ساختمانهای تاریخی معمولاً پیش از شکلگیری استانداردهای نوین انرژی طراحی شدهاند و در نتیجه، اگرچه از نظر فرهنگی و معماری ارزشمند هستند، اما اغلب دارای عملکرد انرژی پایینتری نسبت به ساختمانهای معاصر میباشند.
کلیسای مورد مطالعه نمونهای از این شرایط است که بهعنوان یک بنای تاریخی با دیوارهای آجری ضخیم و ساختار سنتی، پیش از مداخله دارای مصرف انرژی قابلتوجهی بهویژه در بخش روشنایی بود. وابستگی زیاد به سیستمهای روشنایی مصنوعی فلورسنت، سبب افزایش مصرف برق سالیانه و تولید بار حرارتی ناخواسته در فضای داخلی شدهبود.
ماهیت عملکردی ساختمان، شامل حضور متناوب کاربران و ساعات بهرهبرداری خاص، اهمیت طراحی سیستم روشنایی کارآمد را دوچندان نمود. بنابراین این پروژه با هدف کاهش مصرف انرژی بدون تغییر در کیفیت فضایی و هویت معماری آغاز گردید.
اهداف پروژه بهگونهای تدوین شدند تا بهعنوان معیار ارزیابی تمامی سناریوهای شبیهسازی باشند.
در این پروژه، بازتوانی ساختمان با رویکرد معماری پایدار و تمرکز بر بهینهسازی پوسته و استفاده از نور روز انجام شد. دیوارهای آجری و جرم حرارتی حفظ شده و طراحی بر کاهش نیاز انرژی و بهرهبرداری از ظرفیتهای طبیعی بنا استوار شد. مدل انرژی ساختمان با در نظر گرفتن حضور کاربران و ویژگیهای حرارتی مصالح در DesignBuilder توسعه یافت. تحلیلها نیز بر روشنایی و گرمایش تمرکز داشته تا اثر هر تغییر قابل ارزیابی باشد.
برای ارزیابی کیفیت و تحلیل عملکرد پروژه نیز، پارامترهایی مورد ارزیابی قرار گرفت که عبارتند از:
مداخلات پروژه با هدف ارتقاء عملکرد انرژی و در عین حال حفظ هویت معماری و تاریخی بنا انتخاب شدند؛
این اقدامات باعث شد ساختمان با حداقل مداخله، بیشترین بهبود عملکرد انرژی را تجربه نماید.
در این پژوهش نرمافزار DesignBuilder بهعنوان ابزار اصلی تحلیل انرژی مورد استفاده قرار گرفت. مدل پیشنهادی ساختمان بر اساس ASHRAE 90.1 استانداردسازی شد تا مقایسهی عملکرد پیش و پس از مداخله معتبر باشد. ارزیابی نمودارهای خروجی نشان میدهد که؛
نمودارهای سالیانه و ماهانه نشان دادند که جایگزینی سیستم روشنایی فلورسنت با LED و نصب کنترل خطی شدت نور، سبب کاهش مصرف روشنایی در تمام ماهها شد. بهرهگیری از پنلهای هدایت نور روز، افزایش عمق نفوذ نور طبیعی و کاهش وابستگی به روشنایی مصنوعی را در ساعات روز فراهم کرد.
کاهش مصرف انرژی گرمایشی به دلیل جرم حرارتی دیوارهای آجری ضخیم محدود، اما مؤثر بود. دیوارهای بنایی نقش تعدیل نوسانات دمایی را حفظ نمودند و تزریق عایق سلولزی اتلاف حرارت را کاهش داد.
تحلیل نمودارهای پوسته ساختمان نشان داد که بدون مختل شدن رفتار دینامیکی جرم حرارتی، مقاومت حرارتی افزایش یافته و نوسانات دمایی داخلی کمتر شدهاست. این ترکیب سبب ایجاد شرایط پایدارتر حرارتی و کاهش اتلاف انرژی در فصول سرد شد.
این پروژه نشان میدهد که در ساختمانهای تاریخی، بهینهسازی هدفمند سیستمهای بهرهبرداری؛ بهویژه روشنایی، میتواند بدون مداخلات گسترده یا تغییرات کالبدی، مصرف انرژی را بهطور قابلتوجهی کاهش دهد. شبیهسازیهای مبتنی بر داده، امکان شناسایی دقیق منابع اتلاف انرژی و پیشبینی رفتار حرارتی ساختمان را فراهم نموده و تصمیمات طراحی را از حدس و گمان، به فرآیندی علمی و قابل اندازهگیری تبدیل مینماید.
تجربه کلیسای تاریخی آریزونا اذعان مینماید که تلفیق ابزارهای تحلیل انرژی با حفاظت ارزشهای معماری، رویکردی مؤثر برای ارتقاء عملکرد انرژی و آسایش داخلی بناها در چارچوب معماری پایدار فراهم میآورد. بازتوانی انرژی نه تنها مصرف منابع را کاهش میدهد، بلکه امکان انطباق ساختمانهای موجود با استانداردهای معاصر بهرهوری انرژی و توسعه پایدار را فراهم کرده و الگویی عملی و قابل تعمیم برای پروژههای مشابه ارائه میکند.
برای مشاوره و مدیریت مصرف انرژی پروژههای خود با ما در ارتباط باشید.
در صورت داشتن هرگونه سوال، با ما در تماس باشید …
