پایان نامه شبیه سازی و بررسی انرژی سرمایشی و گرمایشی در ساختمان های تجاری با انرژی صفر
فهرست محتوا
فهرست مطالب
- چکیده 1
- فصل اول: کلیات تحقیق. 2
- 1-1-مقدمه. 3
- 1-2-بیان مسئله. 4
- 1-3-اهمیت و ضرورت تحقیق. 6
- 1-4-جنبه نوآوری تحقیق. 7
- 1-5-اهداف تحقیق. 7
- 1-6-سوالات تحقیق. 8
- 1-6-فرضیات تحقیق. 8
- فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه تحقیق. 9
- 2-1- مقدمه. 10
- 2-2-عوامل موثر در مصرف انرژی ساختمانها 11
- 2-2-1- آب و هوای محلی.. 11
- 2-2-2- مکان و جهت قرارگیری ساختمان. 12
- 2-2-3- محل قرارگیری ساختمان. 13
- 2-2-4-فرم ساختمان. 14
- 2-3- گرمایش و سرمایش در ساختمان. 15
- 2-4-مصرف انرژی در بخش گرمایش ساختمان. 15
- 2-4-1-گرمایش با شعله. 15
- 2-4-1-1-معایب گرمایش باشعله. 16
- 2-4-1-2- گرمایش با بخار. 16
- 2-4-1-2-1-مزایای و معایب گرمایش با بخار. 16
- 2-4-1-3- گرمایش با گرمگن های الکتریکی.. 17
- 2-4-1-4-مصرف انرژی در بخش سرمایش ساختمان. 18
- 2-5- پارامترهای مؤثر بر میزان مصرف انرژی ساختمان. 19
- 2-5-1- عایق کاری دیوارهای خارجی.. 19
- 2-5-2- عایق کاری سقف… 21
- 2-5-3- انواع شیشه. 23
- 2-5-4- اندازه پنجرهها 24
- 2-6-ساختمانهای باانرژی صفر. 27
- 2-7-ساختمان سبز 28
- 2-8- طراحی ساختمانهای انرژی صفر. 29
- 2-9- بایستههای ساختمانهای انرژی صفر 31
- 2-9-1- جلوگیری از اتلاف انرژی 31
- 2-9-2-مزایای استفاده از ساختمانهای انرژی صفر. 32
- 2-10- معایب ساختمانهای انرژی صفر. 33
- 2-11- دستهبندی ساختمانهای انرژی صفر. 34
- 2-11-1- انرژی صفر خالص سایت.. 34
- 2-11-1-2- انرژی صفر خالص منبع 34
- 2-11-1-3- انرژی صفر خالص هزینهها 34
- 2-11-1-4- انرژی صفر خالص انتشار 35
- 2-11-1-5- بحران انرژی و ضرورت ساختمانهای انرژی صفر. 35
- 2-12- شبیهسازی مصرف انرژی ساختمان. 36
- 2-13- المانهای اصلی شبیهسازی انرژی در ساختمان. 38
- 2-14- مبانی محاسبات بار حرارتی.. 41
- 2-15- انتقال حرارت در ساختمان. 42
- 2-15-1- هدایت.. 42
- 2-15-2- جابهجایی.. 49
- 2-15-3- تشعشع. 50
- 2-16- اتلاف حرارتی ساختمان. 51
- 2-17- مبانی نظری مدل. 52
- 2-17-1-ساختمان باانرژی صفر. 54
- 2-17-1-1- معیار تعادل. 55
- 2-17-1-2- دوره ی تعادل. 55
- 2-18- پیشینه تحقیق. 60
- فصل سوم: شبیه سازی یک اتاق با استفاده از نرم افزار Energyplus جهت بررسی انرژی مورد نیاز سرمایش و گرمایش آن در تابستان و زمستان 64
- 3-1-مقدمه. 65
- 3-2-طراحی و ساخت.. 68
- 3-3-معرفی روش طراحی اولین ساختمان انرژی صفر ایران. 70
- 3-4-اساس طراحی ساختمانهای انرژی صفر. 72
- 3-5-تعاریف و مفاهیم. 73
- 3-6 انتخاب نرم افزار شبیه سازی: 74
- 3-7 مراحل شبیه سازی: 75
- 3-7-1- شبیه سازی ساختمان. 75
- 3-7-2- پارامترها و نحوه شبیه سازی در نرم افزار انرژی پلاس… 76
- 3-7-3 پارامترهای جغرافیایی ساختمان: 77
- 3-7-4 پارامترهای فصلی: 78
- 3-7-5 پارامترهای پنجره های ساختمان: 79
- 3-7-6 پارامترهای دیوارها: 80
- 3-7-7 پارامترهای دمایی : 81
- 3-8- معادلات حاکم. 84
- 3-9 خروجی های برنامه: 87
- 3-9-1: مقدار انرژی مصرفی در فصول و ساعات مختلف: 88
- 3-9 جمع بندی فصل سوم: 88
- فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده ها 89
- 4-1 مقدمه: 90
- 4-2 مشخصات حرارتی اجزای ساختمان. 91
- 4-3 تعداد افراد و تجهیزات داخل ساختمان. 93
- 4-3-1 تعداد افراد. 93
- 4-3-2 روشنایی: 94
- 4-3-3 وسایل الکتریکی و غیره 95
- 4-3-4 نفوذ طبیعی.. 95
- 4-4 محاسبه مصرف انرژی ساختمان. 96
- 4-5 طراحی بهینه اتاق. 98
- 4-5-1 تغییر ابعاد پنجره: 98
- 4-5-2 تغییر نوع پنجره: 100
- 4-5-3 استفاده از سایبان: 102
- 4-6- اعتبار سنجی: 104
- فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات.. 109
- 5-1- بحث.. 110
- 5-2-نتیجه گیری.. 112
- 5-3-پیشنهادات.. 113
- 5-4-محدودیت های تحقیق. 113
- منابع و مآخذ. 114
چکیده
یکی از مهمترین اهداف ساختمان سبز و ساختمان انرژی صفر کاهش مصرف انرژی گرمایشی، سرمایشی و الکتریکی و همچنین افزایش بازده انرژی ساختمان میباشد. به منظور کاهش مصرف انرژی و ایجاد ساختمان سبز، بایستی طراحان ساختمان، اتلافات انرژی موجود در ساختمان را کاهش دهند. درنتیجه راهکار موجود استفاده از پنجرههایی با عملکرد بسیار بالا و عایقکاری دیوارها، بام و کف ساختمان میباشد..
در این پژوهش برای شبیه سازی انرژی مصرفی از نرم افزار Energyplus V8.6.0 استفاده شد که در آن یک اتاق 8*6 را شبیه سازی کردهایم وهمچنین واحد تجاری واقع در برج بلور شهرستان تبریز با و مشخصات آب و هوایی آن شهر در نرم افزار مورد بررسی قرار گرفت. در این شبیه سازی برای دو فصل زمستان و تابستان هر کدام به مدت سه ماه شده است، در این مرحله باید حداکثر دما و حداقل دما در طول روز و شب تعریف شوند که این اعداد با استعلام از سایت هواشناسی تبریز استخراج و بصورت زیر در نرم افزار وارد شده است.
نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان میدهد که بیشترین مصرف انرژی در ماه ژانویه 19 درصد کل انرژی مصرفی یک سال و کمترین میزان مصرف انرژی در ماه آوریل 0.5 درصد انرژی مصرفی یک سال میباشد. که به دلیل آب و هوای فصلی در این ماهها بیشترین و کمترین مقداران انرژی مصرفی در این ماهها اتفاق میافتد.
کلمات کلیدی: زیرو انرژی، نرم افزار Energyplus، انرژی سرمایشی و گرمایشی ساختمان
1-1-مقدمه
دسترسی کشورهای در حال توسعه به انواع منابع جدیدانرژی، برای توسعه اقتصادی آنها اهمیت اساسی دارد و پژوهشهای جدید نشان داده که بین سطح توسعه یک کشور و میزان مصرف انرژی آن، رابطه مستقیمی برقرار است. با توجه به ذخایر محدود انرژی فسیلی و افزایش سطح مصرف انرژی در جهان فعلی، دیگر نمیتوان به منابع موجود انرژی متکی بود انرژی نقش بسیار مهمی در توسعه تمدن بشری دارد. با توجه به اینکه مصرف انرژی در بخش ساختمان بیشترین میزان مصرف در جهان را به خود اختصاص داده است. تلاش جهانی برای کاهش آلودگی، همچنین کاهش منابع انرژی جهانی و این حقیقت که ساختمانها سهم بزرگی از مصرف انرژی اولیه در جهان را به خود اختصاص دادهاند، تحقیقات را به سوی تعریف جدیدی از ساختمانها با عنوان ساختمانهای انرژی صفر (ZEB) سوق داده است. ساختمان ZEB بهطور کلی به ساختمانی گفته میرود که میزان مصرف انرژی آن با استفاده از شیوههای مختلف تا حد زیادی کاهش یابد تا بتوان مصرف انرژی اولیه آن را با استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر و پاک جبران نمود. در ایران نیز با اینکه خود یکی از تأمین کنندههای منابع فسیلی میباشد ولی تأمین انرژی ساختمان دارای هزینههای زیادی برای خانوادهها میباشد. به گزارش سازمان بهروری انرژی ایران (سابا)، بخش ساختمانهای کشور اعم از مسکونی، تجاری و اداری حدود 38 درصد از مصرف انرژی و حدود 47 درصد مصرف برق کشور را به خود اختصاص میدهند، که بخش اعظمی از آن صرف گرمایش و صرفایش ساختمان میرود. ایجاد ساختمانهای انرژی صفر بیشتر از طریق کارهای تحقیقاتی و دانشگاهی، پیشرفت قابلتوجهای داشته است. این تحقیقات اطلاعات دقیق عملکرد انرژی را در ساختمانهای قدیمی و آزمایشگاهی جمعآوری میکنند و پارامترهای عملکردی را برای مدل کامپیوتری پیشرفته جهت پیشبینی کارآمدی طراحی مهندسی ارائه میدهند. در داخل کشور جای خالی این تحقیقات مشاهده میرود با توجه به رشد روزافزون مصرف انرژی و تولید گازهای گلخانهای توسط ساختمانهای تجاری، تجدید نظر در مصرف انرژی و به حداقل رساندن تولید گازهای گلخانهای توسط ساختمانهای تجاری جز نیاز روز جامعه پیشرفته میباشد. اولین قدم در ساخت خانههای باانرژی صفر به حداقل رساندن مصرف انرژی در آنهاست. یکی از روشهای کاهش مصرف انرژی جلوگیری از هدر رفتن انرژی میباشد. در این پژوهش تمرکز بروی انتقال حرارت در قسمتهای مختلف ساختمانهای و تأثیر آن بر انرژی مصرفی گرمایشی و سرمایشی میباشد. هدف اصلی این پژوهش بررسی انرژی سرمایشی و گرمایشی در ساختمانهای تجاری باانرژی صفر میباشد.
1-2-بیان مسئله
دسترسی کشورهای در حال توسعه به انواع منابع جدیدانرژی، برای توسعه اقتصادی آنها اهمیت اساسی دارد و پژوهشهای جدید نشان داده که بین سطح توسعه یک کشور و میزان مصرف انرژی آن، رابطه مستقیمی برقرار است. با توجه به ذخایر محدود انرژی فسیلی و افزایش سطح مصرف انرژی در جهان فعلی، دیگر نمیتوان به منابع موجود انرژی متکی بود انرژی نقش بسیار مهمی در توسعه تمدن بشری دارد (باقری و همکاران، 1392). با توجه به اینکه مصرف انرژی در بخش ساختمان بیشترین میزان مصرف در جهان را به خود اختصاص داده است. تلاش جهانی برای کاهش آلودگی، همچنین کاهش منابع انرژی جهانی و این حقیقت که ساختمانها سهم بزرگی از مصرف انرژی اولیه در جهان را بخود اختصاص دادهاند، تحقیقات را به سوی تعریف جدیدی از ساختمانها با عنوان ساختمانهای انرژی صفر (ZEB[1]) سوق داده است. ساختمان ZEB به طور کلی به ساختمانی گفته میشود که میزان مصرف انرژی آن با استفاده از شیوههای مختلف تا حد زیادی کاهش یابد تا بتوان مصرف انرژی اولیه آن را با استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر و پاک جبران نمود (مارسز، 2009).
قسمت اعظمی از هزینههای یک ساختمان بعد از ساخت به تأمین انرژی آن اختصاص دارد. در ایران نیز با اینکه خود یکی از تأمین کنندههای منابع فسیلی میباشد ولی تأمین انرژی ساختمان دارای هزینههای زیادی برای خانوادهها میباشد. به گزارش سازمان بهروری انرژی ایران (سابا)، بخش ساختمانهای کشور اعم از مسکونی، تجاری و اداری حدود 38 درصد از مصرف انرژی و حدود 47 درصد مصرف برق کشور را به خود اختصاص میدهند، که بخش اعظمی از آن صرف گرمایش و صرفایش ساختمان میشود (سانتاموریس، 2002). ایجاد ساختمانهای انرژی صفر بیشتر از طریق کارهای تحقیقاتی و دانشگاهی، پیشرفت قابل توجهای داشته است. این تحقیقات اطلاعات دقیق عملکرد انرژی را در ساختمانهای قدیمی و آزمایشگاهی جمعآوری میکنند و پارامترهای عملکردی را برای مدل کامپیوتری پیشرفته جهت پیش بینی کارآمدی طراحی مهندسی ارائه میدهند. در داخل کشور جای خالی این تحقیقات مشاهده میشود با توجه به رشد روز افزون مصرف انرژی و تولید گازهای گلخانهای توسط ساختمانهای تجاری، تجدید نظر در مصرف انرژی و به حداقل رساندن تولید گازهای گلخانهای توسط ساختمانهای تجاری جز نیاز روز جامعه پیشرفته میباشد. اولین قدم در ساخت خانههای با انرژی صفر به حداقل رساندن مصرف انرژی در آنهاست. یکی از روشهای کاهش مصرف انرژی جلوگیری از هدر رفتن انرژی میباشد. در این پژوهش تمرکز بروی انتقال حرارت در قسمتهای مختلف ساختمانهای و تأثیر آن بر انرژی مصرفی گرمایشی و سرمایشی میباشد.
لذا در این تحقیق در پی پاسخ به این سؤال هستیم که:
آیا خانههای با انرژی صفر، باعث جرفه جویی در مصرف انرژی گرمایشی و سرمایشی مربوط به ساختمان و نیز کاهش در تولید گازهای گلخانهای میشوند؟
1-3-اهمیت و ضرورت تحقیق
مهمترین مرحله در ساخت این ساختمانها در مرحله طراحی رخ میدهد. عوامل مهم در مرحله طراحی عبارتند از:
- زاویه قرارگیری ساختمان نسبت به خورشید
- پنجره و زاویه قرارگیری آنها
- هواگیری و عایق کاری
- تجهیزات گرمایشی و سرمایشی
و عوامل بسیاری که در ساختمان سازی مورد آزمایش قرار گیرند (3). قسمت اعظمی از هزینههای یک ساختمان بعد از ساخت به تأمین انرژی آن اختصاص دارد. در ایران نیز با اینکه خود یکی از تأمین کنندههای منابع فسیلی میباشد ولی تأمین انرژی ساختمان دارای هزینههای زیادی برای خانوادهها میباشد. به گزارش سازمان بهروری انرژی ایران (سابا)، بخش ساختمانهای کشور اعم از مسکونی، تجاری و اداری حدود 38 درصد از مصرف انرژی و حدود 47 درصد مصرف برق کشور را به خود اختصاص میدهند، که بخش اعظمی از آن صرف گرمایش و سرمایش ساختمان میشود. (5) ایجاد ساختمانهای انرژی صفر بیشتر از طریق کارهای تحقیقاتی و دانشگاهی، پیشرفت قابل توجه ای داشته است. این تحقیقات اطلاعات دقیق عملکرد انرژی را در ساختمانهای قدیمی و آزمایشگاهی جمع آوری میکنند و پارامترهای عملکردی را برای مدل کامپیوتری پیشرفته جهت پیش بینی کارآمدی طراحی مهندسی ارائه میدهند. در داخل کشور جای خالی این تحقیقات مشاهده میشود با توجه به رشد روز افزون مصرف انرژی و تولید گازهای گلخانهای توسط ساختمانهای تجاری، تجدید نظر در مصرف انرژی و به حداقل رساندن تولید گازهای گلخانهای توسط ساختمانهای تجاری جز نیاز روز جامعه پیشرفته میباشد. اولین قدم در ساخت خانههای با انرژی صفر به حداقل رساندن مصرف انرژی در آنهاست. یکی از روشهای کاهش مصرف انرژی جلوگیری از هدر رفتن انرژی میباشد. در این پژوهش تمرکز بروی انتقال حرارت در قسمتهای مختلف ساختمانهای و تأثیر آن بر انرژی مصرفی گرمایشی و سرمایشی میباشد.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.