مصالح ساختمانی چقدر در کاهش یا افزایش مصرف انرژی موثرند؟
- چهارشنبه 9 آذر 1401 ساعت 15:3
ایران و دنیا: از صنعت ساختمان تا مصرف انرژی
بر اساس تحقیقات انجام‌شده، مقدار انرژی مصرفی در ساختمان‌های ایران حدود ۵ تا ۶ برابر بیشتر از استانداردهای بین‌المللی است. طبق آمارهای جهانی، ایران، از پرمصرف‌ترین کشورهای دنیا و جزء رتبه‌های نخست ازنظر بدترین میزان مصرف انرژی در جهان است! طبق اعلام مسئولان، ظرفیت صرفه‌جویی در مصرف سالانه انرژی کشور، معادل ۵۰۰ میلیون بشکه نفت خام است. این در حالی است که صنعت ساختوساز و به‌طور مشخص مصالح ساختمانی به‌کاررفته در یک ساختمان، از عوامل تاثیرگذار در مصرف انرژی به شمار می‌رود. بسیاری از کارشناسان و مسئولان، ساختمان‌ها را بزرگ‌ترین منابع اتلاف انرژی می‌دانند. ازاین‌رو، بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان، به‌ویژه ازلحاظ مصالح مورداستفاده در آن بسیار حائز اهمیت است. این موضوع، علاوه بر مصرف انرژی هنگام تولید و کاربرد مصالح ساختمانی در احداث ساختمان، مصرف آن در زمان بهره‌برداری را نیز شامل می‌شود.
در این رابطه، کشورهای پیشرفته دنیا، به دنبال «ساختمان کم‌مصرف» و «ساختمان سبز» برای سازگاری با محیط‌زیست و کاهش مصرف انرژی هستند و توجه ویژه‌ای به مصالح مورداستفاده در آپارتمان‌ها، مجتمع‌های مسکونی، اداری و تجاری دارند اما در کشور ما، عدم به‌کارگیری مصالح و تجهیزات ساختمانی موثر در کاهش اتلاف انرژی، استاندارد نبودن ساختمان‌ها، عدم فرهنگ‌سازی و نیز عدم رعایت مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان که بر بهینه‌سازی مصرف سوخت در ساختوساز تاکید دارد، موجب افزایش مصرف انرژی شده است. با توجه به اهمیت موضوع، در این مقاله، نقش مصالح ساختمانی در مصرف انرژی موردبررسی قرار گرفته است.
علت مصرف بالای انرژی ساختمان
مصالح ساختمانی و انواع آن
برای بررسی سهم مصالح ساختمانی در مصرف انرژی، ابتدا باید مروری بر تعریف مصالح ساختمانی، عوامل موثر در انتخاب آن و انواع مصالح ساختمانی داشته باشیم. مصالح ساختمانی اصطلاحا هر ماده یا متریالی است که برای ساختوساز استفاده می‌شود. تعداد و انواع مصالح ساختمانی، متنوع و متعدد است. درمجموع، چوب، سیمان، سنگ، آهک، بتن، آجر و رس از رایج‌ترین مصالح ساختمانی در کشور هستند. البته امروزه استفاده از مصالح نوین ساختمانی در دنیا رواج بیشتری پیدا کرده است. حداقل سه عامل در انتخاب مصالح ساختمانی نقش دارند:
قیمت مصالح ساختمانی
کیفیت مصالح ساختمانی
نوع پروژه ساختمانی
انواع مصالح ساختمانی را می‌توان از جنبه‌های مختلف، طبقه‌بندی کرد.
رایج‌ترین این طبقه‌بندی‌ها عبارت‌اند از:
بر اساس جنس: شامل مصالح ساده و مصالح مرکب
بر اساس قدمت: شامل مصالح سنتی، مصالح رایج و مصالح نوین (مدرن)
بر اساس نحوه ساخت: شامل مصالح پیش‌ساخته و مصالح درجا
بر اساس منشا و کاربرد: شامل مصالح طبیعی، چسباننده‌ها، ملات ها، قطعات، فلزات، چوب، مواد آلی، مواد متفرقه
صرفه‌جویی انرژی در سازه
مصالح ساختمانی و مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان
در مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان که از سال ۱۳۸۴ الزامی شده، ضوابط مرتبط با صرفه‌جویی در مصرف انرژی در ساختمان ازجمله مصالح ساختمانی موثر در این زمینه ارائه شده است. برای این منظور، روش‌های طرح، محاسبه و اصول کلی اجرای عایق‌کاری حرارتی پوسته خارجی، سیستم‌های تاسیسات گرمایی، سرمایی، تهویه مطبوع، تامین آب گرم مصرفی و الزامات طراحی سیستم روشنایی الکتریکی در ساختمان‌ها، برای بهینه‌سازی مصرف انرژی تعیین شده است.
طبقه‌بندی ساختمان‌ها ازنظر مصرف انرژی:
بر اساس مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان، ساختمان‌ها در ارتباط با انرژی، در قالب موارد زیر طبقه‌بندی می‌شوند:
الف- ازنظر میزان صرفه‌جویی در مصرف انرژی:
گروه ۱: ساختمان‌های ملزم به صرفه‌جویی زیاد در مصرف انرژی
گروه ۲: ساختمان‌های ملزم به صرفه‌جویی متوسط در مصرف انرژی
گروه ۳: ساختمان‌های ملزم به صرفه‌جویی کم در مصرف انرژی
گروه ۴: ساختمان‌های بدون نیاز به صرفه‌جویی در مصرف انرژی
ب- ازنظر نیاز سالانه انرژی محل استقرار ساختمان:
مناطق دارای نیاز سالانه انرژی کم
مناطق دارای نیاز سالانه انرژی متوسط
مناطق دارای نیاز سالانه انرژی زیاد
همچنین حداقل میزان صرفه‌جویی لازم در مصرف انرژی در مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان، به عوامل ویژه فرعی زیر وابسته است:
شرایط بهره‌گیری از انرژی خورشیدی: شامل ساختمان‌های دارای بهره‌گیری مناسب از انرژی خورشیدی و ساختمان‌های دارای محدودیت در بهره‌گیری از انرژی خورشیدی
نحوه استفاده از ساختمان با کاربری غیرمسکونی
با این توصیف، نوع ساختمان و مصالح ساختمانی، نقش کلیدی در مصرف انرژی دارند و نمی‌توان این دو را از هم تفکیک کرد. انتخاب مصالح ساختمانی پایدار و مناسب، باعث کاهش مصرف انرژی و افزایش سلامتی محیط‌زیست می‌شود. این مصالح پایدار، کاهش مصرف سوخت برای گرمایش ساختمان‌ها، کاهش نشر آلاینده‌های هوا و گازهای گلخانه‌ای را در پی دارد. همچنین با استفاده از مصالح ساختمانی مناسب، استفاده از منابع طبیعی کاهش یافته و حرکت به سمت توسعه پایدار شدت می‌یابد. اکنون پرسش این است که برای بهینه‌سازی مصرف انرژی، از کدام مصالح ساختمانی استفاده کنیم و چه نکاتی را در این خصوص باید رعایت نماییم؟
مصالح سنگین
استفاده از مصالح سنگین با ظرفیت حرارتی بالا مانند بتن، آجر و بلوک‌های سیمانی باعث می‌شود پایداری حرارتی ساختمان افزایش یابد؛ به تعبیر دیگر، با تغییر دمای هوای بیرون، هوای داخل زیاد منزل، سرد یا گرم نمی‌شود. این امر به‌ویژه در اتاق‌های جنوبی، تاثیر فزاینده‌ای در کاهش مصرف انرژی و افزایش آسایش ساکنان دارد؛ بنابراین باید از نصب دیوارهای سبک چوبی یا قطعات پیش‌ساخته سبک، به‌جز عایق‌های حرارتی، پرهیز کرد. همچنین استفاده از آجرهای حفره‌دار در ساخت دیوارهای خارجی موجب می‌شود این آجرها هوا را بیشتر در خود نگه دارند؛ بنابراین ظرفیت حرارتی ساختمان بالا می‌رود. البته بهتر است بر روی این دیوار یا در میان آن، از عایق‌های مناسب استفاده کرد تا کارایی آن افزایش یابد.
نقش مصالح در مصرف انرژی
خاک رس
از خاک رس در تولید آجر، کاشی، سرامیک، ملات گچ‌وخاک، ملات گل آهک، کاه‌گل، سفال و… استفاده می‌شود. نکته مهم در استفاده از خاک رس، به‌عنوان یکی از مصالح ساختمانی، انتخاب نمونه باکیفیت آن است. خاک رس بهترین ماده‌ای است که می‌توان برای کنترل دمای ساختمان از آن استفاده کرد. استفاده از خاک رس به ایجاد پایداری گرما در ساختمان کمک می‌کند. ازآنجایی‌که ساخت واحدهای مسکونی، به‌گونه‌ای است که در تابستان و زمستان، هوای گرم یا سرد به داخل نفوذ می‌کند، استفاده از خاک رس در ساختمان‌سازی تا حد زیادی به تثبیت گرما و سرما و کنترل دما کمک می‌نماید.
مصالح نوین و عایق‌کاری
بتن اسفنجی، کاشی حرارتی، شیشه هوشمند مات شونده، پانل‌های آلومینیومی، ورق پلی کربنات و نظایر آن، ازجمله مصالح نوین در ساختوساز محسوب می‌شوند که هر یک متناسب با کاربردهای خود، در بهینه‌سازی مصرف انرژی موثرند. ازآنجاکه ۳۵ درصد اتلاف انرژی در ساختمان‌ها، از دیوارهای جانبی، ۲۵ درصد از سقف و ۱۰ درصد از کف ساختمان‌ها و ۲۰ الی ۲۵ درصد از پنجره‌ها و درها رخ می‌دهد، هنگام احداث ساختمان با استفاده از مصالح نوین و عایق، این مشکلات تا حد زیادی برطرف می‌شود. درواقع، عایق‌کاری مناسب ساختمان، درمجموع حدود ۷۰ درصد صرفه‌جویی در مصرف انرژی را موجب می‌شود. عایق‌کاری حرفه‌ای می‌تواند حدود ۳۵ درصد در اتلاف گرما و حدود ۶۵ درصد در سرمایش سالانه صرفه‌جویی کند.
ساندویچ پانل‌ها
ساندویچ پانل‌ها، مصالح ساختمانی هستند که از سه لایه تشکیل شده‌اند. دو ورق آلومینیوم یا آلوزینک، لایه بیرونی ساندویچ پانل را تشکیل می‌دهند و در بین این دولایه یک ورق عایق که از جنس پلی استایرن، پلی‌اتیلن و یا پشم سنگ است، قرار می‌گیرد. این مصالح که در احداث انواع ساختمان‌ها ازجمله کانکس‌ها و سوله‌ها کاربرد دارند، عایق‌های مناسبی در برابر سرما، گرما، رطوبت و صدا هستند. عایق مورداستفاده در ساندویچ پانل‌ها، انواع مختلف با خصوصیات ویژه خود را دارد؛ مثلا عایق پشم سنگ علاوه بر ضد آتش بودن، برای صرفه‌جویی در انرژی نیز استفاده می‌شود.
نمای ساختمان و مصالح ساختمان
مصالح مورداستفاده در نمای ساختمان به‌طور خاص در میزان مصرف انرژی موثر است. در این زمینه، باید مصالحی انتخاب شود که بر اساس محیط قرارگیری، به جلوگیری از افزایش مصرف انرژی کمک کند. در شهرهای جنوبی، ساختمان‌ها از مصالح ساختمانی با رنگ روشن استفاده می‌کردند تا از جذب گرما جلوگیری کنند. در حال حاضر، استفاده از برخی مصالح ساختمانی هوشمند کمک می‌کند تا رنگ نمای ساختمان با توجه به شرایط جوی تغییر پیدا کند و بهترین بازدهی ازنظر جذب انرژی خورشیدی ایجاد شود.
عایق‌های حرارتی و شیشه‌های دوجداره
بر اساس موارد تعیین شده در مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان که به‌منزله قانون شناخته می‌شود، عایق‌کاری حرارتی پوسته خارجی ساختمان شامل عایق‌کاری حرارتی سقف، دیوارهایی که با محیط بیرون ارتباط دارند و یا فضاهایی که ازنظر دمایی کنترل نمی‌شوند و نیز سقف پیلوت، اجباری است. علاوه بر این نصب پنجره‌های دوجداره با قاب‌های آلومینیومی ترمال‌بریک، چوبی یا PVC استاندارد، عایق‌کاری حرارتی کانال‌های هوا، لوله‌های تاسیسات و سیستم تولید آب گرم، نصب سیستم‌های کنترل‌کننده موضعی دما مانند شیرهای ترموستاتیک بر روی رادیاتورها، نصب سیستم‌های کنترل مرکزی هوشمند و مجهز به سنسور اندازه‌گیری دمای هوای محیط برای بهینه‌سازی مصرف انرژی باید رعایت شود.
اندازه و جهت مصالح ساختمانی
همچنین اندازه مناسب و جهت صحیح قرارگیری مصالح ساختمانی نیز نقش بسیار مهمی در کاهش مصرف انرژی یک ساختمان دارد؛ مثلا تا جای ممکن باید پنجره‌ها در سمت جنوب ساختمان نصب شود و از قرار دادن موانع مانند درخت و ساختمان‌ها یا حصارهای بلند، بر سر راه ورود نور و گرمای خورشید خودداری گردد.
بعد از ساختوساز
غیر از کاربرد مصالح ساختمانی در حین احداث، بعد از ساخت و نازک‌کاری، استفاده از تجهیزات مختلف مانند شیر آب، نوع پکیج و رادیاتور، انتخاب پنجره و لامپ نیز به بهینه‌سازی مصرف انرژی ساختمان کمک می‌کند.
میزان کاهش مصرف انرژی؛ چند درصد؟
اکنون این سوال، مطرح می‌شود که با رعایت مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان و استفاده از مصالح ساختمانی باکیفیت متناسب با نوع ساختمان و رعایت سایر نکات لازم در این زمینه، چه میزان در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌شود؟ در پاسخ باید گفت استفاده از مصالح ساختمانی سنگین، مناسب، عایق و مدرن که موجب بهینه‌سازی مصرف انرژی در احداث ساختمان‌ها می‌شود و نیز بهره‌مندی از تجهیزات مناسب بعد از ساخت و نازک‌کاری، حداقل ۵۰ درصد کاهش مصرف انرژی در ساختمان را به دنبال دارد.
دلایل مصرف انرژی بالا در صنعت ساختمان ایران
هرچند استفاده از مصالح مدرن و احداث ساختمان مهندسی ساز در درازمدت توجیه اقتصادی دارد اما کاربرد مصالح مدرن و عایق که تاثیر مهمی در کاهش مصرف انرژی در ساختمان دارد، جایگاه چندانی در کشور ما ندارد. باوجود قوانین، مقررات و توصیه‌های مهم درباره لزوم استفاده از مصالح ساختمانی باکیفیت برای کاهش مصرف انرژی در احداث ساختمان‌ها در ایران، دلایل عدم توجه به این موضوع را می‌توان در موارد زیر دانست:
اول- عدم نظارت دقیق بر ساخت‌وسازها و مصالح ساختمانی مناسب و متناسب با مصرف انرژی: وزارت راه و شهرسازی، مسئولیت نظارت عالی بر اجرای ضوابط و مقررات ملی ساختمان در طراحی و اجرای ساختمان‌ها را برعهده دارد و نظارت، کنترل و ساماندهی ساختوساز و استفاده از مصالح ساختمانی مناسب به‌عنوان یکی از متغیرهای تاثیرگذار، توسط سازمان نظام‌مهندسی و شهرداری‌ها صورت می‌گیرد. بااین‌وجود، نبود عزم و اراده جدی برای اجرای مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان طی سال‌های گذشته، موجب شده انبوه‌سازان، فعالان ساختوساز و حتی ساختمان‌های دولتی در بسیاری از موارد، از این قانون پیروی نکنند.
دوم- افزایش قیمت تمام‌شده ساختمان، خصوصا قیمت بالای مصالح ساختمانی: بسیاری از فعالان ساختوساز و شرکت‌های ساختمانی، به دلیل قیمت بالای مصالح ساختمانی، نوسانات و عدم ثبات بازار خصوصا در ماه‌های اخیر (بهار و تابستان ۹۹) ناشی از نرخ ارز، از مصالح ارزان‌قیمت که مصرف انرژی آن بالاست، استفاده می‌کنند. درحالی‌که مصرف‌کنندگان یا خریداران نهایی ساختمان به خاطر جلوگیری از پرداخت مستمر هزینه انرژی در درازمدت، از کاربرد مصالح ساختمانی باکیفیت استقبال می‌کنند.
سوم- ارزان بودن حامل‌های انرژی: قیمت پایین حامل‌های انرژی در کشور در مقایسه با هزینه‌های بالای آن برای اقتصاد کشور و عدم اطلاع‌رسانی مستمر و موثر، از عوامل اتلاف انرژی در صنعت ساختمان است؛ به‌گونه‌ای که حتی در برخی موارد مهندسان و فعالان صنعت درباره نحوه عایق‌کاری و اجرای مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان، درباره کاربرد مصالح ساختمانی موثر در بهینه‌سازی مصرف انرژی، اطلاعات لازم را ندارند.
مصالح ساختمانی؛ هزینه یا سرمایه‌گذاری؟!
برخلاف تصور اغلب افراد که رعایت و اجرای مقررات مربوط استفاده از مصالح ساختمانی باکیفیت، مدرن و موثر را هزینه اضافی می‌دانند، چنانچه این امر در ساختمان‌ها به‌درستی اجرا شود، علاوه بر کاهش هزینه‌های اولیه ساخت، در درازمدت، موجب سودآوری برای مصرف‌کننده خواهد شد زیرا مصرف انرژی از دو منظر تاسیسات و تجهیزات و نیز اصول ساختوساز ساختمان موردتوجه است؛ بنابراین علاوه بر کاهش ۵۰ درصدی مصرف سوخت و آلودگی‌های ناشی از آن، موجب کاهش استهلاک ساختمان می‌شود و به توسعه اقتصادی کشور و خانوارهای ایرانی کمک می‌کند.
درحالی‌که دنیا به سمت مصالح ساختمانی سبز مانند بتن سبز، شیشه‌های هوشمند، سقف خنک و… به‌عنوان مصالح قابل‌تجزیه زیستی، تجدیدپذیر و قابل بازیافت حرکت کرده و از تولید و به‌کارگیری این مصالح در ایجاد ساختمان‌های سبز، کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی و حفظ منابع انرژی استفاده می‌کند، صنعت ساختوساز در ایران، حتی از اجرای مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان که اصول اولیه احداث ساختمان با رعایت مصرف بهینه انرژی را الزامی می‌داند، سرباز می‌زند.
استفاده از مصالح ساختمانی باکیفیت برای کاهش مصرف انرژی، از اصول مهندسی ساختمان است؛ کار را به کاردان و ساخت ساختمان را به مهندسان واقعی بسپاریم!
ثبت نظر
