انرژی و ساختمان

مصرف انرژی در ساختمان

مصرف انرژی

مصرف انرژی در چند دهه اخیر به طور سرسام آوری افزایش یافته است. این افزایش از یکطرف نشان دهنده رشد اقتصادی و به گردش افتادن بیشتر چرخ های صنعت و در پی آن جابه جا شدن کالاهای صنعتی به نقاط مختلف می باشد. از طرف دیگر شاید به دلیل قیمت ارزان انرژی، صاحبان صنایع و مصرف کنندگان خصوصی کشور در پی صرفه جویی و استفاده منطقی از این نعمت خدادادی نبوده اند.

استفاده منطقی از انرژی در رئوس اصلی کار کشورهای فاقد انرژی فسیلی قرار گرفت و بر آن شدند که در مراکز اصلی مصرف انرژی، یعنی بخش صنعت و ساختمان، مسئله بهینه کردن مصرف انرژی را جدی بگیرند. بدین ترتیب این مسئله مطرح شد و چندین سال است که کشورهایی مانند آلمان، سوید، ایتالیا، انگلیس و … قوانین خاصی در امر ساختمان سازی و به کار بردن عایق های حرارتی، روش گرمایش و سرمایش و ساختار کلی ساختمان در جهت بهینه کردن مصرف انرژی در آن تدوین نموده اند که لازم الاجرا می باشد. اجرای این موارد نتایج جالبی به دنبال داشته است به طوری که موفق شده اند با به کارگیری این قوانین تا حدود ۳۰% در مصرف انرژی صرفه جویی نمایند (۱) .

مصرف انرژی در ایران

با این که کشور ما از صادرکنندگان انرژی فسیلی به کشورهای مختلف است. هنوز ارزش واقعی آن از مصرف کنندگان وصول نمی شود. لذا مصرف کنندگان در پی صرفه جویی و یا استفاده منطقی از آن نیستند. جهت جلوگیری از روند مصرف بی رویه انرژی در کشور از طرف مقامات ایران باید اقدامات اساسی به صورت قوانین همگانی صورت بگیرد. یکی از اقدامات، کنترل ساختار صنایع و ساختمان های جدید مسکونی می باشد که باید تحت شرایط معینی که در آن کاهش مصرف انرژی مدنظر باشد، صورت بگیرد (۲) .

در مورد ساختمان های فعلی که در حــال استفاده می باشد و از نظر مصرف انرژی در وضعیت خوبی قرار ندارند، باید تعمیرات اساسی در آن ها انجام شده و یا اصولی در آن ها پیاده شود که از نظر مصرف انرژی منطقی گردند.

 بهبود مصرف انرژی//

ممیزی انرژی چیست؟

امروزه به کارگیری منطقی انرژی در محیط های صنعتی، تجاری و ساختمانی هم در سطوح منطقه ای و هم در سطح ملی (خرد و کلان) به عنوان یک ضرورت مورد توجه کارشناسان و دست اندرکاران قرارگرفته است. در این راستا برنامه ریزی های متعددی در زمینه صرفه جویی و به کارگیری منطقی انرژی در بسیاری از کشورها در دست اقدام است. این برنامه ریزی ها برپایه ساختارهای درست قانونی و علمی استوار بوده و عمدتاً شامل موارد زیر هستند:

  1. برنامه های ممیزی و صرفه جویی انرژی
  2. راه کارهای مالی، فنی و سازمانی مورد نیاز برای بالا بردن بهره وری در بخش انرژی
  3. توسعه آموزش برنامه های صرفه جویی و به کارگیری منطقی انرژی (۲)

تعریف ممیزی انرژی

از میان موارد فوق ممیزی انرژی (Energy Audit) ابزار کارآمدی است که می تواند دست اندرکاران را برای برنامه ریزی های مورد نظر یاری بخشد. ممیزی انرژی مجموعه اقداماتی است که جهت شناسایی، چگونگی، مقادیر و موقعیت های مصرف انرژی در یک واحد مصرف کننده انرژی و یا در طول یک فعالیت و فرآیند خاصی، انجام و در طی آن فرصت ها و امکانات صرفه جویی انرژی مشخص شده و ارزیابی می گردد.

ممیزی انرژی به طور دقیق بالانس انرژی در جریان و انرژی خروجی از واحد مصرف کننده است. اما چون بیشتر پروژه های ممیزی انرژی در صنعت انجام شده تعریف دیگری نیز می توان ارایه نمود ممیزی انرژی مجموعه اقداماتی است که برای بررسی و شناسایی چگونگی و مقادیر مصرف انرژی در یک فرایند تولیدی انجام می شود. از پیام های اجرایی یک برنامه ممیزی انرژی در یک واحد صنعتی می توان به ایجاد یک بینش درست از بخش های اساسی به کار گیرنده انرژی برای مدیریت آن واحد صنعتی و در سطح بالاتر برای برنامه ریزان کشور اشاره نمود. از سوی دیگر کاربرد چندگانه ممیزی انرژی، به کارگیری آن را در بخش های غیرصنعتی مانند ساختمان های اداری و خانگی نیز امکان پذیر کرده است(۵-۳).

 

ضرورت استفاده از نرم افزار

نیاز سازمان ها و شرکت های مربوط به بخش انرژی و همچنین نیاز جامعه مهندسین به وجود یک نرم افزار در بخش انرژی به دلایل زیر مشهود می باشد:

  1. از چندین سال پیش نیاز به یک نرم افزار جامع و فراگیر در سازمان ها و شرکت های مربوط به بخش انرژی (از جمله سازمان مسکن و شهر سازی و سازمان بهینه سازی مصرف سوخت و غیره …) مشهود بوده است به طوری که همیشه جهت یکپارچگی محاسبات و ارایه دفترچه های محاسباتی در پروژه های بزرگ تر از ۲۰۰۰ متر مربع را مشروط به ارایه محاسبات نرم افزاری کرده بود (همانند رعایت آیین نامه ۲۸۰۰ در محاسبات سازه ای ساختمان ها) که البته نبود نرم افزاری معتبر این امکان را فـــراهم نمی کرد .
  2. نیاز مهندسین طراح در کشور به طوری است که گاهی در بعضی از استان ها گروه متخصصان رشته تاسیسات سازمان های نظام مهندسین با تشکیل گروه کاری خواسته اند اقدام به طراحی نرم افزار مشابه نمایند یا به خرید نرم افزار از کشورهای خارجی روی آورند ولی به دلایل بسیار متعدد این طریق امکان پذیر نبوده و نیاز به نرم افزار همچنان در جامعه مشهود است و مهندسین جهت محاسبات (خصوصاً بارهای سرمایش) از شیت فرم های دستی برای این منظور استفاده می نمایند که به محاسبات سر انگشتی اطلاق می گردد.
  3. خارج شدن از متدهای محاسبات دستی (سر انگشتی) و یکپارچگی محاسبات در کل کشور این امکان را برای جامعه مهندسین خصوصاً بخش تاسیسات فراهم می سازد که دانش فنی در به کار گیری مصالح مطلوب و استفاده از سایه بان ها و بررسی بهینه سازی مصرف انرژی و بالا بردن فرهنگ استفاده از فن آوری های جدید نرم افزاری و …… در ساختمان بالا رود.
  4. در نتیجه یکپارچگی محاسبات و کنترل های مربوطه از طرف کارفرماها و کارشناسان بسیار راحت و دقیق می باشد و در نتیجه بررسی اصلا حات مورد نیاز چه از باب اشکالات محاسباتی و چه از باب رعایت بخشنامه ها (مقررات ملی و صرفه جویی انرژی) راحت و دقیق می باشد (۶) .

 

نرم افزارهای موجود در بخش ممیزی انرژی

این نرم افزارها را به دو دسته کلی نرم افزارهای داخلی و خارجی تقسیم می کنیم که در ادامه  به دو نمونه از آن­ها اشاره می­شود:

 

نرم افزار خارجی

DOE-2

تخصیص انرژی در ساختمان و ابزار تحلیل هزینه

DOE-2  یک نرم افزار رایج و پذیرفته شده در تحلیل انرژی ساختمان می باشد که می تواند انرژی و هزینه مورد نیاز در انواع ساختمان ها را پیش بینی کند. DOE-2  با استفاده از شرحی از نقشه ساختمان، ساختـار آن، نــــوع کاربری، سیستم های تهویه و امکانات رفاهی خواسته شده به وسیله کاربر، به موازات شرایط آب و هوایی، یک شبیه سازی ساعت به ساعت از ساختمان انجام می دهد و در انتها گزارش سودمندی از روند کار ارایه می دهد.

بیش از دو دهه است که DOE-2  در حال توسعه و پشتیبانی می باشد و همین امر منجر به تولید یک محصول قدرتمند و توانایی در این زمینه شده است در تمام طول عمر این نرم افزار چندین نسخه از DOE-2  توسعه داده شده است که پیشنهاد می شود از جدیدترین و قوی ترین نسخه آن یعنی DOE-2   استفاده شود(۷) .

 

نرم افزارهای داخلی

 

نرم افزار چک لیست انرژی مبحث نوزدهم

کلیات مربوط به مقررات ملی ساختمان مبحث نوزدهم

این فصل از مقررات ملی ساختمان ضوابط طرح، محاسبه و اجرای عایق کاری حرارتی سیستم های تاسیساتی گرمائی، سرمائی، تهویه، تهویه مطبوع، تامین آب گرم مصرفی و روشنایی الکتریکی در ساختمان ها را تعیین می کند و شامل دو روش کارکردی(الف) و روش تجویزی(ب) است.

در روش الف ضریب انتقال حرارت طرح ساختمان محاسبه گردیده، با ضریب انتقال حرارت مرجع مربوط به طراحی مورد نظر مقایسه می شود. همچنین، اصول کلی ضروری در مورد سیستم های طراحی شده، جهت به حداقل رسانیدن مصرف بیان می گردد.

در روش ب، راه حل های فنی مختلف برای تعیین طراحی قسمت های مختلف تشکیل دهنده پوسته خارجی ساختمان ارایه می گردد.

این روش فقط در موارد زیر قابل اعمال است:

خانه های ویلائی و واحد های واقع در آپارتمان های مسکونی با مجموع زیر بنای کمتر از ۱۰۰۰ متر مربع

تمام ساختمان های گروه ۳ از نظر میزان صرفه جوئی در مصرف انرژی در بخش های بعدی این مبحث ضوابط مربوط به طراحی سیستم های تاسیساتی گرمایی، سرمایی، تهویه، تهویه مطبوع، تامین آب گرم مصرفی و روشنایی الکتریکی ارایه شده است.

توضیحات عمومی نرم افزار

این نرم افزار برای بررسی و تحلیل مقررات مربوط به مبحث نوزدهم انرژی ساختمان به سفارش سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور تهیه شده است.

این نرم افزار با استفاده از اطلاعات ساده و ابتدایی در مورد ساختمان مربوطه به محاسبه بار حرارتی و ضرایب انتقال حرارت در ساختمان مورد نظر می پردازد و در نهایت مقادیر به دست آمده را با مقادیر مرجع مقایسه کرده و جوابی به صورت “پاسخگو می باشد یا نمی باشد” می دهد.

از طرف دیگر در این نرم افزار مقایسه ای در مورد تاسیسات ساختمان، سیستم های روشنایی، تهویه مطبوع و غیره … انجام نمی گیرد. در ضمن هیچ راهکاری برای بهبود مصرف انرژی ارایه نمی گردد و از نظر اقتصادی و زمان بازگشت سرمایه تحلیل نمی شود (۸) .

 

بحث، نتیجه گیری و پیشنهاد

 

  1. در موردنرم افزارهای خارجی اطلاعات جامع و کاملی موجود نمی باشد. بنابراین برای تجزیه و تحلیل و بررسی کامل قابلیت ها و نقاط ضعف و نقاط قوت آن ها احتیاج به اصل نرم افزار و اطلاعات کامل تری در مورد خود نرم افزار و حتی پروژه هایی که به وسیله آن ها انجام شده است می باشد.
  2. مشکلی که در مورد استفاده از نرم افزارهای خارجی وجود دارد در کاربرد آن ها در ایران می باشد زیرا همان طور که می دانیم یکی از نکات مهم در ممیزی انرژی یک ساختمان در مورد موقعیت جغرافیایی و شرایط آب و هوایی محـل ساختمان می باشد. در تمامی این نرم افزارها اطلاعات آب و هوایی و شرایط جغرافیایی بسیاری از شهرهای دنیا موجود می باشد ولی در مورد شهرهای ایران چیزی آورده نشده است، البته در نرم افزار CARRIER فقط شهر تهران موجود می باشد که این به تنهایی کفایت نمی کند، به عنوان مثال در نرم افزار بهسات علاوه بر این که اکثر شهرهای ایران موجود می باشد خود تهران نیز به پانزده ناحیه تقسیم شده است، اما در اکثر این نرم افزارها بخشی نیز برای وارد کردن اطلاعات مربوط به شهر جدید تعبیه شده است که می توان با وارد کردن این اطلاعات روند ممیزی انرژی را دنبال کرد.
  3. نکته بعدی در مورد قابلیت اطمینان و درصد خطای مربوط به نرم افزارها می باشد، نرم افزار های خارجی به مراتب قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به نمونه های داخلی دارند، میان نرم افزار های خارجی نرم افزارهایی به بیش از دو دهه تحقیق و توسعه در آن به یک نمونه جامع، کامل و دقیق رست یافته اند که درصد خطای بسیار کم و قابلیت اطمینان بالایی دارند، همچنین پروژه هایی که با آن ها انجام شده و رقابت موجود عوامل دیگر در بهبود و رشد سریع و اعتبار آن ها می باشد، ولی نرم افزارهای داخلی با سابقه اجرایی کم و تجربه اندک در این مبحث و این که تا به حال نمونه ای از پروژه های ممیزی انرژی به کمک آن ها انجام نگردیده است دارای درصد خطای بالایی می باشند، بنابراین می توانیم با تحلیل نرم افزاری یک پروژه و مقایسه آن با نتایج به دست آمده از تحلیل دستی و استفاده از رابطه زیر برای آن ها ضریب اطمینان به دست آورد.

هدف

با توجه به این که بخش ساختمان یکی از بخش های اصلی مصرف کننده انرژی است و با عنایت به مصرف بالای انرژی در بخش ساختمان های عمومی، مطالعه ای جهت ارایه راهکارهای اجرایی و مدیریتی به منظور کاهش مصرف انرژی الکتریکی در یک ساختمان آموزشی نمونه انجام پذیرفت. بدین منظور ابتدا تجهیزات مصرف کننده انرژی الکتریکی مورد بررسی قرار گرفت و از میان آن ها تجهیزات عمده مصرف کننده انرژی برای اندازه گیری انتخاب گردید. زمان های فعالیت تجهیزات مختلف پس از تکمیل فرم های جمع آوری اطلاعات استخراج شد و در نهایت اطلاعات اندازه گیری شده تجزیه و تحلیل گردید و مشخص شد که بیشترین مصـرف انرژی الکتریکی مربوط به بخش روشنایی و موتورهای الکتریکی فن کوئل ها می باشد.

اتلاف انرژی

 

منابع

 

  1. باقری، «انجام ممیزی انرژی اولین قدم برای بهینه سازی مصرف انرژی در صنایع کشور»، سال ۱۳۸۱.
  2. سازمان بهینه سازی مصرف سوختifco.com
  3. علی سوفسطائی، فتوحی، »ارزیابی پتانسیل صرفه جوئی مصرف انرژی در یک ساختمان اداری» چهارمین همایش بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان، ۱۳۸۴، تهران-ایران  .
  4. ریما فیاض،امیر عشیری (مترجم)، بهروز محمدکاری (مترجم)، فرامرز صدر (مترجم) ، «ممیزی انرژی ساختمان های موجود و راهکارهای کاهش مصرف انرژی»  نشر وزارت مسکن و شهرسازی، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ۱۳۸۳٫
  5. اصغر حاج سقطی، «بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان» اولین همایش بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان، ۱۳۸۱، تهران-ایران .
  6. سعید امیری، محمد نقاش زادگان، «ساخت نرم افزار کامپیوتری Iran Tahvieh برای محاسبه بار حرارتی و برودتی با توجه به خصوصیات اقلیمی ایران» سازمان بهینه سازی مصرف سوخت .
  7. http://www.doe2.com/
  8. نرم افزار چک لیست انرژی مبحث نوزدهم

 

براساس مقاله جایگاه تحلیل نرم افزاری در ممیزی انرژی در بخش ساختمان

نوشته ی دکتر مجید عباسپور و مجتبی رضاییان

 

 

3 پاسخ
  1. حسین
    حسین گفته:

    باسلام مبحث بسیار مهمی است وبا توجه به نیاز همگان، در صورتی که جدول بهره وری که به عبارتی نشانگرصرفه جویی و میزان سرانه مصرف برمتر مربع یا واحد مسکونی خوب است. متشکرم

    پاسخ دادن
  2. حسین
    حسین گفته:

    باسلام مبحث بسیار مهمی است وبا توجه به نیاز همگان، در صورتی که مطالب حاوی جدول بهره وری که به عبارتی نشانگرصرفه جویی و میزان سرانه مصرف برمتر مربع یا واحد مسکونی باشد،بهتراست. متشکرم

    پاسخ دادن

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *