طراحی نمای ساختمان با رویکرد بهینه سازی مصرف انرژی با بهره گیری از ریزساختارهای زنده (مطالعه موردی: ساختمان تجاری در شهر قم)

بیان مسئله: در دهه های اخیر، بحران های زیست محیطی ناشی از افزایش گازهای گلخانه ای، توجه معماران و برنامه ریزان شهری را به طراحی پایدار و بهینه سازی مصرف انرژی جلب کرده است. در این راستا، یکی از نوآوری های مطرح، استفاده از ریزساختارهای زنده مانند فتوبیوراکتورهای میکروجلبک در طراحی نمای ساختمان هاست. هدف پژوهش: هدف این پژوهش، تعیین میزان تغییر شدت مصرف انرژی سالانه (kWh/m²) یک ساختمان تجاری در اقلیم گرم و خشک شهر قم با به کارگیری نمای فتوبیوراکتور و مقایسه آن با نمای شیشه ای مرجع است.روش پژوهش: این پژوهش از نوع توصیفی-تحلیلی و مبتنی بر شبیه سازی انرژی است. ابتدا با مرور مبانی نظری، فناوری های مرتبط با فتوبیوراکتورهای زیستی و مطالعات موردی بین المللی بررسی شد. سپس یک ساختمان تجاری نمونه مدل سازی شد و مصرف انرژی سالانه آن در چهار نمای مختلف شامل شیشه ای ساده، شیشه ای دوجداره، فتوبیوراکتور تک پوسته و فتوبیوراکتور دوپوسته با استفاده از نرم افزار دیزاین بیلدر و داده های اقلیمی شهر قم به صورت سالانه شبیه سازی شد. همچنین تحلیل حساسیت نسبت به شفافیت سوسپانسیون میکروجلبک، نرخ تهویه فضای بین دوپوسته و ضریب انتقال حرارت شیشه انجام شد.نتیجه گیری: نتایج شبیه سازی نشان داد با تغییر نمای ساختمان و استفاده از پنل های فتوبیوراکتور، با استفاده از نمای دوپوسته فتو بیوراکتور میانگین مصرف انرژی سالانه از ۵۸/۲۷۲ به ۸۸/۱۷۵ (برحسب kWh/m۲) کاهش یافت. همچنین میزان نوسان حرارتی در جهات مختلف ساختمان کاهش یافت. نتایج تحلیل حساسیت نشان داد عملکرد انرژی نمای دوپوسته بیش از هر چیز به شفافیت سوسپانسیون میکروجلبک و نرخ تهویه فضای بین دوپوسته بستگی دارد، درحالی که تغییر ضریب انتقال حرارت پنجره تاثیر چندانی بر مصرف انرژی نشان نداد. نتایج این پژوهش محدود به اقلیم شهر قم و فرض های مدلسازی در نرم افزار دیزاین بیلدر است و تعمیم آن به سایر اقلیم ها نیازمند بررسی مجدد خواهد بود.

کلیدواژه ها:

طراحی زیست اقلیمی ، نمای فتوبیوراکتور ، اقلیم گرم و خشک ، ساختمان تجاری ، آسایش حرارتی.