hosein

hosein

دانشجوی مهندسی مکانیک و فعال برنامه نویسی

راه های کاهش اتلاف انرژی گرمایی در ساختمان

جدول محتوا

 1.مقدمه بر راه های کاهش اتلاف انرژی گرمایی

بررسی راه های کاهش اتلاف انرژی گرمایی و بهینه سازی مصرف تاریخچه ای طولانی به اندازه قدمت تاریخ دارد. بشر همواره به دنبال راه های برای کاهش هزینه و انرژی بوده است. در دو قرن اخیر و پس از انقلاب صنعتی مصرف انرژی افزایش یافته است  و از طرفی تلاش برای کاهش اتلاف انرژی نیز به همین نسبت رو به گسترش نهاده. در این گزارش به بررسی راه های جلوگیری از اتلاف انرژی و کاهش آن پرداخته ایم. ابتدا تاثیر مصالح را بررسی کرده ایم و سپس به سراغ مواردی مثل وسایل گرمایشی و فناوری های نوین رفته ایم.

صرفه اقتصادی

پیشرفت کشور خصوصاً کشورهای جهان سوم منوط به کاهش هزینه های انرژی است. یکی از راه های توسعه پایدار کشور همین موضوع است. تصحیح روش های ساخت و طراحی می تواند به این مقوله کمک کند. اگر کشوری نتواند بر منابع انرژی و هم چنین نحوه ی مصرف آن گنترلی نداشته باشد،بزودی مجبور به واردات انرژی می شود که این موضوع خود باعث وابستگی کشور و مشکلات اقتصادی می شود. پس بررسی راه های کاهش اتلاف انرژی یکی از بحث های حیاتی برای ما محسوب می گردد.

 

 2.بررسی تاثیر طراحی معماری بر کاهش اتلاف انرژی

طراحی مناسب خانه هم از نظر اقتصادی و هم از نظر زیست محیطی بسیار مناسب است.اگر ساختمانی با طراحی صحیح ساخته شود در آینده باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود.

ساختمان زمانی بهترین جهت گیری را دارد که در زمستان نور بیشتری دریافت کرده و در تابستان کمترین حرارت را به درون ساختمان راه دهد.اگر ساختمان در نمای جنوبی قرار گیرد حدوداً 3 برابر بیشتر نور خورشید را دریافت می کند که به همین نما در تابستان کمترین نور خورشید برخورد می کند. که این موضوع در مقایسه با نماهای شرقی و غربی است.

تفاوت های زمستان

در زمستان خورشید به صورت عمود به نمای جنوبی می تابد که باعث افزایش دریافت نور خورشید می شود (خورشید در زمستان پایین تر قرار می گیرد). اما به هر حال تقريبا در تمام اقليم ها, حرارت جذب شده در زمستان از طريق جدارهاي شيشه اي رو به جنوب بيشتر از افت حرارتي از طريق اين جبهه شيشه اي است. با نرم افزار design builder  می توان تاثیر نمای جنوبی ساختمان در کاهش اتلاف انرژی را مشاهده نمود. در شکل (5) تأثير جهت گيري ساختمان بر ميزان انرژي مورد نياز سالانه را می بینید. جهت شمال-جنوب با توجه با جدول زیر بهترین جهت گیری است.

تاثیر ابعاد پنجره

تأثیر ابعاد پنجره بر میزان انرژی مورد نیاز ابعاد پنجره، مقدار دریافت مستقیم تابش های خورشیدی را تعیین می کنند. ابعاد یک پنجره در ساختمان باید بگونه باشد که حرارت دریافتی خورشید دمای اتاق را  21 درجه نگه دارد. ممکن است با ابعاد پنجره ی بزرگ تر انرژی گرمایی بیشتری وارد ساختمان شود اما در عین حال می تواند باعث هدر رفت انرژی هم بشود.

در نمودار 2 می توان دید که پنجره با 25 درصد سطح اشغال دیوار، بیشترین تاثیر را در کاهش اتلاف انرژی دارد. دیواری با سطح اشغال 40 درصد هم سود دارد و هم زیان. این سطح از اشغال دیوار باعث دریافت انرژی بیشتری میشود اما باعث هدر رفت انرژی هم می شود. به همین خاطر حد اعتدال در ابعاد پنجره را باید رعایت کرد.

 3.تاثیر استفاده از شیر ترموستاتیک

همیشه وقتی که از وسیله ای مثل رادیاتور استفاده می کنیم مشکل اینست که نمی توان دما را تنظیم کرد و گرمای تولید شده در اتاق تقریباً غیر قابل کنترل است. وسیله ای که می تواند این مشکل را برطرف کند شیر ترموستاتیک است. این وسیله با توجه به دمای اتاق میزان آب ورودی به درون شوفاژ را کنترل می کند. ترموستات درون این شیر با رسیدن دمای اتاق به مقدار مورد نظر فعال می شود و جریان را کاهش می دهد.

راه های کاهش اتلاف انرژی گرمایی
راه های کاهش اتلاف انرژی گرمایی

این شیرها قابلیت نصب بر روی انواع شوفاژهای قدیمی و جدید را دارا می باشند و تا 20 سال ضمانت کار به همراه خود دارند. که نشان دهنده ی عمر بالای این وسیله است.

 4.تاثیر استفاده از مصالح عایق در کاهش اتلاف انرژی

از مزایای استفاده از عایق های گرمایی می توان کاهش مصرف انرژی،کاهش هزینه و ایجاد اتاق های گرم و راحت را نام برد.

 4.1.استفاده از ایروژل

يك لايه 3 ميليمترى از ايروژل روى بدن انسان باعث مى شود كه بتواند دماى زير ( -50) درجه سانتيگراد را تحمل كند. ایروژل عایق بسیار قدرت مندی است. سبک تر از پشم و مواد دیگر است. قدرتش 30 برابر پشم است.استفاده از این ماده در صنعت بسیار زیاد است.

ایروژل-هواژل
راه های کاهش اتلاف انرژی گرمایی

ايروژل گزینه مناسبى براى استفاده در ساختمان ها است.این ماده در لایه های نازک و ورق های باریک استفاده می شود. عملا انتقال حرارت را به صفر مى رساند. ایروژل عایق صدا و حرارت است و همچنین باعث کاهش اتلاف انرژی می شود. از این ماده به عنوان عایق سقف و دیوارها استفاده می شود.

 4.2.استفاده از اجزای عایق

محاسبات انجام شده در این کار بر اساس داده هاي آب و هوایی شهرهاي مختلف ایران و براي یک ساختمان نمونه با متراژ 110 متر مریع با دو اتاق خواب که در ضلع هاي شرقی ،غربی وجنوبی هر کدام سه عدد پنجره به ابعاد 140*160 سانتیمتر قرار دارد، با شرایط طرح داخل یکسان انجام پذیرفته است.

 

با توجه به نمودار3 اگر از هیچ نوع عایقی در ساختمان استفاده نکنیم مسلم است که اتلاف انرژی در اوج خود خواهد بود.( نکته جالب توجه در نمودار نزدیک بودن انرژی مصرفی بدون تمهیدات و انرژی مصرفی به همراه سقف و کف کاذب است. که به این موضوع اشاره خواهیم کرد).بیشترین تاثیر را دیوار دوجداره با عایق پلی یورتان داشته است. بعد از آن استفاده از پنجره دو جداره کم گسیل بیشترین تاثیر را داشته است. پنجره دو جداره و دیوار دو جداره بدون عایق حرارتی تاثیر نسبتاً نزدیکی دارند.

راه های کاهش اتلاف انرژی گرمایی
راه های کاهش اتلاف انرژی گرمایی

استفاده از کف کاذب و سقف مجوف از بقیه مصالح، تأثیر کمتری خواهد گذاشت. لازم است اشاره کنیم که کف کاذب و سقف مجوف در افزایش مصرف انرژی سرمایشی تاثیر دارند.

 5.نتیجه گیری

با بررسی جداول و نمودارها به سه روش کاهش اتلاف انرژی گرمایی در ساختمان می رسیم که عبارتند از کنترل دمای گرم کننده ها،مصالح عایق و طراحی معماری. که با بررسی دقیق تر به این موضوع می توان پی برد که تاثیر مصالح عایق بیشترین تاثیر را بر کاهش اتلاف انرژی می گذارد. در رده ی بعدی طراحی معماری به عنوان موثرترین قرار دارد. در آخر هم کنترل کننده های دما به عنوان یکی از فاکتورهای کاهش اتلاف قرار می گیرد.

با استفاده از این بررسی ها اگر از مصالح عایق در دیوارها استفاده شود، جهت گیری ساختمان به صورت شمال-جنوب باشد،ابعاد پنجره 25 درصد سطح دیوار را اشغال کند و از شیر ترموستاتیک استفاده شود، بیشترین کاهش اتلاف انرژی را در ساختمان شاهد خواهیم بود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *