مدل‌سازی مصرف انرژی در ساختمان‌های اداری تحت سناریوهای چندگانه (مطالعه موردی: ساختمان مرکزی شهرداری منطقه 5 تهران)
محورهای موضوعی : ارزیابی پی آمدهای محیط زیستیمریم گنجینه 1 , فرزام بابایی سمیرمی 2 * , علی محمدی 3 , سیدعلیرضا میرزاحسینی 4 , محمد رضا تابش 5
1 - دانشجوی دکتری تخصصی، گروه مدیریت محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 - عضو هیات علمی گروه مدیریت محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. *(مسوول مکاتبات)
3 - عضو هیات علمی گروه مدیریت محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. *(مسوول مکاتبات)
4 - عضو هیات علمی گروه مدیریت محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
5 - عضو هیات علمی گروه مدیریت محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
کلید واژه: مصرف بهینه انرژی, مدل‌سازی مصرف, شاخص مصرف انرژی, سایبان متحرک, پنل فتوولتائیک.,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: مدیریت محیط‌زیستی انرژی در ساختمان‌ها راه‌حلی خلاقانه برای ایجاد ساختمان‌های دوستدار محیط‌زیست بوده که روشی مقرون به صرفه است. تحقیق حاضر با هدف مدل‌سازی مصرف انرژی در ساختمان اصلی شهرداری منطقه 5 تهران، به منظور تعیین نوع و نحوه مصرف انرژی انجام گرفته است.
روش بررسی: این تحقیق در بازه زمانی سال 1401-1399 انجام شده است. روش انجام پژوهش حاضر، روش آمیخته (کمی و کیفی) از نوع اکتشافی و به لحاظ روش اجرا از نوع کتابخانه‌ای و میدانی، به لحاظ خروجی‌ها از نوع کاربردی و به لحاظ ماهیتی از نوع عملی است. در گام نخست براساس داده‌های آماری اخذ شده از مدیریت شهرداری منطقه 5 تهران و نیز برداشت‌های میدانی و تهیه چک لیست‌های سنجشی اقدام به شناسایی وضعیت موجود سایت مطالعاتی(ساختمان اصلی شهرداری منطقه 5) گردید. برای مدل‌سازی از نرم‌افزارDesign Builder استفاده شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که ضریب بار هوای نفوذی برابر با W/K 5/3132 می‌باشد. بیشترین حرارت دریافتی مربوط به حرارت خورشید ناشی از تابش ورودی از پنجره‌های ساختمان است. رنگ قرمز و آبی نیز مربوط به بار محسوس گرمایش و سرمایش ساختمان است. بیشترین پرت انرژی در فصول گرم و سرد مربوط به سقف و شیشه ساختمان می‌باشد. روشنایی54 درصد نقاط بیشتر از حد استاندارد و 2 درصد نقاط دارای روشنایی کمتر از استاندارد و 44 درصد نقاط دارای روشنایی در محدوده استاندارد است.
بحث و نتیجه‌گیری: یافته‌ها حاکی از آن است که وضعیت روشنایی (بر اساس توان نصب شده بر واحد سطح) این ساختمان بیشتر از استانداردهای جهانی است که می‌توان آن را بدون تاثیری در شرایط آسایش داخل داشته باشد تا حدی کاهش داد. با توجه به بررسی‌های صورت گرفته، نواقص و کمبودهای ساختمان از دیدگاه انرژی قابل‌ملاحظه هستند. به‌طوری‌که میانگین ضریب انتقال حرارت دیوارها 5/2 برابر مقدار استاندارد مبحث 19 است و میانگین ضریب انتقال حرارت پنجره‌ها 7/1 برابر مقدار استاندارد مبحث 19 می‌باشد. همچنین میانگین ضریب انتقال حرارت سقف 2/2 برابر مقدار استاندارد مبحث 19 است.
Background and Objective: The present study was conducted with the aim of modeling energy consumption in the main building of Tehran Municipality, District 5, and in order to determine the type and manner of energy consumption.
Material and Methodology: In order research was conducted in the period of 1400-1402. The method of conducting the present research is a mixed method (quantitative and qualitative) of exploratory type and in terms of implementation method of library and field type, in terms of outputs it is of applied type and in terms of nature it is of practical type. In the first step, based on the statistical data obtained from the administration of the 5th district of Tehran, as well as field observations and the preparation of assessment checklists, the existing condition of the study site (the main building of the 5th district municipality) was identified. Design Builder software was used for modeling.
Findings: he results showed that the load factor of infiltrated air is equal to W/K 3132.5. The most received heat is related to the heat of the sun caused by the incoming radiation from the windows of the building. The red and blue colors are related to the heating and cooling load of the building. The most energy waste in hot and cold seasons is related to the roof and glass of the building. The brightness of 54% of the points is more than the standard, 2% of the points have less than the standard, and 44% of the points have the brightness within the standard range.
Discussion and Conclusion: Finally, indicate that the lighting condition (based on the power installed per surface unit) of this building is more than the global standards, which can be reduced to some extent without affecting the comfort conditions inside. So that the average heat transfer coefficient of walls is 2.5 times the standard value of topic 19 and the average heat transfer coefficient of windows is 1.7 times the standard value of topic 19. Also, the average heat transfer coefficient of the roof is 2.2 times the standard value of topic 19.
1. Ebrahimi Naghani, Peyman, etemad. Alireza, Simulation of building energy and heat load in Design Builder, 2022. (In Persian)
2. Darabi. Mohammed Hossein, Optimizing the energy consumption of buildings using building information modeling and the feasibility of using renewable energy in energy supply (Case study, Tehran). 2021. (In Persian)
3. Hasami. Zohra, 2019, the effectiveness of the implementation of the resolution to modify the pattern of energy and resource consumption in Tehran municipality buildings, Shahr Economy Quarterly, Volume 9, Number 1, pp 48-52. (In Persian)
4. Hasami. Zohra, 2017, entrepreneurship workshop to optimize energy consumption and environment, Environmental Management and Sustainable Development Center of Tehran Municipality, Sharif University of Technology. Tehran. (In Persian)
5. Khedive. Samira, Abbaspur. Majid, Karbasi. Abdul Reza, 2016, evaluation of the implementation of energy management measures in the domestic and commercial sectors in metropolises using the SWOT method, Environmental Science and Technology Quarterly, 18th volume, Special issue number 2, p 11. (In Persian)
6. Zarbakhsh. Mohammad Hassan, 2013, the need to optimize energy consumption in the second country with gas resources and the fourth country with oil resources in the world and the second oil exporting country, OPEC, www. saba.org.ir/saba content/image/2013/ 11/4806 orig. Environmental Protection Organization, 2018, Translation of the Paris Sustainable Development Goals document, Tehran, p 112. (In Persian)
7. Samavati. Elham, 2015, energy management of Smart building by feeding renewable resources, Scientific and promotional quarterly of renewable and new energies, third year, the first number, pp 45-50. (In Persian)
8. Shabanzadeh. Hadi, Javan. Afshin, 2003, Energy efficiency standards and labels, handbook for lighting fixtures and equipment, Tehran University Publications, p 36.
9. Tartar. Mohamad, Marefat. Mahdi, 2013, New solutions to reduce energy consumption in buildings through modification of the external shell, mechanical engineering, Number 61, Year 22. (In Persian)
10. Ghafari Jabari. Shahla, Ghafari Jabari. Shiva, Salehi. Elham, 2012, Housing design solutions to optimize energy consumption in Tehran, Journal of energy planning and policy research, second year, Number 51, pp 132-155. (In Persian)
11. Fazli. Abdul Reza, Heidary. Shahin, 2012, Optimizing energy consumption in residential areas of Tehran using the Rotterdam energy planning approach, Energy planning and policy research, first year, Number 3, pp 83-96. (In Persian)
12. Verij Kazemi. Mohamad, 2016, Providing operational solutions to optimize energy consumption and energy management in Iranian residential and office buildings, The second national conference of the future building, Tehran.
13. Chen, S., Zhang, G., Xia, X., Setaung, S., Shi, S. 2020. A review of internal and external influencing factors on energy efficiency design of buildings, Energy & Buildings 216.
14. Economidou, A.M., V. Todeschi, P. Bertoldi a, D. D’Agostino a, P. Zangheri a, L. Castellazzi, 2020, Review of 50 years of EU energy efficiency policies for building.
15. 15-Mariano-Hernandez, D., Hernandez- Calejo, L., Zorita-Lamadrid, A., Duque-Perez, O., Santos-Garcia, F. 2021. A review of strategies for building energy management system: Model predictive control, demand side management, optimization, and fault detect & diagnosis, Journal of Building Engineering 33 (2021) 10169.
16. Mariano-Hern, D., Andez, L. Hernandez-Callejo, A. Zorita-Lamadrid, O. Duque-Perez, F. Santos García, 2020, A review of strategies for building energy management system: Model predictive control, demand side management, optimization, and fault detect & diagnosis.
17. Salvia. M., Simoes, S.G., Herrando, M., Cavar, M., Cosmi, G. 2021. Improving policy making and strategic planning competencies of public authorities in the energy management of municipal public buildings: The PrioritEE toolbox and its application in five mediterranean areas, Renewable and Sustainable Energy Reviews 135 (2021).