صرفه‌جویی انرژی پایدار در طراحی ساختمان اداری جدید

راهبرد پنجره

صرفه‌جویی انرژی پایدار در طراحی ساختمان اداری نسل جدید

اشاره: یکی از راه‌های موثر در کاهش مصرف انرژی ساختمان‌ها، ‌ساخت ساختمان‌های کم انرژی به عنوان ساختمان‌های پایلوت است. ‌این مقاله به معرفی یک ساختمان پایلوت در زمینه پایداری و بویژه پایداری زیست‌محیطی می‌پردازد و روش‌های کاهش مصرف انرژی در آن را شرح می‌دهد. ‌هدف اصلی پروژه پایلوت ساختمان اداری نسل جدید، ‌پایداری از جنبه‌های مختلف زیست‌محیطی، ‌اقتصادی و اجتماعی-‌فرهنگی است؛‌هرچند پایداری از جنبه زیست‌محیطی و دستیابی به مصرف انرژی کم از اهداف اصلی‌تر این پروژه بوده است. برای دستیابی به بهره‌وری انرژی در این ساختمان، ‌از روش‌های مختلف کاهش صرف انرژی در مقیاس‌های مختلف شهری، ‌ساختمانی، ‌عناصر ساختمان و جزئیات استفاده شده است. ‌پایه اصلی این روش‌ها، ‌صرفه‌جویی انرژی از طریق بهینه کردن فرم و طراحی معماری و فرم شهری مجموعه بوده است. ‌بنابراین صرفه‌جویی انرژی از طریق طراحی معماری، ‌که روشی پایدار، ‌بدون هزینه و کارا است، ‌به عنوان مهمترین روش بهره‌وری و صرفه‌جویی انرژی در این ساختمان اداری استفاده شده است؛ چراکه صرفه‌جویی انرژی با طراحی معماری از راه‌های بی‌هزینه کاهش مصرف انرژی ساختمان‌ها بوده و از نظر اقتصادی و فنی برای شرایط ایران مناسب است. برای مطالعه رفتار ساختمان‌های اداری از نقطه نظر مصرف انرژی و درنتیجه دستیابی به راه‌های بهره‌وری انرژی با طراحی معماری، ‌اثر شاخص‌های مختلف معماری از قبیل جهت‌گیری، ‌میزان سطح بازشوها در جبهه‌های مختلف، ‌سایبان‌ها، ‌تهویه طبیعی و نرخ تعویض هوا از طریق نشت بر میزان مصرف انرژی ساختمان‌ها با استفاده از مدلسازی انرژی‌ (با نرم‌افزار شبیه‌سازی‌DesignBuilder) بررسی شده است. ‌نتایج این پژوهش‌ها، ‌که میزان بهینه شاخص‌های مختلف معماری برای به حداقل رساندن انرژی مصرفی ساختمان‌های اداری در اقلیم محدوده شهر تهران را نشان می‌دهند، ‌در طراحی این پروژه پایلوت استفاده شده‌اند. ‌به این دلیل میزان انرژی مورد نیاز این ساختمان برای مصارف مختلف شامل گرمایش، ‌سرمایش، ‌روشنایی، ‌آب گرم مصرفی و لوازم خانگی و اداری، ‌107‌کیلووات ساعت بر مترمربع در سال است که نسبت به ساختمان‌های اداری موجود 78 درصد کمتر است. ‌این درحالی است که هزینه اجرای این ساختمان تنها اندکی بیشتر از ساختمان‌های معمولی است. ‌همچنین میزان کل دی‌اکسیدکربن تولید شده توسط این ساختمان حدود 382 تن در سال است که نسبت به ساختمان‌های عادی بسیار کمتر است.

ساختمان‌های ایران انرژی خوارند

 ساختمان‌ها در ایران با مصرف بیش از 40 درصد انرژی کشور، ‌بزرگترین مصرف‌کننده انرژی است و نیز میزان مصرف انرژی ساختمان‌ها در ایران در مقایسه با دیگر کشورها و استانداردهای جهانی بسیار بالاست. بخش عمده مصرف انرژی ساختمان‌ها همچنین از محصولات نفتی و گازی تأمین می‌شود. لذا مراکز شهری بزرگ در ایران دارای آلودگی هوایی بالایی هستند که غالبا ناشی از مصرف انرژی‌های فسیلی است. بخش ساختمان و مسکن یکی از منابع اصلی تولید آلودگی است. ‌این بخش در ایران حدود4 /26 درصد از انتشار دی‌اکسید کربن را به خود اختصاص می‌دهد. ‌همچنین ساختمان‌ها در استان تهران سالانه بیش از 29 میلیون تن دی‌اکسید کربن تولید می‌کنند. بنابراین کاهش مصرف انرژی ساختمان‌ها امری ضروری بوده و کاهش مصرف انرژی در بخش ساختمان و مسکن، ‌تأثیر بسزایی بر کل مصرف انرژی کل کشور و بر میزان تولید گازهای گلخانه‌ای و آلودگی هوا خواهد داشت. بجز مزایای زیست‌محیطی کاهش مصرف انرژی‌های فسیلی در ایران، صرفه‌جویی انرژی همچنین منافع اقتصادی زیادی برای کشور در بر خواهد داشت.

یکی از راه‌های موثر در کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌ها، ‌ساخت ساختمان‌های کم‌انرژی به عنوان ساختمان‌های پایلوت است. ‌به این دلیل تاکنون در کشورهای پیشرو در زمینه انرژی، ‌نمونه‌های متعددی از ساختمان‌های انرژی کارا از قبیل ساختمان‌های کم‌انرژی، ‌بدون انرژی، ‌بدون آلودگی، ‌ساختمان‌های مستقل و حتی ساختمان‌های تولید‌کننده انرژی ساخته شده است. ‌ولی تاکنون در ایران نمونه‌های بسیار معدودی از اینگونه ساختمان‌ها اجرا شده است. این مقاله به معرفی یک ساختمان پایلوت در زمینه پایداری و بویژه پایداری زیست‌محیطی و کاهش مصرف انرژی می‌پردازد و روش‌های کاهش مصرف انرژی در آنرا که بیشتر با شیوه‌های معماری صورت گرفته را شرح می‌دهد. ‌این ساختمان پایلوت که یک ساختمان اداری است، در پروژه تحقیقاتی مشترک آلمان و ایران بنام «‌شهرهای جوان »(Young Cities) طراحی شده است.

1-    پایداری ساختمان اداری نسل جدید

هدف اصلی پروژه پایلوت ساختمان اداری نسل جدید، ‌پایداری از جنبه‌های مختلف زیست‌محیطی، ‌اقتصادی و اجتماعی- ‌‌فرهنگی بوده است. هرچند پایداری از جنبه زیست‌محیطی و دستیابی به مصرف انرژی کم از اهداف اصلی‌تر این پروژه است.

2-1-‌‌‌پایداری زیست محیطی

 یکی از جنبه‌های مهم پایداری، ‌جنبه زیست‌محیطی آن است که در آن بایستی به کاهش مصرف انرژی‌های فسیلی و کاهش مصرف منابع توجه کرد. ‌‌با توجه به اهمیت مصرف انرژی به عنوان یکی از فاکتورهای اصلی پایداری و نیز با توجه به میزان زیاد مصرف انرژی ساختمان‌های موجود کشور، ‌هدف اصلی ساختمان اداری نسل جدید دستیابی به کاهش مصرف انرژی این ساختمان اداری است. در طراحی این ساختمان سعی شده که مصرف انرژی اولیه این ساختمان به حداقل ممکن کاهش یابد. ‌‌در کنار این امر، ‌در این ساختمان تا حد امکان از مصالحی که انرژی محتوی کمتر و آلودگی زیست‌محیطی کمتری دارند، ‌استفاده شده است. به عنوان مثال در این ساختمان از پوشال به عنوان عایق حرارتی استفاده شده است، ‌چرا که این محصول نه تنها بدون آلودگی بوده و ضرری برای محیط زیست نداشته، ‌بلکه برخلاف دیگر مصالح ساختمانی کارخانه‌ساز، ‌انرژیی صرف تولید آن نشده است.

2-2- پایداری اقتصادی

با توجه به اهمیت پایداری اقتصادی، ‌هدف ثانویه پروژه پایلوت ساختمان اداری، ‌بهره‌وری اقتصادی بوده است. ‌بدین واسطه برای دستیابی به صرفه‌جویی انرژی در این ساختمان، ‌به جای بکارگیری شیوه‌های پر‌هزینه، ‌شیوه‌های کم و یا بی‌هزینه صرفه‌جویی انرژی مثل طراحی معماری مورد توجه قرار گرفته است تا از یکسو هزینه ساخت بنا افزایش‌نیافته و از سوی دیگر طراحی معماری به عنوان ابزار اصلی صرفه‌جویی انرژی و صرفه‌جویی منابع، ‌ایفای نقش نماید. ‌بنابراین هرچند تکنولوژی و روش‌های ساختمانی به صرفه‌جویی انرژی در این پروژه کمک نموده است، لیکن در طراحی ساختمان اداری نسل جدید تاکید بیشتر بر طراحی معماری انرژی کارا بوده است.

2-3- پایداری اجتماعی و فرھنگی

یکی دیگر از اهداف این پروژه پایلوت، ‌پایداری از جنبه اجتماعی و فرهنگی است. ‌برای رسیدن به این پایداری افزایش آسایش حرارتی فضاهای داخلی در مقایسه با ساختمان‌های موجود و ارتباط بهتر مراجعه‌کنندگان و کارمندان و نیز افزایش بازدهی‌کاری به عنوان اهداف این پروژه در نظر گرفته شده‌اند. ‌بر‌اساس تحقیقات انجام شده، ‌آسایش حرارتی با رضایت افراد از محیط و افزایش بازدهی‌کاری رابطه مستقیم داشته و در این ساختمان، ‌افزایش آسایش حرارتی منجر به افزایش بازدهی‌کاری می‌شود. ‌همچنین استفاده از دیوارهای داخلی شفاف که کارمندان را در شرایط کار قابل رویت می‌نماید، به افزایش بازدهی‌کاری کمک می‌نماید.

2-4- طراحی پایدار با استفاده بھینه از سایت

سایت در نظر گرفته شده برای این ساختمان اداری، ‌در شهر جدید هشتگرد واقع شده است. ‌شهر جدید هشتگرد در استان البرز و در فاصله 65 کیلومتری غرب تهران واقع شده است که در زمستان، ‌اقلیمی ‌سرد و در تابستان اقلیمی ‌‌گرم و خشک دارد.  سایت اولیه در نظر گرفته شده برای این ساختمان اداری، ‌زمینی به مساحت حدود 7800 مترمربع بوده است که در گوشه جنوب غربی منطقه 35 هکتاری شهر جدید هشتگرد واقع شده است. ‌این ساختمان احتمالا در آینده از طرف شرکت عمران شهر جدید هشتگرد ساخته شده و مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد. ‌هر چند به واسطه انعطاف‌پذیری در طراحی ساختمان، ‌این بنای اداری قابلیت استفاده برای ادارات و موسسات دیگر را نیز دارد. ‌این سایت یکی از نقاط برجسته منطقه 35 هکتاری در شهر جدید هشتگرد برای ساخت بنایی با کاربری اداری است. ‌این زمین از طرف غرب شکل 3 اهداف پروژه پایلوت ساختمان اداری نسل جدید با یک خیابان اصلی 50 متری، ‌از طرف جنوب با یک محور جمع‌کننده 45 متری، ‌از طرف شرق با یک محور دسترسی 35 متری و از طرف شمال با یک مسیر پیاده احاطه شده است. ‌این سایت همچنین از شمال و شرق توسط کاربری‌های مختلط با کاربری غالب مسکونی محصور شده است. با توجه به مساحت 7800 مترمربعی سایت اولیه در نظر گرفته شده برای بنای ساختمان اداری نسل جدید و زیربنای حدود 3000 مترمربعی مورد نیاز این ساختمان اداری‌ (بر‌اساس برنامه فیزیکی تنظیم شده) ‌و با فرض سه طبقه بودن این ساختمان‌ (با توجه به طرح جامع محدوده 35 هکتاری)، ‌سطح اشغال این ساختمان حدود 13 درصد از سایت خواهد بود. در چنین شرایطی محدوده وسیعی از سایت به فضاهای باز اختصاص می‌یابد. ‌‌این در حالی است که چنین سطح اشغال کمی ‌‌از نقطه نظر اقتصادی کارآمد نبوده و با ایده پایداری‌‌ (بویژه پایداری اقتصادی و استفاده بهینه از منابع) ‌مغایرت دارد. ‌‌از اینرو و در راستای دستیابی به سطح اشغالی مناسب و درنتیجه بهره‌وری اقتصادی و دستیابی به ساختمانی که از جنبه‌های مختلف پایدار است، ‌گزینه‌های مختلفی مورد ارزیابی قرار‌گرفته است. بر‌اساس این ارزیابی‌ها ترکیب دو ایده تقسیم زمین به دو قسمت شمالی و جنوبی و استفاده از مجموعه‌ای واحد با کاربری مختلط اداری در کل زمین، ‌مورد استفاده قرار گرفت. ‌بنابراین پس از تقسیم زمین به دو قسمت، ‌بخش جنوبی سایت برای ساختمان اداری نسل جدید در نظر‌گرفته شده و بخش شمالی سایت برای عملکردهای مختلط اداری درنظر‌گرفته می‌شود و همه این کاربری‌ها به عنوان یک مجموعه و در ارتباط با یکدیگر طراحی می‌شوند. ‌بر‌اساس این تصمیم، ‌کل مجموعه به عنوان مجموعه‌ای با کاربری مختلط اداری دارای وحدت بوده و ساختمان‌های این مجموعه از جنبه‌های مختلف در تعامل با یکدیگر خواهند بود و هم ساختمان اداری نسل جدید استقلال خود را حفظ می‌نماید. ‌‌همچنین موقعیت مکانی این ساختمان اداری در جنوب غربی محدوده 35 هکتاری، ‌هم آن را ساختمانی شاخص و بارز ساخته و هم ورودی جنوبی محدوده 35 هکتاری را برجسته می‌نماید.

3- بهره‌وری انرژی در ساختمان اداری نسل جدید

برای دستیابی به بهره‌وری انرژی در این ساختمان، ‌از روش‌های مختلفی استفاده شده است. ‌‌پایه اصلی بیشتر این روش‌ها، ‌صرفه‌جویی انرژی از طریق بهینه کردن فرم و طراحی معماری و فرم شهری مجموعه بوده است. بنابراین صرفه‌جویی انرژی از طریق طراحی معماری، ‌که روشی پایدار بوده و در شرایط اقلیمی‌ محدوده شهر تهران- کرج بسیار کارا است، ‌به عنوان مهمترین روش بهره‌وری و صرفه‌جویی انرژی در این ساختمان اداری استفاده شده است؛‌چراکه صرفه‌جویی انرژی با طراحی معماری از راه‌های کم‌هزینه و یا بی‌هزینه کاهش مصرف انرژی ساختمان‌ها بوده و از نظر اقتصادی و فنی برای شرایط ایران مناسب هستند. ‌برای دستیابی به صرفه‌جویی انرژی، ‌بهره‌وری انرژی در مقیاس‌های مختلف از مقیاس شهری، ‌مقیاس ساختمانی، ‌اجزای ساختمان تا جزئیات ساختمانی استفاده شده است.

4- طراحی شهری انرژی کارا

برای دستیابی به یک ساختمان انرژی کارا، ‌همه جنبه‌های ساختمانی بایستی لحاظ شود. ‌‌در این میان مقیاس شهری نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. یک فرم شهری مناسب، ‌میزان دریافت انرژی تابشی جداره‌های یک مجموعه ساختمانی در زمان‌های مختلف را تحت تاثیر قرار می‌دهد. این عامل از مهترین عوامل تاثیر‌گذار بر مصرف انرژی سرمایشی، ‌گرمایشی و روشنایی ساختمان است. ‌‌همچنین فرم شهری بر نحوه و میزان اثر تهویه طبیعی در تابستان و محافظت از ساختمان در مقابل بادهای سرد در زمستان اثر می‌گذارد. برای دستیابی به فرم شهری بهینه از نظر انرژی و از نظر میزان دریافت تابش در زمان‌های مختلف، ‌حجم‌های اولیه و کانسپت‌های شهری متفاوتی برای ساختمان اداری نسل جدید و مجموعه کاربری مختلط اداری، ‌طراحی شده است. سپس فرم‌های حجمی ‌و مدل‌های شهری مختلف طراحی شده برای مجموعه کاربری مختلط اداری از دو جنبه‌»‌خرد اقلیمی ‌و بویژه از نظر میزان انرژی تابشی دریافتی سطوح مختلف ساختمان‌های این مجموعه در زمان‌های مختلف»‌مورد تجزیه و تحلیل واقع شده‌اند. برای انتخاب یکی از فرم‌های بهینه شهری، ‌میزان انرژی تابشی دریافتی سطوح مختلف این مجموعه ساختمانی در زمان‌های مختلف سال‌ (نیاز به تابش و عدم نیاز به تابش) ‌‌برای فرم‌های مختلف بررسی شد، ‌تا بهترین حالت انتخاب شود. ‌بهترین فرم، ‌فرمی‌‌ است که سطوح آن در فصول سرد بیشترین میزان تابش و در فصول گرم کمترین میزان تابش را دریافت کنند.

5- بهره‌وری انرژی با طراحی معماری

برای مطالعه رفتار ساختمان‌های اداری از نقطه نظر مصرف انرژی و درنتیجه دستیابی به راه‌های بهره‌وری انرژی با طراحی معماری، ‌اثر شاخص‌های معماری بر میزان مصرف انرژی ساختمان‌ها، ‌از طریق مدلسازی انرژی و با استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی، ‌بررسی شده است. نتایج مدلسازی‌ها میزان بهینه شاخص‌های مختلف را برای به حداقل رساندن انرژی مصرفی ساختمان‌های اداری در اقلیم شهر جدید هشتگرد نشان می‌دهد.

برای مطالعه رفتار ساختمان‌های اداری و محاسبه مصرف انرژی آنها از یکی از به‌روزترین نرم‌افزارهای مدلسازی دینامیک انرژی استفاده شده است. نرم‌افزار شبیه‌سازی DesignBuilder‌با استفاده از موتور مدلسازی EnergyPlus‌میزان مصرف انرژی ساختمان را بصورت بسیار دقیق محاسبه می‌نماید. ‌این نرم‌افزار برای مدلسازی ساختمان از جنبه‌های مختلف مثل فیزیک ساختمان‌‌ (مصالح ساختمانی)، ‌‌معماری ساختمان، ‌سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی، ‌سیستم روشنایی و غیره کاربرد داشته و قابلیت مدلسازی همه جنبه‌های ساختمان را دارد. ‌‌بجز مدلسازی بار گرمایشی و سرمایشی ساختمان، ‌مصارف مختلف انرژی ساختمان از قبیل مصرف انرژی گرمایشی، ‌سرمایشی، ‌روشنایی، ‌لوازم خانگی، ‌آب گرم مصرفی و غیره را بصورت دینامیک مدلسازی می‌نماید. ‌این نرم‌افزار همچنین قابلیت محاسبه میزان روشنایی روز و حتی مدلسازی‌CFD را دارد. ‌از دیگر قابلیت‌های نرم‌افزار DesignBuilder‌مدلسازی تهویه طبیعی و مکانیکی، ‌محاسبه آسایش حرارتی در فضاهای داخلی ساختمان، ‌میزان اتلاف و دریافت انرژی از عناصر مختلف ساختمان است.

شبیه‌سازی چندین ساختمان و تجزیه و تحلیل نتایج آنها نشان می‌دهد که خصوصیات معماری و ساختمانی یک بنا در اقلیم محدوده شهر تهران-کرج، ‌تاثیر بسزایی بر میزان مصرف انرژی گرمایشی، ‌سرمایشی و روشنایی ساختمان‌های اداری خواهد داشت. ‌اولین روش برای بررسی چگونگی کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌های اداری به وسیله طراحی معماری، ‌یک فرآیند تحلیلی و ارزیابی است که به صورت جداگانه به شاخص‌های مختلف معماری و ساختمانی از قبیل جهت‌گیری، میزان سطح بازشوها در جبهه‌های مختلف، ‌سایبان‌ها، ‌نحوه کنترل سایبان‌های متحرک، ‌تهویه طبیعی و نرخ تعویض هوا از طریق نشت می‌پردازد این شیوه از مطالعه رفتار انرژی ساختمان اولین بار سال 2009 توسط نگارنده و بعدها در پژوهش‌های دانشگاهی دیگر استفاده شد. ‌در این روش، ‌نمودارهایی که حاصل مدلسازی‌های متعددی هستند، رفتار مصرف انرژی یک ساختمان را نسبت به شاخص‌های مختلف نشان می‌دهند، ‌برای فراهم ساختن پایه‌ای برای طراحی یک ساختمان اداری انرژی‌کارا در شهر جدید هشتگرد، ‌رفتار ساختمان‌های اداری در اقلیم این شهر بر‌اساس روش مذکور مطالعه شد.

6- ساختمان اداری نسل جدید

با توجه به نتایج شبیه‌سازی و تجزیه و تحلیل‌های انجام شده، ‌تحقیقات تئوری و نیز برنامه فیزیکی انجام شده، ‌ساختمان اداری نسل جدید بصورت اولیه طراحی شد. ‌طراحی اولیه این ساختمان بر‌اساس نتایج مطالعات انجام شده برای هر یک از فاکتورهای معماری از قبیل جهت‌گیری بهینه، ‌میزان بهینه پنجره‌ها، ‌فرم بهینه، ‌سایبان‌های مناسب و غیره انجام شده است. ‌این طرح اولیه از جنبه‌های مختلف بویژه از نظر بهره‌وری انرژی مورد ارزیابی واقع شده و توسعه یافت.

نه تنها نتایج همه شبیه سازی‌ها و تحلیل‌های مربوط به بهره‌وری انرژی در ساختمان‌های اداری در طراحی ساختمان اداری نسل جدید به کار رفته است، ‌بلکه ایده‌های خاص دیگری نیز برای کاهش مصرف انرژی این ساختمان استفاده شده است.

1-6- پنجره سقفی

از جمله ایده‌های بکار رفته در این ساختمان، ‌استفاده از پنجرهای سقفی است که استفاده از تابش جبهه جنوبی را برای راهروها و اتاق‌های شمالی طبقه آخر بنا فراهم می‌کند و بدین‌گونه منجر به کاهش بیشتر انرژی گرمایشی و روشنایی ساختمان می‌شود. ‌از آنجا که این پنجره سقفی، ‌بصورت عمودی و رو به جبهه جنوبی است، ‌در زمستان تایش قابل ملاحظه‌ای را برای فضاهای مرتبط با آن فراهم کرده، ‌درحالی‌که میزان تابش نفوذی از طریق آن در تابستان اندک بوده و با استفاده از سایبان‌های افقی این پنجره سقفی قابل کنترل است.

2-6- رفلکتور

از دیگر ایده‌های بکار رفته در ساختمان اداری نسل جدید، ‌استفاده از یک رفلکتور برای افزایش دریافت انرژی تابشی فضاهای واقع در جبهه شمالی ساختمان است. ‌این رفلکتور که متشکل از دو صفحه فلزی است و بر روی سقف و در گوشه شمالی ساختمان قرار می‌گیرد، ‌تابش خورشید را در زمستان بر روی جداره و پنجره‌های اتاق‌های شمالی منعکس می‌نماید. ‌زوایای این رفلکتور بگونه‌ای تعیین شده که تابش خورشید را تنها در فصل زمستان به درون فضاهای شمالی منعکس می‌نماید و در تابستان این امر رخ نمی‌دهد. ‌لذا استفاده از این رفلکتور باعث کاهش مصرف انرژی گرمایشی ساختمان شده درحالی‌که انرژی سرمایشی ساختمان افزایش نمی‌یابد. همچنین به منظور اینکه تابش خورشید منعکس شده از صفحات رفلکتور با زاویه بیشتری به سطع جداره شمالی ساختمان برخورد کرده و بخش بیشتری از آن به درون ساختمان وارد شود، ‌جبهه شمالی ساختمان بصورت عمودی قرار نگرفته، ‌بلکه با 5 درجه شیب به سمت داخل منحرف شده است.

3-6- تھویه طبیعی دو طرفه

یکی از روش‌های کاهش مصرف انرژی سرمایشی ساختمان‌ها در اقلیم شهر جدید هشتگرد تهویه طبیعی است، ‌که در این اقلیم حدود 11 درصد از سال قابل استفاده است. با توجه به کارایی بسیار بیشتر تهویه طبیعی دو طرفه نسبت به تهویه طبیعی یک طرفه، ‌طراحی معماری این ساختمان اداری بگونه‌ای صورت گرفته که امکان استفاده از تهویه طبیعی دوطرفه را فراهم نماید. ‌برای این امر سقف راهرویی که بین فضاهای جبهه جنوبی و شمالی قرار دارد، کوتاه‌تر طراحی شده و در بالای آنها بازشوهایی قرار گرفته که ارتباط بین فضاهای این دو جبهه را برقرار می‌نماید. ‌این امر باعث می‌شود تا در تابستان از طریق پنجره‌های جنوبی، ‌پنجره‌های زیر سقفی و پنجره‌های شمالی، ‌یک تهویه طبیعی دوطرفه انجام شود، ‌که به کاهش انرژی سرمایشی ساختمان، ‌کمک عمده می‌نماید. پنجره‌های زیر سقفی مذکور همچنین نور روز را از اتاق‌ها وارد راهرو نموده و باعث می‌شوند که این راهرو در روز نیاز به نور مصنوعی کمتری داشته و باعث شود که برق مصرفی ساختمان برای تامین نور مصنوعی نیز کاهش یابد.

4-6- سایبان‌ها

سایبان‌ها اثر عمده‌ای بر کاهش مصرف انرژی سرمایشی ساختمان‌ها دارند ولی درصورتی که سایبان‌ها به خوبی طراحی نشوند، ‌منجر به کاهش دریافت تابش هم در تابستان و هم در زمستان می‌شوند و لذا در حالی‌که انرژی سرمایشی را کاهش می‌دهند، ‌منجر به افزایش انرژی گرمایشی ساختمان می‌شوند. ‌بنابراین سایبان‌های مناسب، ‌سایبان‌هایی هستند که مصرف انرژی سرمایشی را کاهش داده، ‌ولی باعث افزایش مصرف انرژی گرمایشی نمی‌شوند. این سایبان‌ها، بایستی به گونه‌ای طراحی شوند که تنها در مواقع گرم سال مانع تابش خورشید به داخل ساختمان شوند. با توجه به زاویه تابش خورشید به جبهه‌های مختلف ساختمان در فصل گرمایش و سرمایش، ‌سایبان‌هایی برای پنجره‌های هر یک از جبهه‌های جنوبی، ‌شمالی، ‌شرقی و غربی ساختمان اداری نسل جدید طراحی شده که تنها در تابستان مانع ورود تابش خورشید به فضاها می‌شوند و انرژی تابشی وارد شده به ساختمان را در فصل سرد کاهش نمی‌دهند. ‌این سایبان‌ها که متشکل از پره‌های زاویه‌دار هستند، ‌برای هر یک از جبهه‌ها، ‌از ترکیبی از سایبان‌های افقی و عمودی تشکیل شده‌اند. به دلیل کاربرد نتایج مربوط به مطالعه رفتار انرژی ساختمان و بکارگیری ایده‌های مذکور در آن، ‌این ساختمان دارای مصرفی انرژی بسیار اندک است؛‌درحالی‌که هزینه اجرای این ساختمان، ‌نسبت به ساختمان‌های ساخته شده بر‌اساس مبحث 19 مقررات ملی ساختمان، ‌تنها اندکی بیشتر خواهد بود.

5-6- مصرف انرژی ساختمان اداری نسل جدید

مصرف انرژی ساختمان اداری نسل جدید برای گرمایش، ‌سرمایش، ‌روشنایی، ‌آب گرم مصرفی و تجهیزات خانگی و اداری با استفاده از مدلسازی دینامیک انرژی و با استفاده از نرم‌افزار مدلسازی‌DesignBuilder محاسبه شده است. میزان مصرف انرژی این ساختمان برای مصارف مختلف به شرح زیر است:

گرمایش: ‌27‌کیلووات ساعت بر مترمربع در سال

سرمایش: ‌30‌کیلووات ساعت بر مترمربع در سال

روشنایی: ‌20‌کیلووات ساعت بر مترمربع در سال

آب گرم مصرفی: ‌8‌کیلووات ساعت بر مترمربع در سال

لوازم خانگی و اداری: ‌22‌کیلووات ساعت بر مترمربع در سال

بر‌این اساس مجموع مصرف انرژی این ساختمان اداری برای مصارف مختلف 107 کیلووات ساعت بر مترمربع در سال است که نسبت به ساختمان‌های اداری موجود 78درصد کمتر است.

6-6- میزان انتشار دی‌اکسید کربن توسط

ساختمان اداری نسل جدید میزان دی‌اکسید کربنی که این ساختمان با مصرف انرژی تولید می‌نماید نیز با استفاده از مدلسازی و با بکارگیری فاکتورهای تولید دی‌اکسید کربن برای گاز طبیعی و برق محاسبه شده است. برای محاسبه دی‌اکسید کربن تولیدی این ساختمان از سیستم زیر استفاده شده است. میزان کل دی‌اکسید کربن تولید شده توسط این ساختمان حدود 382 تن در سال است که نسبت به ساختمان‌های عادی بسیار کمتر است.

ساختمان‌های کم‌انرژی اقتصادی هستند

ساخت ساختمان‌های الگو در زمینه پایداری و بهره‌وری انرژی می‌تواند باعث توسعه علم و فرهنگ ساخت ساختمان‌های پایدار و عمومیت یافتن آنها شود. ‌در طراحی و ساخت این‌گونه ساختمان‌ها بایستی جز جنبه‌های زیست‌محیطی از قبیل کاهش مصرف انرژی، ‌به جنبه‌های اقتصادی و اجتماعی– فرهنگی نیز توجه شود. ‌طراحی پروژه پایلوت ساختمان اداری نسل جدید همچنین نشان می‌دهد، ‌درصورتی‌که در طراحی ساختمان‌های انرژی‌کارا از روشه ای مناسب و پایدار مثل روش‌های معماری کاهش مصرف انرژی استفاده شود، ‌ساخت ساختمان‌های کم انرژی نیز می‌تواند اقتصادی باشد. ‌در ساختمان اداری نسل جدید، ‌حدود 78 درصد صرفه‌جویی انرژی صورت گرفته است، ‌که حدود 50 درصد از این کاهش مصرف انرژی تنها با استفاده از شیوه‌های معماری و بدون صرف هزینه انجام پذیرفته است. لذا سرمایه‌گذاری برای ساخت چنین ساختمانی و نیز سرمایه‌گذاری برای کاهش مصرف انرژی در این ساختمان، ‌از نظر اقتصادی نیز به صرفه است.

ماهنامه پنجره ایرانیان – شماره67-اردیبهشت 92