ساختمان انرژی صفر منطبق با اقلیم ایران

در پژوهشگاه مواد و انرژی محقق شد

ساختمان انرژی صفر منطبق با اقلیم ایران

مسکن کربن صفر یا انرژی صفر (ZCH)، اصطلاحی است برای مشخص کردن اقامتگاه‌هایی با میزان راندمان انرژی بسیار بالا. در این منازل انرژی بسیار کمی برای تأمین نیاز روزانه ساکنین، مصرف می‌شود. در یک مسکن کربن صفر، میزان کربن سالیانه خالص، صفر است.

به گزارش سیناپرس، فوت‌پرینت (Footprint)، کربن معیاری است برای سنجش انتشار گازهای گلخانه‌ای به صورت مستقیم یا غیرمستقیم بر اثر فعالیت‌های خانگی مثل گرمایش، مصرف تجهیزات خانگی، فعالیت‌های شخصی مثل رانندگی با یک ماشین، خدمات وسیع‌تر مثل حمل‌ونقل هوایی و عمومی و مصرف انفرادی غذا و دیگر محصولات.

فوت‌پرینت از دو بخش اولیه و ثانویه تشکیل شده است که بر حسب واحد تناژ دی‌اکسیدکربن مشخص می‌شوند.

فوت‌پرینت اولیه، معیاری است برای سنجش انتشار مستقیم Co2 بر اثر مصرف مستقیم سوخت‌های فسیلی. فوت‌پرینت ثانویه، معیاری است برای سنجش انتشار غیرمستقیم Co2 بر اثر فرایند ساخت محصولات خانگی و تجزیه این محصولات.

عواملی مثل سبک زندگی، رژیم غذایی، لباس خریداری‌شده، فعالیت‌های رفاهی، میزان مسافرت‌های هوایی سالیانه، میزان کارکرد افراد، کاربرد حمل‌ونقل عمومی و تعداد و نوع وسایل نقلیه خصوصی و…، در محاسبه فوت‌پرینت‌های ثانویه نقش دارند.

به‌عنوان مثال گیاه‌خواران دارای فوت‌پرینت کربن کم‌تری نسبت به گوشت‌خواران هستند.

برای مشخص کردن یک مسکن کربن صفر، راندمان انرژی آن در نظر گرفته می‌شود. منازل ZCH باید از لحاظ مصرف انرژی بهینه باشند و تقاضای انرژی آنها در طول روز حداقل باشد. در منازل جدید، باید ایزولاسیون در برابر نفوذ هوا و حرارت به‌درستی رعایت شود. نصب عایق ۱۸۰ میلی‌متری ضخیم، بازیابی آب، جایگزینی تجهیزات خانگی قدیمی با تجهیزاتی که بر چسب انرژی A دارند، ضروری است.

در پژوهشگاه مواد و انرژی وزارت علوم، تحقیقات و فناوری این پژوهش متناسب با اقلیم ایران انجام شده است.

به گزارش روابط‌عمومی پژوهشگاه، علی‌ادریس‌آبادی، دانشجوی کارشناسی ارشد رشته مهندسی انرژی‌های تجدیدپذیر در پژوهشگاه مواد و انرژی در خصوص این پژوهش گفت: «امروزه مفهوم ساختمان انرژی صفر در جوامع علمی شناخته شده و گسترش یافته است. اتحادیه اروپا برای سال ۲۰۵۰ اهداف بلندمدت در نظر گرفته است. به‌منظور کاهش انتشار GHG خانگی از سال ۱۹۹۰ الی ۲۰۵۰ به میزان ۸۰ تا ۹۵ درصد، بخش ساختمانی باید مورد بازسازی عمیق قرار بگیرد. بنابراین تمایل به طراحی و راه‌حل‌هایی فناورانه جهت دستیابی ساختمان به انرژی صفر زیاد شده است.

این پروژه با تلاش برای دستیابی به انرژی صفر، در ابتدا پس از طراحی ساختمان از لحاظ معماری گزینه‌های موجود را بررسی کرد و استفاده از دیوار پیش‌ساخته LSF را به‌عنوان ماده بهینه ساختمانی انتخاب کرد. همچنین میزان انرژی خورشیدی در منطقه جغرافیایی تهران (مهرآباد) بررسی و مشخص شد. انرژی برق لازم جهت تأمین نیازهای داخلی ساختمان (روشنایی، گرمایش و سرمایش) بررسی شد و سیستم فتوولتاییکی در وضعیت متصل به شبکه برای این ساختمان طراحی شد، که شبیه‌سازی انجام‌شده مقدار انرژی تولید‌شده توسط سیستم فتو‌ولتاییک را برابر ۲۲۵۲ کیلووات ساعت در سال و مصرف انرژی ساختمان را ۲۰۱۹ کیلو‌وات ساعت در سال نشان داد.

در این پروژه تحقیقاتی همچنین مشخص شد که با طراحی ۱۲ ماژول فتوولتاییک بر سقف ساختمان انرژی صفر با مجموع سطح مؤثر ۱۸٫۰۵ مترمربع می‌توان تابش کل ۲۰۶۲۱٫۷ کیلووات ساعت از خورشید بر سطح سلول و نهایتاً ۲۴۶۹٫۱ کیلووات ساعت برق در شبکه خانگی تولید کرد.

محاسبات در شبیه‌سازی نشان داد که با استفاده از سیستم فتوولتاییک از انتشار ۱۳۱۰ کیلوگرم CO2 در سال جلوگیری می‌شود. سیستم گرمایش خورشیدی نیز با نرم‌افزار T*SOL شبیه‌سازی شد.

سیستم گرمایش خورشیدی شامل کلکتور لوله خلأ به همراه مخزن دو جداره و با ۱۶۰ لیتر آب مصرفی روزانه با دمای۵۰C و ظرفیت مخزن ۷۵۰ لیتر طراحی شد. جایگزینی این سیستم از انتشار سالیانه ۱۶۷۶ کیلوگرم گاز CO2 جلوگیری می‌کند.

این پژوهش با راهنمایی فرح‌سادات‌هالک و حمیدرضا‌حقگو و مشاوره محمد‌امینی، توسط علی‌ادریس‌آبادی دانشجوی کارشناسی ارشد رشته مهندسی انرژی‌های تجدیدپذیر در پژوهشگاه مواد و انرژی انجام شده است.

خانه‌های کربن صفر، نقش کلیدی و مهمی در مدیریت زیست‌محیطی دارند. این ساختمان‌ها به انسان‌ها اجازه می‌دهند تا با افزایش دمای جهانی هماهنگ و سازگار شوند. خانه‌های ZCH باعث می‌شوند که افراد بتوانند بدون استفاده از سوخت‌های فسیلی زندگی کنند و معضل کمبود غذا، گرمایش زمین و آلودگی‌‌ها را متوقف می‌کنند.