صرفه جویی در مصرف انرژی

آتریم در معماری به فضای بزرگ و باز میان ساختمان گفته می شود که در رم باستان به منظور تهویه و تامین نور طبیعی استفاده می شده است. در قرن بیستم و معماری مدرن آتریوم به شکل وسیعی مورد استفاده قرار گرفت و به دلیل دادن احساس باز بودن فضا و فراخی و بهره مندی از نور طبیعی همچنین ایجاد تعامل بین فضای داخلی و محیط خارجی و شهر از محبوب ترین اجزای مدرن بناهای مدرن شناخته می شوند. تمامی این موارد دلیل بر استفاده روز افزون از آتریومها در ساختمانهای امروزه است که در بعضی شرایط اقلیمی و جغرافیایی بدون در نظر گرفتن هزینه های انرژی تحمیل شده به بنا ساخته شده و با عنوان ساختمان پایدار و دوست دار طبیعت مطرح می گردند، این در حالیست که توجه به مصرف منابع انرژی و معماری بومی و الگوهای ساختمانی سنتی باید به عنوان اولین اصل در طراحی دوست دار طبیعت قرار گیرد. همچنین لزوم طراحی فضای آتریوم با معیارها و الگوهای کاهش مصرف انرژی سنجیده شوند و صرفا جهت ایجاد طرح معماری متفاوت یا تامین زیبایی بصری تحمیل بار انرژی چشمگیری به بنا در طول زمان بهره برداری از ساختمان هزینه های بسیاری برای سیستم و کاربران در بر خواهد داشت. این مقاله با توجه بر اقلیم سرد قزوین امکان استفاده از آتریوم را در ساختمان بررسی نموده و در مقایسه با فرم بدون آتریوم، میزان مصرف انرژی را محاسبه کرده و در مورد امکان و توجیه پذیری طراحی آتریوم در اقلیم سرد به نتیجه گیری می پردازد.

کولرهای آبی به دلیل هزینه پائین، در اغلب مناطق مرکزی و اقلیم گرم و خشک ایران جهت خنک سازی مورد استفاده قرار می گیرند و به عنوان یکی از مصرف کنندگان عمده توان الکتریکی شناخته می شوند. اغلب کولرهای آبی از موتورهای القایی تک فاز با اتصال مستقیم به شبکه برق در مقادیر مختلف توانی بهره می برند. اما بهره این موتورها بسیار پائین است و جایگزینی آن ها با موتورهای الکتریکی پربازده مورد توجه دستگاه های مختلف حاکمیتی است. استفاده از موتورهای آهن ربا دائم بدون جاروبک (و یا براشلس) امروزه به دلیل مزایای ممتازشان در بسیاری از کاربردهای صنعتی و خانگی مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله جزئیات به کارگیری موتور بدون جاروبک در کاربرد کولر آبی ارائه و الزامات و استانداردهای موردنیاز طراحی و ساخت موتور بدون جاروبک و درایو آن بیان می گردند. در ادامه یک موتور بدون جاروبک hp 5/0 و درایو آن طراحی، ساخته و تست می شود. همچنین یک کولر آبی m 3 /h 5000 مجهز به موتور بدون جاروبک در آزمایشگاه مرجع تحت تست هوادهی قرار می گیرد. نتایج به دست آمده، بیان گر افزایش قابل ملاحظه بهره مصرف انرژی در مقایسه با کولرهای آبی مجهز به موتور القایی تک فاز است. همچنین ملاحظات اقتصادی استفاده از موتورهای بدون جاروبک و افزایش هزینه اولیه ناشی از سیستم جدید و سایر ملاحظات فنی در این مقاله مورد بحث قرار می گیرند. نتایج حاصله نشان می دهند که استفاده از موتورهای بدون جاروبک در این کاربرد می تواند گامی بسیار بزرگ در صرفه جویی در مصرف انرژی، حفظ محیط زیست و کاهش مشکلات ناشی از مصرف بی رویه برق در کشور باشد.

بهبود آسایش حرارتی، از جمله مسائل مهمی است که در ساختمان های امروزی مورد تأکید است. با توجه به روند رو به رشد مصرف انرژی،  تلاش برای صرفه جویی در ساختمان های کشور یک ضرورت انکار ناپذیر است. از طرفی استفاده بهینه از انرژی رایگان خورشیدی، محیطی مطلوب را برای ساکنین ساختمان فراهم می آورد و از سوی دیگر، سبب کاهش میزان انرژی مصرفی ساختمان در فصول سرد سال خواهد شد. از آنجا که روند کلی ساخت و ساز های مسکونی در کشور به سمت توسعه واحدهای آپارتمانی سوق پیدا کرده است؛ استفاده از راهکارهای اقلیمی که بتواند در چنین بناهایی به عنوان واقعیت موجود شهرسازی کشور مورد استفاده قرار گیرد، نیاز مهمی است که کمتر مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از فضاهای نیمه باز همچون بالکن، مهتابی و ایوان تحت عنوان «فضای نیمه باز» در واحدهای آپارتمانی مورد تأکید مقررات ملی ساختمان ایران است و در اکثر ساختمان های امروزی وجود دارد. درصورت طراحی هوشمندانه، این دسته از فضاها قابلیت تبدیل به یک گلخانه خورشیدی به عنوان یک سامانه ایستا برای جذب و بهره برداری از انرژی خورشیدی را فراهم می کنند.  هدف از این پژوهش، استفاده از هوش مصنوعی و بهینه سازی الگوریتمی به منظور یافتن ابعاد، فرم مشخصات فنی بهینه فضاهای نیمه باز آپارتمانی در اقلیم گرم و خشک، در جهت تبدیل آن ها به یک گلخانه خورشیدی برای استفاده در مواقع سرد سال است. روش تحقیق در این پژوهش شبیه سازی و استدلال منطقی است. از این رو با به خدمت گرفتن روش شبیه سازی فضایی مسکونی در شهر شیراز، پارامترهای فضای نیمه باز ساختمان (ابعاد فضای نیمه باز، ابعاد پنجره متصل به فضای داخل، نوع فضای نیمه باز، جنس شیشه و تهویه) به منظور ایجاد قابلیت تبدیل به گلخانه خورشیدی مورد بررسی قرار گرفت  و شرایط بهینه هریک از این پارامترها برای شهر شیراز تعیین شد. نتایج حاکی از آن است که چنین فضایی در حالت بهینه می تواند تا 54 درصد از مصرف انرژی گرمایشی ساختمان را کاهش دهد. در این میان بهترین پاسخ را فضای نیمه باز مهتابی  با استفاده از پوشش شیشه دوجداره، از خود نشان داد.

نور روز از اساسی ترین نیازهای جسمی و روانی انسان به شمار می رود. این عامل ضمن حفظ سلامتی شرایط مطلوب تری را برای افراد فراهم می سازد و می تواند باعث ایجاد آسایش و افزایش بازدهی شود. باتوجه به پتانسیل بسیار زیاد ایران در زمینه تابش نور خورشید متأسفانه تنها 0.2 درصد از این پتانسیل استفاده شده است بنابراین ضروری است که با معرفی تکنولوژی های جدید در این زمینه و تحقیقات بیشتر از این پتانسیل بسیار بیشتر استفاده شود. در این مقاله به معرفی لوله های نوری به عنوان راهکاری برای استفاده از انرژی رایگان خورشید و در نتیجه صرفه جویی در مصرف انرژی پرداخته شده است. همچنین با مرور منابع مختلف پیشرفت ها و نوآوری های این لوله ها نشان داده شده است. ابتدا لوله نوری تعریف شد سپس در مورد ساختار لوله ها و انواع سیستم های انتقال نور، انواع لوله های نوری و ویژگی های آن ها صحبت شده است. در انتها هم بین لوله های نوری و پنجره های نورگیر سقفی مقایسه ای انجام شد. لوله های نوری علاوه بر کاهش مصرف انرژی، به سلامت روحی و جسمی استفاده کنندگان نیز کمک کرده است. به دلیل مزایای زیاد این لوله ها در بهبود مصرف انرژی در ساختمان ها، این لوله ها در آینده جایگزین مناسبی نسبت به تأمین روشنایی مصنوعی خواهند بود.

بازیافت مواد و مصالح ساختمانی از جمله موضوعات مهم در صنعت ساختمان سازی است. بازیافت به معنی استفاده مجدد از مصالح یا تولید مصالح جدید از مواد استفاده شده و دور ریختنی از جمله ضایعات بتنی است. استفاده از بتن های بازیافتی از طریق تخریب و استفاده مجدد بتن های فرسوده منافع بسیاری به دنبال دارد که صرفه جویی اقتصادی یکی از آن هاست. به طور تقریبی هر ساله 25 میلیارد تن بتن در جهان تولید می شود به طوری که به ازای هر نفر 3.8 تن بتن در سال تولید می شود. در ایران نیز رشد روز افزون ساخت و ساز ساختمان از یک طرف و الزام به بازسازی سازه های فرسوده یا تخریب شده ، باعث کاهش ذخایر معادن سنگدانه های طبیعی و افزایش نخاله های ساختمانی در آینده خواهد شد. به همین دلیل بررسی امکان بازیافت بتن از دو جنبه "حجم زیاد بتن دور ریز و غیر قابل مصرف ناشی از تولید کارخانه های بتن سازی" و "حجم قابل توجه آوار و نخاله های بتنی و ماسه سیمانی ناشی از نوسازی ساختمان ها و بازسازی پس از سانحه" می تواند مورد توجه قرار گیرد. کاهش مصرف سنگدانه های جدید که از معدن استخراج شده اند ، کاهش مساحت زمین های مختص به دفع بتن ، کاهش تولید CO2 در مقایسه با بتن های معمولی نیز از دیگر مزایای بازیافت نخاله های بتنی ساختمانی است. این مقاله با بررسی و ارزیابی تحقیقات و اقدامات انجام شده در زمینه بازیافت بتن و یافته های گوناگون در این زمینه در پی روشن نمودن ضرورت توجه به بازیافت بتن و شیوه هایی است که به کمک آن می توان از منافع بازیافت در جهت توسعه صنعت ساختمان و حفظ محیط زیست و صرفه جویی های ناشی از آن استفاده نمود.

در دوران معاصر، توجه به کنترل مصرف انرژی در شهر و اجزاء تشکیل دهنده آن از جمله ساختمان ها در مقیاس های کوچک و بزرگ از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و نگاهی جامع به برنامه ریزی شهری می تواند در راه رسیدن به این هدف تأثیر گذار باشد. تامین انرژی مورد نیاز سرمایش و گرمایش ساختمان ها از دغدغه های اصلی مدیریت مصرف انرژی است و در این راستا مسکن زمین پناه به عنوان الگویی پایدار با ایجاد کیفیت دمایی ثابت در فضای داخلی، می تواند سهم مؤثری در کاهش مصرف انرژی ساختمان و در مقیاسی بالاتر مصرف انرژی شهر داشته باشد. هدف از انجام این پژوهش مقایسه مصرف انرژی گرمایشی و سرمایشی بنای زمین پناه حیاط مرکزی با مدل غیر زمین پناه است روش انجام پژوهش از نوع کمی بوده و در روند کلی آن، پس از انجام مطالعات اولیه، مدل سازی ساختمان با نرم افزار اسکچاپ انجام شد و دمای خاک در شهر شیراز، در اعماق متفاوت تعیین گردید. در مرحله بعد داده های اقلیمی شهر شیراز از نرم افزار متئونورم استخراج گردید و کلیه داده های به دست آمده، جهت شبیه سازی حرارتی در نرم افزار انرژی پلاس مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که از میان تمامی حالات فرورفتگی مدل در اعماق خاک، نمودار مربوط به انرژی سرمایشی در عمق 6 متری زمین، صرفه جویی سالیانه به میزان تقریبی 44 درصد را نسبت به مدل غیر زمین پناه و نمودار انرژی گرمایشی بنا در همان عمق، افزایش 18 درصدی سالیانه، نسبت به مدل مستقر بر سطح زمین را نشان می دهد؛ اما در نهایت، مجموع انرژی گرمایشی و سرمایشی سالیانه مدل در عمق 6 متری زمین، کاهشی به اندازه 32 درصد را نسبت به مدل مستقر بر سطح زمین نشان می دهد که بیشترین میزان صرفه جویی در میان سایر حالات است. لذا بهره گیری از این تکنیک ساخت و ساز می تواند در کاهش مصرف انرژی موثر باشد.