ساختمان انرژی صفر

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

ساختمان انرژی صفر که بصورت ساختمان انرژی شبکه صفر (ZNE)، ساختمان انرژی صفر شبکه (NZEB) یا ساختمان صفر شبکه شناخته می‌شود، ساختمانی با مصرف انرژی صفر با الاینده کربن صفر سالیانه می‌باشد. ساختمانهایی که انرژی مضاعفی را در طول سال تولید می‌کنند ممکن است، ساختمانهای انرژی مضاعف و ساختمانهایی که انرژی نسبتاً بیشتری را نسبت تولید می‌شود مصرف می‌کنند، ساختمان انرژی نزدیک به صفر یا خانه‌های انرژی خیلی کم نامیده شوند.

در دنیای امروز با توجه به محدود بودن منابع سوخت فسیلی ساختمان‌ها صنایع و دیگر ارگانها به سمت استفاده از دیگر انرژی‌های موجود در زمین مانندانرژی خورشیدی، بادی، بیولوژیکی و آبی حرکت نموده‌اند.

ساختمانهای قدیمی ۴۰ درصد کل انرژی سوخت فسیلی را در آمریکا اتحادیه اروپا مصرف می‌کنند و کمک کننده‌های مهمی از گازهای گلخانه‌ای محسوب می‌شوند. اصل مصرف انرژی شبکه صفر بعنوان یک ابزار برای کاهش آلایندگی کربن و وابستگی به سوخت‌های فسیلی در نظر گرفته می‌شوند. گرچه ساختمانهای انرژی صفر حتی در کشورهای توسعه یافته غیر متداول می‌باشند ولی روز به روز اهمیت و محبوبیت پیدا می‌کنند.

اکثر ساختمانهای انرژی صفر از شبکه الکتریکی برای ذخیره انرژی استفاده می‌کنند ولی بعضی از آنها هم مستقل از شبکه می‌باشند. انرژی معمولاً در مکان از طریق ترکیب تکنولوژی تولید انرژی همچون تکنولوژی خورشیدی و باد تولید می‌شود، در حالیکه مصرف کل انرژی را با HVAC به شدت کارآمد و تکنولوژیهای روشنایی کاهش می‌یابد. هدف انرژی صفر با کاهش هزینه تکنولوژیهای انرژی جایگزین و افزایش هزینه سوخت‌های فسیلی کاربردی تر می‌شود.

ایجاد ساختمانهای مدرن انرژی صفر نه تنها از طریق پیشرفت صورت گرفته در تکنولوژیها و تکنیک‌های انرژی جدید و ساخت و ساز امکانپذیر شده است بلکه بوسیله تحقیقات دانشگاهی پیشرفت قابل توجه‌ای داشته است. این تحقیقات اطلاعات دقیق عملکرد انرژی را در ساختمانهای قدیمی و آزمایشی جمع آوری می‌کنند و پارامترهای عملکردی را برای مدلهای کامپیوتری پیشرفته جهات پیش بینی کارآمدی طراحی‌های مهندسی ارائه می‌دهند.

مفهوم انرژی صفر بعلت گزینه‌های زیاد برای تولید و نگهداری انرژی همراه با روش‌های متعدد اندازه‌گیری انرژی (مرتبط با هزینه، انرژی یا انتشار کربن) برای روش‌های متعددی پذیرفته می‌شود.

ایده واصل مصرف انرژی خالص صفر به دلیل اینکه برداشت از انرژی‌های تجدیدپذیر وسیله و راهکاری برای حذف الاینده‌ها و گازهای گلخانه‌ایاست توجه بسیاری را به خود معطوف داشته است امروزه طرحهای مرتبط با اصول انرژی صفر به دلیل افزایش هزینه‌های سوختهای فسیلی و تاثیرات مخرب انها بر روی محیط زیست و شرایط آب و هوایی و برهم زدن تعادل اکولوژیکبسیار کاربردی و از محبوبیت خاصی بر خوردار شده است.

این ساختمانها می‌توانند از شبکه تامین انرژی جدا ومستقل باشد بدین ترتیب انرژی به صورت محلی و از طریق ترکیبی ار فناوری‌های تولید انرژی‌های نو از قبیل خورشیدی، بادی و بیوسوختها تامین می‌گردد. آن در حالیست که با استفاده ازتکنولوزی‌های خاص برای سیستم‌های روشنایی و گرمایش و سرمایش فوق پربازده در مصرف هر چه کمتر انرژی تلاش شده است. به عبارت دیگر در یک ساختمان انرژی صفر قبل از تولید انرژی پاک به بهینه‌سازی مصارف انرزی در بخش‌های مختلف ساختمان پرداخته شده است و با استفاده هوشمندانه از تکنولوژی تجدیدپذیر تعادل میان تولید و مصرف انرژی برقرار می‌کند.

در حال حاضربخش ساختمان‌های اداری و مسکونی در حدود ۴٪ از مصرف انرژی‌های فسیلی کشور را به خود اختصاص داده است اگر چه ساختمان‌های با مصرف انرژی صفر حتی در کشورهای پیشرفته امروز بسیار کمیاب و حتی نایاب می‌باشند اما به دلیل مستقل بودن از سوخت‌های فسیلی و کمک در کاهش آلاینده‌های کربنی در حال رشد بوده وتوجه بسیاری را به خود جلب نموده است.

طراحی ساخت[ویرایش]

با صرفه ترین مراحل از لحاظ هزینه برای کاهش مصرف انرژی در یک ساختمان معمولاً در طول فرایند طراحی اتفاق می‌افتد. برای رسیدن به مصرف انرژی کارآمد، طراحی انرژی صفر بطور قابل ملاحظه‌ای از عملکرد قراردادی ساخت متفاوت می‌باشد. طراحان موفق ساختمان انرژی صفر معمولاً اصول انرژی خورشیدی غیرفعال آزمایش شده از لحاظ زمانی یا شرایط مصنوعی که با امکانات مکان کار می‌کنند را ترکیب می‌کنند.

نور خورشید و گرمای خورشیدی، بادهای غالب و سرمای زمین در زیر یک ساختمان می‌تواند روشنایی روز و حرارت‌های ثابت درونی را با حداقل ابزارهای مکانیکی تامین کنند. ساختمانهای انرژی صفر معمولاً برای استفاده از گرمای انرژی غیرفعال خورشیدی بهینه‌سازی و با حجم گرمایی برای تثبیت گوناگونی درجه حرارت روزانه ترکی بمی شوند و در اکثر شرایط آب و هوایی به خوبی عایق بندی می‌شوند. تمام تکنولوژیهای مورد نیاز برای ایجاد ساختمانهای انرژی صفر امروزه بدون سفارش دادن در دسترس می‌باشند.

ابزارهای شبیه‌سازی کامپیوتری ۳ بعدی پیچیده برای طرح ریزی اینکه چگونه ساختمانی با یک سری متغیرهای طراحی عمل می‌کند در دسترس هستند. از جمله متغیرهای طراحی، جهت گیری ساختمان نسبت به موقعیت روزانه و فصلی خورشیدی) نوع پنجره و در و نحوهٔ قرارگیری، عمق بیرون زدگی، نوع عایق و مقادیر عناصر ساختمانی، هواگیری، بهره‌وری و بازده تجهیزات گرمایشی، سرمایشی روشنایی و تجهیزات دیگر و همچنین آب و هوای منطقه می‌باشند. این شبیه سازیها به طراحان برای پیش بینی اینکه چگونه ساختمان قبل از اینکه ساخته شود عمل خواهد کرد کمک می‌کنند و آنها را قادر می‌سازند تا مفاهیم اقتصادی و مالی را در آنالیز منفعت هزینه یا حتی ارزیابی مناسبتر چرخه زندگی الگو برداری کنند.

ساختمانهای انرژی صفر با ویژگیهای قابل توجه صرفه جویی انرژی ساخته می‌شوند. بارهای گرمایشی و سرمایشی با استفاده از تجهیزات بسیار کارآمد عایق مضاعف پنجره‌هایی با کارایی بالا، تهویه طبیعی و دیگر تکنیک‌ها تخفیف پیدا می‌کنند. این ویژگیها بسته به مناطق آب و هوایی که در آن ساخت و ساز اتفاق می‌افتد متفاوت می‌باشند. بارهای گرمایشی آب را می‌توان با استفاده از لوازم ثابت نگهداری آب، واحدهای بازیافت گرمایی در فاضلاب و با استفاده از گرمای خورشیدی آب و تجهیزات بسیار کارآمد گرمایشی آب کاهش داد. بعلاوه روشنایی روز با پنجره‌های سقفی یا لوله‌های خورشیدی می‌توانند ۱۰۰ درصد روشنایی روزانه در خانه را تامین سازند. روشن سازی شبانه معمولاً با روشنایی لامپ‌های مهتابی و LED که ۳/۱ یا کمتر نسبت به لامپ‌های رشته‌ای برق مصرف می‌کنند و گرمای ناخواسته هم تولید نمی‌کنند تامین می‌شود. و بارهای الکتریکی متفرقه را می‌توان با انتخاب وسایل کارآمد و به حداقل رسانیدن بارهای خیالی یا نیروی انتظار تقلیل کرد. تکنیک‌های دیگر برای رسیدن به شبکه صفر (بستاه به آب و هوا) اصول ساخت پناهگاه زمینی، دیوارهایی با عایق خوب با استفاده از ساخت بلوک کاه، پانل‌های ساختمانی از قبل ساخته شده Vitruvienbuilt و المان‌های سقفی علاوه بر منظر بیرونی برای سایه انداختن فصلی می‌باشند.

ساختمانهای انرژی صفر معمولاً برای استفاده دو جانبه از انرژی از جمله کالاهای بادوام طراحی می‌شوند. به عنوان مثال استفاده از نیروی یخچال برای گرم کردن آب خانگی، مبدل‌های گرمایی فاضلاب، دستگاههای اداری و خدمات رسان‌های کامپیوتری و گرمایی بدن برای گرم کردن ساختمان. این ساختمانها از انرژی گرمایی که ساختمانهای قدیمی ممکن است به بیرون دفع کنند استفاده می‌کنند. آنها ممکن است از تهویه بازیافت گرما، چرخهٔ گرمایی آب داغ، ترکیب گرما و برق و واحدهای سرماساز جذب استفاده کنند.

استفاده از انرژی[ویرایش]

ساختمانها انرژی صفر، انرژی در دسترس را برای تامین نیازهای الکتریسیته، گرمایشی یا سرمایشی مورد استفاده قرار می‌دهد. در مورد هر خانه تکنولوژیهای ریز تولید مختلف ممکن است برای تامین گرما و الکتریسیته برای ساختمان بوسیله سلول‌های خورشیدی یا توربین‌های بادی برای ا لکتریسیته و سوخت‌های فسیلی یا جمع‌کننده‌های گرمای خورشیدی مرتبط با مخزن انرژی گرمایی فصلی (STES) برای گرم کردن فضای آزاد مورد استفاده قرار بگیرد. یک مخزن انرژی گرمایی فصلی را می‌توان برای سرما سازی در تابستان بوسیله ذخیره کردن سرمای زیرزمین در زمستان مورد استفاده قرار داد. برای سرو کار داشتن با نوسانات مورد نیاز، ساختمانهای انرژی صفر غالباً به شبکه الکتریسیته متصل می‌شوند و الکتریسیته را به شبکه منتقل می‌کند البته در زمانیکه مازاد باشد و زمانیکه الکتریسیته کافی تولید نمی‌شود الکتریسیته را به طرف خود می‌کشد. ساختمانهای دیگر ممکن است به طور کامل خودکار باشند. مصرف انرژی غالباً زمانی موثرتر می‌باشد که در یک منطقه ولی در مقیاس ترکیبی به عنوان مثال یک گره خانه‌ها، مسکن‌های گروهی، منطقه، روستا و غیره. به جای خانه به خانه انجام شود. یک بهرهٔ انرژی از چنین مصرف منطقه‌ای از انرژی، حذف مجازی افت انتقال و توزیع الکتریسیته می‌باشد. مقدار این اتلاف‌ها در حدود ۲/۷ تا ۴/۷ درصد از انرژی منتقل شده می‌باشد. مصرف انرژی در کاربردهای تجاری و صنعتی بایستی از نقشه برداری هر منطقه بهره‌مند شود. تولید کالا تحت مصرف انرژی فسیلی صفر به موقعیت منابع حرارت مرکزی زمین، نیروی میکرو محرکه آب، خورشیدی و باد برای حفظ این مفهوم نیازمند می‌باشد.

مجاورت‌های انرژی صفر، همچون ایجاد Bed ZED در انگلستان و آنهایی که به سرعت در کالیفرنیا و چین در حال گسترش می‌باشند ممکن است از طرح‌های تولید توزیع شده استفاده کنند. این ممکن است در بعضی موارد شامل گرمای منطقه، آب سرد برای مردم، توربین‌های باد مشترک و غیره باشد. طرحهای حاضر برای استفاده از تکنولوژیهای ZEB برای ساخت کل شهرهایی که از انرژی صفر یا مستقل از شبکه استفاده می‌کنند وجود دارد.

مصرف انرژی در مقابل حفظ انرژی[ویرایش]

یکی از موضوعات اصلی از مناظرهٔ طرح ساختمان انرژی صفر در مورد تعادل بین ذخیره انرژی و مصرف توزیع شدهٔ انرژی تجدید شدنی (انرژی خورشیدی و انرژی باد) می‌باشد. اکثر خانه‌های انرژی صفر از ترکیب این دو استراتژی استفاده می‌کنند. در نتیجهٔ کمک‌های مالی قابل توجه دولت برای سیستم‌های الکتریکی خورشیدی فتو ولتائیک (قدرت زای نوری) توربین‌های بادی و غیره کسانی هستند که می‌گویند ساختمان انرژی صفر یک خانهٔ معمولی با تکنولوژیهای مصرف انرژی تجدید توزیع شده می‌باشد. چنین خانه‌هایی در مکانهایی پدیدار شده‌اند که کمک‌های مالی قدرت زایی نوری (pv) قابل توجه می‌باشد ولی بسیاری از خانه‌های به اصطلاح انرژی صفر همچنان صورتحساب خدمات همگانی دارند. این نوع مصرف انرژی بدون ذخیرهٔ مازاد انرژی ممکن است از لحاظ هزینه با قیمت فعلی الکتریسیته تولید شده با تجهیزات قدرت زای نوری (بسته به قیمت محلی شرکت نیروی برق) موثر نباشد و همچنین ممکن است به انرژی و منابع بیشتر نیاز داشته باشند بنابراین این روش کمتر بوم شناسی می‌باشد.

از دهه‌های ۱۹۸۰ طرح ساختمان غیرفعال خورشیدی و خانه غیرفعال، کاهش مصرف انرژی گرمایی ۷۰ تا ۹۰ درصد در بسیاری از مناطق بدون مصرف انرژی فعال را نشان داده‌اند. برای ساخت و سازهای جدید و با طراحی ماهرانه این کار را می‌توان با هزینه ساز کم برای مصالح یک ساختمان معمولی انجام داد. تعداد بسیار کمی از متخصصان صنعتی مهارت یا تجربه برای بهره بردن کامل از طراحی غیرفعال دارند. چنین طرحهای خورشیدی غیرفعال نسبت به پانل‌های قدرت زای نوری گران‌قیمت روی سقف یک ساختمان ناکارآمد معمولی بسیار مقرون به صرفه یم باشند. چند کیلووات ساعت از پانل‌های قدرت زای نوری (که ۲ یا ۳ دلار در هر تولید سالیانه کیلووات بر ساعت معادل با دلار آمریکا هزینه دارد) ممکن است تنها الزامات انرژی خارجی را ۱۵ تا ۳۰ درصد کاهش دهد. تنظیم کننده معمول هوا با نسبت کارایی بالای انرژی فصلی BTU 000/100 (110 MJ) به بیش از 7KW الکتریسیته فتوولتائیک در حالیکه کار می‌کند نیاز دارد و این برای عملکرد شبانه خارج از شبکه کافی نیست. سرما سازی غیرفعال و تکنیک‌های مهندسی سیستم بهتر می‌توانند نیازهای تنظیم کنندگی هوا را ۷۰ تا ۹۰ درصد کاهش دهند. الکتریسیته تولید شده به روش فوتوولتائیک زمانیکه تقاضای کلی برای الکتریسیته کمتر می‌باشد مقرون به صرف می‌شوند.

عملکرد اشغال کنندگی[ویرایش]

انرژی استفاده شده در یک ساختمان می‌تواند به شدت بسته به وضعیت اشغال کنندگی آن متغیر باشد. پذیرش اینکه چه چیزی راحت در نظر گرفته می‌شود به طور گسترده متنوع می‌باشد. مطالعات انجام شده روی خانه‌های مشابه در ایالت متحده آمریکا، تفاوتهای فاحشی را در مصرف انرژی نشان داده‌اند، بعضی از خانه‌ها بیش از دو برابر نسبت به خانه‌های دیگر انرژی مصرف می‌کنند. وضعیت اشغال کنندگی می تو اند از تفاوت‌ها در تنظیم ترموستات‌ها، سطوح متغیر روشن سازی و آب داغ و مقدار دستگاههای الکتریکی متغیر یا بارهای اتصالی استفاده شده متغیر باشد.

مزیت‌ها و معایب[ویرایش]

مزیت‌ها[ویرایش]

  • در امان بودن مالکان ساختمان از افزایش آتی قیمت انرژی
  • آسایش بیشتر بعلت درجه حرارت‌های داخلی یکنواخت تر (این را می‌توان با نقشه‌های مقایسه‌ای خطوط هم دما نشان داد)
  • نیاز به انرژی کمتر
  • هزینه کلی کمتر نگهداری بعلت کارایی افزایش یافته انرژی
  • کاهش هزینه‌های کلی ماهیانه زندگی
  • اعتبار افزایش یافته مثلاً سیستم‌های فتوولتائیک ۲۵ سال گارانتی دارد به ندرت در طول مشکلات آب و هوا خراب می‌شوند. سیستم‌های فتوولتائیک سال ۱۹۸۲ در غرفه نمایشگاه جهانی را انرژی EPCOT والت دیزنی همچنان تا به امروز بعد از ۳ تند باد اخیر خوب کار می‌کند.
  • هزینه اضافی برای ساخت و ساز جدید در مقایسه با اضافه کردن تکنولوژی جدید به طرح بعدی به حداقل می‌رسد.
  • بهای بیشتر فروش مجدد همانطور که مالکان احتمالی ساختمانهای انرژی صفر بیشتری را نسبت به عرضهٔ مورجود تقاضا می‌کنند.
  • قیمت ساختمان انرژی صفر نسبت به ساختمان مشابه معمولی بایستی هر زمان که هزینه انرژی افزایش پیدا می‌کند افزایش یابد.
  • محدودیت‌های قانونی آینده و مالیات ها/ جریمه‌های آلایندگی کربن ممکن است تکنولوژیهای جدیدسازی را به ساختمان‌های ناکارآمد اعمال کند.
  • استفاده بهینه از ضایعات چوبی و تولید زیست سوخت
  • تعادل مصرف انرژی با درخواست انرژی
  • کاهش مصرف الکتریسیته
  • حذف سیستمهای زائد مصرف کننده انرژی
  • کاهش ۵۰٪ مصرف آب آشامیدنی
  • استفاده از سیستم تهویه بدون وسیله مکانیکی[۱]

معایب[ویرایش]

هزینه‌های اولیه می‌تواند بالاتر باشد- تلاش برای درک، اعمال و تعیین کیفیت برای کمک‌های مالی ساختمان انرژی صفر مورد نیاز می‌باشد. طراحان یا خانه سازهای بسیار اندکی دارای مهارت‌ها یا تجربه لازم برای ساخت ساختمانهای انرژی صفر هستند

کاهش‌های احتمالی در هزینه‌های آتی انرژی تجدید شدنی شرکت خدمات همگانی ممکن است ارزش مقدار سرمایه در کارایی انرژی را کاهش دهد. قیمت تکنولوژی تجهیزات سلول‌های خورشیدی فتوولتائیک جدید تقریباً ۱۷ درصد هر ساله کاهش می‌یابد مقدار سرمایه در سیستم تولید الکتریسیته خورشیدی کاهش می‌یابد. کمک‌های مالی موجود همانطور که تولید انبوه فتوولتائیک قیمت آینده را کاهش می‌دهد به تدریج توقف می‌شود.

چالش برای بازیابی هزینه‌های اولیه بالاتر برای فروش مجدد ساختمان- ارزیابها بی اطلاع هستند مدل آنها انرژی را در نظر نمی‌گیرد. در حالیکه هر خانه ممکن است از متوسط انرژی صفر شبکه در طول یک سال استفاده کند ولی ممکن است در زمانیکه اوج تقاضا برای شبکه اتفاق می‌افتد به انرژی نیاز داشته باشد. در چنین موردی ظرفیت شبکه بایستی الکتریسیته را برای تمام بارها تامین کند. بنابراین یک ساختمان انرژی صفر ممکن است ظرفیت مورد نیاز نیروگاه برق را کاشه ندهد. بدون پوشش گرمایی بهینه شده، انرژی موجود، انرژی سرمایشی و گرمایشی و استفاده از منبع بیشتر از مورد نیاز می‌شود. ساختمان انرژی صفر بنا به تعریف سطح حداقل عملکرد گرمایشی و سرمایشی را تضمین نمی‌کند. بنابراین به سیستم‌های انرژی تجدیدشدنی بیش از اندازه بزرگ این امکان را می‌دهد تا شکاف انرژی را پر کنند. گرفتن انرژی خورشیدی که از پوشش خانه استفاده می‌کنند تنها در موقعیت‌های بدون مانع از طرف جنوب کار می‌کند. گرفتن انرژی خورشیدی را نمی‌توان در سایه نمای جنوبی یا اطراف پوشیده شده از درخت بهینه‌سازی کرد. (برای نیمکرهٔ شمالی یا شمال برای نیمکره جنوبی).

گواهی انرژی[ویرایش]

بسیاری از برنامه‌های تصدیق ساختمان سبز به ساختمانی که مصرف انرژی صفر داشته باشد تنها برای کاهش مصرف انرژی چند درصد زیر حداقل مورد نیاز قانونی نیاز ندارند. گواهی رهبری در انرژی و طراحی محیط (LEED) توسط شورای ساختمان سبز آمریکا و جهان‌های سبز ایجاد شد که شامل لیست بررسی ابزارهای اندازه‌گیری است و نه ابزارهای طراحی. طراحان یا معماران بی تجربه ممکن است نکاتی را برای رسیدن به سطح مورد نیاز انتخاب کنند حتی اگر آن نکات بهترین گزینه‌های طراحی برای یک ساختمان یا آب و هوای خاص نباشند. در ماه نوامبر ۲۰۱۱ موسسه بین‌المللی زندگی آتی، گواهی ساختمان انرژی صفر را ایجاد کرد. طراحی شده بعنوان بخشی از چالش محل زندگی، گواهی ساختمان انرژی صفر ساده، مقرون به صرفه و برای بی نقصی و شفافیت مهم می‌باشد.

ماهیت ساختمانه‌های انرژی صفر[ویرایش]

به منظور عدم تطابق قادر خواهید بود چهار نوع مختلف از ساختمان‌های صفر انرژی را شناسایی کنید:

  • ساخت و ساز با تقاضای برق همراه با نصب و راه اندازی سیستم فتوولتاییک
  • ساخت و ساز با تقاضای برق و یک توربین بادی در محل
  • فتوولتاییک، شیوه حرارت خورشیدی، پمپ حرارتی: ساختمان‌های نسبتاً کوچک، گرما و تقاضای برق و همچنین نصب و راه اندازی سیستم فتوولتاییک در ترکیب با یک کلکتور حرارتی خورشیدی، پمپ گرما و ذخیره‌سازی گرما را بر عهده دارد.
  • باد، شیوه حرارت خورشیدی، پمپ حرارتی: ساختمان‌های نسبتاً کوچک، گرما و تقاضای برق و همچنین یک توربین بادی در ترکیب با یک کلکتور حرارت خورشیدی، پمپ گرما و ذخیره‌سازی گرما را بر عهده دارند.

ساختمان‌های موجود برای برقراری کمیت رابطه بین گرما و تقاضای برق با هدف به صفر رسیدن تعیین شده‌اند. (نمونهی موردی در یکی از شهرهای دانمارک موجود می‌باشد)[۲]

مزایای ساختمان‌های انرژی صفر[ویرایش]

  • درامان بودن صاحبان این ساختمان‌ها از افزایش قیمت انرژی
  • راحتی بیشتر به دلیل طراحی و تنظیم دمای محیط به صورت یکنواخت و ایزوترم
  • نیاز به انرژی کمتر
  • هزینه‌های کمتر نگهداری به دلیل بازدهی بالای انرژی
  • کاهش هزینه‌های خالص ماهانه زندگی
  • قابلیت اطمینان زیاد به عنوان مثال سیستمهای فوتوولتاییک دارای گارانتی ۲۵ ساله بوده و به ندرت دچار مشکلات ناشی از تغییرات آب و هوایی می‌شوند.
  • کاهش هزینه‌های ناشی از بازسازی ساختمان در صورت تصمیم گیری به تبدیل آن به ساختمان انرژی صفر درآینده
  • افزایش ارزش ساختمان‌های انرژی صفر نسبت به ساختمان‌های سنتی با افزایش هزینه سوخت‌های فسیلی

معایب ساختمان‌های انرژی صفر[ویرایش]

  • هزینه‌های اولیه بالا و نیاز به آموزش‌های کاربری آنها
  • کمبود دانش فنی توانایی‌ها و تجربیات لازم در طراحی و ساخت ساختمان‌های مصرف انرژی صفر
  • تکنولوژی سلولهای فوتوولتاییک باعث کاهش قیمت‌ها در حدود ۱۷٪ شده است این امر باعث خواهد شد تا هزینه سرمایه‌گذاری در سیستم‌های تولید انرژی مبتنی بر انرژی خورشیدی نیز کاهش یابد.
  • کاهش توانایی در فروش اینگونه ساختمان‌ها به دلیل هزینه‌های اولیه و نیاز به رقابت سخت در فروش
  • انرژی خورشیدی جذب شده از طریق پوسته ساختمان فقط در قسمت جنوبی آن بیشترین بازده را دارد ودر سایر جهات به دلیل وجود سایه بازدهی آن کاهش بیشتری خواهد داشت.[۳]

تفاوت ساختمان‌های انرژی صفر و ساختمان‌های خالص انرژی صفر[ویرایش]

ساختمان صفر انرژی به عنوان یک ساختمان بهره‌ور انرژی قادر به تولید برق، یا دیگر حامل‌های انرژی از منابع تجدید پذیربه منظور برطرف ساختن نیاز انرژی اش، می‌باشد. از این رو به طور ضمنی بر روی ساختمان‌های متصل به یک زیرساخت انرژی و البته نه برروی ساختمان‌های مستقل توجه وجود دارد. با این ملاحظه اصطلاح ساختمان خالص صفر انرژی می‌تواند برای ارجاع به ساختمان‌های متصل به زیر ساخت انرژی استفاده گردد، در حالی که اصطلاح ساختمان صفر انرژی کلی تر می‌باشد و ممکن است ساختمان‌های مستقل را نیز شامل شود.[۴]

برخی نمونه‌های اجرا شده از ساختمان‌های صفر انرژی[ویرایش]

۲۰۰۱: ساخت انه‌هایی با مصرف انرژی صفر در واشنگتون دی سی ۲۰۰۳: شرکت میلر، ساخت اولین ساختمان انرژی صفر در آریزونا ۲۰۰۳: ساخت خانه موریسون با مصرف انرژی صفر، کالیفرنیا ۲۰۰۴: شرکت پاردی هومز، ساخت مجموعه خانه‌هایی به مساحت ۵۳۰۰ فوت مربع با مصرف انرژی صفر در لاس وگاس شهرکی با انرژی صفر، شهری بدون نیاز به کربن شهرک مصدر در امارات (نورمن فاستر و همکاران)[۵]

ساختمان انرژی صفر در مقابل ساختمان سبز[ویرایش]

هدف ساختمان سبز و معماری پایدار استفادهٔ کارآمدتر از منابع و کاهش تاثیر منفی ساختمان در محیط می‌باشد. ساختمانهای انرژی صفر به هدف اصلی ساختمان سبز برای کاهش کامل یا قابل توجه مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه‌ای برای حیات ساختمان می‌رسند. ساختمانهای انرژی صفر هم ممکن است و هم ممکن نیست در تمام مناطق سبز در نظر گرفته شوند مثل کاهش مواد زائد یا استفاده از مصالح بازیافت ساختمانی و .... همچنین ساختمانهای انرژی صفر یا صفر شبکه تاثیر اکولوژیکی بسیار کمتری در حیات ساختمان در مقایسه با ساختمانهای سبز دیگر که به انرژی وارداتی و یا سوخت‌های فسیلی نیاز دارند و نیازهای ساکنین را برآورده می‌سازند دارند.

بعلت چالش‌های طراحی و حساسیت به یک مکان که برای برآورده کردن نیازهای یک ساختمان و ساکنین آن به طور کارآمد با انرژی تجدیدپذیر (خورشیدی، باد، گرمای زمین و غیره) مورد نیاز می‌باشند. طراحان بایستی اصول کلی طراحی را بکار بگیرند و از دارایی‌های در دسترس که بطور طبیعی رخ می‌دهند بهره ببرند مثل جهت یابی غیرفعال خورشیدی، تهویه طبیعی، روشنایی روز، حجم گرمایی و خنک سازی شبانه.

ساختمان‌های سبز[ویرایش]

ساختمان سبز (Green Building) به دسته‌ای از ساختمان‌ها گفته می‌شود که در برابر حفظ منابع زیست محیطی در طول عمر یک ساختمان از زمان طراحی و احداث تا بهره‌برداری و بازسازی متعهد می‌باشند در این ساختمان‌های دوستدار طبیعت، علاوه بر اینکه استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر در آن اولویت دارد و مصرف انرژی آن ناچیز می‌باشد، مصالح آن نیز از منظر زیست محیطی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد هدف نهایی ساختمان سبز، استفاده بهینه از منابع و کاهش تأثیر منفی ساختمان بر روی محیط زیست می‌باشد ساختمانهای انرژی صفر یکی از اهداف کلیدی ساختمان‌های سبز را به صورت کامل محقق ساخته و باعث کاهش آلاینده‌ها و گازهای گلخانه‌ای در طول مدت استفاده از ساختمان خواهند شد. با این وجود نمی‌توان آنها را در تمامی زمینه‌ها از قبیل کاهش زباله و ضایعات و یا استفاده از مواد قابل بازگشت به طبیعت، "سبز" تلقی نمود.[۶]

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. استراتژی که در احداث ساختمان سبز توسط مهندسین انرژی بکاربرده می‌شود، طراحی ساختمان با دیدگاه استفاده از انرژی خورشید است که اغلب در ساختمان‌های با مصرف بهینه انرژی اجرا می‌گردد در این ساختمان‌ها موقعیت پنجره‌ها، دیوارها، ایوان‌ها، سایبان‌ها و درخت‌ها بایستی طوری جهت یابی شود که موجب ایجاد سایه در تابستان و بیشترین بهره خورشیدی در زمستان گردد. علاوه بر آن مکان مناسب پنجره می‌تواند باعث افزایش میزان نور روشنایی روز (Daylighting) و کاهش مصرف انرژی الکتریکی روشنایی در طول روز گردد استفاده از تکنولوژی‌های انرژی خورشیدی فعال (Active solar) و غیر فعال (Passive solar)، انرژی الکتریکی خورشیدی (Photovoltaic)، استفاده از فضای سبز بر روی بام ساختمان (Roof garden) از جمله راهکارهای موثر در این بخش محسوب می‌شود.[۷]

استفاده از سیستم مدیریت یکپارچه ساختمان (BMS) از دیگر راهکارهایی است که در این گونه ساختمان‌ها نقش بسزایی ایفا می‌کنند این سیستم با اعمال کنترل بر روی بخش‌های مختلف ساختمان اعم از تاسیسات حرارتی و برودتی، روشنایی، اعلام حریق، درب‌های ساختمان و غیره امکان مدیریت و کاهش مصارف انرژی را فراهم می‌سازد بعنوان مثال ساختمانی که مجهز به کنترلرهای دقیق دما و رطوبت هوا با قابلیت تنظیمات زمان کارکرد و دیگر پارامترها است، می‌تواند تا ۲۰ درصد در مصرف انرژی صرفه جویی نماید.[۸]

افزایش کیفیت آسایش محیط داخل ساختمان نیز یکی از اهداف پر اهمیت در ساختمان سبز می‌باشد. کیفیت آسایش محیط داخل (IEQ) شامل سه بخش عمده زیر می‌باشد

  • کیفیت هوای داخل ساختمان (IAQ) به منظور کاهش ترکیبات آلی فرار
  • کیفیت حرارتی ساختمان
  • کیفیت روشنایی ساختمان

کیفیت هوای داخل ساختمان شامل پاک بودن هوا از آلاینده‌های هوا اعم از volatile organic compounds و آلاینده‌های میکروبی است که نیازمند سیستم‌های تهویه مطبوع مجهز به فیلترهای هوا و درزبندی مناسب ساختمان است همچنین کنترل رطوبت هوا ضمن اهمیت در آسایش حرارتی از رشد میکروبی و قارچ‌ها جلوگیری می‌کند دمای مطلوب ساکنین ساختمان، سرعت جریان هوای تهویه مطبوع نسز از جمله مواردی است که در کیفیت حرارتی ساختمان نقش بسزایی دارد همچنین تامین شدت روشنایی محیط، کیفیت نور و رنگ نور در ساختمان سبز مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.[۹]

نتیجه[ویرایش]

ایده این ساختمانهای صفر انرژی که برای کم نمودن مصرف ساختمانی می‌باشد که در واقع صفر انرژی امکانات زندگی و کار را در یک فضای بدون سوخت فسیلی پیشنهاد می‌دهد بدون شک ساخت ساختمانها ی صفر انرژی نیاز قرن آینده می‌باشد برای موفقیت آینده این ساختمانها خلاقیت، زمان بندی دقیق و همکار ی جمعی بین گروهها ی مختلف می‌باشد.[۱۰]

در واقع " صفر انرژی " امکانات زندگ ی و کار را در ی ک فضا ی بدون سوخت فسیلی پیشنهاد می‌کند. این ساختمانها در طول سال بر اساس نیاز مصرف انرژی خود، انرژی تولید می‌کنند. فیزیک و ساختار مناسب و استفاده از منابع تجدید پذیر در این ساختمانها، رسیدن به هدف فوق را تا حد زیادی میسر می‌سازد.

منابع[ویرایش]

  1. www.slideshare.net/arghavanakbarieh/zero-energy-homes
  2. lunda,H,Marszalb,, A. , Heiselberg, P. , 2011.pp. 1446-1654
  3. http://danyar.ir
  4. Marszal,A.J,Heiselberg,P. , bourrelle,J.S. ,Musall, E. voss,K. ,sartori, I. and napolitano,A. , 2011.
  5. abu dhabi future energy company. ABQ Zawya Ltd..archived from the original on 16 october 2009
  6. http://energystar.ir
  7. http://energystar.ir
  8. http://energystar.ir
  9. http://energystar.ir
  10. www.tebyan-zn.ir/News-Article/science_technology/2013/11/27/149550.html
  • ترجمه از ویکی‌پدیای انگلیسی