مقدمه

مصرف انرژی بشر در قرن گذشته رشد قابل توجهی پیدا کرد و جهش بزرگی در نوع و میزان مصرف انواع انرژی‌ها، در این زمان به وجود آمد. رشد جمعیت، رشد انواع تولیدات و رشد صنعت عواملی مهمی بودند که این رشد مصرف انرژی را تشدید نمودند. در قرن 21 اما بشر به اثرات و پیامدهای استفاده زیاد از انرژی‌ها به خصوص انرژی حاصل از سوخت‌های فسیلی پی برده است. انسان معاصر سعی می کند تا با کنترل بیشتر بر روی میزان مصرف انرژی مانند استفاده از روشهای کاهش مصرف انرژی در ساختمان ، از این میزان تا حد ممکن بکاهد. ساختمان‌ها و منازل، یکی از مهم‌ترین مکان‌هایی هستند که انواع انرژی در آن مصرف می‌شود.

فهرست مطالب:

یکی از مهم‌ترین و اصلی‌ترین دلیل برای مصرف انرژی در ساختمان‌ها، گرمایش و سرمایش این گونه محیط‌ها است. ساختمان‌ها نزدیک به 40 درصد از کل انرژی مصرفی سالانه و 75 درصد از برق را مصرف می‌کنند. علاوه بر این، ساختمان‌ها 30 درصد از کل دی اکسید کربن، که گاز گلخانه‌ای اولیه مرتبط با گرم شدن جو است را تولید می‌کنند.

همچنین برآوردها و تحقیقات نشان می‌دهد که 49 درصد از دی اکسید گوگرد و 25 درصد از اکسیدهای نیتروژن منتشر شده در جو نیز، حاصل مصرف ما در داخل انواع ساختمان‌ها است. اما چگونه می‌توان این مصرف انرژی در ساختمان‌ها را کاهش داد. در این مقاله قصد داریم تا با روشهای کاهش مصرف انرژی در ساختمان و الزامات آن بیشتر آشنا شویم.

روشهای کاهش مصرف انرژی

چرا روشهای کاهش مصرف انرژی در ساختمان مهم هستند؟

بیشتر میزان انرژی مورد استفاده در ساختمان‌های امروزی مانند خانه‌ها، آپارتمان‌ها و مکان‌های تجاری، هنوز از منابع تجدید ناپذیر سوخت فسیلی است. با این حال، بخش ساختمانی همچنین، دارای بالاترین پتانسیل برای بهره وری انرژی است. با افزایش تقاضا برای سوخت‌های فسیلی، عدم اطمینان در مورد در دسترس بودن سوخت‌های فسیلی در آینده و افزایش نگرانی‌ها در مورد امنیت انرژی هم برای تامین عمومی و هم برای نیازهای خاص تاسیسات بیشتر خود را نشان می‌دهد.

تجمع گازهای گلخانه‌ای ممکن است باعث ایجاد اثرات نامطلوب در محیط زیست ما انسان‌ها و دیگر موجودات شود. با توجه به تغییرات اقلیم جهانی در سال‌های اخیر، یافتن راه‌هایی برای کاهش بار، افزایش کارایی و استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر در انواع تأسیسات مربوط به ساختمان‌ها، ضروری است.

علل عمده اتلاف انرژی در ساختمان‌ها

متخصصان ساخت‌وساز، می‌توانند ویژگی‌های اصلی تلفات انرژی ساختمان را برای کاهش مصرف انرژی شناسایی کنند. این اتلاف انرژی هم باعث بالا رفتن هزینه‌های افراد ساکن در خانه‌ها و یا ساختمان‌ها می‌شود و هم مخاطرات محیط زیستی به دنبال خواهد داشت. سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی، چراغ‌ها، تهویه ساختمان و تهویه مطبوع (HVAC)، بیشترین میزان برق را در سازه‌های تجاری و مسکونی، مصرف می‌کنند.

دستگاه های HVAC نزدیک به 35 درصد از منبع انرژی یک ساختمان را مصرف می‌کنند و در صورت ناکارامد بودن و اتلاف انرژی، هزینه زیادی روی دست ساکنان خواهند گذاشت. بیشتر انرژی تولید شده جهانی، از سوخت‌های فسیلی مانند زغال سنگ و گاز طبیعی تامین می‌شود. این منابع گازهای گلخانه‌ای آزاد می‌کنند و چالش‌های زیست محیطی بزرگی را ایجاد می‌کنند.

یکی دیگر از عوامل افزایش انتشار اتلاف انرژی، سیستم‌های روشنایی همراه با لامپ‌های رشته‌ای است. تامین نور، حدود 17 درصد از انرژی یک ساختمان تجاری یا مسکونی را مصرف می‌کند. افراد ساکن در ساختمان‌ها، می‌توانند با به روز رسانی سیستم‌های قدیمی و عایق بندی اتاق‌ها، مصرف بیش از حد انرژی را تا حد زیادی کاهش دهند.

روشهای کنترل اتلاف انرژی در ساختمان

بهترین روشهای کاهش مصرف انرژی در ساختمان چیست؟

روش‌های گوناگونی برای کاهش مصرف انرژی در انواع ساختمان‌ها وجود دارد که برخی از آن‌ها در مرحله ساخت و ساز باید مورد توجه قرار گیرد. مهندسان ساختمان، روش‌های متنوعی را برای کاهش مصرف انرژی به کار می‌برند. اما ساکنان نیز می‌توانند با استفاده از روش‌هایی باز هم در جهت کاهش هر چه بیشتر در مصرف انرژی گام بردارند. در ادامه برخی از مهم‌ترین این روش‌ها را بررسی می‌کنیم:

1.درها و پنجره‌ها را آب‌بندی کنید

در زمستان، گرما از طریق شکاف‌ها و درزها در  درها و پنجره‌ها، از ساختمان‌ها خارج می شود. افراد ساکن در ساختمان‌ها می‌توانند برای جلوگیری از اتلاف انرژی ناشی از این مشکل، درها و پنجره‌های ساختمان را عایق‌بندی کنند.  عایق‌بندی با استفاده از ابزارهای گوناگون که در دسترس همه قرار دارد، می‌تواند مانعی بین محیط داخل و خارج ساختمان ایجاد کرده و از تبادل دمای داخلی و خارجی ساختمان جلوگیری کند. به این ترتیب گرما و سرما از بیرون به داخل محیط نفوذ نکرده و انرژی کمتری برای گرم کردن و یا خنک کردن محیط داخل ساختمان به کار می‌رود.

بهتر است پس از تمیز کردن و خشک کردن سطوح، از این نوارهای درزگیر برای استفاده بر روی درها و پنجره‌ها استفاده کنید. این ماده باید به خوبی روی مرز داخلی قرار گیرد و در هنگام بسته شدن در یا پنجره فشرده شود. پوشاندن این شکاف‌ها با به حداقل رساندن زمان اجرای تهویه مطبوع، به طور موثری هزینه‌های تاسیسات ساختمان را کاهش می دهد.  پس از عایق‌بندی ساختمان، افراد می‌توانند فناوری هوشمندی را برای کاهش اتلاف انرژی از وسایل برقی اضافه کنند. ترموستات‌های هوشمند همچنین راندمان تهویه مطبوع را بهبود می‌بخشند و هزینه‌های آب و برق و انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهند.

روشهای کنترل مصرف انرژی بصورت هوشمند

2. ترموستات هوشمند برای تنظیم دما نصب کنید

یکی از بهترین روشهای کاهش مصرف انرژی در ساختمان، استفاده از ترموستات‌های خودکار و یا هوشمند برای تنظیم خودکار دما است. ترموستات‌های خودکار به سیستم‌های تهویه و یا HVAC معمولی متصل می‌شوند و دمای محیط داخلی را تنظیم می‌کنند. همچنین از این نوع ترموستات‌ها برای تنظیم و کنترل دمای منزل بر روی سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی استفاده نمود. استفاده از این ترموستات‌ها باعث می‌شود تا وقتی دمای اتاق به دمای خاصی رسید، سیستم خاموش شود.

سیستم‌های کنترل دمای پیشرفته نیز امروزه وارد بازار شده‌اند که از فناوری‌های جدیدتری استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها از اینترنت اشیا (IoT) برای دسترسی به اتصالات Wi-Fi استفاده می‌کنند. ترموستات‌های هوشمند پیش‌بینی‌های آب و هوای محلی را به صورت آنلاین می‌خوانند و شرایط داخل خانه را با تکیه بر تفاوت‌های دمای بیرونی تنظیم می‌کنند. استفاده از الگوهای آب و هوا برای تنظیم دمای داخلی، مصرف انرژی سیستم تهویه ساختمان‌ها را کاهش می‌دهد. ترموستات‌های مستقل همچنین به حسگرهای حرکتی متصل می‌شوند و دما را بر اساس افراد فعال در اتاق تنظیم می‌کنند. آن‌ها می‌توانند یک سیستم را در یک ساختمان خالی خاموش کنند و به صاحبان ساختمان کمک کنند تا در خارج از ساعات کاری صرفه جویی بیشتری در مصرف انرژی داشته باشند.

ترموستات‌های هوشمند همچنین به تلفن هوشمند صاحب ساختمان نیز متصل می‌شود و کمک می‌کند دمای داخل خانه را از راه دور کنترل کند. این سیستم‌ها علاوه بر این می‌توانند دستگاه‌های خود را از طریق تلفن های هوشمند برنامه ریزی کرده و ترموستات را روی یک برنامه ثابت تنظیم کنند. استفاده از این ویژگی‌ها و کمک از اینترنت اشیا، به کاهش هزینه‌های انرژی در داخل منازل و محیط‌های کاری و تجاری کمک بزرگی خواهد کرد.

انرژی طبیعی در کنترل مصرف سوخت

3. افزایش استفاده از نور طبیعی

یکی دیگر از  راه‌های بسیار کاربردی و مقرون به صرفه در بین روشهای کاهش مصرف انرژی در ساختمان، بالا بردن استفاده از نور طبیعی خورشید در ساعاتی است که این نور می‌تواند روشنایی بیشتری به ساختمان بدهد. اضافه کردن نورگیر می‌تواند دسترسی ساختمان به نور طبیعی را بهبود بخشد. نصب پنجره‌های رو به جنوب نیز باعث افزایش روشنایی داخل ساختمان بدون ایجاد تابش مستقیم خورشید می‌شود. به علاوه با نصب پنجره‌های خورشیدی، می‌توان بهره‌وری انرژی ساختمان را بیشتر نیز کرد. این دستگاه‌ها حاوی سلول‌های خورشیدی شفاف هستند که نور خورشید را به انرژی تبدیل می‌کنند و در عین حال نور طبیعی را نیز برای اتاق فراهم می‌کنند. این انرژی هر چند محدود به کاهش مصرف انرژی ساختمان کمک می‌کند.

معماری جدید و کنترل انرژی

4. استفاده از واحدهای معماری پیش ساخته

یکی دیگر از تکنیک های توسعه یک ساختمان کم مصرف، روش‌های ساخت مدولار یا استفاده از واحدهای ساختمانی پیش ساخته است. در این روش ساخت و ساز، از تاکتیک‌های ساخت بهتری برای بهبود عایق‌بندی سازه‌ها استفاده می‌کنند. تکنیک‌های معماری مدولار انرژی کمتری مصرف می‌کنند زیرا کارگران در این روش می‌توانند چندین پروژه را در یک مکان با هم پیش ببرند.

این روش‌ها، علاوه بر این، ضایعات مواد مورد استفاده را کاهش می‌دهند و با استفاده مجدد از اجزای آسیب دیده یا استفاده نشده، سطح کارایی و استفاده از مواد اولیه را بالا می‌برند. همه این تکنیک‌ها به استفاده کمتر از انرژی منجر می‌شود و هزینه‌های تولید را نیز به صورت قابل توجهی کاهش می‌دهد.

هنگامی که این قطعات پیش ساخته آماده شده و به دست طراحان می‌رسد، متخصصان ساخت و ساز کل پروژه را کنار هم می‌گذارند و هر قسمت را تنظیم و آماده می کنند. تحقیقات جدید نشان می‌دهد که ساختمان‌هایی که به صورت مدولار یا با استفاده از قطعات پیش ساخته توسعه پیدا می‌کنند، به دلیل عایق‌بندی بسیار بهتر و پیشرفته‌تر، مصرف انرژی ساختمان را به صورت چشمگیری کاهش می‌دهند.

روشنایی هوشمند و کنترل مصرف

5. استفاده از سیستم‌های روشنایی هوشمند

یکی دیگر از روشهای کاهش مصرف انرژی در ساختمان، استفاده از سیستم‌های هوشمند برای روشنایی است. سیستم های روشنایی هوشمند شبیه به فناوری ترموستات که در بخش‌های قبلی به آن اشاره شد، هستند زیرا هر دو سیستم، از فناوری‌ اینترنت اشیا استفاده می‌کنند. در این روش چراغ‌ها و لامپ‌ها به حسگرهای تشخیص حرکت متصل می‌شوند. این سیستم به طور مثال می‌تواند منابع روشنایی را در اتاق‌های خالی، خاموش کند. علاوه بر این، این فناوری به تلفن هوشمند یا تبلت صاحب ساختمان متصل می‌شود و به آن‌ها کمک می‌کند تا روشنایی داخلی را از راه دور نیز کنترل کنند.

بخش قابل توجهی از اتلاف انرژی در ساختمان‌ها، ناشی از فراموشی قطع سیستم‌های روشنایی است. وقتی دستگاه‌های هوشمند به‌طور مستقل چراغ‌ها را خاموش می‌کنند، کنترل مصرف از افراد به سیستم داده می شود و در مصرف صرفه‌جویی می‌شود. سازندگان ساختمان همچنین می‌توانند برای کاهش بیشتر مصرف انرژی، از لامپ های LED استفاده کرده و مصرف انرژی را بیشتر کاهش دهند. لامپ‌های ال‌ای‌دی به طور متوسط ​​به نرخ بازدهی 90 درصدی دارند که باعث می‌شود 80 درصد کارآمدتر در مقایسه با لامپ‌های رشته‌ای معمولی باشند. این لامپ‌ها همچنین به طور تقریبی 10 برابر بیشتر از سایر لامپ های موجود در بازار دوام داشته که باعث کاهش اتلاف انرژی در بخش تولید می‌شود.

بررسی تجهیزات و کنترل انرژی

6. بررسی دوره‌ای تجهیزات را جدی بگیرید

یکی از روشهای کاهش مصرف انرژی در ساختمان جدی گرفتن تعمیرات دوره‌ای است. بهتر است به طور منظم تمام تجهیزات و وسایل گرمایشی و سرمایشی و نیز سیستم‌هایی که انرژی بالایی در ساختمان مصرف می‌کنند را بررسی کنید تا مطمئن شوید که به خوبی کار می‌کنند. هر گونه اشکال در کار این سیستم‌های ممکن است منجر به کار بیهوده این سیستم‌ها و نیز بالا رفتن مصرف و هدر رفتن انرژی شود. این بازرسی‌ها که در ساختمان‌ها به خصوص ساختمان‌ها بزرگ بهتر است به صورت دوره‌ای انجام شود، هزینه‌های انرژی را تا حد زیادی کنترل کرده و روی پایین آوردن مصرف تاثیر بسزایی دارد.

صرفه جویی در انرژی

7. صرفه‌جویی در انرژی در مراحل ساخت و ساز

هنگامی که متخصصان ساخت و ساز، ساختمانی را با مصالح غیر استاندارد بسازند، سازه مورد نظر اتلاف انرژی بالایی خواهد داشت و این موضوع باعث بالا رفتن هزینه‌های انرژی در آینده خواهد شد. بهتر است در موقع ساخت و ساز نیز از اجزا و ماشین آلات ساختمانی استاندارد و کم مصرف برای ساخت استفاده شود. استفاده از ماشین‌های سنگین الکتریکی همچنین اتلاف انرژی در یک سایت ساخت‌وساز را کاهش داده و به کاهش مصرف انرژی کمک می‌کند.

جمع بندی

ساختمان‌های مسکونی، تجاری و دیگر ساختمان‌ها و مراکز زندگی بشر، یکی از مهم‌ترین و پرمصرف‌ترین مکان‌های مصرف انرژی در جهان هستند. در این ساختمان‌ها می‌توان با استفاده از روشهای کاهش مصرف انرژی در ساختمان که ساده و کم خرج هستند و نیز استفاده از آخرین تکنولوژی‌های روز، مصرف انرژی را تا حد زیادی کاهش داد. استفاده از این روش‌ها هم به کم شدن هزینه زندگی و کار در این ساختمان‌ها کمک می‌کند و هم سطح رفاه و آسایش را برای افراد بالا می‌برد. بسیاری از این روش‌ها، باید در هنگام ساخت و ساز و توسط معماران اعمال شود ولی بیشتر آن‌ها را نیز می‌توانید به سادگی انجام دهید و قدم بزرگی برای کاهش مصرف بردارید.