پنل فتوولتائیک 500 × 750 سانتی متر مربع برای این منظور در نظر گرفته شده است. این ابعاد و میزان انرژی تولید شده برای چنین ساختمانی معقول به نظر می رسد.
با اعمال این روش، میزان انرژی الکتریکی تولیدی 18.2 مگاوات ساعت در طول یک سال است. این مقدار 32.4 درصد برق مورد نیاز را تامین می کند و انتشار دی اکسید کربن را 13.1 درصد کاهش می دهد.
5.2 . مقایسه بین نتایج ساختمان شبیه سازی شده با استفاده از تمامی روش های توضیح داده شده و نمونه در شرایط عادی
در این بخش تمامی روش های مدیریت مصرف انرژی به طور همزمان در شبیه سازی ساختمان مورد نظر اعمال شده و نتایج به دست آمده با هم مقایسه می شوند. با در نظر گرفتن تمامی روش های شبیه سازی شده در نرم افزار، نمای ساختمان در شکل 8 نشان داده شده است . استفاده همزمان از این روش ها می تواند انرژی گرمایش و سرمایش را به ترتیب 30.9% و 35.7% کاهش دهد. همچنین استفاده از این روش ها منجر به کاهش مصرف برق و گاز به ترتیب 67 درصد و 39.3 درصد و در نتیجه کاهش 50.5 درصدی تولید دی اکسید کربن می شود. شایان ذکر است پس از اعمال تمامی روش ها، استفاده از پنل های فتوولتائیک (با ابعاد ذکر شده در قسمت 5-2-6) می تواند 49.6 درصد انرژی الکتریکی مورد نیاز را تامین کند.
Leave A Comment