تبیین نقش مصالح در مدیریت انرژی ساختمان در اقلیم گرم و خشک (مطالعه موردی: طرح خدمات رفاهی دانشگاه کاشان)

Abstract

چکیده: بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان‌ها، به‌ویژه در اقلیم‌های گرم و خشک، از مهم‌ترین رویکردهای دستیابی به معماری پایدار به شمار می‌رود. هدف این پژوهش بررسی و تحلیل کمی تأثیر راهکارهای طراحی غیرفعال بر کاهش مصرف انرژی در مجموعه خدمات رفاهی دانشگاه کاشان است. روش تحقیق مبتنی بر مدل‌سازی و شبیه‌سازی عملکرد انرژی ساختمان با استفاده از نرم‌افزار شبیه‌ساز پایگاه طراحی و موتور محاسباتی انرژی پلاس بوده است. در این پژوهش پارامترهای فرم اولیه، ارتفاع کرسی‌چینی، مصالح قاب و نوع شیشه پنجره‌ها، عمق و زوایای سایبان‌ها بر اساس مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان، مصالح دیوارهای خارجی و داخلی و سقف بام موردبررسی قرار گرفتند. داده‌های ورودی شامل شرایط اقلیمی شهر کاشان (فایل داده‌های آب‌و‌هوایی استاندارد)، مشخصات حرارتی مصالح و الگوی بهره‌برداری فضایی بوده و عملکرد سالانه برحسب کیلووات ساعت بر مترمربع در سال شبیه‌سازی گردید. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که در میان فرم‌های اولیه، فرم مربع با مصرف ۲2/267 کیلووات ساعت بر مترمربع بیشترین کارایی را دارد. همچنین، به‌کارگیری سایبان‌های ترکیبی (افقی و عمودی) با عمق ۱۰۰ سانتی‌متر سهم بسزایی در کاهش بار سرمایشی ایفا کرده و مصرف را به 75/189 کیلووات ساعت بر مترمربع رساند. در بخش پوسته نیز استفاده از ترکیب سنگ روشن و عایق پشم‌شیشه در دیوارهای خارجی و پوشش بازتاب‌دهنده سفید در بام، به ترتیب منجر به بهبود ۹1/۹ و 27/8 درصدی عملکرد حرارتی شدند. درنهایت، اعمال هم‌زمان این تدابیر غیرفعال، مصرف سالانه کل ساختمان را از حالت اولیه (۲2/267 کیلووات ساعت بر مترمربع) به حالت بهینه (81/167 کیلووات ساعت بر مترمربع) کاهش داد که این امر منجر به کاهش کل 2/37 درصدی مصرف انرژی سالانه ساختمان نسبت به حالت مبنا گردید. این دستاورد پتانسیل بالای طراحی اقلیمی را در کاهش وابستگی مجموعه‌های دانشگاهی به سیستم‌های فعال مکانیکی اثبات می‌کند.