تاریخ آخرین ویرایش : چهار شنبه،19-7-1396
تعداد بازدید :54

معماران می توانند میزان مصرف انرژی در بیمارستان ها را پیش از فاز بهره برداری کاهش دهند

معماری روز دنیا همواره به دنبال رسیدن به معنای درستی از اقتصاد است تا بتواند با آن تلفیق شده و با به وجود آوردن واژه اقتصاد معماری کمک بزرگی به معماری جهان و مخصوصاً پایداری در محیط زیست نماید. امروزه طراحی ساختمان ها به گونه ای صورت می گیرد که از روش های مختلف در جهت استفاده بهینه انرژی و سوخت در ساختمان ها به کار گرفته شود و استفاده مطلوب از انرژی را در بر داشته باشد، توجه به این رویکرد بیشتر در خصوص ساختمان های مسکونی به چشم می خورد اما مدیریت و کاهش مصرف انرژی در بیمارستان ها، بسیار تخصصی تر از دیگر بخش ها پیگیری می شود. بهینه سازی در مصرف انرژی در دو فاز قابل طراحی، برنامه ریزی و اجرا می باشد. 1- فاز پیش از بهره برداری 2- فاز پس از بهره برداری

در این مقاله نمونه موردی طراحی بیمارستانی با رویکرد مصرف انرژی کم در استان البرز، توسط اینجانب صورت گرفته است که در آن راهکارهای کاهش مصرف انرژی پیش از فاز بهره برداری ارائه گردید بگونه ای که می تواند راهکاری نوین برای معماران  در زمینه طراحی ساختمان ها و از همه مهم تر بیمارستان ها بوده که بتوانیم شاهد به حداقل رساندن مصرف انرژی در ایران باشیم. 

map

نخستین گام در طراحی معماری ساختمان با هدف کاهش میزان مصرف انرژی، شناسایی دقیق و صحیح مشخصات آب و هوایی و اقلیمی منطقه ایست که ساختمان مورد نظر در آن طراحی و احداث می شود. اطلاعات اقلیمی مورد نظر را می توان با استفاده از نرم افزارهای تحلیلی اقلیمی معتبر استخراج نموده و با مطالعه دقیق آنها خطوط راهنمای کلی لازم در خصوص شکل دهی به فرم معماری ساختمان را ترسیم و طراحی مورد نظر را با استفاده از شبیه سازی در نرم افزار ارائه نمود. استان البرز در عرض جغرافیایی 35 درجه و 80 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 50 درجه و 97 دقیقه شرقی واقع شده است. متوسط ار تفاع این شهر از سطح دریا در حدود 1300 متر است. با توجه به نمودارهای تصویر فوق می توان مشاهده نمود که اقلیم کرج از نقطه نظر دمایی دارای بازه ای گسترده است، بطوریکه هوای این شهر در زمستان تا زیر صفر درجه سانتیگراد پایین رفته و در تابستان تا نزدیکی 40 درجه سانتیگراد بالا می رود. با این وجود متوسط سالانه دمای این استان پایین تر از حد آسایش است. در این بخش با استفاده از بارگذاری فایل اقلیمی البرز در نرم افزار Climate Consultant به تحلیل و بررسی مشخصات اقلیمی این استان بر اساس اطلاعات ثبت شده توسط پایگاه هواشناسی پرداخته شده است. لازم به ذکر است که محدوده آسایش مورد استناد در این تحقیق بر اساس استاندارد ASHRAE 55-2004 Using PMV Model تعیین و خروجی های نرم افزار نیز بر همین اساس استخراج شده است. علاوه بر دمای هوا، رطوبت نیز تاثیر بسزایی در رفتار حرارتی ساختمان در هر اقلیم دارد و با نگاهی به نمودارهای بالا می توان دریافت که دمای البرز در بازه گسترده ای، متغیر است اما رطوبت هوا پایین است و از این لحاظ می توان این شهر را دارای آب و هوای خشک دانست. در مورد این بیمارستان گزینه ای طراحی شده بود. با شبیه سازی انرژی نمونه پیش فرض(پارامترهای فرم و هندسه ساختمان- جهت قرارگیری- پنجره،سایبان،لوور- عایقکاری حرارتی مورد توجه قرار گرفت)، میزان مصرف انرژی سالیانه آن در حدود 403.40 کیلو وات ساعت بر متر مربع در سال محاسبه گردید. با ارائه 4 گزینه پیشنهادی برای هندسه پلان (نمونه ها در تصویر بالا قابل مشاهده است) با قابلیت انطباق با کاربری بیمارستان و حفظ مساحت در هر طبقه، گزینه بهینه پلان با مصرف انرژی 391.31 کیلو وات ساعت بر متر مربع در سال با کاهش مصرف انرژی در حدود 3% مشخص گردید. در مرحله بعد با اعمال تغییراتی در حجم حاصل از این پلان میزان مصرف انرژی به 378.30 کیلو وات ساعت بر متر مربع در سال کاهش یافت که کاهش مصرف انرژی نسبت به گزینه پیش فرض را به حدود 6.3% رساند. ساختمان پیش فرض بیمارستان با چرخشی در حدود 20 درجه به سمت جنوب شرقی در سایت قرار گرفته بود که با شبیه سازی دوران 360 درجه ساختمان حول محور عمود به زمین مشخص گردید که در صورت جهت گیری ساختمان در جهت جنوب میزان مصرف انرژی نسبت به وضعیت پیش فرض 12% و نسبت به چرخش 20 درجه جنوب شرقی حدود 6% کاهش یافته و به عدد 356.02 کیلو وات ساعت بر متر مربع در سال تقلیل یافت. در مرحله بعد با تغییر نسبت مساحت پنجره نسبت به دیوار خارجی از 10 تا 90% و شبیه سازی رفتار انرژی در هر مورد مشخص گردید که نقطه نسبت بهینه مساحت پنجره به دیوار در حدود 30% در نمونه مورد مطالعه می باشد. پس از آن به منظور محافظت از پنجره ها در برابر تابش خورشید، ابعاد بهینه سایه بان برای پنجره های ضلع جنوبی تعیین گردید و مشخص شد که در صورتیکه سایه بان افقی به عمق 75 سانتیمتر در بالای پنجره و سایه بان عمودی به عمق 50 سانتی متر در دو طرف آن قرار داده شود می توان میزان مصرف انرژی ساختمان را تا 5.54% نسبت به وضعیت بدون سایه بان کاهش داد و به عدد 349.90 کیلو وات ساعت بر متر مربع در سال رساند. در آخرین مرحله نیز تأثیر بکارگیری عایق حرارتی پلی استایرن در دیوار دو جداره خارجی بیمارستان مورد بررسی قرار گرفت و با توجه به ضریب تأثیر کاهشی آن بر مصرف انرژی ساختمان مشخص گردید که استفاده از 5 سانتی متر عایق پلی استایرن در میان دو دیواره 10 سانتی متری از جنس بلوک سبک سیمانی با ضریب انتقال حرارت 0.458 می تواند میزان مصرف انرژی در این بیمارستان را به حدود 344.45 کیلووات ساعت بر متر مربع در سال کاهش داد. در مجموع با انجام فرآیند بهینه سازی پارامتریک در فاز طراحی معماری، میزان مصرف انرژی در ساختمان نمونه موردی با حدود 15% کاهش بدون اعمال هیچگونه هزینه اضافی به ساختمان با 58.94 کیلو وات ساعت بر متر مربع صرفه جویی در سال به عدد 344.45 کاهش یافته است. حال معماران می توانند محاسبه میزان مصرف انرژی در ساختمان پیش از فاز بهره برداری را  به روش شبیه سازی انرژی با استفاده از نرم افزارهای تخصصی در این زمینه انجام دهند، و فراموش نشود که میزان مصرف انرژی در ساختمان بر مبنای سیستم گرمایش، سرمایش و روشنایی تحت تأثیر فیزیک ساختمان و طراحی معماری بوده و انرژی مصرفی در سیستم آبگرم مصرفی و تجهیزات برقی از این قاعده مجزا هستند.

 

                                                                                                          دکتر فاطمه عباسی (معمار و پژوهشگر) 

 

 

عضو مرتبط : فاطمه عباسی  


نظرات:

برای ارسال نظر جدید ابتدا باید وارد سایت شوید