انرژی نهفته

کاهش مصرف انرژی و به دنبال آن انتشارات گازهای گلخانه ای به منظور کاهش اثرات تغییر آب وهوای جهانی به یک ضرورت جهانی تبدیل شده است. محیط انسان ساخت مسئول حدودًا 40 درصد از مصرف انرژی در کشور ایران می باشد و قسمت اعظم محیط انسان ساخت به کاربری مسکونی اختصاص دارد. انرژی مصرف شده در تولید و فرآوری مصالح ساختمانی و در فرآیندهای ساخت ساختمان، معمولاً با استفاده از انرژی نهفته اندازه گیری می شوند. به طور کلی انرژی کل انرژی مصرفی ساختمان در طول دوره حیاتش را تشکیل می دهد. انرژی / 1 تا 5 / نهفته یک ساختمان نسبتی بین 3 نهفته از جمله پارامترهای اصلی در ارزیابی عملکرد زیست-محیطی ساختمان ها است و ارتقاء راندمان انرژی در بخش مسکونی مناطق شهری به بخش مهمی در دستیابی به توسعه پایدار تبدیل شده است. لذا این پژوهش با هدف اصلی بررسی پایداری الگوهای مسکن از منظر انرژی نهفته صورت گرفته است. بدین منظور الگوهای مسکن به هفت دسته کلی حیاط مرکزی، بافت فرسوده، ویلایی، ردیفی یک، دو و سه طبقه و آپارتمانی تقسیم بندی شده اند. به منظور محاسبه انرژی نهفته ابتدا انرژی ساختمان ها بر اساس نوع سازه و با کمک تحلیل واریانس محاسبه شدند. نتایج مطالعه در این زمینه نشان می دهد ساختمان های مسکونی با سازه آجر و چوب کمترین میزان مصرف سرانه انرژی نهفته را به خود اختصاص داده اند و پس از آن به ترتیب خانه های با سازه اسکلت بتنی آجر سفالی، اسکلت فلزی آجر سفالی، اسکلت بتنی آجری، آجر و آهن تیرچه بلوک بتنی قرار دارند و در آخر اسکلت فلزی آجری بیشترین میزان سرانه مصرف انرژی نهفته را دارا می باشند. دارای کمترین سرانه انرژی در بین سایر الگوها هستند و این GJ/ در الگوهای مسکن، خانه های حیاط مرکزی با 2 اولویت بندی پس از آن به ترتیب عبارت است از: خانه های ردیفی یک طبقه، آپارتمانی، خانه های ردیفی دو طبقه، خانه های بافت فرسوده، خانه های ویلایی و در آخر خانه های ردیفی سه طبقه.

ساختمان های مسکونی مسئول بخش قابل توجهی از مصرف انرژی در سراسر جهان هستند. ساخت هر مصالح و کاربرد آن در اجرای ساختمان انرژی مصرف می کند. این انرژی مصرف شده همان انرژی نهفته است که در کشور ما کمتر به آن پرداخته می شود. هدف این تحقیق کاهش مصرف انرژی نهان در ساختمان در راستای حفظ محیط زیست وتغییرات اقلیمی می باشد. در این مقاله با استناد به پیشینه تحقیق به کاهش انرژی نهفته با راهکارهای طراحی معماری پرداخته خواهد شد. ابتدا با توجه به مبانی نظری تحقیق متغیرهای مستقل تاثیر گذار تبیین می شوند. سپس انرژی نهفته یک ساختمان دراقلیم گرم ومرطوب شهر بندر عباس پس از مدل سازی مولفه های تاثیر گذار در قالب متغیرهای مستقل، متناسب با نوع ساختمان وخروجی های مقدار مصالح در نرم افزار اکسل محاسبه می گردد. نتایج در این مقاله شامل دو بخش نتایج نظری که محصول بررسی متون است و نتایج تجربی که از محاسبات حاصل شده و تحلیل گردیده است. دستاوردهای این پژوهش نشان می دهد که انرژی نهفته هر متر مربع ساختمان نمونه در موقعیت جغرافیایی و اقلیمی بندرعباس در بخش معماری 1.9 مگا ژول در هر متر مربع است که با تغییر متغیرهای طراحی تا 18.5 مگا ژول در هر متر مربع قابل تغییر می باشد؛ همچنین بیشترین درصد انرژی نهفته مربوط به دیوارها و کف ها است. نتایج این تحقیق الزام محاسبات و توجه به راهکارهای کاهش انرژی نهفته را در اقلیم گرم و مرطوب (بندرعباس) که نیاز به مصرف انرژی بیشتر دارند را برای دست اندرکاران ساختمان تاکید می کند .

انرژی نهفته انرژی است که برای تولید و انتقال مصالح، ساخت، تعمیر و نگهداری و تخریب ساختمان مصرف میگردد. انرژی بهره برداری انرژی است که ساکنین در طول زمان بهره برداری از ساختمان مصرف مینمایند. طی تحقیقات گذشته مشخص شده که انرژی نهفته ساختمان در کشورهای در حال توسعه دو برابر کشورهای توسعه یافته است. هرچه بهینه سازی انرژی بهره برداری افزایش یابد، سهم انرژی نهفته از کل انرژی چرخه عمر افزایش خواهد یافت، لذا اهمیت بهینه سازی انرژی نهفته بیش از پیش هویدا میگردد.در این بین صنعت ساختمان بزرگترین مصرف کننده منابع طبیعی و ذخایر جهانی انرژی میباشد که موجب انتشار گاز دی اکسیدکربن و آلودگی محیط زیست میگردد. این پژوهش با هدف بهینه سازی انرژی نهفته ساختمان با در نظر گرفتن معماری ساختار سازه ای بنا انجام پذیرفته است. برای محاسبه انرژی نهفته اسکلت ساختمان، تاثیر عوامل مختلف مانند ابعاد مقطع اعضای سازه، مصالح مورد استفاده در بتن و نوع فولاد مصرفی مورد بررسی قرار گرفته است.سوال اساسی این پژوهش عبارت است از اینکه تاثیر هر یک از عناصر ساختار سازه ای بنا جهت بهینه سازی انرژی نهفته ساختمان چگونه و به چه میزان است؟روش پژوهش به صورت توصیفی تحلیلی و با کمک نرم افزار ETABS انجام پذیرفت. نتایج پژوهش نشان میدهد با مقایسه انرژی نهفته در بام ها در جدول زیر می توان نتیجه گرفت که بام کرومیت از سایر بام ها دارای انرژی نهفته کمتری می باشد.همچنین ساختمان بتنی نسبت به ساختمان فولادی دارای انرژی نهفته کمتر و مضرات زیست محیطی بسیار کمتری می باشد.

پیش بینی 9/8 میلیارد نفر رشد جمعیت جهان تا سال 2050، نیاز به انرژی و مصرف بیشتر ذخایر را به دنبال خواهد داشت. با رشد اقتصادی فعلی، منابع سوخت فسیلی تا انتهای قرن میلادی حاضر به پایان می رسد، چون انرژی نقشی اساسی در رشد و توسعه پایدارکشورها دارد، جهان با بحران انرژی روبرو خواهد شد. کشور ما از یک سو با پهنه گسترده و در حال توسعه اقلیم گرم و خشک روبرو است که نیاز به انرژی برودتی (تولید بار برودتی و نگهداری تجهیزات آن بمراتب گرانتر و با صرف انرژی بیشتری نسبت به بار حرارتی همراه است) زیادی داشته و از سوی دیگر با اقتصادی نفت پایه در سال های آتی از ناحیه انرژی مورد تهدید خواهد بود. آمارها حاکی از مصرف 50 تا 60 درصد از انرژی در بخش معماری و شهرسازی هستند و انرژی کلی ساختمان ترکیبی متغیر از انرژی نهفته و بهره برداری می باشد، هدف مقاله تحلیل و بررسی دو بخش اصلی انرژی کلی ساختمان ، یعنی انرژی بهره برداری و انرژی نهفته، بوده تا بتوانیم با یافتن راهکارهایی مناسب از نگاه انرژی نهفته، مصرف انرژی کلی ساختمان را کاهش دهیم. روش تحقیق، بررسی و مقایسه مقادیر انرژی بهره برداری و نهفته در دوره عمر ساختمان می باشد، چون در کشور ما اندازه گیری دقیق مصرف انرژی نهفته در دوره عمر ساختمان، به دلیل فقدان اطلاعات دقیق از مراحل ساخت، مصالح و جزییات، حمل و نقل، تعمیر و نگهداری مقدور نیست. بنابراین از چند آزمایش انجام شده در کشورهای مختلف و بررسی نتایج آنها برای میزان تاثیر گذاری انواع انرژی در انرژی کلی ساختمان استفاده شده است. نتایج حاصل بیانگر اهمیت طراحی اولیه معماری و استفاده از جزییات مناسب بهمراه بهبود روشهای ساخت جهت افزاش عمر ساختمان است، که البته استفاده از مصالح با انرژی نهفته کمتر، با دوام و روش های تعمیر و نگهداری مدرن باعث این افزایش خواهد شد. همچنین مقایسه مصرف انرژی نهفته و بهره برداری نشان داد که افزایش انرژی نهفته ناشی از عایق بندی اضافی و ایجاد اینرسی حرارتی با افزایش ضخامت جداره ها و سقف در طول عمر ساختمان باعث کاهش انرژی کلی از طریق کاهش مصرف انرژی بهره برداری خواهد شد.

در میان ملاک های موجود برای تشخیص ساختمان های کم انرژی، مصرف انرژی طول عمر ساختمان یکی از جامع ترین معیارها می باشد که می تواند برآورد درستی از کل انرژی مصرفی ساختمان در اختیار مهندسان قرار دهد. با توجه به عدم وجود پیشینه مناسب در خصوص بررسی وضعیت انرژی طول عمر ساختمان ها در ایران، در این مطالعه سعی شده است که مصرف انرژی طول عمر یک ساختمان واقعی با جزییات کامل برآورد گردد تا ضمن ارائه پارامترهای موثر و چالش های موجود در هر بخش، روند محاسبه به عنوان یک الگو قابل استفاده باشد. بدین منظور، یک ساختمان واقعی با اسکلت بتنی و پلان متداول که اخیرا در شهر تهران ساخته شده، به عنوان نمونه انتخاب گردید و ضمن تشریح روند محاسبه مصرف انرژی طول عمر، انرژی مراحل مختلف چرخه حیات آن برآورد شد. دستاوردهای این مطالعه حاکی از آن است که سهم انرژی نهفته اولیه ساختمان معادل 13% از کل انرژی طول عمر آن می باشد و در محدوده متداول ارقام جهانی قرار دارد. همچنین نتایج نشان می دهد که 85% مصرف انرژی طول عمر ساختمان نمونه بتنی مربوط به دوره بهره برداری است که با توجه به طول عمر نسبتا کم ساختمان ها در ایران نسبت به مقادیر جهانی، رقم بالایی محسوب می شود.

یکی از مسائل پیش روی طراحان و معماران، مصرف انرژی ساختمان در دوره ساخت است. انرژی مصرف شده در فرایند ساخت یک بنا مقدار زیادی از منابع را دریافت می کند، بنابراین، از طریق ارزیابی انرژی زمان ساخت که انرژی نهفته نامیده می شود می توان با انتخاب مناسب ترین مصالح و راهکارها در مصرف انرژی صرفه جویی کرد. در این مقاله به کاهش انرژی نهفته با راهکارهای اجرای معماری پرداخته خواهد شد. هدف این تحقیق کاهش مصرف انرژی در راستای حفظ محیط زیست است. در این تحقیق، با توجه به فرضیه تحقیق که چنین است: برخی راهکارها در مرحله اجرای ساختمان می توانند بر کاهش انرژی نهفته ساختمان در بندرعباس مؤثر باشند، ابتدا انرژی نهفته یک ساختمان 6طبقه در شهر بندرعباس محاسبه شد. سپس بر اساس نحوه تأثیر متغیرها بر انرژی نهفته کل که از چهارچوب نظری تحقیق استخراج شده است، انرژی نهفته با تغییر متغیرهای اجرا مجدداً محاسبه و تحلیل شده است. نتیجه گیری در این مقاله بر مبنای سؤالات تحقیق که به دنبال متغیرها و راهکارهای کاهش انرژی نهفته در زمان اجرای ساختمان است، شامل دو بخش است: یک. نتایج تئوری که محصول بررسی متون است؛ دو. نتایج تجربی که از محاسبات حاصل شده اند. دستاوردهای این پژوهش نشان می دهند که انرژی نهفته هر مترمربع ساختمان در بندرعباس در بخش معماری بین 1.9 تا 18.5 گیگاژول است. در این تحقیق، متغیرهای مؤثر بر انرژی نهان در زمان اجرا شامل ملاط ها، حمل ونقل، تعمیر و نگهداری ساختمان، بازسازی به جای تخریب، استفاده از مصالح بازیافتی بر انرژی نهفته کل ساختمان بررسی گردیده اند. یافته ها نشان می دهند که انتخاب مصالح می تواند باعث افزایش تا 89درصد انرژی نهفته کل ساختمان گردد که برابر با مصرف 33 سال انرژی مصرفی ساختمان است و همان طور که از نتایج تحقیق مشخص است، بیشترین تأثیر را در انرژی نهفته دارد. پس معماران با انجام محاسبات انرژی نهفته می توانند در انتخاب مصالح و جزئیات و ابعاد و فضاها، بیشترین تأثیر را بر کاهش انرژی نهفته ساختمان داشته باشند. در این مقاله، راهکارهایی برای کاهش انرژی نهفته ساختمان در زمان اجرای ساختمان ارائه می شوند.

پایداری انرژی در چارچوب توسعه پایدار محقق می شود. دستیابی به اهداف سیاست پایدار انرژی، یعنی تأمین امنیت، حفاظت محیط زیست و رشد اقتصادی، درگرو بهبود بهره وری انرژی است. در این راستا، پژوهش حاضر با توجه به سهم عمده مصرف انرژی در ایران توسط ساختمان های مسکونی، باهدف شناسایی و مقایسه تطبیقی جداره های خارجی متداول مسکن شهری، در قالب روشی بهره گرفته از چرخه حیات ساختمان در پی ارزیابی انرژی نهفته و آلاینده های زیست محیطی در دوره تولید و همچنین انرژی مصرفی دوره بهره برداری است. با توجه به رویکرد تحلیلی-توصیفی پژوهش، پس از تشریح مبانی مرتبط، نخست با روش دلفی و تحلیل سلسه مراتبی AHP فازی به شناسایی و پهنه بندی میزان فراوانی جداره های خارجی متداول مسکن در مناطق سه گانه شهر سنندج اقدام شد. سپس به سنجش مصرف انرژی نهفته دوره تولید با داده های موجود و انرژی دوره بهره برداری با استفاده از مدل-سازی و شبیه سازی یک بلوک شهری در نرم افزار Design Builder با توجه به متغیرهای مربوطه مبادرت ورزیده شد. تفسیر یافته ها با استفاده از نرم افزار SPSS و تحلیل آماری ANOVA و همچنین آزمون Duncan برای مقایسه طبقه بندی ها، حاکی از رابطه معنی دار در سطوح انرژی نهفته دوره تولید و بهره برداری بین جداره ها و گستره آن در مناطق سه گانه شهر سنندج است. سهم بسیار پایین انرژی اولیه دوره نهفته در برابر دوره بهره برداری در مقایسه سه منطقه شهری به ترتیب 01/2، 87/1 و 86/1 سال از دوره حیات ساختمان است. نتایج پژوهش، وضعیت نامطلوب و الزام برنامه ریزی در سطح مدیرت شهری در خصوص کاربست جداره های خارجی مسکن مناطق سه گانه شهر سنندج را تأکید می کند.