محدودیت منابع انرژی و افزایش روز افزون مصرف آن از یکسو و مصرف بی‌رویه انرژی توسط جوامع مختلف از سوی دیگر، علاوه بر آلودگی محیط زیست و هدر دادن سرمایه‌های ملی، زندگی آینده انسان‌ها را با مخاطره مواجه ساخته است.
تجربه نشان می‌دهد که رشد اقتصادی و توسعه صنعتی کشورها بعنوان پیش شرط‌های اقتدار سیاسی، استقلال ملی و شکوفایی فرهنگی به عوامل مختلف از جمله انرژی و استفاده بهینه از منابع انرژی نیازمند است. اگرچه ایران از غنی‌ترین منابع انرژی برخوردار است اما استفاده نادرست از آن‌ها خسارت جبران ناپذیری را بر بودجه سالانه کشور تحمیل می‌کند. از این رو استفاده منطقی از منابع انرژی و برنامه ریزی در زمینه‌های بهینه‌سازی مصرف انرژی از الویت ویژه‌ای برخوردار می باشد.
از طرفی شرایط محیط زیست انسان‌ها تاثیر زیادی بر تمام شئونات زندگی آن‌ها دارد و باتوجه به اینکه بخش عمده زندگی ما در داخل ساختمان‌ها می‌گذرد، ایجاد شرایط مطلوب زیست محیطی در داخل ساختمان‌ها از اهمیت خاصی برخوردار می‌باشد. از مهم‌ترین شرایط ساختمان‌ها تهیه گرمایش و سرمایش و تهویه مطبوع مناسب با توجه به نوع فعالیت انسان‌ها است. واضح است این شرایط هرچه مطلوب‌تر و کامل‌تر باشد هزینه و انرژی زیادی مصرف خواهد کرد.
در تاریخ آمده است که نخستین مصارف انرژی بشر برای گرم کردن و حفاظت از خود بوده و بعدها نیز برای پخت و پز و حمل و نقل بوده است. بدون شک انسان در مراحل اوایه تکامل خود بفکر ساختمان پناهگاه نیز افتاده است. امروزه عملکرد ساختمان‌ها بطور غیرمستقیم حدود 2/1 مصرف انرژی مورد استفاده کشورهای مختلف را شامل می‌گردد. بیش از نصف انرژی مصرف شده در ساختمان‌ها برای گرمایش و سرمایش و معادل 10% آن برای روشنایی و بقیه آن برای سایر مصارف انرژی بکار می‌رود. انرژی مصرفی ساختمان‌ها تحت تاثیر عوامل گوناگونی قرار دارند که عبارتند از:
• آب و هوای محلی
• مکان و جهت قرارگیری ساختمان
• نوع طراحی ساختمان
• نوع کاربری و نحوه استفاده از ساختمان
به علاوه مدیریت انرژی در ساختمان‌ها را می‌توان با در نظر گرفتن عوامل زیر مورد بررسی قرار داد:
• محل قرارگیری ساختمان
• پوشش ساختمان
• سیستم‌های مختلف تاسیساتی
انتخاب محل ساختمان تعیین کننده شرایط آب و هوایی است که ساختمان در آن محل قرار می‌گیرد. پوشش ساختمان تعیین‌کننده اثر شرایط محلی بر ساکنین ساختمان است. این پوشش در حقیقت یک پوسته متخلخل است که انرژی، نور، گازها و بخار آب را بین دو طرف خود یعنی ساختمان و محیط اطراف مبادله می‌کند. سیستم‌های تاسیساتی تکمیل کننده قدرت سرمایش، گرمایش و نور قابل حصول از محیط طبیعی اطراف می‌باشند. تا آنجا که اگر استفاده از این سیستم‌های تکمیلی، با قابلیت‌های پوشش ساختمان و مشخصات محلی آن مرتبط باشند می‌توان مصرف انرژی را به حداقل رساند. اگر ساختمانی بدون درنظرگرفتن عوامل محیطی طراحی شده باشد، یعنی پوشش ساختمان و تاسیسات مکانیکی و الکترونیکی بطور مستقل و بدون ارتباط با عوامل دیگر طراحی شده باشند، انتظار می‌رود که مصرف انرژی در ساختمان به حداکثر مقدار خود برسد.
اصول کلی بهینه‌سازی مصرف انرژی در معماری یک ساختمان:
1. در طراحی معماری ساختمان از شرایط آب و هوای محلی استفاده شود.
2. سمت و جهت ساختمان طوری انتخاب شود که نسبت به شرایط خورشید و باد بهترین حال را داشته باشد.
3. از درختان و سایه آن‌ها و عوارض طبیعی استفاده شود.
4. از گیاهان و گل‌ها برای بهبود آب و هوای محلی بهره‌گیری شود.
5. برای کاهش جذب حرارت خورشید در تابستان و مقابله با تلفات انرژی باید از سایه‌بان استفاده شود.
6. ابعاد و سطح و حجم ساختمان جهت کاهش مصرف انرژی بهینه شود.
7. پوشش ساختمان محکم و عایق‌کاری شود تا تلفات انرژی و نفوذ هوا کاهش یابد.
8. طرح پنجره‌ها بصورت شیشه دو یا چندجداره اجرا شده تا تلفات انرژی حرارتی کاهش یابد.
9. درزبندی پنجره‌ها بهینه شوند تا نفوذ هوا کاهش یافته و تلفات هوا نیز بهینه شود.
10. قابلیت ذخیره‌سازی انرژی حرارتی در ساختمان فراهم شود.
11. پیل خورشیدی بعنوان اجزای سازنده‌ای در پوشش ساختمان استفاده شود.
12. ورودی‌ها بطور صحیح طراحی شوند و از مفهوم پاسیو حتی‌الامکان استفاده شود.
13. در طراحی ساختمان قبلا با طراحان تاسیسات مکانیکی و الکترونیکی ساختمان مشورت و هماهنگی شود.
با توجه به رعایت اصول بهینه‌سازی، می‌توان برای ساختمان‌ها طرح‌هایی با راندمان بالا ارائه داد. خوشبختانه تکنولوژی موجود در کشور امکان بهبود بخشیدن به طرح‌های جدید ساختمان‌ها را فراهم نمود و صرفه‌جویی‌هایی که هریک از این روش‌ها بعمل می‌آورند قابل توجه می‌باشند.
به هرحال ممکن است هزینه اولیه بعضی از ساختمان‌های بهینه اندکی بیشتر باشد اما صرفه‌جویی‌های حاصله که اغلب به حدود 50 درصد می‌رسد به سرعت سرمایه‌گذاری اضافی اولیه را باز می‌گرداند. در موارد خاص ممکن است که یک ساختمان بهینه ارزان‌تر از یک ساختمان معمولی باشد و علت آن کوچک‌تر بودن سیستم‌های مکانیکی و الکترونیکی و مصرف کم انرژی در آن‌هاست.
آسایش انسان در ساختمان به چهار عامل: دمای هوا، سرعت جریان هوا، رطوبت نسبی هوا و کنترل و خاک و بو بستگی دارد. اگر به نمودار مشخصات هوا توجه کنید منطقه آسایش، حدود دمای هوا در فصول مختلف را بین 20 تا 27 درجه سانتی‌گراد و حدود رطوبت نسبی را بین 20 تا 70 درصد نشان می‌دهد. مناسب‌تر این است در زمستان به حداقل دما و در تابستان به حداکثر دمای آسایش برسیم. در مورد رطوبت نسبی نیز بهتر است هوای محیط را در اقالیم خشک به حدود 20 تا 40 درصد و در مناطق و اقالیم مرطوب به حدود 50 تا 70 درصد رطوبت نسبی برسانیم. سرعت هوا در محدوده بین 3 الی 10 متر در دقیقه می‌تواند متغیر باشد البته پاکی هوا نیز از ضروریات سلامتی و آسایش انسان‌هاست.
در بکارگیری اصول بهینه‌سازی مصرف انرژی بهتر است که ابتدا آن دسته از فرصت‌های بهینه‌سازی بکار بسته شوند که هزینه‌ای در بر ندارد و یا دارای هزینه اندکی هستند و سپس اقدام به فرصت‌هایی با هزینه متوسط و زیاد به عمل آید و اصول بهینه‌سازی در گرمایش و سرمایش عبارتند از:
1- بهینه کردن فضای ساختمان‌ها به این نحو که فضاهای مجموعه بررسی و فضاهای اضافی حذف شوند.
2- بهینه‌سازی کنترل‌ها نقش اساسی در تاسیسات مکانیکی دارند و با بهینه کردن کنترل‌های گرمایش و سرمایش ساختمان را فقط در مواقع لازم امکان‌پذیر سازید.
3- کاهش بارهای حرارتی و برودتی ساختمان: با کاهش میزان نفوذ هوا و انرژی حرارتی خورشیدی، بارهای حرارتی و برودتی را کاهش دهید.
4- بهره گیری از عملیات کارآمد تاسیساتی: به تناسب نوع ساختمان، اقلیم و ساکنان آن، کارآمدترین روش گرمایش و سرمایش و تهویه مطبوع برگزیده شوند.
5- استفاده از تجهیزات کارآمد: برای سیستمی که انتخاب کرده‌اید بهترین تجهیزات را انتخاب کنید.
6- مد نظر قراردادن ایده تاثیرپذیری: ترتیبی اتخاذ شود که ساختمان و شرایط جوی محیط تا حد امکان با تاسیسات مکانیکی انتخابی هماهنگ و سهیم باشند.
7- افراد گرم و یا خنک شوند نه ساختمان‌ها: فضاها گرم و تهویه نشوند بلکه مکان‌هایی را که افراد در آن محل کار می‌کنند گرم یا سرد شوند.
8- بازیابی حرارت :حرارت تلف شده از وسایل و دودکش ساختمان و بخار و الکتریسیته را می‌توان بازیابی کرد.
9- فراهم کردن امکان ذخیره‌سازی انرژی: با ذخیره‌سازی انرژی، از کارکرد تجهیزات در ساعات حداکثر بار معاف خواهیم شد و در مورد انرژی خورشیدی که در روز گردآوری و ذخیره می‌شوند، در ایام شب و ساعات غیرآفتابی بهره‌گیری خواهد شد.
براساس نقطه نظرات ارائه‌شده در اصول کلی بهینه‌سازی مصرف انرژی در گرمایش و سرمایش، برخی از مفاهیم گرمایش و سرمایش پدیدار می‌شوند که به منظور بهینه‌سازی آن‌ها، با ذکر مقدمه‌ای نکات اصلی صرفه جویی در مصرف انرژی یادآوری می‌شوند.
این بخش راهنمای خوبی برای مهندسین و تکنسین‌هایی است که طراحی، نصب و نگهداری سیستم‌های گرمایش و سرمایش ساختمان‌های مسکونی تجاری و صنعتی را بعهده دارند. درک صحیح و رعایت مطالب این نوشته باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های جاری کلیه سیستم‌های تاسیسات مکانیکی ساختمان‌ها خواهد گردید. در سال‌های نه چندان دور گرمایش ساختمان‌ها با استفاده از گرم کننده‌های نفتی و گازی انجام می‌شد که به تدریج این دستگاه‌ها در حال تغییر و پیشرفت و توسعه بوده‌اند به گونه‌ای که امروزه نسبت به مدل‌های قدیمی کوچک‌تر ارزان‌تر و کارآمدتر شده‌اند و نوع جدیدتر آن‌ها بصورت اتوماتیک درآمده‌اند. از مزایای سیستم‌های جدید کاهش هزینه‌های سرمایه‌گزاری، سهولت در نصب پایین بودن هزینه‌های جاری و راندمان بالای آن‌ها می‌باشد.
بهره‌جویی و صرفه‌جویی در سیستم‌های گرمایش.
یکی از بهترین روش های بهینه سازی مصرف انرژی استفاده از عایق های حرارتی در ساخت ساختمان است که در زمستان باعث کاهش مصرف گاز و در تابستان باعث کاهش مصرف برق می شود. این عایق ها از 50 سال پیش تاکنون در دسترس هستند، اما متأسفانه همه کارفرماها به استفاده از آن توجه نمی کردند. اما امروزه با توجه به افزایش قیمت انرژی این مورد بیشتر مدنظر گرفته می شود. اگر ساختمان به درستی عایق کاری شود حتی می تواند تا حدود 60 الی 70 درصد نیز باعث بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان گردد.
اگر بتوانید به طور منظم سرویس های ساختمانی را تنظیم کنید سالیانه حدود 15 الی 20 درصد در مصرف انرژی صرفه جویی می شود. نگهداری و سرویس سیستم شامل تمیزکاری، تعویض قطعات فرسوده و … می باشد.
در این سیستم ها که BAS نیز یکی از آن ها می باشد، خود سیستم انرژی انتقالی به بخش های مختلف را کنترل می کند و خروجی های انرژی را به اپراتور نشان می دهد. بنابراین به راحتی افزایش مصرف انرژی تشخیص داده شده و علت آن برطرف می شود.
هر کدام از وسایل الکتریکی مانند تلویزیون، کامپیوتر، لامپ ها و … مصرف انرژی را افزایش می دهند. متأسفانه بعضی افراد عادت دارند حتی زمانی که به این وسایل نیازی ندارند باز هم آن ها را روشن می گذارند؛ مثلاً همه چراغ های خانه بدون اینکه کسی در آن باشد روشن است یا تلویزیون بی دلیل روشن بوده و کسی آن را تماشا نمی کند. بنابراین توجه به این نکته و تغییر عادت های غلط تأثیر زیادی در بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان خواهد داشت.
یکی از مشکلاتی که باعث می شود افراد به بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان و مسائلی مانند استفاده از دستگاه های تهویه مطبوع بهینه توجهی نشان ندهند عدم آگاهی آن ها می باشد. این کار نیاز به فرهنگ سازی در جامعه دارد تا افراد خودشان نسبت به انجام آن تشویق شوند. معمولاً این کار وظیفه ارگان هایی مانند صدا و سیما، آموزش و پرورش و سایر ارگان های فرهنگی است که تأثیر به سزایی در صرفه جویی انرژی و بهینه کردن آن دارد.
همان طور که ملاحظه کردید حتی افراد غیرمتخصص به راحتی می توانند سهم عظیمی در کاهش مصرف انرژی و بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان داشته باشند. این کار باعث افزایش بازدهی دستگاه های تهویه مطبوع، کاهش هزینه های انرژی و باقی ماندن منابع انرژی برای سالیان بیشتر و نسل آینده ما خواهد شد و باید حتما مورد توجه قرار بگیرد.
نوع دیگر از دریچه های تنظیم هوا دریچه خطی می باشد. دریچه خطی از جنس های آلومینیومی، پلاسیتیکی و چوبی که در سه نوع ...
چرا تعمیر کولر گازی از اهمیت زیادی برخوردار است؟ دوره و زمانه های کولرهای آبی و مدام تا بالای پشت بام رفتن ...
تهویه مطبوع چیست؟ تهویه مطبوع به طور دقیق عبارت است از فن آوری رساندن شرایط طرح داخل به شرایط استاندارد یا آسایش ...
تاسیسات چیست؟ در دنیا ی امروز تامین آسایش بشر یکی از اهدف اصلی است به همین دلیل نقش تاسیسات مکانیکی به عنوان ...
