چکیده :

خانه انرژی صفر به منظور کمک به کاهش مضررات آلودگی های زیست محیطی و کاهش انتشار کربن شهر تهران که موجـب آلودگی های و بیماری های انسانی و مضرات زیست محیطی بسیار به طبیعت، در نظر گرفته شده. این ساختمان مسـکونی در شرایط اقلیمی معتدل کوهستانی، طراحی شده است. در جهت ارتقـای کیفیـت سـاختمان از دیـدگاه تبـادلات حرارتـی، نـوع سیستم تامین انرژی و نحوه طراحی معماری که منتج به صرفه جویی قابل ملاحظه ای در مصرف کل انرژی می شود. هـدف اصلی این تحقیق طراحی خانه مسکونی که، منجر به صفر رسانیدن نیاز های انرژی ساختمان با استفاده از انـرژی پایـدار مـی باشد. روش تحقیق به کار رفته در این تحقیق راهبرد ترکیبی که شامل توصیفی-شبه آزمایشی می باشد که شـبیه سـازی بـا نرم افزارenergy plouse میزان انرژی مصرفی مورد استفاده در ساختمان مورد بررسی قرار گرفته. که به ایـن نتیجـه رسـیده که سیستم فعال خورشیدی در کنار سیستم غیر فعال پاسخگوی انرژی مصرفی بنا است.

کلمات کلیدی: خانه، انرژی صفر، انرژی خورشیدی، تهران

۱

دومین همایش ملی معماری پایدار و توسعه شهری با رویکرد پدافند غیر عامل در معماری و شهرسازی

قـــــــم ۱۷ اسفند ماه ۱۳۹۳ www.saud.ir

-۱ مقدمه

آیا پس از اتمام انرژی های فسیلی ساختمان های مسکونی در شهر تهران، ساختمان ها قادر به تامین انرژی خواهند بود؟ یکی از مشکلات روز دنیا برای یک ساختمان در حال حاضر تامین انرژی پایدار و ذخیره آن است. آلودگی ها و مضرات مصرف انرژی فسیلی، برای انسان و جهت گیری به سمت اتمام انرژی فسیلی مورد توجه خاص قرار گرفته است(حسین محمدی،.(۱۳۸۵ در کنار آن پایانی نداشتن و کم هزینه بودن و نبود آلودگی زیست محیطی باعث توجه اکثریت مصرف کنندگان به انرژی پایدار شده است. ریز گردهای ناشی از سوخت فسیلی در شهر های بزرگ و صنعتی باعث افزایش دما و افزایش بیماری های تنفسی و مرگ میر در جوامع باعث گردید(حسین محمدی،(۱۳۸۵، رو به اصلاح منبع انرژی برویم. در حال حاضر کشور آلمان پیشرو در استفاده انرژی خورشیدی می باشد. رابطه بین محیط زیست، انرژی و اقتصاد و پژوهش برای حل مشکل انرژی به طور مداوم از طریق ایده های طراحی جدید، مواد جدید و هوشمند و سیستم های انرژی مقرون به صرفه در حال گسترش است. برخی از روش ها برای حل ” مشکل انرژی ” از ساختمان، طراحی بیوکلیماتیک و سیستم های انرژی منفعل، حرارتی خورشیدی و فتوولتائیک است. ساختمان انرژی صفر یک هدف است، که دانشمندان در حال تلاش برای رسیدن و مفاهیم مختلف در این راه کار کرده اند تا زمانی که در حال حاضر با نتایج مختلف ، اما بر اساس همان اصول است. به طور کلی هدف اول تامین انرژی باصرف کمترین هزینه و بازدهی بلند مدت براساس اقلیم و میزان انرژی تامین شده از منابع طبیعی است. که در این پژوهش به طراحی بهینه برای ساختمانهای مسکونی در شهر تهران که یکی از شهر های بزرگ و آلوده ایران انجام می شود. که به بررسی انرژی های پایدار مختلف قابل استفاده در شهر تهران که باز دهی بلند مدت و کمترین هزینه برای اجرا ودارای امنیت بالا باشد و وهدف دوم بی نیازی ساختمان به سیستم تامین انرژی شهری را دارد.
ازجمله مقاله هایی که می توان نام برد که در راستا رسیدن به پاسخ این سوالات فعالیت نموده اند شامل :
بارازا در سال ۲۰۱۳ بر روی تجزیه وتحلیل جامع انرژی در خانه نزدیک به صفر کارکردندو هدف اصلی ان بررسی فن آوری انرژی های مختلف کار امد یکپارچه برای تولید یک خانه انرژی صفر بوده و از روش شبه تجربی و از نرم افزار design builderکه تحت شرکت energy pluse استفاده نموده اند وبه این نتیجه رسیده که شبیه سازی انجام شده در حدود %۳۰ کاهش مصرف انرژی با pis نشان می دهد(بارازا، .( ۲۰۱۳

چاپا او بر روی طراحی بهینه از سیستم های تولید و ذخیره انرژی در ساختمان کارکردندو هدف اصلی ان مدیریت منابع انرژی در ساختمان ها ی مجهز به سیستم های تولید و ذخیره سازی انرژی متمرکز بوده وبه تعادل مناسبی میان مدیریت انرژی داخلی و خارجی رسید (چاپا او، .( ۲۰۱۳

بامبورک بر روی بررسی سیستم فتو ولتائیک هوا حرارتی برای ایجاد یک خانه انرژی صفر در سیدنی کار کردند و هدف اصلی آن بررسی مفهوم دستیابی خانه صفر صفر در سیدنی از طریق انرژی کار امد بوده و به طراحی غیر فعال انرژی خورشیدی همراه بایک سیستم فتو ولتائیک رسیدن(بامبورک، .( ۲۰۱۱

حسین واقفپور و همکارانبروی انرژی صفر در ایران کار کرده اند که هدف اصلی انها بررسی تامین انرژی صفر در ساختمان از طریق انرژی خورشیدی و با توجه به نرخ بالای هزینه های اولیه ، ولتائیک و تهویه مطبوع خورشیدی در شرایط اقتصادی فعلی مقرون به صرفه نیست از نظر سرمایه گذار دید و برای مردم عادی به دلیل قیمت ارزان از انرژی فسیلی و برق است. (واقفپور، .( ۲۰۱۲

با توجه به پیشینه تحقیق و تحقیقات صورت گرفته در مورد موضوع طراحی بهینه انرژی صفر با انرژی خورشیدی ساختمان مسکونی در شهر تهران، پژوهشی راجع به این موضوع در ایران انجام نگرفته وبا توجه به نیاز های روز ایران، به پژوهش، بررسی و طراحی ساختمان مسکونی با انرژی صفر در این تحقیق پرداخته شده است.

۲

دومین همایش ملی معماری پایدار و توسعه شهری با رویکرد پدافند غیر عامل در معماری و شهرسازی

قـــــــم ۱۷ اسفند ماه ۱۳۹۳ www.saud.ir

-۲ اقلیم خانه در شهر تهران

در حوضه آبریز تهران و نواحی اطراف آن ۳۱ ایستگاه از نوع سینوپتیک، کلیماتولوژی و تبخیر سنجی و ۱۱ ایستگاه هیدرومتری وجود دارد که در اینجا از آمار ایستگاه سینوپتیک مهرآباد استفاده شده است .در جدول شماره ۳ مشخصات و موقعیت ایستگاه ارائه گردیده است(شهرداری تهران، .( ۱۳۸۵

جدول شماره: ۱ مشخصات و موقعیت ایستگاه مهرآباد.

-۱ -۲ موقعیت جغرافیایی شهر تهران

شهر تهران نیز در شهرستان تهران و از نظر جغرافیایی بین ۳۵ درجه و ۳۶ دقیقه عرض شمالی تا ۵۰ درجه و ۵۳ دقیقه طول شرقی قرار گرفته است .این بستر از سمت جنوب به حاشیه شمال غربی کویر مرکزی، از سمت شمال به دامنه های جنوبی البرز مرکزی، از شرق به دره های جاجرود و از سمت غرب به دره های کرج محدود شده است که مناطق ۲۲ گانه شهر تهران در داخل این محدوده قرار گرفته است (.موقعیت شهر تهران در شهرستان تهران و مناطق ۲۲ گانه آن را نشان میدهد . در این ارتباط – نقشه شماره.۱ (شهرداری تهران، ( ۱۳۸۵

شکل شماره :۱ تقسیمات سیاسی شهر تهران

-۲ -۲ تابش خورشید

۳

دومین همایش ملی معماری پایدار و توسعه شهری با رویکرد پدافند غیر عامل در معماری و شهرسازی

قـــــــم ۱۷ اسفند ماه ۱۳۹۳ www.saud.ir

در ایستگاه مهر آباد تهران توسط دستگاه آفتاب نگار، ساعات آفتابی روز مشخص میگردد .بر اساس آمار موجود در ایستگاه مذکور، به طور متوسط ۲۹۳۹ ساعت در سال هوا آفتابی میباشد .تیرماه با متوسط ۳۵۱ ساعت، بیشترین ساعات آفتابی و آذرماه با ۱۴۱ ساعت آفتابی کمترین ساعات آفتابی در سال را به خود اختصاص ۸ (میانگین ساعات آفتابی ماهانه را در ایستگاه مهرآباد تهران نشان میدهد- ۱٫ -میدهند .جدول شماره(۲ (شهرداری تهران، ( ۱۳۸۵