بار سرمایشی

استفاده از سایبان خورشیدی متحرک نقش مهمی در کاهش تقاضای انرژی دارد. ترکیب سیستم روشنایی هوشمند با سایبان متحرک و استفاده از سلول های خورشیدی در سایبان می تواند کاهش بیشتری در تقاضای انرژی ایجاد کند. در این مطالعه، سه طرح سایبان و دو سیستم روشنایی هوشمند (تدریجی، روشن-خاموش) و گزینه استفاده از سلول های خورشیدی در سایبان که در مجموع، 12 حالت را ایجاد می کنند، بررسی شده اند و بهترین ترکیب از نظر میزان صرفه جویی انرژی الکتریکی و مدت بازگشت سرمایه به دست آمده است. در هر یک از ترکیب های فوق جهت محاسبه میزان صرفه جویی انرژی مصرفی، شبیه سازی های ساعتی برای محاسبه میزان روشنایی، برق تولیدی (در صورت استفاده از سلول های خورشیدی)، میزان حرارت ناشی از تابش خورشید به داخل اتاق انجام شده است. نتایج بررسی نشان داد که با استفاده از ترکیب سیستم روشنایی هوشمند تدریجی و سلول های خورشیدی در طرح شماره2 بیشترین صرفه جویی و کمترین مدت زمان بازگشت سرمایه حاصل می شود.

فناوری معماری و علوم ساختمان همواره به دنبال بهره گیری از روش هایی بوده است که امکان کاهش مصرف منابع انرژی و افزایش آسایش محیطی را فراهم آورد. از جمله راهکارهای امروزه برای وابستگی کمتر به مصرف انرژی، در عین تأمین آسایش حرارتی و عملکرد بهینه صوتی که از دیدگاه نور روز و تأمین تهویه، در مقام مقایسه با بهره گیری از جداره های ضخیم تر خارجی و مصالح غیرشفاف و بازشوهای کوچک تر مطلوب تر است، امکان بهره گیری از پوسته دوم برای کنترل بهتر محیط داخلی است. طبعاً نورگذری، قابلیت تهویه، کنترل شرایط آکوستیکی، و بهره گیری از عملکردهای ترکیب این پوسته ها از دلایل توسعه و ترویج این ساختار شناخته می شود. با پیشرفت نماهای دوپوسته گونه های مختلفی شناسایی شد که عموماً در شرایط اقلیمی کشورهای سردسیر به کار بسته شده، ارزیابی، ارتقا و درنهایت در ساختمان سازی مرسوم ایشان وارد گردید. لیکن در ایران کمتر به این موضوع پرداخته شده و درنتیجه، اطلاع دقیقی از تیپولوژی بهینه متناسب شرایط اقلیمی شهرهای آن در دست نیست. این مقاله فرایند مطالعات طراحی یک نمونه عینی است که با استفاده از روش شبیه سازی و ارزیابی گزینه های طراحی، فرایند انتخاب ساختار بهینه نمای دوپوسته را در یک برج اداری در تهران شرح می دهد. به این منظور با شبیه سازی گزینه های مختلف پیکره بندی، تهویه، و نیز ترکیب و مشخصات اجزای آن و سنجش بر مبنای معیارهای انرژی و آسایش گزینه های بهینه شناسایی شده است. نتایج در مقایسه با یک نمای تک پوسته با کیفیت مطلوب، نشان دهنده کاهش نیاز به گرمایش و نیز بهبود شرایط فضای داخلی در دوره سرمایش است. کاهش مصرف منابع انرژی ناشی از استفاده از نمای دوپوسته در این ساختمان بین kWh/m2 ۵۴-۲۸ معادل 7.79% تا 14.80% کاهش ارزیابی شد. همچنین بیشترین تأثیر استفاده از گونه های مختلف نمای دوپوسته در کاهش بار سرمایشی است؛ اگرچه در تمام گونه های آن موجب افزایش بار روشنایی می شود.

در گذشته آسایش حرارتی و روشنایی از طریق طراحی ساختمان و تعداد محدودی از تجهیزات ساختمانی ایجاد می شد. جانمایی فضاها در پلان، انتخاب پوسته متناسب با اقلیم، ابعاد بازشوها و مواردی از این دست در طراحی معماری همواره در کانون توجه بودند. چنین شرایطی در دهه 1960 بسیار دگرگون شد و تأمین گرمایش و سرمایش و روشنایی ساختمان از طریق تجهیزات مکانیکی، جنبه ای محوری و اصلی به خود گرفت. متعاقب بحران انرژی در سال 1973، بهترین حالت تأمینِ گرمایش و سرمایش و روشنایی، توجه به طراحی ساختمان و سپس تأسیسات مکانیکی تعیین شد. در پژوهش حاضر تأثیر طراحی بر اساس چرخه خورشیدی روی بار گرمایشی و سرمایشی مسکنِ اقلیم سرد بررسی می گردد. در این بررسی به دلیل اهمیت ورودی نور در فضاهای بسته، محاسبات برای ابعاد مختلف پنجره جنوبی انجام می شود. این محاسبات از طریق شبیه سازی در نرم افزار Ecotect  که ویژه محاسبات انرژی است، انجام می شوند. خروجی نهایی، بار گرمایشی و سرمایشی مورد نیاز را برای ابعاد مختلف پنجره های جنوبی در طول یک سال مشخص می سازد. حاصل محاسبات انرژی، می تواند میزان تأثیر جانمایی فضاها را بر اساس چرخه خورشیدی و با توجه به ابعاد مختلف بازشو، بر مصرف انرژی مشخص سازد. بر اساس نتایج به دست آمده، می توان تصمیم های لازم را گرفت و میزان کاهش مصرف انرژی خانگی را تنها از طریق جابه جا کردن فضاها و بدون صرف هزینه مازاد تعیین کرد.