سیستم های گرمایشی و سرمایشی، بزرگ ترین مصرف کنندگان انرژی در ساختمان به شمار می روند. مقدار بسیار قابل ملاحظه ای از انرژی به گرمایش و سرمایش اختصاص دارد. میزان انرژی مصرفی در خصوص تأمین آب گرم بهداشتی نیز در حدود ۱۶ درصد است که می توان به تقریب دریافت که حدود ۵۷ درصد انرژی صرف تأمین شرایط آسایش حرارتی و برودتی یک ساختمان می شود. این در حالی است که در کشورهای توسعه یافته، تخمین دقیق بارهای حرارتی و برودتی، استفاده از سیستم های با راندمان بالا، به کارگیری انواع ابزارهای کنترل کننده میزان مصرف انرژی و در نهایت استفاده از انواع تجهیزات و مصالح کاهنده مصرف انرژی، امری متداول و اجباری است.
متأسفانه در ایران، نه تنها در تعیین بارهای گرمایشی و سرمایشی ساختمان ها دقت نمی شود، بلکه پایین بودن راندمان تجهیزات تأسیسات ساختمانی، بکار نگرفتن وسائل کنترل کننده و همچنین استفاده نکردن از کاهنده های مصرف انرژی مزید برعلت شده و بررسی های حاکی از بالا بودن انرژی مصرفی در خصوص گرمایش، سرمایش و تأمین آب گرم بهداشتی نسبت به کشورهای پیشرفته دارد، به گونه ای که میزان مصرف انرژی در ساختمان، ۴۰ درصد انرژی کشور را به خود اختصاص می دهد. آنچه در این مقاله مورد ارزیابی و تحلیل قرار گرفته است، معرفی روش هایی است که با اعمال آنها، راندمان و کارآیی این سیستم ها افزایش پیدا می کند.
راهکارهای صرفه جویی انرژی در ساختمان
به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی، سیستم های گرمایشی و سرمایشی و تهویه مطبوع لازم است که مراحل و قدم های زیر در جهت کاهش مصرف انرژی برداشته شود.
استانداردسازی شرایط محیط بیرون
با توجه به آن که نوع شرایط هوای بیرون (میزان دما، رطوبت، جهت و میزان وزش باد) تأثیر زیادی بر تعیین بارهای گرمایشی و سرمایشی و میزان انتقال حرارت ساختمان، یا انتقال حرارت بیرون دارد، لذا لزوم استانداردسازی این شرایط و تعیین شرایط استاندارد شده هوا برای تک تک شهرها و مناطق مختلف ایران دارای اهمیت ویژه ای است. متأسفانه در ایران، معمولاً برای محاسبه بارها، بدترین شرایط دمایی و رطوبتی ملحوظ و در نهایت میزان انرژی مورد نیاز بسیار فراتر از حد واقعی محاسبه می شود.
به عنوان مثال در جدول (۱) مقایسه بین دماهای استاندارد شده و استاندارد نشده در تابستان و زمستان نشان داده شده است. می توان با دقت بسیار خوبی نتیجه گیری کرد که برای شرایط آسایش در داخل ساختمان، میزان انرژی گرمایشی در حالت استاندارد شده حداقل ۱۵ درصد و مقدار انرژی سرمایشی در حدود ۲۱ درصد کمتر از حالت متداول است.
مقایسه دمای استاندارد و غیر استاندارد تابستانی و زمستانی برای شهر تهران
شرایط مربوط به معماری و فیزیک و مصالح ساختمان
نوع جهت گیری جغرافیایی ساختمان، قابلیت ساختمان به منظور بهره گیری از انرژی خورشید، طراحی ساختمان با کمترین سطح خارجی، استفاده از عایق ها در دیوارها، کف و سقف، به کارگیری انواع شیشه های دو یا چند جداره، درز بند کردن انواع بازشوها و کل ساختمان و پایین آوردن میزان نفوذ هوا، درزبندی کانال های هوایی و ... از جمله مواردی هستند که به کاهش بارهای سرمایشی و گرمایشی ساختمان کمک شایانی می کنند.
هر چه راندمان ساختمان در این مورد بیشتر باشد، سیستم های تأسیساتی کوچک تر و بالطبع هزینه های انرژی مصرفی نیز کاهش می یابد. در جدول ۲ مقایسه ای بین محاسبات بارهای گرمایشی و سرمایشی در شرایط متداول و در شرایط بهینه سازی شده در خصوص مصرف انرژی آمده است. ملاحظه می گردد که میزان انرژی مورد نیاز جهت گرمایش به ۴۷ درصد و انرژی مورد نیاز جهت سرمایش در حدود ۴۴ درصد مقدار اولیه کاهش یافته است. به همین ترتیب هزینه انرژی گرمایشی سالیانه به ۳۷ درصد و هزینه انرژی سرمایشی سالیانه نیز به ۴۷ درصد مقدار اولیه کاهش یافته است. (جدول شماره ۲)
تخمین صحیح تجهیزات گرمایشی و سرمایشی
تعیین سایز صحیح تجهیزات سرمایشی و گرمایشی ساختمان های مسکونی، کلید مهمی برای رسیدن به شرایط مناسب آسایش داخل ساختمان و کاهش مصرف هزینه های اولیه و جاری این گونه سیستم هاست. هنگامی که میزان انرژی بالاتر از حد مورد نیاز تخمین زده می شود، میزان هزینه های اولیه افزایش یافته و به این طریق، راندمان کلی کاهش می یابد. لازم به ذکر است که این امر از طرف دیگر ، افزایش هزینه انرژی مصرفی را به دنبال خواهد داشت.
در شرایط آب و هوایی مرطوب، تخمین دقیق دستگاه ها اهمیت بیشتری می یابد. چرا که انتخاب دستگاه های بزرگ باعث کوتاهی فاصله زمانی روشن و خاموش شدن دستگاه ها شده و این امر کنترل اندک رطوبت را در پی خواهد داشت. از طرف دیگر روشن و خاموش شدن مکرر و بسیار زیاد، باعث کاهش راندمان کل سیستم نظیر دستگاه های تهویه مطبوع، بویلر و پمپ و ... شده و خرابی این گونه دستگاه ها را موجب خواهد شد.