نخستین ساختمان انرژی صفر در پژوهشگاه مواد و انرژی

در این ساختمان دخل و خرج انرژی صفر می‌شود

در دنیای امروز در نتیجه وابستگی زندگی بشر به منابع تجدیدناپذیر انرژی، بیش از هر زمان دیگری شاهد تخریب محیط زیست هستیم. بر این اساس در موقعیتی قرار داریم که از نظر صرفه‌‌جویی در مصرف انرژی تا به این حد بحرانی نبوده است.

کد خبر: ۷۳۱۳۴

تاریخ: ۰۲ اسفند ۱۳۹۳ - ۱۰:۲۸

ایران اکونومیست- ساختمان ها در مصرف انرژی تاثیر قابل توجهی دارند. بنابراین اجرای استانداردهایی برای صرفه جویی در مصرف انرژی و تعیین و کنترل دقیق میزان انرژی که در ساختمان ها مصرف می شود، بسیار حیاتی است. یکی از مهم ترین مباحث مطرح شده در سال های اخیر بحران انرژی است. مواجهه با بحران انرژی موجب شده است به حداقل رساندن اتلاف انرژی در ساختمان ها مورد توجه قرار گیرد. برای رسیدن به این هدف می توان از راهکارهایی مانند ایزولاسیون و جلوگیری از اتلاف انرژی در ساختمان ها استفاده کرد. در مراحل بعد می توان استفاده از انرژی های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و انرژی باد را نیز به عنوان یک راهکار تاثیرگذار مورد توجه قرار داد. در سطح دنیا فعالیت های گسترده ای در این زمینه انجام شده که با جدیت دنبال می شود. حتی در کشورهای اروپایی که در مقایسه با کشورهایی مانند ایران به انرژی خورشیدی دسترسی زیادی ندارند نیز به طور خیلی جدی استفاده از انرژی خورشیدی مورد توجه قرار گرفته است. بر این اساس موضوعی به عنوان ساختمان های انرژی صفر در سطح دنیا مطرح شده و اخیرا نخستین ساختمان انرژی صفر ایران نیز در پژوهشگاه مواد و انرژی مورد بهره برداری قرار گرفته است.
کاهش 90 درصدی مصرف انرژی

دکتر سیدمحمدمهدی هادوی، رئیس پژوهشگاه مواد و انرژی و مجری طرح ساختمان انرژی صفر بهره برداری شده در این پژوهشگاه در گفت وگو با جام جم می گوید: پروژه نخستین ساختمان انرژی صفر ایران از دو سال پیش از سوی پژوهشگاه مواد و انرژی تعریف شد.

ویژگی منحصربه فرد چنین ساختمان هایی این است که خالص مصرف انرژی سالانه آن صفر باشد. بر این اساس ساختمان انرژی صفر پژوهشگاه مواد و انرژی با هدف کاهش مصرف انرژی و جبران انرژی مصرف شده از طریق تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر و پاک طراحی شد. در این ساختمان با استفاده از معماری ساختمان و عواملی مانند بادگیر و گلخانه نیاز انرژی ساختمان تا حد ممکن کاهش یافته و بخشی از انرژی ساختمان با استفاده از انرژی خورشیدی تامین می شود. توجه به عواملی مانند طراحی صفحات خورشیدی، جهت گیری ساختمان، جانمایی فضاها و عایق کاری در طراحی معماری ساختمان و همچنین به کارگیری استانداردهای نوین در طراحی ساختمان موجب شده مصرف انرژی در این ساختمان در مقایسه با یک ساختمان معمولی تا 90 درصد کاهش پیدا کند و به 87 کیلووات ساعت بر متر مربع برسد. این مقدار مصرف انرژی در ساختمان نیز با استفاده از تجهیزات خورشیدی تامین می شود. بهره گیری از عناصری مانند بادگیر و گلخانه در ساختمان علاوه بر بازنمایی ایده های معماری سنتی در تلفیق این سبک با جنبه های مدرن ساختمان مورد توجه است. استفاده از بادگیر در ساختمان موجب می شود در فصول میانی سال مصرف انرژی به میزان قابل توجهی کاهش پیدا کند. سیستم های مدرن کنترل کننده نیز کنترل مصرف انرژی را امکان پذیر می سازد.

داد و ستد انرژی

رئیس پژوهشگاه مواد و انرژی در پاسخ به این پرسش که اساسا به چه ساختمان هایی انرژی صفر گفته می شود این طور توضیح می دهد: درباره ساختمان هایی که به عنوان ساختمان های صفر از آنها نام برده می شود دو تعریف کلی وجود دارد. در یک تعریف ساختمان انرژی صفر ساختمانی است که تعامل آن با سیستم برق بیرون قطع شده است و در حقیقت چنین تعاملی برای تامین انرژی الکتریکی در ساختمان وجود ندارد. در تعریف دوم به ساختمان های انرژی خالص صفر یا به اصطلاح Zero Net Energy می رسیم. در این ساختمان های انرژی خالص صفر با تعامل با سیستم برق شبکه ای وجود دارد، اما مجموع داد و ستد انرژی با مجموعه بیرون از ساختمان صفر است. به عبارت دیگر در ساعات اوج کار، انرژی این ساختمان را از سیستم سراسری می گیرد و پس از پایان ساعات اوج کار همان میزان انرژی دریافتی به سیستم برق مجموعه برمی گردد. مجموع این انرژی دریافتی و انرژی برگردانده شده همان تعامل انرژی است که در ساختمان هایی با این ویژگی برابر صفر است. در نتیجه داد و ستد با سیستم برق سراسری وجود دارد، اما مجموع انرژی دریافتی و انرژی برگردانده شده به سیستم شبکه سراسری برابر صفر است. ساختمان ساخته شده در پژوهشگاه مواد و انرژی از نوع انرژی خالص صفر است.

در این ساختمان واحدهای آزمایشگاهی در نظر گرفته شده است و بسته به نوع آزمایشی که در واحدهای آزمایشگاهی انجام می شود ممکن است برق شدیدی مورد نیاز باشد. در این حالت برق مورد نیاز برای انجام آزمایش از سیستم برق مرکزی تامین می شود و پس از پایان آزمایش همان میزان برق دریافتی به سیستم سراسری بازگردانده می شود. در این ساختمان دو طبقه با مساحت 2000 مترمربع، علاوه بر آزمایشگاه، کلاس آموزشی و سالن کنفرانس هم در نظر گرفته شده است.

تلفیقی از معماری مدرن و سنتی

به گفته هادوی، در ساختمان انرژی صفر از انرژی خورشیدی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود. ساختمان انرژی صفر ساخته شده در این پژوهشگاه یک تجربه موفق است و می توان به عنوان یک الگوی موفق از آن استفاده کرد. وی در توضیح مجموعه ویژگی های مورد نظر برای طراحی ساختمانی با چنین ویژگی هایی این طور توضیح می دهد: علاوه بر ویژگی های معماری باید به جانمایی ساختمان هم توجه داشت. یعنی این که ساختمان باید در زاویه ای ساخته شود که بیشترین انرژی را از خورشید و باد دریافت کند.

برای ساخت این بنا از مصالح معمول کشور استفاده شده است، اما عایق کاری ها به گونه ای انجام شده که اتلاف انرژی در ساختمان ها به کمترین حد ممکن کاهش پیدا کرده است. ما سعی کرده ایم از سبک معماری سنتی استفاده کنیم. در کشورهای دیگر هم چنین ساختمان هایی ساخته می شود و نمونه هایی از آن در کشورهای مختلف اروپایی ساخته شده است. در این کشورها این ساختمان ها حالت آزمایشگاهی ندارد و ساختمان های مورد کاربری است. ما نیز با همین دیدگاه این طرح را دنبال کردیم تا یک ساختمان عملیاتی شود. بعد از عبور از مراحل آزمایشگاهی این ساختمان می تواند مبنای ساخت دیگر ساختمان های مشابه قرار گیرد. اکنون این ساختمان مورد بهره برداری قرار گرفته و دوره آزمایشی را سپری می کند.

تجاری سازی را در برنامه داریم

دکتر هادوی درباره هزینه های ساخت این بنا در مقایسه با یک بنای معمولی می افزاید: ساخت چنین ساختمانی حدود 3 میلیارد تومان هزینه در بر داشته است که در مقایسه با یک ساختمان معمولی دو طبقه با زیربنای 2000 مترمربع هزینه معمولی است. نکته مهم این است که شاید هزینه اولیه برای استفاده از سلول های خورشیدی بالا باشد، اما در حین استفاده از این سیستم مقدار انرژی ذخیره شده در سلول های خورشیدی موجب می شود این ساختمان در مقایسه با یک ساختمان معمولی به مراتب اقتصادی تر باشد.

در این ساختمان از فناوری های مختلفی در مراحل مختلف ساخت استفاده شده است. مجری این طرح با اشاره به این موضوع می گوید: ما در این ساختمان در نخستین قدم از نرم افزارهای شبیه سازی در طراحی ساختمان استفاده کردیم که این نرم افزار وضع دقیق ساختمان و زاویه آن را نسبت به خورشید مشخص می کند. در مرحله بعد وضع دینامیکی ساختمان و وضع سیستم های خورشیدی و سایه های خورشیدی که روی ساختمان می افتد را شبیه سازی و به روش علمی طراحی کردیم. مرحله بعد به عایق کاری ساختمان به شیوه ای متفاوت اختصاص داشت که موجب کاهش چشمگیر مصرف انرژی در ساختمان شده است. در این ساختمان از سیستم انرژی خورشیدی و سیستم بادگیر استفاده شده است. سیستم نوردهی ساختمان مبتنی بر کاربرد سیستم LED است که این کار با هدف کاهش انرژی انجام شده است.

سیستم گرمایش و سرمایش نیز به گونه ای طراحی شده است که بیشترین بازدهی را داشته باشد. از دیگر فناوری های به کار رفته در این ساختمان می توان به تجهیزات مختلف استفاده شده در مراحل طراحی ساختمان اشاره کرد. وی یادآور می شود: برای تجاری سازی برنامه هایی در نظر گرفته شده است تا بعد از سپری شدن دوره آزمایشی بتوانیم این طرح را با ابعاد وسیع تری تجاری سازی کنیم. برای محقق شدن این هدف با مراجع استان البرز مذاکراتی انجام شده است.