سایت ساختمان ساز

آگهی,تبلیغات,نیازمندی,اخبار,نمایشگاه صنعت ساختمان

www.sakhteman-saz.com

توجه          اطلاعیه:          توجه

نسخه جدید سایت رونمایی شد !

جهت درج آگهی ویژه کلیک کنید .

با ساختمان ساز متفاوت دیده شوید !

 

Sj Popup

  • دژآبسنگ
    دژآبسنگ

    عایق دائمی بتن،آببندی،انواع کفپوش و پوشش های محافظتی

مقاله ساختمانی - مقالات صنعت ساختمان

بهبينه سازى مصرف انرژى - ساختمان

بهبينه سازى مصرف انرژى در ساختمان

اصغر حاج سقطی استادیار دانشگاه علم و صنعت ایران ـ دانشکده مکانیک آدرس : تهران ـ میدان رسالت ـ خیابان هنگام ـ دانشگاه علم وصنعت ایران http://mech.just.ac.ir/ : دونگار . 7491228-9 : تلفن چکيده محدوديت منابع انرژى و افزايش روز افزون مصرف آن از يکسو و مصرف بى رويه انــرژى توسـط جوامع محتلف از سوى ديگر , علاوه بر آلودگى محيط زيست و هدر دادن سرمايه هاى ملى, زندگــى آينـده انساهنا را با مخاطره مواجه ساخته است . تجربه نشان ميدهد که رشد اقتصادى و توسعه صنعتى کشورها بعنوان پيش شرط هاى اقتدار سياسـى , استقلال ملى و شکوفائى فرهنگى , به عوامل مختلف از جمله انرژى و استفاده هبينه از منابع انرژى نيازمند اسـت . اگر چه ایران از غنی ترین منــابع انـرژی برخـوردار اسـت امـا اسـتفاده نادرسـت از آن هـا خسارات جبران ناپذیری را بر بودجه سالانه کشور تحمیــل مـی کنـد . از ایـن رو اسـتفاده منطقـی از منابع انرژی و برنامه ریزی در زیمنه های بهینه سازی مصرف انرژی از اولویت ویــژه ای برخـوردار می باشد . از طرفی شرایط محیط زیست انسان ها تاثیر زیادی بر تمام شئونات زندگی آنــها دارد و بـا توجه به اینکه بخش عمده زندگی ما در داخل ساختمانها میگذرد , ایجــاد شـرایط مطلـوب زیسـت محیطی در داخل ساختمانها از اهمیت خـاصی برخـوردار مـی باشـد . از مـهمترین شـرایط داخلـی ساختمانها تهیه گرمایش و سرمایش و تهویه مطبوع مناسب با توجه به نوع فعــالیت انسـانها اسـت . واضح است این شرایط هر چه مطلوب تر و کاملتر باشد هزینه و انرژی زیادی مصرف خواهد کرد . هدف از این مطالعه و تحقیق عبارتست از : 1- پیشنهاد تغییرات کلی در طراحی ساختمانها با در نظر گرفتن شرایط اقلیمی منطقه 2- کاربرد مصالح ساختمانی با کیفیت بالا با در نظر گرفتن مسائل عایقکاری و درزبندی ها . 3- ارائه راه کارهائی بــه منظـور بهینـه سـازی مصـرف انـرژی در تاسیسـات مکـانیکی و الکـتریکی ساختمان . 4- پیاده کردن فرهنگ استفاده از انرژی های مصرفی برای بهره برداران مقدمه در تاریخ آمده است که نخستین مصارف انرژی بشر برابر گرم کردن و حفاظت از خود بوده و بعدهـا نیز برای پخت و پز و حمل و نقل بوده است . بدون شک انسان در مراحل اولیـه تکـامل خـود بفکـر ساختن پناهگاه نیز افتاده است . امروزه عملکرد ساختمانها بطور غــیر مسـتقیم حـدود 1/2 مصـرف انرژی مورد استفاده کشورهای مختلف را شامل می گردد . بیــش از نصـف انـرژی مصـرف شـده در ساختمانها برا یگرمایش و سرمایش و معادل 10 درصــد آن بـرای روشـنائی و بقیـه آن بـرای سـایر مصارف انرژی بکار می رود . انرژی مصرفی ساختمانها تحت تاثیر عوامل گوناگونــی قـرار دارنـد کـه عبارتند از : • آب و هوای محلی • مکان و جهت قرار گیری ساختمان • نوع طراحی ساختمان • نوع کاربری و نحوه استفاده از ساختمان بعلاوه مدیریت انرژی در ساختمان ها را می توان با در نظر گرفتن عوامل زیر مورد بررسی قرار داد : • محل قرارگیری ساختمان • پوشش ساختمان • سیستمهای مختلف تاسیساتی انتخاب محل ساختمان تعیین کننده شرایط آب و هوائی است کــه سـاختمان در آن محـل قرار می گیرد . پوشش ساختمان تعیین کننده اثر شرایط محلی بر ساکنین ســاختمان اسـت . ایـن پوشش در حقیقت یک پوسته متخلخل است که انرژی , نور , گازها و بخار آب را بین دو طرف خود یعنی ساختمان و محیط اطراف مبادله می کند . سیســتم هـای تاسیسـاتی تکمیـل کننـده قـدرت سرمایش , گرمایش و نور قابل حصول از محیط طبیعی اطراف می باشند . تا آنجا که اگر اسـتفاده از این سیستم های تکمیلی , با قابلیت های پوشش ساختمان و مشــخصات محلـی آن مرتبـط باشـند میتوان مصرف انرژی را به حداقل رساند . اگــر سـاختمانی بـدون در نظـر گرفتـن عوامـل محیطـی طراحی شده باشد , یعنی پوشش ساختمان و تاسیسات مکانیکی و الکتریکی بطور مســتقل و بـدون ارتباط با عوامل دیگر طراحی شده باشند , انتظار می رود که مصرف انرژی در ساختمان به حداکــثر مقدار خود برسد . اصول کلى هبينه سازى مصرف انرژى در معمارى يک ساختمان 1- در طراحی معماری ساختمان از شرایط آب و هوای محلی استفاده شود . 2- سمت و جهت ساختمان طوری انتخاب شود که نسبت به شرایط خورشید و باد بـهترین حـال را داشته باشد . 3- از درختان و سایه آنها و عوارض طبیعی استفاده شود . 4- از گیاهان و گلها برای بهبود آب و هوای محلی بهره گیری شود . 5- از منابع آب حوض و فواره برای بهبود آب و هوا و شرایط زندگی استفاده شود . 6- برای کاهش جذب حرارت خورشید در تابستان و مقابله با تلفات انرژی باد از ســایه بـان اسـتفاد شود . 7- ابعاد و سطح و حجم ساختمان جهت کاهش مصرف انرژی بهینه شود . ٨- پوشش ساختمان محکم و عايقکارى شود تا تلفات انرژى و نفوذ هوا کاهش يابد . 9- طرح پنجره ها دو شیشه و بهینه شوند تا تلفات انرژی حرارتی کاهش یابد . 10- درزبندی پنجره ها بهینه شون تا نفوذ هوا کاهش یافته و تلفات هوا نیز بهینه شود . 11- قابلیت ذخیره سازی انرژی حرارتی در ساختمان فراهم شود . 12- از گرد آورهای گرما خورشیدی بعنوان اجزای سازه ای در پوشش ساختمان استفاده شود . 13- ورودی ها بطور صحیح طراحی شوند و از مفهوم پاسیو حتی الامکان استفاده شود . 14- در طراحی ساختمان قبلا بـا طراحـان تاسیسـات مکـانیکی و الکـتریکی سـاختمان مشـورت و هماهنگی شود . با توجه به رعایت اصول بهینه سازی , می توان برای ساختمانها طرحهائی بــا راندمـان بـالا ارائه داد . خوشبختانه تکنولــوژی موجـود در کشـور امکـان بـهبود بخشـیدن بـه طرحـهای جدیـد ساختمانها را فراهم نمود و صرفه جوئی هایی که هر یک از این روشها بعمل می آورنــد قـابل توجـه می باشند . به هر حال ممکن است هزینه اولیه بعضی از ساختمانهاب بهینــه اندکـی بیشـتر باشـد امـا صرفه جوئیهای حاصله که اغلب به حدود 50 درصد میرسد به سرعت سرمایه گذاری اضافی اولیه را باز می گرداند . در موارد خاص ممکن است که یک ساختمان بهینه ارزانتر از یک ساختمان معمولی باشد و علت آن کوچکتر بودن سیستم های مکانیکی و الکتریکی و مصرف کم انرژی در آنهاست . اصول کلى هبينه سازى مصرف انرژى در گرمايش و سرمايش ساختمان آسایش انسان در ساختمان به چهار عامل : دمای هوا , سرعت جریان هوا , رطوبــت نسـبی هوا و کنترل و خاک و بو بستگی دارد . اگر به نمودار مشخصات هوا توجــه کنیـد منطقـه آسـایش , حدود دمای هوا در فصول مختلف را بین 20 تا 27 درجه سانتیگراد و حدود رطوبت نســبی را بیـن 20 تا 70 درصد نشان می دهد . مناسب تر این است در زمستان به حداقــل دمـا و در تابسـتان بـه حداکثر دمای آسایش برسیم . در مورد رطوبت نسبی نیز بهتر است هوای محیط را در اقالیم خشک به حدود 20 تا 40 درصد و در مناطق و اقالیم مرطوب به حـدود 50 تـا 70 درصـد رطوبـت نسـبی برسانیم . سرعت هوا در محدوده بین 3 الی 10 متر در دقیقه می تواند متغیر باشد البته پــاکی هـوا نیز از ضروریات سلامتی و آسایش انسانهاست . در بکار گیری اصول بهینه سازی مصرف انرژی بهتر است که ابتــدا آن دسـته از فرصتـهای بهینه سازی بکار بسته شوند که هزینه ای در بر ندارند و یـا دارای هزینـه اندکـی هسـتند و سـپس اقدام به فرصتهائی با هزینه متوسط و زیاد به عمل آید و اصول بهینه سازی در گرمایش و سـرمایش عبارتند از : 1- بهینه کردن فضای ساختمان – فضاهای مجموعه بررسی و فضاهای اضافی حذف شوند . 2- بهینه سازی کنترلها – کنترلها نقش اساسی درتاسیسات مکانیکی دارند و با بهینه کردن کنترلها گرمایش و سرمایش ساختمان را فقط در مواقع لازم امکان پذیر سازید . 3- کاهش بارهـای حرارتـی و برودتـی سـاختمان . بـا کـاهش مـیزان نفـوذ هـوا و انـرژی حرارتـی خورشیدی , بارهای حرارتی و برودتی را کاهش دهید . 4- بهره گیری از عملیات کار آمد تاسیساتی – به تناسب نوع ساختمان , اقلیم و ســاکنان آن , کـار آمدترین روش گرمایش و سرمایش و تهویه مطبوع برگزیده شوند . 5- استفاده از تجهیزات کار آمد – برای سیستمی که انتخاب کرده اید بهترین تجـهیزات را انتخـاب کنید . 6- مد نظر قرار دادن ایده تاثیر پذیری – ترتیبی اتخاذ شود که ساختمان و شرایط جوی محیط , تا حد امکان با تاسیسات مکانیکی انتخابی هماهنگ و سهیم باشند . 7- افراد گرم و یا خنک شوند نه ساختمانها – فضاهای گرم و تهویه نشوند بلکه مکانهائی را که افراد در آن محل کار می کنند گرم یا سرد شوند . 8- بـازیـابی حرارت – حرارت تلـف شده از وسایل و دودکش ســاختمان و بخــار و الکتــریسیته را می توان بازیابی کرد . 9- فراهم کردن امکان ذخیره سازی انرژی – با ذخیره سازی انرژی , از کارکرد تجهیزات در ساعات حداکثر بار معاف خواهیم شد و در مورد انرژی خورشیدی که در روز گرد آوری و ذخیره می شــود , در ایام شب و ساعات غیر آفتابی بهره گیری خواهد شد . بر اساس نقطه نظرات ارائه شده در اصول کلی بهینه ســازی مصـرف انـرژی در گرمـایش و سرمایش , برخی از مفاهیم گرمایش و سرمایش پدیدار می شوند که به منظور بهینه سازی آنها , بــا ذکر مقدمه ای نکات اصلی صرفه جوئی در مصرف انرژی یاد آوری می شوند : این بخش راهنمای خوبی برای مهندسین و تکنیسینهائیست که طراحی , نصب و نگهداری سیستمهای گرمایش و سرمایش ساختمان های مسکونی تجاری و صنعتــی را بعـهده دارنـد . درک صحیح و رعایت مطالب این نوشته باعث صرفه جوئــی در هزینـه هـای جـاری کلیـه سیسـتم هـای تاسیسات مکانیکی ساختمانها خواهد گردید . در ســالهای نـه چنـدان دور گرمـایش سـاختمانها بـا استفاده از گرم کننده های نفتی و گازی انجام می شد که به تدریج این دستگاهها در حال تغیــیر و پیشرفت و توسعه بوده اند به گونه ای کـه امـروزه نسـبت بـه مدلـهای قدیمـی کـوچکـتر ارزانـتر و کارآمدتر شده اند و نوع جدیدتر آنها به صورت اتوماتیک در آمده اند . از مزایای سیستمهای جدیــد کاهش هزینه های سرمایه گذاری , سهولت در نصب , پائین بودن هزینه های جاری و راندمان بالای آنها می باشد . هبره بردارى و صرفه جودى در سيستمهاى گرمايش 1- معادلات اساس حاکم بر انتقال حرارت از دیوارها و سقف و پنجره های ساختمان عبارتند از : Q = A. U.∆T که در آن : Q = حرارت جریانی بر حسب وات w/m2 . o U = ضریب کلی انتقال حرارت بر حسب C m 2 A = سطح انتقال حرارت بر حسب T∆ = اختلاف دمای داخل و خارج بر حسب oC مقدارU برای دیوارها و سطوح مرکب عبارتست از : K Fo X i F R U 1 1 1 1 +Σ + = = که در آن : R = مقاومت حرارتی سطوح وFo و Fi ضرایب انتقال فیلم هــوای داخـل و خـارج دیـوار می باشند . با توجه به معادله اصلی , T∆ به عنوان یکی از عوامل تعیین کننده مقدار انتقــال حـرارات می باشد و عبارتست از (T = ti - to∆) که ti دمای طرح داخل و to دمای هوای خارج می باشند . پیشنهاد می شود در جـهت کـاهش بـار حرارتـی , ti را بجـای 22 درجـه سـانتیگراد (19) درجـه سانتیگراد و to را مثلاًدر تهران بجای (5-) درجه ســانتیگراد سـابق , برابـر (2-) درجـه سـانتیگراد فعلی فرض کنید که در جمع 6 درجه سانتیگراد از T∆ کــاهش مـی یـابد کـه برابـر %27 کـاهش درانتقال حرارت را نشان می دهد . U) -2) عامل دیگری جهت تعیین مقدار انتقال حرارت می باشــد کـه بـه مـواد تشـکیل دهنـده و عایقکاری سطوح بستگی کامل دارد . برای تغییرات (U) در دیوارها و پنجـره هـا و سـقف و کـف سـاختمانی قـابل لمـس باشـد یک ساختمان 100 متر مربعی در سه حالت معمولی , با عایق بندی مناســب و عـایق بنـدی کـامل مورد مطالعه قرار گرفته و میزان صرفه جوئی دراین مورد در میزان انتقال حرارت بترتیب ارقام صفـر - %48 و % 60 را نشان می دهد که بسیار قابل توجه می باشد . 3- مورد دیگر کاهش عدد( N ) تعداد دفعات تعویض هوا در معادله انتقال حـرارت از طریـق هـوای تعویضی در ساختمان است که رابطه زیر آنرا نشان می دهد : Q = V. ρ .C .( ti - to ).N که در آن : Q = حرارت جریانی بر حسب (W) (m3 V = حجم هوای تعویضی ( (kg/m3 ρ = جرم مخصوص هوا ( (W/kg.o C = گرمای ویژه هوا (C واضح است که تغییراتN نقش اساسی در کاهش مقدار انتقــال حـرارت را خواهـد داشـت مشروط باینکه کاهش تعویض هوا شرایط هوای داخلی را تغییر ندهد . ساير موارد صرفه جوئى در سيستمهاى گرمايشى و تاسيسات هبداشتى • زمانیکه دمای هوا متعادل است سیستم بخار (گرمایش) را خاموش کنید • در دیگها و کوره ها از مشعلهای کارآ استفاده کنید . • در کوره ها هوای احتراق اولیه و ثانویه را کنترل و آنرا تنظیم کنید . • در موتورخانه از سختی گیر آب استفاده کنید و رسوب زدائی لوله ها را مرتب انجام دهیـد . • منبع دو جداره و منبع انبساط باز را عایقکاری کنید تــا از تلفـات بیشـتر انـرژی حرارتـی جلوگیری شود . • تجهیزات فرآیند گرمایش را در زمانیکه استفاده نمی کنید خاموش کنید . • لوله های بخار و آبگرم را با اندازه مناسب استفاده کنید و سیستم تغذیــه بخـار را کنـترل نمائید . • فرآیند بخار را همیشه تحت کنترل قرار دهید تا اتلافات سیستم توزیع بخار کاهش یابد . • کنترلهای حرارتی را بررسی کنید و همیشه از کنترلهای سالم و با راندمــان بـالا اسـتفاده کنید . • با نگهداری و مراقبت دائمی از کارکرد مناسب وسایل و تجهیزات گرمایش مطمئن شوید . • هرگز از مقاومت الکتریکی برای گرمایش استفاده نکنید زیرا بازدهی فرآیند تولید و توزیع انرژی الکتریکی فقط %20 است و لذا اسراف وحشتناک انرژی را در بر خواهد داشت . • با نصب بادبزن های سقفی در سالنهائی که سقف بلند دارند از تلفات هوای گــرم طبقـات بالا جلوگیری کرده و از این هوای گرم برای گرمایش ساختمان استفاده کنید . • برای گرم کردن آب گرم مصرفی و بخشی از گرمایش ساختمان انرژی خورشیدی استفاده کنید. • تنزیل شبانه را با استفاده از توموستات ساعتی و سیتم های کنترل کامپیوتری مورد بـهره برداری قرار دهید ( کاهش دمای طرح زمستانی فضاهای ساختمان را در طــول شـب و اوقـافی کـه ساختمان بدون استفاده است , تنزیل شبانه می نامند ) • با کاهش دمای آب گرم مصرفی – حذف سیستم آب گرم مصرفی در بعضی از ســاختمان ها مثل مدارس و ادارات – عایقکاری لوله های آب گرم مصرفی , و استفاده از محدود کننده جریـان آب گرم در وسایل بهداشتی , به اندازه قابل توجهی در مصرف انرژی صرفه جوئی بــه عمـل خواهـد آمد . • با اینکه از نقطه نظر صرفه جوئی در مصرف انرژی , کاهش آب ســرد بـه انـدازه آب گـرم حائز اهمیت نمی باشد , ولی رعایت نکات زیر صرفه حوئـی درانـرژی مصرفـی را بـه دنبـال خواهـد داشت : کاهش مصرف آب – استفاده از سیفونهای کم مصـرف – اسـتفاده از محـدود کننـده هـای جریان آب از دوش حمام – استفاده از شیرهای دستشوئی کم مصرف و خودکار – استفاده مجدد از فاضلاب سبک برای شستشوی توالت ها . هبره بردارى و صرفه جوئى در سيستم هاى سرمايش و هتويه مطبوع • در تاسیسات تبرید از حرارت های تولید شده می توان استفاده کرد : از گاز داغ خروجی از کمپرسور – از حرارت دفع شده در کندانسور – از روغن داغ کمپرسور • سیستم های تهویه مطبوع را در ساعات غیر کارکرد خاموش کنید . • از سیستم هائی بادبی هوای متغیر استفاده کنید . • کندانسور های سیستم تبرید را مرتب تمیز کنید . • در سیستم های تهویه مطبوع دریچه های هواساز و فیلترهای هوا را جهت کاهش مقــاومت هوا بازرسی و تمیز کنید . • حجم هوای تازه مورد نیاز در سیستم های تهویه مطبوع را کنترل و کاهش دهید . • از سیستم های تهویه مطبوع فقط برای مکانهای مورد نیاز واقعی استفاده کنید . • از کنترل های هوشمند برای مکانهای مورد نیاز و در ساعات مورد لزوم استفاده کنید . • با وجود سیستم تهویه مطبــوع در سـاختمان , بـرای مکانـهائی بـا شـرایط مخصـوص از دستگاه های کوچک و مستقل تهویه مطبوع استفاده کنید . هزینه اضــافی ایـن سیسـتم بـزودی از طریق کاهش هزینه های اضافی جبران می گردد . • چون مقدار هوای مورد نیاز برای گرمایش , اغلب از هوای مورد نیاز برای سرمایش کمــتر است , سرعت بادبزن های سیستم تهویه مطبوع را در زمستان کاهش دهید . • فشار استاتیکی هوای داخل ساختمان را بررسی کنید . فشار کمتر از جو , و بیشتر از حـد را بر طرف کنید تا از افزایش هزینه عملیات تاسیساتی جلوگیری بعمل آید . • در طراحی مبدلهای حرارتی کاربرد لوله های حرارتی(Heat pipes) را مورد مطالعه قرار دهید و از خواص تبادل حرارتی آنها استفاده کنید . • از چرخ حرارتی(Thermal wheel) در مبدلهای حرارتی برای بازیافت حرارت اســتفاده کنید . این مبدلها را ژنراتور گردان و چرخ بازیاب انرژی نیز می نامند . • با استفاده از یک مبدل حرارتی از هوای اگزاستی ساختمان برای بازیافت انــرژی اسـتفاده کنیــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــد ( هوای اگزاستی گرم در زمستان هوای ســرد و تـازه ورودی بـه سـاختمان را گـرم و بـر عکـس در تابستان سرد می کند و مقداری انرژی صرفه جوئی می شود . ) • از پمپ حرارتی(Heat pump) برای صرفه جوئی در مصرف انــرژی اسـتفاده کنیـد : در اصل پمپ حرارتی یک سیستم تبرید می باشد که می توان بوسیله شیر مخصوصـی مسـیر گـاز داغ خروجی را تغییر داده و سیستم را به یک سیستم حرارتی تبدیل کرد . یا اینکه از حرارت تلف شـده سیستم تبرید نوعی استفاده صرفه جویانه نمود . اگر سیستم تبریدی دارای(c.o.p) بین بیـن 5 تـا 7 می باشد بدین معنی است که بازاء هرwatt حرارت که به شکل انرژی الکتریکی مصرف می شـود میانگین watt 6 گرما از دستگاه گرفته می شود . آیا می توان بیش از این صرفه جوئی نمود ؟ نتيجه نتیجه ای که از این مقاله تحلیلی حاصل شده این اســت کـه بـه غـیر از چکیـده و مقدمـه نوشته شده که برای وارد شدن به موضوع لازم بود , کلیه مطالبی که در این مقاله در زمینــه اصـول کلی بهینه سازی مصرف انرژی در معماری یک ساختمان , و اصول صرفه جوئی در مصرف انرژی در گرمایش و بهره برداری و صرفه جوئی در سیستم های گرمـایش و تاسیسـات بهداشـتی , همچنیـن بهره برداری و صرفه جوئی در سیستم های سرمایش و تهویه مطبوع , بصـورت پیشـنهادات اجرائـی توصیه شده اند , چه آنهائی که با شماره بندی مشخص شده اند و چه مطالبی که بـا علامـت از هـم تفکیک شده اند همگی از نکات مهم طراحی و اجرائی هستند که اگـر فقـط حـدود %50 آنـها اجـرا شوند بیش از 80 درصد از مصارف فعلی انرژی در ساختمانها صرفه جوئی خواهد شد . منابع و مأخذ 1- کتاب اصول مدیریت انرژی – گرگ . بی . اسمیت 2- آموزش مدیریت انرژی – فصل هشتم – سازمان بهره وری انرژی ایران 3- اصول تبرید – طراحی سیستمهای سرد کننده – تالیف اصغر خاج سقطی – مهندس جعفری

Xبستن پنجره

logo-samandehi