تبیین نقش مصالح در مدیریت انرژی ساختمان در اقلیم گرم و خشک (مطالعه موردی: طرح خدمات رفاهی دانشگاه کاشان)

بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها، به ویژه در اقلیم های گرم و خشک، از مهم ترین رویکردهای دستیابی به معماری پایدار به شمار می رود. هدف این پژوهش بررسی و تحلیل کمی تاثیر راهکارهای طراحی غیرفعال بر کاهش مصرف انرژی در مجموعه خدمات رفاهی دانشگاه کاشان است. روش تحقیق مبتنی بر مدل سازی و شبیه سازی عملکرد انرژی ساختمان با استفاده از نرم افزار شبیه ساز پایگاه طراحی و موتور محاسباتی انرژی پلاس بوده است. در این پژوهش پارامترهای فرم اولیه، ارتفاع کرسی چینی، مصالح قاب و نوع شیشه پنجره ها، عمق و زوایای سایبان ها بر اساس مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان، مصالح دیوارهای خارجی و داخلی و سقف بام موردبررسی قرار گرفتند. داده های ورودی شامل شرایط اقلیمی شهر کاشان (فایل داده های آب و هوایی استاندارد)، مشخصات حرارتی مصالح و الگوی بهره برداری فضایی بوده و عملکرد سالانه برحسب کیلووات ساعت بر مترمربع در سال شبیه سازی گردید. نتایج شبیه سازی نشان داد که در میان فرم های اولیه، فرم مربع با مصرف ۲۲/۲۶۷ کیلووات ساعت بر مترمربع بیشترین کارایی را دارد. همچنین، به کارگیری سایبان های ترکیبی (افقی و عمودی) با عمق ۱۰۰ سانتی متر سهم بسزایی در کاهش بار سرمایشی ایفا کرده و مصرف را به ۷۵/۱۸۹ کیلووات ساعت بر مترمربع رساند. در بخش پوسته نیز استفاده از ترکیب سنگ روشن و عایق پشم شیشه در دیوارهای خارجی و پوشش بازتاب دهنده سفید در بام، به ترتیب منجر به بهبود ۹۱/۹ و ۲۷/۸ درصدی عملکرد حرارتی شدند. درنهایت، اعمال هم زمان این تدابیر غیرفعال، مصرف سالانه کل ساختمان را از حالت اولیه (۲۲/۲۶۷ کیلووات ساعت بر مترمربع) به حالت بهینه (۸۱/۱۶۷ کیلووات ساعت بر مترمربع) کاهش داد که این امر منجر به کاهش کل ۲/۳۷ درصدی مصرف انرژی سالانه ساختمان نسبت به حالت مبنا گردید. این دستاورد پتانسیل بالای طراحی اقلیمی را در کاهش وابستگی مجموعه های دانشگاهی به سیستم های فعال مکانیکی اثبات می کند.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی انرژی ، مصالح بهینه ، شبیه سازی انرژی ، اقلیم گرم و خشک ، مجموعه خدمات رفاهی