3.1 . مخفف 1: وظایف (مشارکت سهامداران)

ذینفعان نقش اساسی در انتخاب مناسب‌ترین سناریو مقاوم‌سازی سبز برای پروژه‌های حفاظت از میراث دارند. بسیار مهم است که آنها را در تمام مراحل پروژه گنجانده شود تا اطمینان حاصل شود که الزامات حفاظت از میراث برآورده می شود و در عین حال اقداماتی برای اتخاذ تصمیمات آگاهانه تر انجام می شود ( ارفا و همکاران، 2022 ؛ جعفری و والنتین، 2018 ). از آنجایی که ذینفعان نقشی حیاتی دارند، یک نظرسنجی پیشنهاد شد ( پیوست ). این نظرسنجی شامل 34 سوال است که در چهار بخش تقسیم شده است. هر بخش با توجه به گروه هدف (کارشناسان حفاظت، مدیریت دولتی، کارشناسان پایداری و جامعه) سوالاتی دارد. دامنه این بررسی جمع آوری بینش و دیدگاه های ارزشمند از گروه متنوعی از ذینفعان درگیر در پروژه های حفاظت از میراث است. سؤالات در مرحله اول اجرای چارچوب سبز (3Ts) از طریق طراحی نظرسنجی، به صورت استراتژیک برای پوشش جنبه های مختلف دیدگاه سهامداران، فرموله شدند. این مرحله در حصول اطمینان از درک جامع مفاهیم، ​​تجربیات و اولویت‌های آنها حیاتی است که در نهایت منجر به تصمیم‌گیری آگاهانه در حفاظت از میراث می‌شود.

بخش اول شامل 9 سوال است که گروه هدف کارشناسان حفاظت هستند و سوالات این بخش به کلیدواژه های زیر مربوط می شود: ارزش میراث، عملکرد، تجربیات قبلی، موانع، پیاده سازی BIM و تصمیم گیری از دیدگاه آنها. ذیل:

• 1)آیا مقاوم سازی ساختمان میراث با حفظ ارزش های میراث مغایرتی دارد؟
• 2)میزان مداخله فیزیکی قابل قبول در فرآیند مقاوم‌سازی ساختمان‌های میراثی برای حفظ ارزش‌های میراث چقدر است؟
• 3)آیا حفاظت برای همه بناهای میراثی مناسب است؟ اگر نه، کدام یک ممکن است چالش هایی ایجاد کنند و چرا؟
• 4)با توجه به تجربه ای که در زمینه حفاظت از میراث دارید، چه محدودیت ها و موانعی بر سر راه پروسه حفاظت وجود دارد؟ اینها می تواند محدودیت های فنی، مالی، اجتماعی یا حتی قانونی باشد.
• 5)به نظر شما، آیا روندها یا رویکردهای نوظهوری در حفاظت از میراث وجود دارد که نویدبخش رفع این محدودیت ها و موانع باشد؟
• 6)چگونه می‌توانیم بین نیاز به احترام به ارزش‌های میراث و نیاز به انطباق ساختمان‌ها با کاربری‌های معاصر و استانداردهای مدرن تعادل مؤثری برقرار کنیم؟
• 7)به نظر شما آگاهی و مشارکت عمومی در پروژه های موفق حفاظت از میراث چه نقشی ایفا می کند؟
• 8)در تجربه شما، برخی از رایج ترین تصورات غلط در مورد حفاظت از میراث چیست؟ چگونه می توانیم بر این باورهای غلط غلبه کنیم؟
• 9)به عنوان آخرین سوال، آینده حفاظت از میراث را در مواجهه با شهرنشینی سریع و تغییر ارزش های اجتماعی چه می بینید؟

بخش دوم شامل هفت سؤال است که گروه هدف مدیریت دولتی است و سؤالات این بخش مربوط به کلیدواژه های زیر است: تجربیات قبلی، بهبودها، پیاده سازی و تصمیم گیری BIM از دیدگاه آنها به شرح زیر:

• 1)آیا در پروژه های حفاظت از میراث مشارکت داشته اید؟
• 2)به نظر شما شایع ترین علل آسیب به بناهای میراثی چیست؟
• 3)چه مداخلاتی می تواند طول عمر ساختمان و پایداری آن را افزایش دهد؟
• 4)آیا تمام انواع سقف ها در ساختمان های میراثی برای تحمل وزن پنل های خورشیدی PV طراحی شده اند؟
• 5)آیا تا به حال از BIM در پروژه های حفاظت از میراث استفاده کرده اید؟
• 6)(اگر بله) با توجه به مشارکت خود، چگونه از قابلیت های BIM در پروژه ای که در آن شرکت داشتید استفاده کردید؟
• 7)به نظر شما عوامل تعیین کننده ضروری که بر فرآیند تصمیم گیری برای رسیدن به سناریوهای مقاوم سازی مناسب ساختمان تأثیر می گذارد، چیست؟

بخش سوم شامل ده سؤال است که گروه هدف کارشناسان پایداری هستند و سؤالات این بخش مربوط به کلیدواژه های زیر است: مناسب بودن، تجربیات قبلی، استراتژی ها، پیاده سازی BIM و تصمیم گیری از دیدگاه آنها به شرح زیر است:

• 1)آیا فکر می کنید که مفهوم حفظ ارزش های میراث را می توان با پایداری محیط زیست ادغام کرد؟
• 2)آیا در پروژه های حفاظت از میراث مشارکت داشته اید؟
• 3)(اگر بله) آیا شیوه های سبز (مداخلات بسیار کارآمد) می توانند برای ساختمان های میراثی اعمال شوند؟
• 4)(اگر بله) مداخلات سبز به طور گسترده برای ساختمان های میراثی برای کاهش تقاضای انرژی و انتشار _{CO2 چیست؟}
• 5)انواع پنل های خورشیدی PV و فناوری مورد استفاده برای سقف ساختمان های میراثی چیست؟
• 6)فاکتورهای ارزیابی سیستم های خورشیدی PV چیست؟
• 7)چگونه می توان اقدامات بهبود عملکرد انرژی را با رعایت اصالت و اهمیت ساختمان های میراثی اجرا کرد؟
• 8)مزایای اقتصادی و چالش های بکارگیری شیوه های سبز در پروژه های حفاظت از میراث چیست؟
• 9)آیا دستورالعمل یا استاندارد خاصی برای ادغام پایداری در پروژه های حفاظت از میراث موجود است؟ اگر چنین است، کدام یک بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند؟
• 10)به نظر شما، چشم انداز آتی برای ترکیب حفظ ارزش میراث با پایداری محیط زیست چیست؟

بخش چهارم شامل هشت سوال است که گروه هدف یک جامعه است. سوالات این بخش به کلیدواژه های زیر مربوط می شود: اطلاعات دموگرافیک ساکنین و اطلاعات ساختمان، مصرف انرژی و هزینه به شرح زیر:

• 1)چه مدت در ساختمان میراث زندگی می کنید؟
• 2)چند نفر با شما در ساختمان زندگی می کنند؟
• 3)آیا کار بازسازی ساختمان انجام دادید؟
• 4)در مورد دما در تابستان/زمستان چه احساسی دارید؟
• 5)در چه ماه هایی از سیستم های خنک کننده استفاده می کنید؟
• 6)در چه ماه هایی از سیستم های گرمایشی استفاده می کنید؟
• 7)از چه نوع لامپ هایی استفاده می کنید؟
• 8)لطفا هزینه برق ماهانه ساختمان (EGP) را ذکر کنید.

این نظرسنجی از یک رویکرد سیستماتیک برای انتخاب پاسخ دهندگان بالقوه از گروه های ذینفع مختلف، مانند کارشناسان حفاظت، مقامات اداره دولتی، کارشناسان پایداری، و اعضای جامعه، از طریق شبکه های حرفه ای و سازمان های مربوطه استفاده کرد. از 250 دعوت نامه ارسال شده، 105 نفر پاسخ دادند که در نتیجه نرخ پاسخ 42 درصد به دست آمد. کارشناسان پایداری بیشترین گروه پاسخ دهندگان (38.1٪) را تشکیل می دهند و پس از آن کارشناسان حفاظت (32.4٪)، مقامات مدیریت دولتی (18.1٪) و اعضای جامعه (11.4٪) قرار دارند. با تجزیه و تحلیل نتایج بررسی، می توان به تصویر دقیق تری از مفاهیم و تجربیات ذینفعان دست یافت که هر یک در فرآیند حفاظت پایدار بخش میراث نقش دارند. تثبیت خود به عنوان یک عامل تعیین کننده محوری که بر فرآیند تصمیم گیری تأثیر می گذارد. پروژه‌های حفاظت از میراث ممکن است با ارزش‌ها و اهمیت تثبیت‌شده مرتبط با یک مکان یا ساختار میراث خاص مواجه شوند که منجر به اثرات نامطلوب بالقوه بر اصالت، یکپارچگی یا اهمیت فرهنگی سایت شود. این تضادها ممکن است به دلیل سناریوهای پیشنهادی بهسازی، مداخلات یا تغییراتی که حفظ اهمیت فرهنگی، تاریخی، معماری و اجتماعی را به خطر می اندازد، ایجاد شود که به هویت و اهمیت یک دارایی میراث کمک می کند. کارشناسان حفاظت ملاحظات مربوط به ارزش های میراث را در تصمیم گیری در مورد سناریوهای مقاوم سازی سبز برای پروژه های حفاظت از میراث اولویت بندی می کنند.

شکل 6 همپوشانی عوامل تعیین کننده اصلی برای رسیدن به تصمیم مناسب و تاثیر آنها را نشان می دهد. کارشناسان پایداری عوامل تعیین کننده اصلی را به ترتیب زیر اولویت بندی می کنند، از ضروری ترین تا کمترین: مصرف و تولید انرژی، جنبه های زیست محیطی، فناوری ها و دانش ذینفعان. این عوامل تعیین کننده با عوامل تعیین کننده مربوط به کارشناسان حفاظت به ترتیب از اساسی ترین به حداقل همپوشانی دارند: ارزش های میراث، پارامترهای قانونی، و مداخله. همچنین، این عوامل با عوامل تعیین‌کننده مربوط به مدیریت دولتی به ترتیب از ضروری‌ترین به کمترین همپوشانی دارند: هزینه و ایمنی. در نهایت، این عوامل با عوامل تعیین کننده مربوط به جامعه همپوشانی دارند و مهم ترین آنها آسایش حرارتی است.

1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (553 کیلوبایت)
2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 6 . عوامل تعیین کننده اصلی که بر تصمیم گیری تأثیر می گذارد.

حفاظت و پایداری نیازمند همکاری ذینفعان مختلف است. کارشناسان ارزش های میراث، پارامترهای قانونی، عوامل محیطی و ورودی جامعه را اولویت بندی می کنند. اهداف، بهره وری انرژی، پایداری، و برنامه ریزی تعمیر و نگهداری هستند، با فناوری هایی مانند BIM و BES که به مستندسازی، انطباق و مشارکت جامعه کمک می کنند. اصطلاح “دانش سهامداران” شامل درک عمیق و تخصص سهامداران مختلف، با تاکید ویژه بر کارشناسان پایداری در زمینه‌های حفاظت از میراث و استراتژی‌های مقاوم‌سازی سبز است. سپس می توان از این اطلاعات برای توسعه و اجرای اقدامات موثر مقاوم سازی سبز استفاده کرد. هدف، بهره گیری از تخصص جمعی ذینفعان، به ویژه کارشناسان پایداری، برای شناسایی و ادغام استراتژی هایی است که با اهداف حفاظت و پایداری در پروژه های حفاظت از میراث هماهنگ هستند. ورودی این ذینفعان می تواند نقش اساسی در موفقیت اقدامات مقاوم سازی سبز برای سایت های میراث داشته باشد.

3.2 . مخفف 2: اهداف (بهسازی سبز)

برای تحقق مفهوم مقاوم‌سازی سبز، آگاهی از ویژگی‌های اقلیمی خاص مکان هر ساختمان برای دستیابی به شاخص‌های پایداری محیطی و مداخلات و اقدامات سبز مناسب ضروری است ( ابراهیم و همکاران، 2021 ).

3.2.1 . تجزیه و تحلیل پارامترهای اقلیمی

نرم افزار Climate Consultant 6.0 برای تجزیه و تحلیل داده های هواشناسی (CSWD) برای ارزیابی مسائل بحرانی حرارتی و داده های اقلیمی، از جمله دما، رطوبت و تابش خورشیدی در طول فصول مختلف استفاده شد ( کوسوما و همکاران، 2022 ؛ لیو و وانگ، 2019 ؛ شارما) . و همکاران، 2022 ). مکان انتخاب شده شهر پورت سعید، مصر در 31°15’45” شمالی 32°18’22” بود. داده های آب و هوا در قالب EPW (Energy Plus Weather)، EN 16798 و ASHRAE 55 به عنوان مدل راحتی انتخاب شده اند. همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است، پارامترهای مختلف آنالیز و پوشش داده شدند .

1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (686 کیلوبایت)
2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 7 . تجزیه و تحلیل پارامترهای آب و هوایی: (الف) نمودار محدوده دما، (ب) میانگین روزانه ماهانه نشان دهنده دما و تابش، و (ج) محدوده سرعت باد.

بر اساس تجزیه و تحلیل دمایی که نشان می دهد اکثر دماهای بین (ژانویه تا مه) و (نوامبر و دسامبر) کمتر از منطقه آسایش حرارتی هستند، احتمالاً دمای تمام سال در محدوده راحت نیست، بنابراین گرمایش مورد نیاز است. در طول آن ماه ها اکثر دماها در ماه های (ژوئن تا سپتامبر) بیش از منطقه آسایش حرارتی هستند و نیاز به خنک شدن دارند.

رطوبت بالا در محیط منطقه تحقیقاتی نیز با تجزیه و تحلیل تشعشعی نزدیکی بین مقادیر دمای لامپ خشک و مرطوب نشان داده می شود. همچنین، تابش عادی مستقیم بالا می تواند به طور مثبت توسط فناوری مدرن مانند PV مورد بهره برداری قرار گیرد. علاوه بر تجزیه و تحلیل سرعت باد، تجزیه و تحلیل میانگین سرعت باد راحت در فضای باز را از هوای بالا 2 متر بر ثانیه تا نسیم تازه ملایم 8 متر بر ثانیه نشان می دهد. این محدوده از برخی استراتژی های تهویه مانند تهویه متقابل پشتیبانی می کند.

3.2.2 . پیشنهادات مقاوم سازی سبز

مقاوم‌سازی‌های سبز با توجه به انواع مختلف مقاوم‌سازی، اعم از مقاوم‌سازی ساختمانی یا سیستمی، متفاوت است ( شهاتا و همکاران، 2022 ). دو نوع مقاوم سازی جداگانه در این مطالعه اول برای کاهش مصرف انرژی و انتشار CO2 و دوم برای تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر در نظر گرفته شد ( گابریلی و روگری، 2019 ). بر اساس تحلیل های اقلیمی که قبلاً ارائه شد، چندین استراتژی سبز را می توان پیشنهاد کرد. جدول 3 ارزیابی جامعی از این استراتژی ها را با در نظر گرفتن عواملی مانند صرفه جویی در انرژی، ارزش میراث، هزینه و مسائل فنی ارائه می دهد. این امکان شناسایی مقاوم‌سازی‌های سبز مناسب را فراهم می‌کند که ارزش‌های میراث را حفظ می‌کنند و در عین حال به بهره‌وری انرژی دست می‌یابند.

جدول 3 . ارزیابی استراتژی های پیشنهادی

کاهش مصرف انرژی را می‌توان از طریق مقاوم‌سازی‌های مختلف، مانند مقاوم‌سازی در پنجره‌ها و درها، مقاوم‌سازی در سیستم‌های شیشه‌ای، عایق‌سازی روی سقف‌ها و دیوارها، مقاوم‌سازی در سیستم‌های تهویه و مقاوم‌سازی در سیستم‌های روشنایی انجام داد ( Altrjman et al., 2022 ; Fawaz et al., 2024 ). پس از آن، نقش تولید انرژی مانند PV برای افزایش کارایی انرژی ساختمان‌های میراثی با در نظر گرفتن ارزش میراث مطرح می‌شود ( Aboulnaga et al., 2021 ; Badawy et al., 2022 ). سیستم خورشیدی PV با استفاده از فناوری ارزش جدیدی را برای ساختمان‌های میراثی ایجاد می‌کند ( Altrjman et al., 2022 ; Lucchi et al., 2022 )، جدول 4 کد هر مقاوم سازی و ویژگی‌های ترموفیزیکی آن را نشان می‌دهد. این مقاوم‌سازی‌ها شامل تنوع در مواد لعاب و عایق می‌شود. مقاوم سازی سیستم برای بهبود گزینه های تهویه طبیعی و مکانیکی، همراه با ارتقاء سیستم روشنایی طراحی شده است. تولید انرژی شاهد معرفی یک سیستم خورشیدی فتوولتائیک خواهد بود. هر مقاوم سازی دارای یک شاخص U -value است تا تاثیر مربوطه خود را بر کارایی انرژی ارزیابی کند.

جدول 4 . کد مقاوم سازی و ویژگی های ترموفیزیکی آن.

3.3 . مخفف 3: ابزارها (اجرای BIM-BES)

مدل Revit BIM ممکن است به یک مدل تحلیلی تبدیل شود تا متعاقباً به Design builder یا IES وارد شود ( ازلم و اشرفیان، 2022 ). سپس، قبل از وارد کردن مستقیم داده‌های Revit با استفاده از gbxml، داده‌های ناحیه‌ای حجمی را تأیید کنید.

پس از آن، فایل gbxml با تمام فرم‌های داده وارد شده و به عنوان مدل BIM وارد نرم‌افزار سازنده طراحی می‌شود ( Ayman et al., 2018 ). چالش‌های قابلیت همکاری در محیط‌های BIM و BES مانع استفاده مؤثر از BIM برای گزینه‌های طراحی کارآمد می‌شود. مسائل مربوط به یکپارچه سازی، تبدیل و تبادل داده ها، اجرای مدل سازی انرژی مبتنی بر BIM را در مقیاس بزرگ محدود می کند. بهبود همکاری و فعال کردن تبدیل BES به BIM رویکردهای پیشنهادی برای رفع این موانع است ( الکساندو و همکاران، 2023 ).

3.3.1 . شبیه سازی حالت پایه

هدف مرحله BES استفاده از نرم‌افزار مدل‌سازی انرژی ساختمان برای تعیین عملکرد حالت پایه، از طریق ادعاهای استفاده از انرژی که توسط این داده‌ها از طریق نمودارها یا فایل‌های CSV اکسل پشتیبانی می‌شود، است. علاوه بر این، تلاشی برای توسعه مقاوم سازی سبز با هدف کاهش مصرف انرژی و انتشار CO2 وجود دارد ( گامال و همکاران، 2023 ؛ Gigliarelli، 2021 ؛ Ulu، 2017 ). این نتایج از توسعه مقاوم‌سازی‌ها، ترکیب آن‌ها در سناریوهایی برای شبیه‌سازی و انتخاب سناریوی مناسب با کمک به پیش‌بینی مصرف انرژی برای مدل پایه و سایر سناریوها پشتیبانی می‌کند ( شاهین و همکاران، 2016 ؛ Tomrukçu و اشرفیان). ، 2022 ). بخش های زیر پارامترها و پیکربندی های مختلف مدل پایه را نشان می دهد.

• آ فعالیت ها

فضای مسکونی توسط استاندارد ASHRAE 55 به عنوان یک بخش انتخاب شده است و متابولیک کارهای دستی سبک با نرخ متابولیک 0.9 استفاده می شود. تراکم اشغال (افراد/m2) با کیترینگ و فرآیند روشن 0.0196 است.

• ب مصالح و مواد ساختمانی

مصالح ساختمانی مورد استفاده طبق مدل وارداتی BIM معمولی است. مشخصات ترموفیزیکی برای مصالح ساختمانی مورد استفاده شده برای شبیه سازی در جدول 5 فهرست شده است .

• ج دهانه ها

جدول 5 . ویژگی های ترموفیزیکی ویلای میراثی پایه-مورد.

بخش قابل توجهی از تلفات حرارتی کلی از پوشش ساختمان توسط بازشوها ایجاد می شود. بهره وری انرژی را می توان با استفاده از لعاب مناسب ساختمان به حداکثر رساند. در شبیه سازی پایه، ساختمان دارای دهانه های باریک، بلند و سایه دار با نوع لعاب: تک جداره (6 میلی متر)، قاب های چوبی و نوع سایه دهی موضعی: لوور برجستگی چوبی است که عایق حرارتی متوسطی را ارائه می دهد. جدول 6 .

• د

  روشنایی و تهویه مطبوع

جدول 6 . ویژگی های لعاب کیس پایه منبع: نویسندگان

نوع لعاب	ضخامت (میلی متر)	قاب	نوع سایه	مقدار U (W/(m 2 • K))	انتقال نور	کل انتقال خورشیدی
شفاف تک جداره	6	قاب پنجره چوبی رنگ شده	لودرهای چوبی	5.8	0.9	0.8

روشنایی موجود، نور مصنوعی با الگوی روشنایی “فلورسنت” است. از سوی دیگر، اکثر اتاق ها به طور طبیعی تهویه و تهویه می شوند و توسط سیستم اسپلیت HVAC، گرمایش و سرمایش برق مصرفی از شبکه برق مصرف می شود.

بر اساس داده‌های آب و هوا و ویژگی‌های ترموفیزیکی مدل پایه، شکل 8 نتایج شبیه‌سازی را نشان می‌دهد (با استفاده از Design Builder)، که نشان می‌دهد کل مصرف برای کیس پایه 13201.78 کیلووات ساعت است. این شامل 2998.11 کیلووات ساعت برای روشنایی، 1173.20 کیلووات ساعت برای گرمایش و 9066.47 کیلووات ساعت برای سرمایش است. تولید سالانه CO2 8000.27 کیلوگرم اندازه گیری شده است.

1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (379 کیلوبایت)
2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 8 . نتیجه شبیه سازی حالت پایه.

اجرای مدل برای اطمینان از صحت به دقت تأیید و تأیید شد. اقدامات احتیاطی اضافی برای جلوگیری از اشتباه در انتقال داده ها و اشکالات نرم افزار انجام شد و اشکال زدایی مدل در Revit و Design Builder انجام شد. برای کالیبراسیون مدل در چنین شرایطی، قبوض انرژی از ساکنان در بررسی قبلی جمع‌آوری شد، و نتایج در محدوده پیش‌بینی‌شده، همانطور که توسط مراجع توصیه می‌شود، یافت شد ( Morewood and de Wilde, 2022 ؛ Stavrakakis et al., 2021 ). . از قبوض جمع آوری شده، میانگین مصرف انرژی در ماه بین 833.33 کیلووات ساعت در ماه به عنوان حداقل مصرف ماهانه و 1250 کیلووات ساعت در ماه به عنوان حداکثر مصرف ماهانه است و مصرف حاصل از تجزیه و تحلیل حالت پایه در نرم افزار شبیه سازی در این مقادیر قرار می گیرد و نشان دهنده آن است. حدود 1100.14 کیلووات ساعت در ماه.

3.3.2 . شبیه سازی مقاوم سازی سبز

همانطور که قبلا توضیح داده شد، مقاوم سازی سبز باید برای رسیدن به تصمیم مناسب ارزیابی شود، این امر می تواند با محاسبه مصرف انرژی سالانه، صرفه جویی در انرژی و انتشار CO2 از هر مقاوم سازی به دست آید. مقایسه مصرف انرژی مقاوم سازی در هنگام روشنایی، گرمایش و سرمایش در شکل 9 ارائه شده است . مصرف انرژی، کل صرفه جویی در انرژی و انتشار CO2 برای مقاوم سازی در جدول 7 آورده شده است .

1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (334 کیلوبایت)
2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 9 . مقایسه مصرف انرژی سناریوهای مقاوم سازی (کیلووات ساعت) در هنگام روشنایی، گرمایش و سرمایش.

جدول 7 . مصرف انرژی، صرفه جویی در مصرف انرژی، و انتشار CO2 برای مقاوم سازی سبز.

کد مقاوم سازی	مصرف انرژی (کیلووات ساعت)			کل مصرف انرژی (کیلووات ساعت)	کل صرفه جویی در انرژی (%)	انتشار CO2 (کیلوگرم)
	نورپردازی	گرمایش	خنک کننده
W/D	2998	1178	8608	12784	3%	7747
G1	2998	1104	8756	12,858	3%	7792
G2	2998	1101	8300	12,399	6%	7514
RI1	2955	1009	8052	12,017	9%	7282
RI2	2998	1062	8451	12511	5%	7582
WI1	2930	983	7383	11297	14%	6846
WI2	2392	710	4741	7843	41%	4753
WI3	2201	668	4507	7376	44%	4470
VS1	2998	1037	8703	12738	4%	7719
VS2	2998	–	9062	12060	9%	7308
LS1	1920	1209	8695	11,823	10%	7165
LS2	2271	1199	8809	12279	7%	7441

با توجه به نتایج شبیه‌سازی مقاوم‌سازی‌ها، می‌توان مشاهده کرد که مقاوم‌سازی عایق دیوار در سه حالت WI1، WI2 و WI3 بیشترین صرفه‌جویی در مصرف انرژی را دارد که حدود 14% برای WI1، 41% برای WI2 و 44% برای WI3 است. صرفه جویی در انرژی ناشی از بهسازی سیستم های روشنایی برای LS1 حدود 10 درصد و برای LS2 7 درصد است. مصرف انرژی را می توان با استفاده از مقاوم سازی عایق سقف با صرفه جویی در انرژی کاهش داد: 9% برای RI1 و 5% برای RI2. همچنین، در حالی که اجازه تهویه متقاطع طبیعی و خنک کننده مکانیکی را می دهد، این امر باعث کاهش تقاضای کل برق و صرفه جویی در انرژی تا حدود 4 درصد برای VS1 و 9 درصد برای VS2 می شود. از این رو، بهسازی درب‌ها و پنجره‌ها و سیستم شیشه‌ای باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی در حدود 3% برای W/D، 3% برای G1 و 6% برای G2 می‌شود.

مزایای زیست محیطی و اقتصادی قابل توجهی از کربن زدایی گسترده سبدهای ساختمانی موجود خواهد بود. ساختمان ها همچنین 33 درصد از دی اکسید کربن، گاز گلخانه ای اصلی مرتبط با تغییرات آب و هوایی جهانی را تامین می کنند. برای هر مورد، اثرات مقاوم سازی از نظر انتشار کربن شبیه سازی شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که مقاوم سازی عایق دیوار در سه حالت WI1، WI2 و WI3 کمترین انتشار سالانه CO2 را به ترتیب با 6846 کیلوگرم، 4753 کیلوگرم و 4470 کیلوگرم دارد. از سوی دیگر، مورد دوم در و پنجره ها و سیستم شیشه ای مقاوم سازی G1 بالاترین سناریوی انتشار CO2 را با 7792 کیلوگرم ثبت کرد.

نتایج بر روی اندازه گیری انتشار مستقیم دی اکسید کربن به جای تبدیل آنها به معادل های CO2 متمرکز است که شامل گازهای گلخانه ای مختلف با پتانسیل متفاوت برای گرم شدن کره زمین می شود. این رویکرد امکان ارزیابی دقیق و خاص تاثیر هر سناریوی مقاوم سازی بر انتشار دی اکسید کربن را فراهم کرد. نتایج ما منعکس کننده انتشار واقعی دی اکسید کربن است، و این روش به منظور حفظ دقت هنگام ارزیابی تأثیر هر سناریو، عمدی بود.

از نظر کاهش مصرف انرژی ساختمان و انتشار CO2، مقاوم سازی مزایای قابل توجهی را ارائه می دهد. با این حال، برای ترویج استفاده از آن فناوری‌های پاک‌تر، مقاوم‌سازی سیستم خورشیدی PV برای شبیه‌سازی برای محاسبه تولید انرژی تقریباً پیش‌بینی‌شده در حین قرار دادن پانل‌های PV بر روی سقف ساختمان پیشنهاد شد ( Dalkowski et al., 2003 ; Lucchi et al., 2022). ).

ادغام پنل های خورشیدی بر روی سقف های میراثی نیازمند طراحی های سفارشی و همکاری با کارشناسان برای ایجاد تعادل بین حفظ و پایداری است. برخی از محققان رابطه بین حفاظت از ساختمان‌های تاریخی و استفاده از فناوری انرژی خورشیدی در سوئد را بررسی کرده‌اند و دستورالعمل‌هایی را برای تطبیق انرژی‌های تجدیدپذیر و حفاظت از سازه‌های میراثی توصیه کرده‌اند ( Legnér and Femenías, 2022 ). ترکیب سیستم‌های فتوولتائیک یکپارچه ساختمان (BIPV) در معماری میراث موجود می‌تواند تا حد زیادی بهره‌وری انرژی را افزایش داده و به سیستم ارزش ساختمان تاریخی کمک کند ( پولو لوپز و همکاران، 2021 ). ارزیابی‌های عملکرد سیستم‌های PV خورشیدی خارج از شبکه در اتاق‌های خودپایدار انجام شده است و نتایج می‌تواند به عنوان مرجعی برای کاربردهای مشابه مورد استفاده قرار گیرد ( جاتاو و همکاران، 2023 ). فناوری پلی کریستالی نامناسب است، در حالی که فناوری های PV مانند تک کریستالی و لایه نازک بر نتایج سقف های شیبدار در شهرهای ساحلی غالب هستند ( بادوی و همکاران، 2022 ).

طبقه بندی سطح B ساختمان نشان می دهد که یک سایت میراث با استانداردهای حفاظتی دقیق است که تغییرات خارجی را ممنوع می کند. با این حال، ممکن است تغییرات داخلی با برخی از انعطاف‌پذیری‌های حفاظتی مجاز باشد. این طبقه بندی معمولاً برای املاک مسکونی اعمال می شود و به ساکنان اجازه می دهد تغییرات لازم را ایجاد کنند. یک راه حل ممکن برای ادغام پنل های خورشیدی بدون تغییر ظاهر ساختمان، استفاده از پانل های کاشی مانندی است که سقف سنتی را شبیه سازی می کنند. بداوی و همکاران (2022) نصب پانل های PV در پورت سعید را پیشنهاد کرد، که یک رویکرد قابل اجرا برای مطالعه موردی مشابه ویلای میراث کانال سوئز ارائه می دهد.

برای شبیه سازی، یک سیستم خورشیدی PV با پلاگین Skelion SketchUp به سقف ساختمان اضافه شد. که در آن تمام پنل های خورشیدی می توانند در ناحیه اصلی قرار گیرند، تلفات سایه برای هر پنل قابل محاسبه است. جدول 8 زیر مشخصات پنل های PV مورد استفاده را نشان می دهد.

جدول 8 . مشخصات پنل های PV مورد استفاده. منبع: نویسندگان پس از افزونه Skelion.

تایپ کنید	فن آوری	طول (میلی متر)	عرض (میلی متر)	ضخامت (میلی متر)	وزن (کیلوگرم)	توان (W)
کاشی های سیلیکونی آمورف	لایه نازک – رسوبات لایه های نازک	546	252	12	0.9	12

سیستم PV پیشنهادی انرژی حدود 6823.17 کیلووات ساعت را تقریباً تا 52٪ در مقایسه با حالت پایه سالانه تولید می کند، همانطور که در جدول 9 نشان داده شده است (با استفاده از پلاگین Skelion). با جزئیات بیشتر، انرژی تولید شده ماهانه از مقدار مصرف کم می شود و تقاضای خالص برای انرژی شبکه را کاهش می دهد.

جدول 9 . تولید انرژی سالانه از سیستم PV پیشنهادی

کد مقاوم سازی	تولید برق PV (کیلووات ساعت)	6824
PVS	تولید انرژی انرژی مصرفی مورد نیاز نسبت به حالت پایه (%)	52 %

3.3.3 . شبیه سازی سناریوهای سبز

ترکیبی از مقاوم‌سازی‌ها استفاده از رویکردهای سبز را تشویق می‌کند و در عین حال تقاضای انرژی و انتشار CO2 را کاهش می‌دهد. بررسی و شبیه سازی بر روی شش سناریو انجام شد. این سناریوها به سه دسته تقسیم شدند. دسته اول سناریوهای مقاوم سازی ساختمانی است که شامل: مقاوم سازی پنجره ها و درها، مقاوم سازی شیشه ها و عایق کاری سقف و دیوارها می باشد. دوم، سناریوهای مقاوم سازی سیستم شامل روشنایی، تهویه، و سیستم های خورشیدی PV است. در نهایت، سناریوهای یکپارچه سناریوهای ساخت و ساز و بهسازی سیستم را ترکیب می کنند. همانطور که قبلا ذکر شد، سناریوهای سبز را می توان به طور کلی به دو نوع طبقه بندی کرد، نوع اول بر حفظ ارزش های میراث تاکید دارد و هدف آن دستیابی به حداقل مداخله و عدم تغییر قابل مشاهده در ساختار موجود است. تمرکز بر ارتقاء عناصر موجود برای بهبود عملکرد و کارایی آنها و در عین حال حفظ شخصیت و طراحی اصلی آنها است – بدون تغییر بصری، فقط ارتقاء. از سوی دیگر، نوع دوم بیشتر بر روی دستیابی به اولویت های صرفه جویی در انرژی از طریق تغییرات فیزیکی و مقاوم سازی عناصر سازه متمرکز است. ارزش میراث در هر دو شکل حفاظت اولویت دارد، اگرچه یکی بیشتر بر کارایی و دیگری بر حفاظت داخلی بدون تغییر در ظاهر تمرکز دارد. هر دو استراتژی انعطاف پذیری در تصمیم گیری را امکان پذیر می کنند.

شکل 10 سناریوهای مقاوم سازی (ترکیب های مقاوم سازی) را نشان می دهد. سناریوهای بهسازی ساختمان شامل سناریو 1 با کدهای مقاوم سازی (W/D + G1+RI2+ WI1) و سناریو 2 با کدهای مقاوم سازی (G2+RI1+WI3) است. سناریوهای بهسازی سیستم ها شامل سناریو 3 با کدهای مقاوم سازی (VS1+LS1) و سناریو 4 با کدهای مقاوم سازی (VS2 + LS1+ LS2 + PVS) می باشد. همچنین، سناریوهای یکپارچه شامل سناریو 5 با کدهای مقاوم سازی (W/D + G1+ RI2 +WI1+ VS1+ LS1) و سناریو 6 با کدهای مقاوم سازی (G2 + RI1 + WI3 + VS2 + LS1+ LS2+ PVS) است. جدول 10 ترکیبی از مقاوم‌سازی‌ها را نشان می‌دهد که بهسازی‌های انتخاب شده را در هر سناریوی مقاوم‌سازی برجسته می‌کند.

1. دانلود: دانلود تصویر با وضوح بالا (262 کیلوبایت)
2. دانلود: دانلود تصویر در اندازه واقعی

شکل 10 . اجزای سناریوهای سبز با توجه به تعادل بین ارزش ها و انرژی.

جدول 10 . ترکیبی از مقاوم‌سازی‌ها، بهسازی‌های انتخاب شده را در هر سناریوی مقاوم‌سازی برجسته می‌کند.

توجه به این نکته مهم است که برخی از سناریوها نه تنها به کاهش مصرف انرژی کمک می‌کنند، بلکه از تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر حمایت می‌کنند، مانند افزودن سیستم‌های انرژی خورشیدی PV در سناریوها. S4 و S6.