خانه های کم مصرف انرژی

[chemblog]

خانه های کم مصرف انرژی
دکتر داود فدایی
مهندس آزاده عباسی

خانه های کم مصرف انرژی و یا صفر انرژی ساختمان هایی هستند که با استفاده از به کار گیری روش های مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی میزان مصرف انرژی در آن ها به حد اقل می رسد.در صورتی که این خانه ها همه ی انرژی خود را از منابع ارزان قیمت، در دسترس و پاکی نظیر انرژی های تجدید پذیر تامین نمایند به آن ها خانه های با مصرف انرژی صفر گفته می شود.در این دسته میزان انرژی تولیدی مساوی و یا بیش از نیاز انرژی سالیانه ی ساختمان است.البته باید توجه داشت که در یک خانه ی کم مصرف انرژی در ابتدا بهینه سازی مصرف انرژی در دستور کار قرار گرفته و سپس از منابع انرژی تجدید پذیر جهت تامین نیاز ها استفاده می شود.
در طی ۳۰ سال اخیر ساخت این خانه ها در جهان و به ویژه در آمریکا و کشورهای صنعتی و پیشرفته ی اروپایی و اسیایی رشد چشم گیری داشته است.اهداف مدون این کشورها در جهت کاهش انتشار مواد الاینده و جلوگیری از گرم شدن کره ی زمین موجب شده ایت که ان ها برنامه ریزی دراز مدتی در این خصوص تدوین نمایند.به عنوان مثال دپارتمان انرژی آمریکا در نظر دارد تا سال ۲۰۲۰ بیش از صدهزار دستگاه از این خانه ها را بسازد.اتحادیه ی اروپا نیز در این خصوص تا سال ۲۰۱۵ ساخت ۲۵۰ خانه ی کم مصرف انرژی برایه ی انرژی خورشیدی را در ۵ کشور اروپایی مد نظر دارد.در این میان سازمان های بین الملل جهانی نظیر IEA نیز با تعریف وظایف ویزه ای کلیه ی کشورهای عضو را در اجرای برنامه های خود در این خصوص راهنمایی و ترغیب می کند.

نکات مهم در یک خانه ی کم مصرف انرژی
در یک خانه ی کم مصرف انرژی، طراحی ساختمان، میزان مصرف انرژی، بار حرارتی داخل ساختمان و نحوه ی تولید انرژی در داخل خانه در کنار یکدیگر دارای اهمیت است.در اکثر موارد اغلب کاهش انرژی در ساختمان در طی فرایند طراحی آن باید مد نظر قرار گیرد. به کار گیری استاندارد ها و روش های مناسب معماری خورشیدی نظیر استفاده از سایبان ها، تهویه ی مطبوع، گرمایش و سرمایش طبیعی، قراردادن مناسب پنجره ها و شکل و جهت ساختمان از جمله موارد دارای اهمیت در این حوزه است.
به کارکیری عایق بندی مناسب از نقطه نظر حرارتی جهت حذف بار حرارتی ناشی از این امر در دیواره ها، سقف و پنجره ها از دیگر موارد است.ضمن این که مواد به کار رفته در داخل ساختمان نیز باید از لحاظ میزان انتقال حرارت و کاهش بار حرارتی مورد توجه قرار گیرد.
نکته ی دیگر در خانه های کم مصرف انرزی توجه به کاهش میزان مصرف انرژی از طریق به کار گیری وسایل کم مصرف است.استفاده از تجهیزات روشنایی مناسب، به کارگیری تایمرهای نوری، ترموستات ها، سیستم های بازیافت حرارت، تجهیزات سرمایشی و گرمایشی با بازده ی بالا و روش های مختلف بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان است.در کنار این موارد تغییر فرهنگ ساکنان و ترغیب آنها به استفاده از این روش ها نکته ای است که باید مد نظر قرار گیرد.
کاهش میزان مصرف انرژی در این ساختمان ها با به کار گیری و جایگزینی انرژی های تجدید پذیر و تجهیزات مرتبط با ان نیز امکان پذیر است.در این حالت خانه های کم مصرف یا خود به صورت مستقل انرژی خود را از این منابع تامین می کنند و یا این که منبع تولید انرژی آن ها از طریق شبکه های موجود از انرژی تجدید پذیر تامین می شود.دسته ی دوم عمدتا انرژی خود را از نیروگاه بادی و یا خورشیدی موجود در شهر تامین می کنند. اما نمونه ی بارز این خانه های کم مصرف ساختمان هایی هستند که به صورت مستقل انرژی سرمایشی و گرمایشی و الکتریکی خود را از خورشید تامین می کنند.این دسته حتی در مواردی علاوه بر تامین انرژی مصرفی خود انرژی مازاد تولیدی را به شبکه می فروشند.

ابعاد اقتصادی خانه های کم مصرف انرژی
معمولا افزایش هزینه های ناشی از ساخت خانه های کم مصرف انرژی بسته به شرایط خاص محل، هزینه ی کارگر، هزینه ی انرژی و … متغیر است و به راحتی قابل پیشبینی نیست.اما در مطالعه ای که در اروپا انجام شده است این ساختمان ها به دلیل استفاده از تجهیزات ویزه نظیر عایق ها، پنجره ها، تجهیزات مرتبط با انرژی های تجدید پذیر افزایش هزینه های نزدیک به ۱۵ درصد نسبت به ساختمان های معمولی دارند.البته این افزایش در برخی کشورها نظیر آلمان و سویس بین ۴ تا ۶ درصد است.به طور معمول هزینه ی مازاد ساخت این خانه ها معادل ۱۰۰ یورو به ازای هر متر مربع با دوره بازگشت سرمایه کمتر از ۲۰ سال است.انتظار می رود با پیشرفت تکنولوژی هزینه ی ساخت این خانه ها تا سال ۲۰۳۰ بیش از ۲۰ درصد کاهش یابد.
البته باید توجه داشت که این ساختمان ها در طول مدت عمر خود نقش بسیاری در کاهش هزینه های مصرف انرژی دارند و هزینه بهینه سازی مصرف انرژی در طول زمان به صورت عمده هزینه ی سرمایه گذاری اولیه ی آن ها را پوشش می دهد. کارشناسان بخش مسکن پیش بینی کرده اند که در خلال ۱۰ تا ۱۵ سال آینده ساخت خانه های پیش ساخته با مصرف صفر انرژی از لحاظ فنی و اقتصادی امکان پذیر خواهد شد.

خانه های کم مصرف انرژی و اهمیت آن در ایران
بررسی الگوی مصرف انرژی در بخش های مختلف در کشور و مقایسه ی آن با کشورهای در حال توسعه نظیر چین،هند،اندونزی و پاکستان نشان می دهد که در کشور ما بخش خانگی و تجاری با مصرف بیش از ۴۰ درصد انرژی نسبت به صنعت که فقط ۲۷ درصد مصرف انرژی متعلق به آن است بیشترین سهم را به خود اختصاص داده اند.
یکی از اولین اقدامات در این راستا توجه به امر بهینه سازی مصرف انرژی و ساخت خانه های کم مصرف انرژی است.کنترل ساختار ساختمان های جدید به نحوی که کاهش مصرف انرژی در ساخت آن ها مد نظر قرار گیرد و یا در مورد ساختمان های فعلی که در حال استفاده می باشند انجام تعمیرات اساسی و یا پیاده سازی اصولی جهت منطقی کردن مصرف انرژی ضروری است.در این میان با توجه به پتانسیل بالای کشور در زمینه ی انرژی های تجدید پذیر و به ویژه انرژی خورشیدی توجه به کار گیری این منابع می تواند حرکتی موثر در کاهش شدت مصرف انرژی در بخش خانگی باشد.هم اکنون شرکت ها و موسسات متعددی در زمینه ارایه مشاوره در خصوص مدیریت بهینه مصرف انرژی و نصب تجهیزات خورشیدی در ایران فعالیت می کنند و با جهت گیری دولت در خصوص مباحث انرژی های تجدید پذیر انتظار می رود خانه های کم مصرف انرژی در کانون توجه فعالان این حوزه قرار گیرد و ارتباط موثری بین این شرکت ها و موسسات با دست اندرکاران بخش ساختمان آغاز شود.​

 

[chemblog]

خانه های کم مصرف انرژی – 2

خانه های کم مصرف انرژی – 2

ضرورت توجه به کاربرد انرژی خورشیدی در ساختمان ها
مهندس سعید قنبری
دانش آموخته ی رشته ی مهندسی صنایع دانشگاه صنعتی امیرکبیر

از زمان شروع انقلاب صنعتی نیاز به انرژی در تمام زمینه ها هم چندید برابر شد و تامین انرژی به یکی از دغدغه های اصلی دولت ها و ملت ها تبدیل شد.شکل های مختلف انرژی از جمله انرژی های فسیلی و هسته ای استفاده شد اما این انرژی ها به دلیل مشکلاتی از قبیل آلاینده های زیست محیطی، گران بودن و رو به اتمام بودن، محدودیت های جدی به وجود آورد. در نتیجه تفکر استفاده از انرژی های جدید مانند انرژی های خورشید، باد، آب، زمین گرمایی و … پدیدار شد.
در تمام دنیا استفاده از این نوع انرژی سال هاست شروع شده و دستاوردهای خوبی مانند کاهش آلایندگی و تامین انرژی ارزان برای همه ی افراد جامعه داشته است.در کشور ما هم که یکی از کشورهای تامین کننده ی انرژی های فسیلی می باشد به تدریج و با رو به اتمام بودن سوخت های فسیلی و آلایندگی آن ها و گران شدن انرژی، بحث انرژی جایگزین آن با انرژی های تجدید پذیر پر رنگ تر می شود.

چرا انرژی خورشیدی؟
از دیدگاه کارشناسان انرژی خورشیدی به دلیل شکل های مختلف استفاده، همیشه و همه جا در دسترس بودن، بی نوسان و یا کم نوسان بودن، سرمایه گذاری اولیه ی کمتر نسبت به سایر انرژی ها مانند انرژی باد، زمین گرمایی و آب، مورد علاقه ترین شکا=ل انرژی های تجدید پذیر بوده است. البته باید توجه داشت در کشور ما شرایط محیطی و سخت افزار استفاده از انرژی خورشیدی بیشتر از سایر انرژی ها فراهم است. ایران از نظر شدت تابش خورشید یکی از پرتابش ترین مناطق دنیا است و به طور متوسط در سال ۳۰۰ روز آفتابی دارد. با این میزان تابش می توان با استفاده از تکنولوژی های حرارتی – خورشیدی در مساحت یک کیلومتر مربع از زمین، ۱۰۰ الی ۳۰۰ گیگاوات ساعت الکتریسیته خورشیدی تولید کرد.این مقدار معادل تولید سالانه نیروگاه های متداول فسیلی، زغال سنگ یا گازی با ظرفیت ۵۰ مگاوات در بار متوسط است.

چرا توجه به ساختمان های با مصرف انرژی حداقل انرژی فسیلی ضروری است؟
در هر جایی که بشر حضور دارد سازه های مصنوعی ساخته ی دست او که ساختمان نام دارند مهم هستند. بر اساس تحقیقات، این ساختمان ها روی هم رفته بزرگترین مصرف کننده های انرژی هستند و اتفاقا بیشترین هدر روی انرژی هم در همین بخش اتفاق می افتد، پی میبینیم که چه سرمایه ی بزرگی از دست می رود.
ساختمان های صفر انرژی و یا کم مصرف انرژی که با هدف استفاده حداکثر از انرژی خورشیدی و سایر منابع تجدید پذیر ایجاد می شوند ساختمان هایی هستند که مصرف انرژی آن ها حداقل است و برای تامین انرژی آن ها حتی یک گرم آلاینده کربن تولید نشده است و از شبکه ی تامین انرژی که با انرژی فسیلی کار می کند جدا بوده و به صورت محلی با ترکیبی از انرژی ها یخورشید، باد و آب انرژی خود را تامین می کنند. با توجه به تجهیزات موجود در کشور و یک سری محدودیت هایی که هم اکنون وجود دارد رسیدن به ساختمان های صفر انرژی کمی حالت آرمانی پیدا می کند و حداقل برای همه در دسترس نیست اما می توان به ساختمان های با انرژی نزدیک به صفر اندیشید و برای پیدایش آن ها اقدام کرد.ساختمان هایی که مقدار کمی از انرژی خود را از شبکه ی انرژی کشور تامین می کنند اما در آینده زمانی که پیشرفت حاصل شد و لوازم و تجهیزات به روز شد می توان به سراغ ساخت ساختمان های با انرژی اضافه رفت، ساختمان هایی که نه تنها از انرژی شبکه ی کشوری استفاده نمی کنند بلکه انرژی اضاف بر نیاز خود تولید می کنند و آن را به شبکه ی انرژی کشور می فروشند.

در هر سه حالت مصرف انرژی کاهش می یابد و این کاهش مصرف انرژی برگشت مالی کلانی خواهد داشت که در طولانی مدت به سود مردم و کشور خواهد بود.
بدون شک اولین گام برای حفظ انرژی، جلوگیری از هدر رفتن انرژی است و بهترین راه برای جلوگیری از هدر رفتن انرژی عایق کار یمناسب ساختمان است. بهترین زمان برای عایق کاری ساختمان مرحله ی ساخت است. ساخت ساختمان باید با استفاده از مصالح جدید و استاندارد که بیشتر به صورت صنعتی هم تولید می شوند باشد چون پس از آن کمی سخت است که بتوان عایق کاری را انجام داد. در مرحله ی بعد بحث تامین انرژی پیش می آید ایا باید از انرژی هایی که توسط نیروگاه های فسیلی با هزینه های زیادی تولید می شود استفاده کنیم و هزینه های این انرژی گران قیمت را بپردازیم یا با کمی سرمایه گذاری اولیه ی بیشتر تا حد امکان انرژی مورد استفاده در ساختمان را توسط خود ساختمان تهیه کنیم؟

بدیهی است با روند افزایش قیمت انرژی و حذف یارانه های انرژی در آینده شاهد قبض های سنگین از لحاظ مالی خواهیم بود و بحث صرفه جویی و جلوگیری از هدر رفتن انرژی تا یک اندازه ای از بار مالی می کاهد چون به هر حال ما از شبکه ی انرژی فسیلی کشور انرژی مصرف می کنیم، انرژی که گران به دست می آید و باید هزینه ی این انرژی گران قیمت را بپردازیم پس چه بهتر که با نیم نگاهی به اینده ی نزدیک از حالا اقدام به جایگزینی این انرژی با انرژی های نو مثل خورشید باشیم. خورشیدی که بی دریغ می تابد…​