ارزیابی تحلیلی و شبیه سازی عددی راهکارهای مهندسی مکانیک در بهینه سازی حرارتی پوسته و سامانه های تاسیساتی ساختمان های مسکونی بر مبنای ویرایش های نوین مقررات ملی

بحران فزاینده تقاضای انرژی و آثار مخرب زیست محیطی ناشی از احتراق سوخت های فسیلی، بازنگری بنیادین در الگوهای مصرف انرژی بخش ساختمان را به یک اولویت راهبردی در حوزه مهندسی مکانیک تبدیل ساخته است. هدف بنیادین پژوهش حاضر، تحلیل موشکافانه و گسترده برهم کنش میان تدابیر غیرفعال حرارتی در پوسته بنا و کارآمدی دینامیکی تاسیسات مکانیکی سرمایش و گرمایش با تکیه بر شبیه سازی ترموفیزیکی پیشرفته و تطبیق با استانداردهای نوین ساختمانی است. در این بررسی، الگوی ساختاری و تاسیساتی یک ساختمان مسکونی چندواحده در اقلیم معتدل و نیمه خشک فلات مرکزی مدل سازی شده و بارهای حرارتی و برودتی سالیانه آن تحت متغیرهای گوناگون ضخامت عایق کاری جداره های کدر، نوع شیشه ها و گاز میانی پنجره ها، نفوذ هوای ناخواسته و راندمان کارکرد تجهیزات تهویه مطبوع استخراج شده است. شیوه نامه این پژوهش بر ارزیابی متغیرهای پیوسته دینامیک حرارتی و داده های اقلیمی ساعتی استوار بوده و کلیه شاخص های رفتار حرارتی در قالب گزارش های متنی تفصیلی واکاوی شده اند. برایند داده ها نشان داد که اصلاح عایق بندی دیوارهای پیرامونی به همراه بکارگیری پنجره های دوجداره با ضریب انتشار پایین و اصلاح راندمان سامانه های پمپاژ و چرخش سیال واسط، بار تقاضای سالانه گرمایش و سرمایش را به میزان بسیار چشمگیری فرو می نشاند. همچنین مشخص شد که کنترل نسبت مساحت شفاف به سطح نما در جهت گیری های گوناگون خورشیدی، مولفه ای حیاتی در توازن آسایش بصری و بار برودتی تابستانه به شمار می رود. یافته های نهایی موید آن است که اتخاذ رویکرد سامانه ای و هم افزایی هم زمان پوسته های عایق حرارتی با تجهیزات مکانیکی دور متغیر و پایش هوشمند، بستری استوار جهت نیل به ساختمان های کم انرژی با توجیه اقتصادی چرخه عمر پایدار فراهم می آورد.

کلیدواژه ها:

مهندسی مکانیک حرارتی ، بهینه سازی جامع انرژی ، پوسته ساختمان ، شبیه سازی ترموفیزیکی ، تاسیسات سرمایش و گرمایش ، مقررات ملی ساختمان.