بهینه سازی مصرف انرژی

در چند دهه ی اخیر سیاستگذاری شهری به عنوان مبحثی قابل توجه و علمی در شهر های بزرگ جهان مطرح و بخش قابل توجه ای از مطالعات شهری را به خود اختصاص داده است. یکی از مباحثی که امروزه در رویکردهای اقلیمی علی الخصوص در معماری پایدار به آن توجه نمی شود در نظر گرفتن انرژی خورشید در ساختمان می باشد، اما توجه بسیار زیاد به به انرژی خورشید متاسفانه باعث شده که تا حدودی از دیگر انرژی های تجدیدپذیر چون انرژی باد و تأثیر قابل توجه آن در تهویه طبیعی به صورت غیرفعال غفلت شود. توجه به این مورد می تواند در راستای توجه به بهینه سازی مصرف انرژی در سیاستگذاری شهری مدنظر مسئولان قرار گیرد. یکی از راهکارهای مؤثر در این زمینه استفاده از تهویه طبیعی در ساختمان های مسکونی، تعیین جهتی مناسب برای ایجاد کوران و دریافت مناسب باد با فشار مثبت و بهره مندی از این عنصر تأثیرگذار اقلیمی در فضاهای داخلی ساختمان است. در این پژوهش کوشش گردیده تا شرایط تهویه طبیعی در ساختمان های مسکونی در شهر شیراز با استفاده از نرم افزار شبیه سازی انرژی واساری بررسی و شبیه سازی شده، و پارامترهایی چون سرعت، جهت باد، میزان دمای باد و دیگر عوامل تأثیرگذار مورد بررسی و تحلیل قرار گیرد. با توجه به نتایج شبیه سازی و بررسی میانگین بیست ساله ی شاخص های اقلیمی شهر شیراز، می توان گفت در صورتی که مسائل مربوط به تهویه طبیعی و ایجاد کوران در ساختمان مد نظر قرار گیرد و زاویه بهینه جهت گیری که هم بتوان از انرژی خورشیدی و همچنین از انرژی باد بهره گیرد تا میزان بار تأسیسات مکانیکی ساختمان در طول سال کم شود. که بهینه سازی مصرف انرژی صورت گرفته است و در مقیاس ساختمان های مسکونی کلان شهر شیراز می توان منجر به کم شدن مصرف سوخت های فسیلی به میزان قابل توجهی گردد.

در سال های اخیر مصرف زیاد سوخت های فسیلی و پیامدهای ناشی از آن، شهرها را با مشکلاتی مواجه کرده است. یکی از راهکارهایی که در این زمینه ارائه شده، طراحی اقلیمی ساختمان ها است. چنانچه ساختمان ها مطابق با عوامل اقلیمی احداث شوند، نیاز به مصرف سوخت های فسیلی به حداقل خواهد رسید. بنابراین ساختمان ها باید به گونه ای طراحی شوند که در دوره سرد سال بیشترین و در دوره گرم، حداقل انرژی را دریافت کنند. در همین راستا پژوهش حاضر باهدف بهینه سازی استقرار ساختمان ها بر اساس انرژی تابشی و جهت باد، در 4 ناحیه مجتمع های مسکونی مسکن مهر شهر رشت انتخاب شد. بدین منظور حداقل سایه اندازی ساختمان ها نسبت به یکدیگر محاسبه گردید. همچنین با استفاده از نمودار گلباد، به تعداد دفعات وزش باد در جهت های گوناگون جغرافیایی در ماه های مختلف سال پرداخته شد. در نهایت با روش محاسباتی قانون کسینوس، به بررسی شدت تابش در 24 جهت جغرافیایی در ماه های مختلف و به تفکیک دوره های سرد و گرم سال با در نظر گرفتن 40 درصد از بازتاب نوری که در اطراف ساختمان ها به وجود می آید؛ بررسی گردیده است. با توجه به یافته های پژوهش، بهترین جهت استقرار ساختمان از نظر کسب انرژی خورشیدی، زاویه 60+، 120- درجه و بالعکس است و بعد از آن زوایای 75+، 105 - درجه و بالعکس قرار دارد. نامناسب ترین زوایا نیز در جهت، 15- و 15 درجه است. علی رغم اینکه بعضی از ساختمان های مسکن مهر شهر رشت در 4 ناحیه انتخابی، دارای جهت گیری مناسب هستند؛ اما برخی نیز دارای جهت گیری نامناسب هستند و تنها 30 درصد از ساختمان ها، حداقل فاصله بینشان تا جایی که نور خورشید به اولین پنجره در طبقه اول برسد و تهویه مطبوع اتفاق بیفتد را رعایت کردند؛ ضرورت دارد طراحان و مدیران ذی ربط، در فاز های بعدی پروژه های مسکن مهر در حال ساخت، به منظور بهینه سازی در مصرف انرژی، توجه مخصوصی به موارد بیان شده در این پژوهش داشته باشند.

مقدمه و هدف: صنعت ساختمان نقش بسزایی در استفاده بهینه از منابع انرژی دارد و واضح است آن چه در عرصه معماری رخ می دهد متأثر از شیوه آموزشی معماران بوده و آموزش اصولی در این حوزه می تواند منشاء حل بسیاری از معضلات زیست محیطی گردد. این پژوهش در پی یافتن مؤلفه های مؤثر بر اصلاح الگوی آموزش معماری با رویکرد بهینه سازی مصرف انرژیست. روش شناسی پژوهش: با روش اسنادی دیدگاه های صاحبنظران بررسی و جهت استخراج مؤلفه های آموزشی از روش تحلیل محتوا استفاده گردید. مؤلفه های حاصل در اختیار ده نفر از اساتید معماری قرار گرفته و پس از اجماع نظر حول مؤلفه ها به روش دلفی، در قالب پرسشنامه ای که پایایی آن از طریق آلفای کرونباخ تأئید گردید، در اختیار 82 نفر منتخب با استفاده از فرمول کوکران از 104 معمار پایه دو طراح استان بوشهر قرار گرفت. جهت تحلیل داده ها، توزیع فراوانی متغیرها با آزمون کولموگراف-اسمیرنوف بررسی و نرمال بودن متغیرها توسط آزمون شاپیرو-ویلکس ارزیابی و با توجه به توزیع نرمال متغیرها، از آزمون ناپارامتریک-ویلکاکسون یک نمونه ای استفاده و مؤلفه ها توسط آزمون فریدمن، رتبه بندی شدند. یافته ها: کلیدی ترین مؤلفه های الگوی آموزش معماران با رویکرد بهینه سازی مصرف انرژی به ترتیب میزان توجه در سیستم آموزش فعلی، معرفت شناسی، اخلاق مداری، امور پژوهشی، کارگاه های عملی، الگوهای بنیادی، آینده نگری، عوامل محیطی، دانش بومی، روزآمدی، شناخت و بازیافت مصالح، بررسی مصادیق می باشد. بدیهی ست امتیاز پایین تر بمنزله الویت بیشتر جهت گنجاندن مؤلفه مربوطه در الگوی آموزشی پیشنهادی می باشد. بحث و نتیجه گیری: در تدوین الگوی آموزش معماری جهت بهینه سازی مصرف انرژی، علاوه بر آموزش مباحث تئوریک، بایستی مؤلفه های معرفت شناسی، اخلاق مداری، امور پژوهشی، کارگاه های عملی، الگوهای بنیادی و آینده نگری نیز مدنظر باشند.

ایران به عنوان بزرگترین دارنده ذخایر هیدروکربنی در جهان، شدت انرژی به مراتب بالاتری در مقایسه با کشورهای منطقه داشته که در سالیان گذشته نیز روند آن صعودی بوده است. علاوه بر این سرانه انرژی در ایران (به تفکیک مصرف کننده و به صورت کلی) از بسیاری از کشورهای همسایه بالاتر بوده و حدود 30 درصد از انرژی تولیدی کشور هدر می رود. با ارائه سرمنشأ و دلایل اصلی چالش های طرح شده و نیز مطالعه موارد مشابه در سایر کشورها می توان راهکارهای ارائه شده را در دو دسته اساسی راهکارهای قیمتی و راهکارهای غیرقیمتی تقسیم بندی نمود. در پژوهش حاضر تلاش شده است تا با بررسی تاریخچه راهکارهای گوناگون در کشورهای مختلف و نیز آسیب شناسی راهکارهای انجام شده در ایران، از روش تحلیل مصاحبه های نیمه ساختاریافته یک راهکار تلفیقی مبتنی بر تأسیس صندوق بهینه سازی مصرف انرژی معرفی گردد و از روش گروه کانونی اعتبارسنجی گردد. برای این کار نیاز است تا ابتدا منابع و مصارف این صندوق شفاف و تراز گردد. با بررسی ساختار بودجه حال حاضر کشور و توجه به برخی روابط مالی میان نهادهای ذی نفع از درآمدهای بالادستی حوزه انرژی، می توان گراف ورودی و خروجی های صندوق را تشکیل داد. با فرضیات و محاسبات در نظر گرفته شده حدود 3 میلیارد دلار در صندوق باقی خواهد ماند و تراز آن مثبت خواهد بود. مهم ترین اهداف تعیین شده برای منابع صندوق را می توان اعطای وام به صنایع، نیروگاه ها و سایر گروه ها، طراحی پروژه های کلان ملی و سیاست گذاری و نظارت بر اجرای طرح های ارتقای بهره وری و کاهش اتلاف انرژی بر شمرد.

در دهه های اخیر، افزایش جمعیت کره زمین، گسترش شهرنشینی و توسعه صنعتی، بهره برداری غیراصولی و بی حد از منابع طبیعی به شدت بر محیط زیست تأثیر گذاشته و منجر به بروز آسیب های جدی زیست محیطی شده است که تهدیدی جدی برای حیات آینده بشر و اکوسیستم های طبیعی به شمار می روند. این وضعیت نشان دهنده ضرورت تغییر در رویکرد و نگرش ها در معماری و لزوم حرکت به سوی پایداری شده است. با افزایش چالش های زیست محیطی و نیاز به بهینه سازی مصرف منابع، ساختمان های مسکونی هوشمند به عنوان یک عاملی مهم برای ارتقاء معماری پایدار و حفظ محیط زیست مطرح شده است. این مقاله به بررسی راهکارهای نوین، جهت دستیابی به ساختمان های مسکونی هوشمند می پردازد که می تواند به کاهش مصرف انرژی، بهینه سازی منابع طبیعی و بهبود کیفیت زندگی ساکنان منجر شود. ازاین رو این پژوهش که از نوع کیفی است، با بهره گیری از روش توصیفی-تحلیلی و مطالعات کتابخانه ای به صورت هدفمند و همچنین جست وجوی منابع موجود در این حوزه اعم از مقالات، کتب و غیره نتایج مهمی حاصل گردیده است. نتایج پژوهش گویای آن است امروزه ساختمان های هوشمند، در رسیدن به معماری و توسعه پایدار و در نتیجه حفظ محیط زیست نقش مؤثری را ایفا می کنند، ازاین رو، روش هایی همچون بهره گیری از سیستم های اتوماسیون خانگی، پیاده سازی فناوری اینترنت اشیاء (IOT)، استفاده از انرژی های تجدید پذیر، طراحی فضاهای سبز و باغ های عمودی، توسعه مصالح ساختمانی پایدار، مدیریت هوشمند آب به عنوان برجسته ترین و مهم ترین عوامل که در این حوزه مؤثر می باشند، پیشنهاد می گردد.