شبیه سازی انرژی ساختمان

بالا بودن هزینه سرمایه گذاری و دوره بازگشت سرمایه طولانی در پروژه های بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان ها، ارزیابی دقیق راهکارهای کاهش مصرف انرژی را قبل از اجرا ضروری کرده است. بدلیل گستردگی پارامترهای دخیل در مصرف انرژی، تصمیم گیری در رابطه با استراتژی ها و اجزا طراحی عملا بدون استفاده از ابزارهای شبیه سازی امکان پذیر نیست. برای بهره گیری صحیح از ابزارهای شبیه سازی در فرایند طراحی و ارزیابی، لازم است اعتبار آنها از طریق روشهای علمی بررسی شود، چراکه اعتبار و دقت چنین ابزارهایی تحت تاثیر عوامل مختلف است و متناسب کاربری، نوع بنا، اقلیم و داده ها، نرم افزار مناسب طلب می کند. در این پژوهش اعتبار دو نرم افزار شبیه سازی انرژی (دیزاین بیلدر و اکوتکت) با روش تجربی و مقایسه ای بررسی گردیده است: مصرف انرژی سالیانه یک ساختمان آموزشی موجود شبیه سازی، و سپس با مصرف واقعی حاصل از ممیزی انرژی ساختمان مقایسه شده است. با اصلاح ورودی های نرم افزار بر اساس برداشت های میدانی، پارامترهای اصلی موجد اختلاف بین مصارف پیش بینی شده و واقعی انرژی در ساختمان شناسایی شده اند. بر اساس نتایج این مطالعه، نرم افزار دیزاین بیلدر عملکرد خوبی در پیش بینی میزان مصرف انرژی و دمای داخلی فضاها مطابق شرایط ساخت و تجهیزات و اقلیم بررسی شده دارد.

ضرورت کاهش مصرف منابع در توسعه پایدار تأکید شده است. یکی از جنبه های پایداری در ساختمان بر کاهش مصرف انرژی یا افزایش بهره وری انرژی معطوف می شود. تکنیک های گرمایش ایستا مصرف انرژی ساختمان را کاهش می دهد و عملکرد حرارتی ساختمان را بهبود می بخشد. گرمایش ایستا بر پایه استفاده از انرژی حرارتی خورشید استوار است. بدین ترتیب، استفاده از عناصر ایستا در نمای ساختمان، راه حل مؤثری برای بهبود محیط حرارتی، کاهش مصرف انرژی و کاهش اثرات تغییرات آب وهوایی محسوب می شود. هدف از این مقاله، سنجش بازدهی و عملکرد حرارتی ساختمان در دو سامانه گلخانه و پنجره خورشیدی در فصل سرما و تعیین سامانه بهینه در یک ساختمان اداری است. ساختمان های اداری ازجمله مکان های شهری با مصرف بالای انرژی شناخته می شوند. به همین جهت، ساختمان شهرداری منطقه دوازده اصفهان به عنوان نمونه مطالعاتی مدنظر قرار گرفت و سناریوهای مربوط به هر سامانه پردازش شد. شبیه سازی مصرف انرژی در نرم افراز دیزاین بیلدر و با استفاده از موتور انرژی پلاس انجام گرفته است. از رهگذر محاسبات کمی و شبیه سازی رفتار انرژی در ساختمان، بار گرمایشی مورد نیاز در فصل سرما برای هرکدام از سناریوها برآورد شد. نتایج حاکی از این است که استفاده از پنجره خورشیدی به میزان 33.03 درصد و استفاده از گلخانه به عمق یک متر به میزان 17.39 درصد، انرژی گرمایشی سالیانه ساختمان را در نسبت با حالت معمولی ساختمان (بدون استفاده از سامانه های حرارتی ایستا) کاهش می دهد. بنابراین استفاده از پنجره خورشیدی سه جداره تقریباً دو برابر استفاده از گلخانه با عمق یک متر، عملکرد حرارتی ساختمان را در فصل سرما بهبود می بخشد.