تحلیل عملکرد سیستمهای پنجره هوشمند در کاهش مصرف انرژی در ساختمان

بخش ساختمان با سهم ۳۶ از مصرف نهایی انرژی جهانی یکی از حوزه های کلیدی در بهینه سازی مصرف انرژی محسوب می شود. پوسته ساختمان به عنوان واسط میان شرایط داخلی و خارجی نقش تعیین کننده ای در عملکرد حرارتی و مصرف انرژی ایفا می کند و پنجره ها به عنوان آسیب پذیرترین جزء پوسته از منظر اتلاف حرارتی همواره کانون توجه پژوهشگران حوزه معماری و انرژی بوده اند. این مقاله با رویکردی میان رشته ای در مرز دو حوزه معماری و انرژی، به تحلیل عملکرد سیستم های پنجره هوشمند می پردازد. دو فناوری اصلی مورد بررسی عبارتند از شیشه های دوجداره با خلا به عنوان راهکاری برای دستیابی به عایق کاری حرارتی برتر با حداقل ضخامت و پوشش های هوشمند حرارتی شامل انواع ترموکرومیک و الکتروکرومیک که با تغییر ویژگی های نوری خود به شرایط محیطی واکنش نشان می دهند. یافته های این پژوهش نشان می دهد که شیشه های VIG با ضریب انتقال حرارت W/m²K ۰/۴-۰ و ضخامت تنها ۱۲-۱۶ میلی متر عملکردی فراتر از شیشه های سه جداره دارند. پوشش های ترموکرومیک با دمای گذار ۲۵-۳۵ درجه سانتی گراد، بار سرمایشی ساختمان را ۱۸-۳۲ درصد کاهش می دهند. پوشش های الکتروکرومیک با دامنه تغییر عبور نور مرئی تا ۶۵٪، پتانسیل کاهش مصرف انرژی سالانه تا ۳۵٪ را نشان می دهند. مهم تر آنکه ترکیب VIG با پوشش های هوشمند راهکاری یکپارچه برای کنترل هم زمان اتلاف هدایتی و جذب تابشی خورشیدی ارائه می دهد که می تواند به کاهش ۴۷٪ مصرف انرژی سالانه منجر شود. این مقاله با ارائه چارچوبی برای انتخاب سیستم بهینه پنجره هوشمند بر اساس اقلیم و نوع کاربری راهنمایی عملی برای طراحان و پژوهشگران معماری فراهم می سازد.

کلیدواژه ها:

پوسته ساختمان هوشمند ، شیشه دوجداره با خلا ، پوشش ترموکرومیک ، پوشش الکتروکرومیک ، بهینه سازی مصرف انرژی ، Vacuum Insulated Glazing (VIG) ، Thermochromic (TC) ، Electrochromic(EC)