یکی از دغدغه های امروزی ما کمبود ذخایر انرژی در کره ی زمین است. از این رو تا کنون روشهای مختلفی به منظور کاهش و بهینه سازی در مصرف انرژی مورد استفاده قرار گرفته. ساختمانها یکی از بزرگترین منـابع اتالف انرژی محسوب می شوند که در صورت تداوم مصرف بیش از حد انرژی عالوه بر دامن زدن به مسئله بحران انرژی در جهان، سبب تشدید آلودگی محیط زیست نیز می گردند.به این منظور در این پژوهش سعی در ارائه راه حلی برای این معضل هستیم که یکی از راه حل ها، کنترل و تنظیم شرایط محیط زندگی در داخل ساختمان می باشد که یکی از اهداف طراحی ساختمان های پایدار محسوب می شود. مطالعه ی میدانی تحقیق حاضر روی پروژه های ساختمانی و پتانسیل های دستیابی به انرژی های محیط اطراف ساختمان ها در شهرها می باشد. در این مقاله نتایج تجزیه و تحلیل از اطالعات بدست آمده در قالب جداول و شکل هایی ارائه شده است، تا از این طریق بتوان جهت پیشبرد اهداف معماری پایدار استفاده نمود.
روش شناسایی منابع اتالف انرژی در ساختمان های مسکونی جهت شناخت منابع اتالف انرژی در ساختمان های مسکونی و تجاری الزم است بررسی انرژی کلی یا ممیزی انرژی در آنها صورت گیرد و نتایج حاصل از آن را با یک الگوی نسبتا ایده آل از یک نمونه کلی ساختمان مقایسه نمود. تا منابع اتالف انرژی مشخص گردد و در جهت رفع آن اقدامات الزم بعمل آید. بررسی انرژی اگر بصورت درست انجام شود و طبق یک دستورالعمل معین و حساب شده ای صورت پذیرد، می تواند بعنوان یک خط راهنما برای آنهایی که مسئولیت کنترل مصرف انرژی را دارند باشد و آنان را در جهت مسئولیت شان راهنمایی کند. برای تامین یک الگوی مناسب و نسبتا ایده آل برای ساختمان ها از نظر مصرف انرژی، باید از تمام زوایا به ساختمان توجه نمود و نکات مهم از دید اتالف انرژی در ساختمان ها را دقیقا بررسی و. مطالعه نمود، تا بتوان الگوی مورد نظر را بر مبنای این پارامترها استوار نمود.
با توجه به اینکه مقدار مصرف انرژی به تفکیک حامل های مختلف انرژی در فصول مختلف سال متفاوت می باشد. لذا در این بررسی مقدار متوسط ماهانه ساختمان مورد توجه قرار خواهد گرفت. مقایسه مصرف انرژی ساختمان با مقدار استاندارد استانداردهای مصرف حامل های مختلف پتانسیل صرفه جویی را مشخص و با توجه به آن می توان در مورد ممیزی انرژی تصمیم گیری نمود. بررسی اجمالی ساختمان در این مرحله ممیز انرژی باید بطور اجمال ساختمان را مورد بررسی قرار داده و موارد زیر را شناسایی نماید. تعیین وسایل الزم جهت اندازه گیری های مورد نیاز تعیین بخش های مختلف ساختمان از نظر میزان مصرف انرژی تعیین منابع اتالف که به روشنی مشهود است بررسی وضعیت کنترل کننده های انرژی بررسی کلیه تجهیزات برقی بررسی نحوه گردش هوا در ساختمان تعیین ترکیب تیم تخصصی آرشیتکت، مهندس برق، مهندس مکانیک( دست یابی به اطلاعات کلی ساختمان )مشخصات عمومی ساختمان دست یابی به اطالعات کلی ساختمان ممکن است شامل مواردی چون مواد بکار رفته در ساختمان، اجزاء مختلف هر ساختمان و لوازم و گروه های موجود در ساختمان باشد. برای این منظور توسعه ودرک بهتر از مواد مکانیکی، شیمیایی، ترمودینامیکی، خواص نور و همچنین آشنایی با مواد تازه اختراع شده، مدلهایتحلیلیبرایبررسیخواصگرمایشیوسرمایشیموادبکاررفتهمی تواند مفید باشد. تحقیقات در مورد روشنایی ساختمان سابقه طوالنی داشته و مثال استفاده از المپ های تخلیه و فسفری می تواند مفید باشد. گام دیگر در این جهت استفاده از المپ های بدون الکترود میباشد. بطور کلی جهت دست یابی به اطالعات کلی ساختمان مواردی شامل پوشش های ساختمان سقف، دیوارها، کف از نظر نوع و جنس( سطح زیربنا، سطح پنجره ها و دیوارها، سیستم مصرف انرژی از نظر سرمایش و گرمایش )فرم و جهت ساختمان، مشخصات اقلیمی دما و رطوبت(، اندازه و موقعیت نورگیرها )جهت استفاده بهینه از انرژی خورشیدی(، عمر ساختمان و روشنایی ساختمان باید مورد توجه قرار بگیرد. در نتیجه بیشتر روی موضوعاتی از قبیل پوشش های ساختمانی، سیستم های تاسیساتی و نحوه گردش هوا در ساختمان )و روشنایی که بسیار حائز اهمیت میباشند، متمرکز خواهیم شد و به ترتیب حول هر کدام از موارد یاد شده صحبت خواهیم کرد.
فضاهای داخلی ساختمان به دو دسته فضاهای اصلی و حائل تقسیم می شوند.فضاهای اصلی فضاهایی هستند که در اکثر اوقات شبانه روز مورد استفاده قرار می گیرند و افراد در آن سکونت دارند.فضاهای حائل ساکن ندارند و به طور مستمر مورد استفاده قرار نمی گیرند. بهتر است فضاهای اصلی و حائل بین فضاهای اصلی و جبهه های نامطلوب ساختمان از نظر حرارتی( قرار گیرند، تا انتقال حرارت از فضاهای اصلی به خارج در اوقات سرد سال )یا از خارج به فضاهای اصلی در اوقات گرم سال به حاقل برسد.
طریقه درست جانمایی فضاهای اصلی و حائل
فضاهای اصلی ما بین فضاهای حائل و جبهه های نامطلوب ساختمان قرار می گیرند. جبهه های مطلوب ساختمان عبارتند از: جنوبی، شرقی، شمالی. و جبهه های نا مطلوب مانند غرب که با وزش باد و باران های شدید فصلی توأم است. در تصویر زیر فضاهای اصلی اعم از دو خواب و پذیرایی مشخص شده اند.
یکی از اهداف ساختمان ها و به خصوص مسکن کنترل و تنظیم شرایط محیط زندگی درون ساختمان است که می بایست از عوامل مختلف جوی ایمن بوده و شرایط آن یکنواخت و تنظیم شده و قابل کنترل باشد. به عبارت دیگر، یک ساختمان می بایستی عالوه بر شرایط، در مقابل تبادل حرارتی و نفوذ گرما و سرما عایق باشد.)مظفری 5831:(76 برای اینکه دمای هوای داخل ساختمان کمتر تحت تأثیر دمای محیط خارج بوده و شرایط آسایش بهتری فراهم شود، باید نوسان دمای سطوح داخلی را به حداقل رساند.)قیابکلو5831:98) از جمله مواردی که در فضای داخلی نیاز به توجه بیشتری دارند تا میزان مصرف انرژی کاهش پیدا کند می توان به مطالب زیر اشاره کرد.
گرمایش شوفاژی
گرمایش شوفازی در ساختمان ها باعث می شود که بیشترین گرما در زیر سقف و هوا با کمترین دما در کف اتاق حرکت داشته ب اشند و از اینروست که در جانمایی رادیاتورها به این نکته توجه میشود.زمانیکه رادیاتور پره ای در کنار پنجره سرد قرار می گیرد، دمای پایین دیوارهای خارجی و سطوح اطراف پنجره باعث کوران هوای داخل و جریان هوای سرد از کف اتاق شده و هوای گرم و سرد با سرعت بیشتری مخلوط و جابه جا شوند، بنابراین، هوای سرد اطراف پنجره عامل تشدید حرکت و جابه جایی هوای اتاق خواهند بود.
محل اجرای شومینه
یک نقشه یا یک طرح خوب برای ساختمان شامل تمام ویزگی هایی است که به شکل کالسیک یا تجربی مهندسان و معماران آموخته اند، ویزگی هایی که منجر به افزایش زیبایی، امنیت و آرامش عمر سازه و کاهش مخارج ساخت و نگه داری شود. پیش بینی محل اجرای شومینه در بسیاری از موارد جانمایی اتاق ها و پنجره ها و اجرای تاسیسات را تحت تأثیر خود قرار می دهد و میزان اطالعات یک مهندس و طراح ساختمان نسبت به شومینه، او را در یک جانمایی صحیح و بی عیب کمک خواهد کرد. اجرای شومینه در ساختمان هایی که محل مناسب را پیش بینی نکرده یا پیش بینی کرده اند اما با جانمایی ناقص، از هر لحاظ به مرتب دشوارتر و مستلزم هزینه های بیشتری است و عموما با اصراری که مالک نسبت به اجرای شومینه در این ساختمان ها دارد عمال در مرحله استفاده با شرایط غیر استاندارد و خطر آفرینی روبرو خواهد شد.بدون توجه به سوخت، جانمایی شومینه بهتر است که نزدیک به مرکز فضایی باشد که قرار است در آن سازه اجرا شود و حتی المقدور مکانی که برای شومینه در نظر گرفته می شود، زوایای کور یا پنهان ساختمان نباشد.
جداره های نورگذر
جدارهای نورگذر، شامل پنجره،نورگیرها و مانند آن ها، باید از قالب های مرغوب و بدون درز مستقیم و دارای حداقل نشت باشد.از طرف دیگر این جدارها باید جوابگوی دیگر موارد نظیر مقاومت در برابر باد و ایمنی در مقابل حریق نیز باشد.
قاب های این جداره ها باید از جنس مناسب مانند چوب، پلیمر های مرغوب و یا فلز با حداقل پل های حرارتی باشد. در صورتی که درزبندی دور قاب ها مناسب الزم است با استفاده از نوارهای انعطاف پذیر از نشت هوا ممانعت شود. )نخعی نیازی 5831:39) بطور مثال در اقلیم گرم و خشک، پنجره ها دارای ابعاد کوچک هستند و از پنجره هایی با ابعاد بزرگ اجتناب می شود و این به دلیل حفظ انرژی در داخل ساختمان می باشد. پنجره ها که در حقیقت جزء جدا نشدنی هر ساختمانی می باشند، در انتقال حرارت هدایتی و تشعشعی نقش بسزائی را در هر مجموعه ساختمانی دارند. پنجره ها از دو طریق باعث اتالف انرژی در ساختمان می شود. 5 -اختالف دمای هوای بیرون و داخل ساختمان 1 -نفوذ هوای بیرون به داخل ساختمان
عایق کاری
عایق های حرارتی مصالحی هستند که ساختار داخلی آنها جریان حرارت را کاهش می دهد. این مصالح اگر به درستی در محل مناسبی اجرا شوند، می تواند صرفه جویی قابل مالحضه ای را در طول عمرمفید ساختمان تضمین کنند. عایقکاری کارآمدترین تکنیک به منظور استفاده هوشمندانه انرژی است.)نخعی نیازی، 5831:95) عایقکاری از داخل با هدف به حداقل رسانیدن اینرسی حرارتی و مناسب برای ساختمان هایی که استفاده از آنها منقطع است
با عایق کاری صحیح می توان تا 43 درصد هزینه های گرمایش و سرمایش را کاهش داد. برای مثال در حالت کلی سهمی هر یک از اجزا ساختمان در اتالف انرژی در فصول سرما نشان می دهد که صرفا با عایق کاری اصولی سقف می توان تا 83 درصد از اتالف انرژی جلوگیری کرد. با عایق کاری مناسب جداره هایی که اتالف انرژی را به همراه دارند می توان تا حدود زیادی در کاهش هزینه ها و همچنین مصرف بهینه تالش کرد. از جمله نقاطی که بایستی به بحث عایق کاری آن توجه نمود پنجره ها، درزهای پنجره و... می باشد. برای مثال حفاظت ورودی به لحاظ کنترل افت حرارتی مهم بوده و در هر باز و بسته شدن در، کلی انرژی خارج می گردد. در یک خانه معمولی نفوذ هوای سرد از در و باز و بسته شدن در و افت حرارتی ناشی از ضخامت در می تواند تا 53 درصد کل افت حرارتی را شامل شود. ورودی باید از وزش بادهای زمستانی بوسیله درخت، بادشکن و یا بوسیله قرارگیری در محلی دنج در امان باشد.