28875

ارائه چارچوبي در جهت بهينه‌سازي پوسته ساختمان‌هاي مسكوني براي كاهش انرژي و كربن مصرفي از ديدگاه ارزيابي چرخه حيات

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران-محيط زيست

1399-1402

1402/06/20

دكتر محسن سعيدي/ دكتر سجاد ميرولد

عمران

نگراني‌ها در رابطه با تغييرات اقليم و مصرف منابع در سراسر دنيا در حال افزايش است و صنعت ساختمان جزء بخش‌هايي است كه مصرف انرژي زيادي را به خود اختصاص مي‌دهد و از جمله صنايع تأثير‌گذار در زمينه تأثيرات زيست محيطي شناخته مي‌شود. نيمي از اين انرژي مصرفي در بخش ساخت توسط دستگاه‌هاي سرمايش و گرمايش و سيستم‌هاي تهويه مطبوع مصرف مي‌شود. درنتيجه بهره‌وري در زمينه انرژي در طراحي ساختمان‌ها يكي از موارد مهم در نظر گرفته شده در سياست‌هاي ملي و بين‌المللي در سرتاسر دنيا مي‌باشد. از اين رو در بخش اول اين مطالعه با استفاده از روش‌هاي غير فعال قابل اجرا در ساختمان‌هاي مسكوني، پوسته ساختمان در مقابل انتقال حرارت مقاوم و مقدار مصرف انرژي در طول عمر يك مطالعه موردي، يك ساختمان مسكوني (شش طبقه شش واحد)، كاهش يافته است. در بخش دوم نيز با استفاده از روش‌ يادگيري ماشين، رابطه‌اي براي يافتن مقدار بار حرارتي مورد نياز در ساختمان و پس از آن مقدار ضخامت بهينه عايق مورد استفاده كاربر در ساختمان يافت شده است. در بخش دوم، ابتدا با استفاده از تحليل رگرسيون مقدار بار حرارتي با توجه به متغير‌هاي مستقل مفروض شده، در يك ساختمان پنج طبقه دو واحدي بدست مي‌آيد. پس از آن عدد بدست آمده در دو دسته ضريب اصلاحي ضرب مي‌شود به جهت آنكه مقدار بار حرارتي در ساختمان مورد مطالعه كاربر بدست آيد. تا اينجا مقدار بار گرمايش و سرمايش در ساختمان مورد نظر كاربر (كه هيچ عايق حرارتي در ديوار‌ پيراموني به‌كار نرفته است) بدست آمده است. از اين مرحله به بعد مقدار بار گرمايش و سرمايش وارد معالات لگاريتمي برآورد شده مي‌شود تا مقدار بار‌هاي حرارتي را به ازاي افزايش هر يك سانتي‌متر از عايق مورد نظر، بدست آيد. با توجه به روابط بدست آمده، مقدار ضخامت بهينه براي ساختمان مطالعه موردي (شش طبقه شش واحد)، مساوي با 5 سانتي‌متر از عايق پشم سنگ بدست آمده است. با استفاده از اين ضخامت بهينه و استفاده از چند روش غير فعال ديگر، مقدار مصرف انرژي در ساختمان طرح صفر از 228 به 153 كيلووات‌ساعت بر متر‌مربع در طرح پيشنهادي كاهش يافته است. همچنين نتايج ارزيابي چرخه حيات در طول عمر 50 سال ساختمان نشان مي‌دهد اثر پتانسيل گرمايشي جهاني از مقدار 14/86 به 17/61 كيلو‌گرم معادل كربن‌دي‌اكسيد بر متر‌مربع كاهش خواهد يافت.

1402/07/24

Providing a framework for optimization of the residential buildings' envelope to reduce energy consumption and carbon footprint from the life cycle assessment point of view

9/10/2024 12:00:00 AM

Concerns regarding climate change and resource consumption are increasing all over the world. The construction industry is one of the sectors that consumes a lot of energy and is known as one of the most influential industries in terms of environmental impacts. Half of this energy consumption in the construction sector is consumed by cooling, heating, and air conditioning systems. As a result, making buildings use less energy is very essential and many countries and organizations around the world have policies to address this issue. Therefore, in the first part of this study, the passive methods in residential buildings to lower energy use during the lifespan of a case study residential building (six-story, six-unit) have been used. Using machine learning, the second part of this study discovered a correlation between the thermal load and the best insulation thickness for the building user. The first step is to use regression analysis to find the thermal load for a five-story building with two units, based on some independent variables that have been assumed. After that, the obtained number is multiplied by the correction factor in two categories in order to obtain the amount of heating and cooling load in the building studied by the user. So far, the amount of heating and cooling load in the building desired by the user (where no thermal insulation has been used in the surrounding wall) has been obtained. From this stage onwards, the amount of heating and cooling load is entered into the estimated logarithmic values to obtain the amount of thermal loads for each centimeter increase of the desired insulation. According to the relationships obtained, the optimal thickness value for the case study building (six-story, six-unit) is equal to 5 cm of rock wool insulation. Using this optimal thickness and some other passive methods, the energy consumption in the zero design building has been reduced from 228 to 153 kilowatt hours per square meter in the proposed design. Also, the results of the life cycle assessment during the 50-year life of the building show that the effect of global warming potential will decrease from 14.86 to 17.61 kilograms equivalent of carbon dioxide per square meter.

مدل‌سازي انرژي ساختمان , ارزيابي چرخه حيات , بهينه‌سازي ضخامت عايق حرارتي

Building energy modeling , Life cycle assessment , Thermal insulation thickness optimization

Mahdi Mohammadi

Dr. Mohsen Saeedi/ Dr. Sajjad Mirvalad