انرژی در ساختمان
به طور کلی اگر بخواهیم درباره انرژی در ساختمان توضیح دهیم، ساختمان یک فضایی است که انسان‌ها بیشترین زمان خود را در آن می‌گذرانند پس باید در آن فضا آسایش و آرامش آن‌ها تامین شود.
تامین کردن این آرامش و آسایش بسته به یک سری مسائل و شرایط می‌باشد که شما با رعایت آن‌ها می‌توانید یک فضا و شرایط مطلوب را فراهم کنید و به ارمغان آورید.
حال یکی از این موارد انرژی در ساختمانها می‌باشد که در این مقاله به بررسی آن می‌پردازیم.
انواع انرژی مورد استفاده در ساختمان
- انرژی مصرفی در رابطه با سرمایش
- انرژی مصرفی در رابطه با گرمایش
- انرژی مصرفی در رابطه با روشنایی
- انرژی مصرفی بابت تامین آب مصرفی (آب گرم و آب سرد و…)
- انرژی مصرفی بابت پخت و پز
- انرژی مصرفی بابت تاسیسات مختلف
موارد گفته شد در بالا یک سری از مصرف‌های معمول انرژی در ساختمان می‌باشد که هر کدام در جایگاه خود بسیار مهم و کاربردی می‌باشد و اگر یکی از این موارد لنگ یا ناقص شود باعث از بین رفتن و پایین آمدن سطح آسایش افرادی که از آن فضا استفاده می‌کنند، می‌شود.
به طور مثال شما متناسب با دمایی که در هر شهر هم متفاوت می‌باشد، باید گرما و یا سرما در یک محیط ایجاد کنید که همین کار ملزم به استفاده و تولید انرژی در ساختمان می‌باشد.
یا عامل روشنایی و تامین نور مناسب در فضا و محیط یکی دیگر از اصلیترین و مهمترین موارد می‌باشد که این مورد نیز ملزم به مصرف انرژی می‌باشد.
اگر همه‌ی موارد بالا به صورت یک پکیج و به مقدار لازم در یک فضا یا محیط تامین شود، قطعا یک فضایی ایجاد می‌کنید که میتوان گفت نقطه‌ی آسایش انسان در آن رعایت شده است.
انواع اتلاف انرژی در ساختمان
ساختمانها با دیوارهایی که دور تا دور آن‌ها چیده می‌شود از فضای بیرونی جدا می‌شوند و فضاهای داخلی محصور می‌شوند.
- طراحی نامناسب حرارتی
- عایق بندی‌های غیر اصولی
- دیوارهای بدون عایق
- استفاده از سقف‌های نامناسب
- طراحی نامناسب درها، پنجره‌ها و بازشوها و درز و شکاف بین آن‌ها
- عدم کنترل و عدم استفاده‌ی صحیح از سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی و مصرف بی‌رویه از آن‌ها
- عدم استفاده از پنجره‌های دو جداره
- عدم استفاده از تهویه مناسب
- عدم استفاده از نور طبیعی در فضاها چه از بابت گرمایی و چه از نظر روشنایی
- عدم درز بندی مناسب (بیشترین میزان هدر رفت انرژی در ساختمان از این طریق می‌باشد.)
حال با توجه به مطالب گفته شده در بالا شاید تصور کنید که استفاده‌ی بی‌رویه از این انرژی‌ها باعث هدر رفتن انرژی می‌شود اما این هدر رفتن و استفاده‌ی بی‌رویه از انرژی در ساختمان، باعث آسیب جدی به محیط زیست می‌شود که غیر قابل جبران هستند. این آسیب‌ها که از جمله‌ی آن آلودگی محیط زیست می‌باشد که همین باعث تغییر شرایط جوی و آب و هوایی می‌شود.
حال زمانی که در رابطه با طراحی نامناسب حرارتی صحبت می‌شود، منظور این است که شما زمانی که برای فضای خود وسایل سرمایشی یا گرمایشی مانند پکیج تعبیه می‌کنید، دقت داشته باشید که محل قرارگیری آن مناسب باشد. مثلا رادیاتورها پشت پرده‌ها محصور نشوند یا در جایی که دکوراسیون و چیدمان سنگینی در نظر گرفته شده است قرار نگیرد، زیرا عملکرد آن مختل می‌شود و همین باعث هدر رفتن انرژی می‌شود.
شما زمانی که از عایق‌های مناسبی در فضا استفاده کنید باعث می‌شود که درصد هدر رفت انرژی به کمترین حد ممکن برسد. این عایق‌ها زمانی که در دیوار شما قرار بگیرد، باعث می‌شود که برودت هوا صورت نگیرد و دما در فضای خارج و داخل تبادل نداشته باشد و حرارت و انرژی در ساختمان محفوظ بماند.
در رابطه با سقف‌ها لازم به ذکر است که شما باید متناسب با آب و هوا و اقلیمی که در آن ساختمان سازی انجام می‌دهید و طراحی می‌کنید ارتفاع سقف را در نظر بگیرید. مثلا اگر در اقلیم سرد، ساختمان طراحی می‌کنید باید سقف شما به نسبت و مطابق با استاندارد کوتاه باشد تا بتوانید به راحتی فضا را گرم نگه دارید و فضای کمتری نیاز به مصرف انرژی داشته باشد تا از همین رو هدر رفت کاهش پیدا کند.
در رابطه با احداث بازشو نیز به همین شکل است. شما باید متناسب با اقلیمی که در آن طراحی می‌کنید ارتفاع و درصد بازشو را در نظر بگیرید.
مثلا در مناطق سرد و کوهستانی باید از کمترین درصد بازشو استفاده کنید تا درصد هدر رفت انرژی در ساختمان به کمترین حد ممکن برسد. اما در بخش‌های شمالی کشور استفاده از بازشوها محدودیتی ندارد.
البته مورد دیگری که تاثیرگذار است در احداث بازشوها، جهت احداث آن است که شما با توجه به اقلیم باید در جهت درست احداث کنید.
سؤالات خود در زمینه مصرف انرژی در ساختمان را از کارشناسان ما بپرسید
روش‌های کاهش مصرف انرژی در ساختمان
- استفاده‌ی مناسب و به کار بردن درست عایق در ساختمان تاثیر چشمگیر و بسازایی در جلوگیری از اتلاف انرژی دارد
- استفاده از پنجره‌های دو جداره در فضا که انرژی را در فضا محفوظ نگه می‌دارد.
- نصب درزگیر مناسب برای درها و پنجره‌ها
- استفاده از وسایل با برچسب مصرف انرژی A
- استفاده نکردن از وسایل برقی در ساعت‌های اوج مصرف برق
- تنظیم درجه حرارت مناسب و مورد نیاز در فضاها نه مصرف بیش از حد
- استفاده از لامپ‌های کم مصرف (لامپ فلورسنت)
- استفاده از آب سرد تا حد امکان
- کنترل درجه آب‌گرمکن
- مطمئن بودن از سالم بودن وسایل مانند سالم بودن شیرها و جلوگیری از چکه کردن آب
- استفاده مناسب از نور خورشید تا حد ممکن به جای استفاده از دیگر تجهیزات مصرف کننده انرژی در ساختمان
مزایای کاهش مصرف انرژی در ساختمان
- صرفه جویی در هزینه‌های مصرفی از بابت استفاده از انرژی بیهوده
- حفظ محیط زیست و طبیعت
- کاهش آلودگی (کاهش انتشار کربن در محیط زیست و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای)
- نگهداری از انرژی‌هایی مانند نفت و گاز و ذخیره کردن آن برای آیندگان
- جلوگیری از گرم شدن کره‌ی زمین و جلوگیری از آسیب‌های مخربی که گرم شدن کره‌ی زمین به جای می‌گذارد مانند آب شدن یخ‌ها و…
- مواجه نشدن با کمبود انرژی‌های مختلف در طولانی مدت
جدیدترین مصالح کاهش مصرف انرژی در ساختمان
اخیرا با پیشرفت تکنولوژی مصالح نوینی تولید شده‌اند که علاوه بر جلوگیری از هدر رفت انرژی در ساختمان، باعث ذخیره انرژی نیز می‌شوند. از ویژگی‌های این مصالح میتوان به مستحکم‌تر، سبک‌تر و پایدارتر بودن اشاره کرد. حال چند مورد از این مصالح را به شما معرفی می‌کنیم.
- آجرهای هیدروژل یا آجرهای خنک کننده
- بتن خود ترمیم شونده
- ورق‌های پلی کربنات
- بلوک سبک سیمانی
- بیو پلاستیک
- بتن کربن
آجرهای هیدروژل یا آجرهای خنک کننده یکی از مصالح نوینی است که در دیواره‌های خارجی استفاده می‌شود. این آجرها هم آب و هم هوا را داخل خود ذخیره می‌کنند که این ذخیره شدن آب باعث ذخیره انرژی داخل فضاها نیز می‌شود. به این نوع آجرها، آجرهای هیدرو سرامیکی نیز گفته می‌شود.
زمانی که شما از بتن در ساختمان خود استفاده می‌کنید بعد از مدتی این بتن شروع به ترک خوردن می‌کند. این ترک ها بعد از مدتی باعث به وجود آمدن مشکل در ساختمان می‌شود که یکی از این مشکلات همان هدررفت انرژی می‌باشد. حال بتن‌های خود ترمیم شونده که از ترکیب آب و باکتری‌های زنده می‌باشند، در زمان ترک خوردگی باعث رسوب در این ترک‌ها می‌شود که این رسوب هم باعث پر شدن و به تعبیری باعث ترمیم این ترک می‌شود.
ورق‌های پلی کربنات جایگزینی برای شیشه‌ها هستند که از وزن بسیار کمی برخوردار هستند که همین تاثیر چشمگیری در سازه دارد، همچنین این ورق‌ها دارای لایه‌ی UV هستند که مانع ورود اشعه‌ی مضر خورشید به فضای داخلی می‌شود. مهمترین مورد عدم تبادل حرارتی در ورق‌های پلی کربنات می‌باشد که از تبادل و انتقال حرارت در فضای داخلی و خارجی فضاها می‌شود که همین ویژگی باعث ذخیره‌ی انرژی و مانع از هدر رفت آن می‌شود.
بلوک‌های سبک سیمانی همان‌طور که از اسمشان پیداست از وزن کمی برخوردار هستند که بیشترین مصرف آن‌ها در مناطق زلزله خیز است. علت سبک بودن این بلوک‌ها استفاده از پوکه‌های معدنی در تشکیل آن می‌باشد که همین مواد تشکیل دهنده‌ی آن نقش مهمی در ذخیره مواد معدنی می‌باشد که خودش در حفظ محیط زیست تاثیرگذار است. این نوع بلوک به عنوان عایقی در برابر رطوبت و آتش‌سوزی عمل می‌کند همچین مانع تبادل حرارت و صوت نیز می‌شود. همچنین از دیگر ویژگی‌های این مصالح این است که در تولید آن از سوخت‌های فسیلی استفاده نمی‌شود و سازگاری بالایی با محیط زیست دارد.
بیوپلاستیک‌ها نیز مصالح نوینی هستند که بر پایه‌ی مشتقات نفتی و پتروشیمی نیست و مواد آن تجزیه پذیر است و بر پایه‌ی زیستی است که مواد تشکیل دهنده‌ی آن نیشکر، ذرت، نشاسته، فیبر، چربی‌های گیاهی، پروتئین‌ها، کاه، خرده چوب، خاک اره، ضایعات بازیافتی و… می‌باشد که این یک تحول مثبت و یک کمک بزرگ به محیط زیست است و از همین رو باعث مصرف کمتر انرژی و آسیب کمتر به اکوسیستم است.
بتن کربن که نسل جدیدی از بتن‌ها می‌باشد هنوز استفاده از آن خیلی رایج نشده اما از بهترین ویژگی‌های این مصالح این است که تا 50 درصد استفاده از co2 و کربن را کاهش می‌دهد.
دسته بندی ساختمانها بر اساس مصرف انرژی
گروه 1: ساختمانهای ملزم به صرفه جویی زیاد در مصرف انرژی
گروه 2: ساختمانهای ملزم به صرفه جویی متوسط در مصرف انرژی
گروه 3: ساختمانهای ملزم به صرفه جویی کم در مصرف انرژی
گروه 4: ساختمانهای بدون نیاز به صرفه جویی در مصرف انرژی
تاثیر معماری بر مصرف انرژی در ساختمان
معماری یکی از عوامل بسیار مهم و تاثیرگذار در ذخیره انرژی در ساختمان و یا بالعکس، هدررفت آن می‌باشد. از این رو باید در طراحی معماری، جایگذاری فضاها و.. بسیار دقت کرد. به تعبیر دیگر باید عرصه‌بندی فضا بسیار رعایت شود.
ساختمانها باید با توجه به اقلیم طراحی شوند، مثلا در مناطق گرمسیر باید ساختمان شما به گونه‌ای طراحی شود که بهترین کوران و تبادل هوا در فضا صورت بگیرد تا از حداقل هوا در فضا استفاده شود، یا مثلا در مناطق سردسیر باید به طوری ساختمانها طراحی شود که کمترین تبادل و کوران هوا صورت بگیرد و از نور خورشید بیشترین میزان استفاده را برای گرم کردن فضا استفاده کرد که همین باعث می‌شود تا حد ممکن استفاده از انرژی‌های مصنوعی کاهش یابد و در عوض استفاده از سوخت‌های طبیعی افزایش پیدا می‌کند.
معایب و مزایای استفاده از خانه‌های هوشمند
معایب:
- ساخت این نوع ساختمانها و اعمال امکانات هوشمند در ساختمانها بسیار هزینه‌بر است.
- از این رو که همه‌ی این امکانات با اینترنت و از راه دور قابل کنترل است، قابل هک شدن است و این یک ایراد به حساب می‌آید.
- قطعا در هر وسیله‌ی هوشمندی امکان وجود اختلال وجود دارد و این یک ایراد به حساب می‌آید.
مزایا:
- راحت‌تر شدن کارها
- کنترل کارها از راه دور
- کیفیت بالاتر در زندگی
- صرفه جویی در زمان
- ذخیره انرژی
- بهبود و بالا بردن سطح امنیت
- سفارشی سازی ساختمان طبق نیازها و خواسته‌ها
ساختمانهای انرژی صفر
امروزه بیشترین آمار آلاینده‌های محیط زیست از بابت آلاینده‌های هیدروکربنی می‌باشد. یکی از این منابع هیدروکربنی تانک‌های ذخیره‌ی سوخت زیرزمینی در پمپ بنزین‌ها می‌باشد. در اصل میتوان گفت هر چقدر اقدامات انسان پیشرفته‌تر می‌شود، روز‌به‌روز به آلودگی هوا نیز افزوده می‌شود.
از عوامل تاثیرگذار در این آلودگی‌ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- سوخت کارخانه‌ها
- سوخت اتومبیل‌ها
- سوخت‌های ناشی از صنایع
- سوخت موتورهای دیزلی و بنزینی
- سوخت ناشی از کار ساختمانها
اما به طور کلی میتوان گفت که حدود چهل درصد از مصرف سوخت‌های فسیلی مربوط به ساختمانهای اداری و مسکونی می‌باشد.
حال با این تفاسیر ساختمان‌هایی وجود دارد که مصرف انرژی سالیانه‌ی آن‌ها صفر می‌باشد که به این ساختمانها، ساختمانهای انرژی صفر گفته می‌شود.
در اصل خانه‌های انرژی صفر اصطلاحی است برای نسل جدید ساختمانها. منظور از این جمله این می‌باشد که آلاینده‌ها و گازهای گلخانه‌ای را حذف کرده و به جای آن استفاده از گازهای تجدید‌پذیر را رواج داد.
البته لازم به ذکر است که این گاز‌ها و آلاینده‌های کربنی تعادل سیستم اکولوژیک را نیز برهم می‌زند و تاثیرات جبران ناپذیری را بر محیط زیست به جای می‌گذارد. در ساختمانهای انرژی صفر میتوان بدون آلودگی و ضرر رساندن به محیط زیست از انرژی‌های تجدید پذیر که کمترین هزینه را نیز دارند استفاده کرد و همچنین در این ساختمانها به طور مساوی، سالانه همان قدر که انرژی مصرف می‌شود، انرژی نیز تولید می‌کنند.
به طور مثال در این نوع ساختمانها قصد این است که برای استفاده از انرژی‌هایی مانند انرژی گرمایشی، انرژی سرمایشی، انرژی روشنایی و دیگر انرژی‌ها، از سیستم‌هایی استفاده شود که با تکنولوژیهای خاص بتوانند به کم کردن مصرف انرژی‌های فسیلی کمک کنند.
به تعبیر دیگر اگر بتوانیم جلوی اتلاف انرژی در ساختمان (گرما و سرما) را بگیریم، به تولید انرژی کمتری (گرما و سرما) نیاز است. این ساختمان ها در کشورهای دنیا خیلی رایج نیستند اما انتظار می‌رود که روز به روز شاهد افزایش این گونه ساختمانها در تمام کشورها باشیم.
حال برای داشتن خانه‌های انرژی صفر باید به یک سری موارد دقت کرد:
- باید سواد و اطلاعات لازم را در رابطه با اقلیم هر منطقه‌ای دارا باشیم تا بتوانیم متناسب با آب و هوای آن منطقه و انرژی‌هایی که لازم دارند برای آن‌ها طراحی کرد.
- باید با توجه به میزان درخت و یا پوشش سبزی که در آن محدوده وجود دارد و یا نوع قرارگیری ساختمانهای مجاور، ساختمان مورد نظر را طراحی کرد (موقعیت مکانی ساختمان).
- باید در طراحی به استفاده از عایق‌ها توجه کرد. همچین توجه به سایبان‌ها، تهویه‌های مناسب، نوع بهره‌گیری هر فضا از نور متناسب با کاربری، استفاده از پنجره دو جداره و… از موارد مهم در طراحی این نوع خانه‌ها می‌باشد.
در کشورهای اروپایی، طراحی و اجرای ساختمان‌هایی با مصرف انرژی نزدیک صفر تا پایان سال 1681 اختیاری بود، ولی از آغاز سال 1681، مطابق ضوابط جدید اروپا، لازم است طراحی و اجرای تمامی ساختمانهای عمومی جدیدتر مطابق ضوابط تعیین شده برای ساختمانهای با مصرف انرژی نزدیک صفر باشد.
لازم به ذکر است که علاوه بر این، مقرر شده است که از پایان سال 2020 مبنای طراحی و اجرای تمامی ساختمانهای نوساز، ساختمانهای با مصرف انرژی نزدیک صفر باشد.
مزایای استفاده از ساختمانهای انرژی صفر
- کاهش هزینه‌های مصرفی
- صرفه جویی در مصرف آب
- صرفه جویی در مصرف برق
- بالاتر بودن این نوع ساختمانها از بابت فروش
- حفظ تعادل سیستم اکولوژیک
- مصرف کمتر از انرژی
- تولید کمتر آلاینده‌های هیدروکربنی
- نزدیکتر شدن زندگی به نقطه آسایش
معایب ساختمانهای انرژی صفر
- هزینه‌های اولیه از بابت اجرا کردن این گونه سیستم‌ها ممکن است بالا باشد.
- هر مهندسی قادر به طراحی و اجرای این گونه ساختمانها نمی‌باشد.
نتیجه گیری
همان طور که در مطالب بالا گفته شد ذخیره‌ی انرژی در ساختمان دلایل مختلفی دارد. از جمله کاهش هزینه‌ها و به جای گذاشتن محیط زیست برای آیندگان و بالا بردن سطح کیفیت زندگی می‌باشد.
اما این را هم باید در نظر داشت که انسان همواره به دنبال راحت‌تر کردن زندگی است و در هر مرحله‌ای مشکلاتی همچنان وجود دارد، حال همان‌طور که گفته شد خانه‌های هوشمند نیز معایبی دارند که باید با علم به این معایب سنجید که بهترین شرایط برای شما چیست.
سوالات متداول
آیا میتوان مصرف انرژی ساختمان را به حدود صفر رساند؟
ساختمانهای انرژی صفر با استفاده از تکنولوژیهای نوین، این امکان را دارا هستند که مصرف انرژی نزدیک به صفر داشته باشند. اگرچه این ساختمانها تقریبا هزینه انرژی صفر دارند اما هزینه اولیه ساخت چنین ساختمانی بسیار بالاست.
این مطلب را با دوستان خود به اشتراک بگذارید
انتخاب نوع مصالح مصرفی ساختمان چه تاثیری بر مصرف انرژی در ساختمان دارد؟
مهمترین تاثیر مصالح مصرفی ساختمان بر مصرف انرژی، عایق بودن آن‌هاست که از عبور صدا و حرارت جلوگیری می‌کند. بنابراین باید تا حد امکان از مصالح عایق برای دیوارها، سقف و… در ساختمان استفاده کرد.
این مطلب را با دوستان خود به اشتراک بگذارید
آیا معماری و نقشههای ساختمان بر میزان مصرف انرژی در ساختمان مؤثر است؟
یکی از اصلیترین راهکارهای کاهش مصرف انرژی در ساختمان، طراحی مناسب و اصولی نقشههای معماری ساختمان است. به طور مثال استفاده از نور طبیعی، ارتباط فضاهای داخلی با یکدیگر و چیدمان مناسب فضاهای داخلی میتواند مصرف انرژی را کاهش دهد.