چکیده

محدودیت منابع انرژی و افزایش روز افزون مصارف آن از یک سو و
مصرف بی رویه آن، علاوه بر آلودگی محی زیست و هدر دادن
سرمایههای ملی، زندگی آینده انسان را با مخاطره مواجه میکند و
از آنجایی که سهم ساختمانها در تولید گازهای گلخانهای ۳۳ درصد
است، در صنعت ساختمان اهمیت استفاده از انرژی خورشید بیشتر
میشود. بناهایی که با بهرهگیری از سامانههای خورشیدی طراحی

میشوند انرژی مورد نیاز برای آسایش حرارتی ساکنان آن، با کمترین تجهیزات فراهم میشود. در این تحقیق سعی شده است از سیستم های خورشیدی که قابلیت استفاده در ساختمانهای بلند مرتبه مسکونی را دارند در طراحی یک ساختمان در تهران بهره گرفته و با شبیهسازیهای حرارتی در نرمافزارهای اکوتکت و دیزاین بیلدر میزان کارایی آنها و تاثیرشان در کاهش مصرف انرژی سنجیده شود. انجام

چنین تحقیقاتی با موضوع حاضر در شناخت و درک فعالان عرصه معماری
و شهرسازی از روشهای خورشیدی تاثیرگذار خواهد بود و جایگاه
برجسته بهینهسازی مصرف انرژی، پیشساخت ساختمان را در حیطه
معماری عصر حاضر بیش از پیش نمایان خواهد کرد.

واژههای کلیدی: شبیهسازی انرژی، طراحی اقلیمی، برج مسکونی، اکوتکت، دیزاین بیلدر

-۱مقدمه

معماری ساختمان میتواند با استفاده هوشمندانه از انرژیهای پاک پایدار، کیفیت زندگی را ارتقا داده و در تقلیل مصرف منابع تجدید ناپذیر و بهینهسازی مصرف انرژیهای تجدیدپذیر موثر باشد. استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر علاوه بر تولید و عرضه انرژی بیش از میزان تقاضای جهانی، انرژی را با هزینه بسیار کمتر در اختیار بشر قرار دهد. همچنین استفاده از این نوع انرژیها در معماری میتواند بناها

را به ساختمانهایی با کیفیت بالا و کممصرف از نظر انرژی تبدیل
کند. که علاوه بر ایجاد آسایش فیزیولوژیکی برای انسان، آسایش

روانی نیز فراهم میسازد.

امروزه استفاده از نرمافزارهای شبیهسازی انرژی هم به عنوان ابزارهای تحقیق و هم به عنوان بخشی از فرایند طراحی ساختمان رایج گردیده است. با تحلیل انرژی ساختمان در گامهای اولیه طراحی میتوان با صرف هزینه و وقت کمتر، طرح را از نقطهنظر مصرف انرژی اصلاح کرد وساختمانهای بهینه طراحی کرد.

۱

International Conference on Civil Engineering Architecture & Urban Sustainable Development 18&19 December 2013, Tabriz , Iran

در این پژوهش، میزان بار گرمایی و سرمایی ساختمان پیش از ساخته شدن آن تعیین گردیده و با تغییر مصالح به میزان مصرف انرژی کمتر دست یافتیم. علاوه بر موارد فوق، میزان تاثیرگذاری بهرهگیری از نمای دو پوسته شمالی و کف کاذب بررسی گردید.

نمونه موردی طراحی یک ساختمان بلندمرتبه مسکونی در اقلیم شهر تهران است. این ساختمان ۸۱ طبقه و دارای ۰۹ واحد مسکونی است. هر ۶ طبقه دارای یک آتریوم مجزا میباشد. استفاده از کف کاذب در طبقات برای گرمایش از کف و ارتباط آن با نمای دوجداره شمالی به میزان زیادی اتلاف حرارتی از نمای شمالی را کاهش میدهد.

شکل-۱ دیاگرام سالیانه خورشیدی

-۲ فرآیند ارزیابی

-۱-۲ نرم افزارهای شبیهسازی

برای بهینهسازی مصرف انرژی ساختمان پیش از ساخت، از نرمافزارهای دیزاین بیلدر و اکوتکت استفاده میگردد. نرم افزار اکوتک[۱]، یک ابزار جامع تحلیل انرژی، نور و صدا، به منظور آنالیز کارایی و کیفیت ساختمانها پیش از ساخت میباشد که قادر است که تحلیلهای عددی و بصری مربوطه را به صورت جدول، نمودار و تصویر ارایه مینماید. ابعاد شبیهسازی در این نرم افزار از یک زون کوچک تا یک مجموعه شهری را شامل میشود. نرم افزار دیزاین بیلدر[۲] نیز برای مدلسازی ساختمان از جنبههای مختلف مثل فیزیک ساختمان (مصالح ساختمانی، معماری ساختمان، سیستمهای سرمایشی و گرمایشی، روشنایی و غیره) است. نتایج مدلسازیها برای کل سال و ماههای مختلف و نیز به صورت روزانه و ساعتی قابل استخراج است. در این پژوهش، جهت معتبرسازی داده بهدستآمده از دو نرمافزار استفاده شده است.

-۲-۲ شبیهسازی آتریوم مرکزی

در این ساختمان هر ۶ طبقه دارای یک آتریوم است که علاوه بر اینکه محلی برای تعامل ساکنان طبقات است، با توجه به سطح شیشهخور جنوبی آن یک منبع انرژی حرارتی و روشنایی میباشد که با بهرهگیری مناسب از پتانسیلهای این فضا میتوان از میزان مصرف انرژی الکتریکی برای روشنایی فضاهای عمومی ساختمان کاست و همچنین از انرژی حرارتی گردآوری شده در این فضا بهره جست. از آنجایی که ۳ آتریوم کاملا مشابه یکدیگر هستند، یکی از آتریومها را شبیه سازی کرده و نتایج آن را برای بقیه تعمیم دادیم.