کارشناس رسمی دادگستری -رشته راه وساختمان

در دستورالعمل مميزي انرژي در ساختمان ضمن تشريح مراحل انجام مميزي انرژي در ساختمان، وضعيت انرژي ساختمان با توجه به انرژي مصرفي مندرج در قبض‌هاي پرداختي مشخص مي شود. براين اساس با استفاده از اطلاعات مندرج در قبض‌هاي انرژي ساختمان و همچنين داده‌هاي ساليانه هواشناسي، ضريب انتقال حرارت عملكردي ديوار‌هاي خارجي ساختمان مشخص مي‌گردد.

سپس با مقايسه وضعيت ساختمان با شرايط استاندارد (مطابق ضرايب ارائه شده در مبحث نوزدهم مقررات ملي ساختمان و يا استانداردهاي جهاني نظير كد بين‌المللي IECC) مصرف انرژي ساختمان و انحراف آن از شرايط استاندارد تعيين مي‌گردد.
در اين قسمت مراحل چهارگانه مميزي انرژي ساختمان جهت تعيين وضعيت ساختمان نسبت به شرايط استاندارد شرح داده شده است و همچنين معرفي روش تعيين ضريب بار ساختمان بمنظور مشخص كردن وضعيت عملكرد ديوارهاي خارجي ساختمان معرفي گرديده است و مميزان مي‌توانند با استفاده از روش مذكور عملكرد انرژي ديوارهاي خارجي ساختمان را برآورد نمايند.

فرايند انجام مميزي انرژي در ساختمان :

1. بازديد و تكميل فرمهاي مميزي انرژي
گام اول در مميزي انرژي ساختمان، تعيين دقيق وضعيت موجود به منظور بررسي عملكرد ساختمان مي‌باشد. بر اين اساس لازم است فرم‌ها و جداول استانداردي بمنظور ثبت و يا برداشت اطلاعات ساختمان تهيه گردد. با اين روش علاوه بر اينكه يك رويه مشخص و زبان مشترك در ميان متخصصين انرژي ايجاد مي‌گردد بلكه براساس اين فرم‌ها، حداقل اطلاعاتي كه بايد توسط مميزان در هنگام بازديد از ساختمان جمع‌آوري گردد، مشخص مي‌شود. در واقع مميز با در دست داشتن چنين فرمي به صورت هدفمند در ساختمان حركت مي‌كند و با برنامه مشخص و از پيش‌ تعيين شده تمامي اطلاعات مفيد و اثرگذار را در اين فرم ثبت مي‌كند. تكميل فرم‌هاي مميزي انرژي و ثبت اطلاعات اوليه در بخش‌هاي زير ضروري است.

2. اندازه‌گيري و ثبت اطلاعات اوليه ساختمان
مميز در هنگام بازديد از ساختمان علاوه بر جمع‌آوري اطلاعات ساختمان و تكميل فرم‌هاي مميزي انرژي، لازم است ميزان انرژي مصرفي ساختمان را نيز تعيين نمايد تا بتواند وضعيت ساختمان را با شرايط استاندارد مقايسه و پتاسيل صرفه‌جويي را تعيين كند. براين اساس اندازه‌گيري‌هاي زير در مميزي ساختمان لازم مي‌باشد:

بطور طبيعي گرما از محيط گرم‌تر به محيط سردتر جريان مي‌يابد. در زمستان گرما از فضاي گرم درون ساختمان به سمت فضاهاي سرد و مناطقي كه مورد استفاده قرار نمي گيرند نظير شيرواني، گاراژ، زيرزمين و محيط بيرون از خانه جريان مي يابد. در فصل سرمايش و تابستان، گرما از محيط بيرون به درون ساختمان هدايت مي‌شود. بنابراين اتلاف حرارتي ساختمان با اختلاف دماي هواي بيرون و درون متناسب است. براي ديوارها و پنجره‌ها توان اتلافي مطابق با رابطه فوريه محاسبه مي‌شود.

كه در آن U ضريب انتقال حرارت جداره و A مساحت جداره مي‌باشد. بنابراين توان اتلافي متناسب با حاصلضرب (UA) در اختلاف دما مي‌باشد و به عبارت ديگر ضريب تناسب (UA) است. اين معادله براي كف روي زمين، برابر با حاصلضرب ضريب تناسب (F) در محيط كف ساختمان (P) مي‌باشد. براي تهويه طبيعي هوا و تهويه مطبوع توان اتلافي برابر با دبي جرمي هوا در گرماي ويژه هواي ورودي مي‌باشد. چرا كه توان مورد نياز براي گرمايش جرياني با دبي هواي و ظرفيت گرمايي ويژه برابر با خواهد بود. ضريب بار ساختمان (BLC) ، مجموع پارامترهاي مذكور مي‌باشد كه در رابطه4 نشان داده شده است.
انرژي مورد نياز براي گرمايش ساختمان مجموع اتلاف حرارت از جداره‌هاي خارجي ساختمان و انرژي مورد نياز جهت گرمايش هواي نفوذي مي‌باشد كه در رابطه2 بيان شده است.

مطابق با رابطه بالا انرژي مصرفي در ساختمان متناسب با اختلاف دما مي‌باشد اما وجود اينرسي حرارتي باعث ايجاد تاخير زماني مي‌شود به اين معني كه ذخيره انرژي در ديوار‌ها باعث مي‌شود تا ساختمان در برابر تغييرات هواي خارج از خود مقاومت نشان دهد و انتقال حرارت با تاخير زماني انجام شود و لزوماً در سردترين وقت شبانه‌روز، ساختمان بيشترين مصرف انرژي را نداشته باشد.
بنابراين با توجه به روابط فوق چنانچه مصرف گاز بر حسب روز درجات گرمايش ترسيم گردد نموداري مشابه تصوير1 حاصل خواهد شد. در اين نمودار محور عرضي نشان‌دهنده ميزان گاز مصرفي (انرژي مصرفي) و محور طول‌ها نشان‌دهنده روزدرجات گرمايش اختلاف دما نسبت به 18 درجه سانتي گراد مي‌باشد. با مشخص بودن ميزان گاز مصرفي ساختمان و اختلاف دماي هوا براي هر دوره قبض گاز مصرفي، نموداري مانند تصوير1 قابل ترسيم است. اگر مطابق تصوير2 بهترين رگرسيون خطي براي نقاط مذكور ترسيم گردد، در اين‌ صورت شيب خط ترسيم شده نشان‌دهنده ضريب بار ساختمان مي‌باشد كه وابستگي بار ساختمان را به تغييرات هواي خارج نشان مي‌دهد. همچنين تقاطع خط ترسيم شده با محور عمودي بيانگر مصرف پايه ساختمان (كه مستقل از تغيرات هواي خارجي است) مي‌باشد. مصرف پايه ساختمان شامل آب گرم مصرفي، پخت و پز و ... مي‌باشد. هرچه ساختمان داراي اينرسي حرارتي بالاتري باشد با بهبود ضريب انتقال حرارت ديوار‌ها در هر مترمربع ساختمان صرفه‌جويي كمتري در مقايسه با يك ساختمان با اينرسي كمتر حاصل خواهد شد. در ساختمان‌هاي با مقاومت حرارتي يكسان، اينرسي حرارتي كمتر سبب مي‌شود تا تغييرات درجه حرارت بيرون در زمان كوتاهتري بداخل ساختمان منتقل گردد، در نتيجه ارتباط انرژي مصرفي ساختمان با هواي بيرون بيشتر بوده و شيب خط رگرسيون بيشتر مي‌باشد.

از ترسيم خط رگرسيون نتايج زير مشخص می‌شود كه در تصوير3 نشان داده شده است.
1ـ مصرف پايه ماهيانه
2ـ ارتباط بين اختلاف دماي هوا و مصرف انرژي كه همان BLC مي‌باشد.
بنابراين شيب خط ترسيم شده برابر با ضريب بار ساختمان (BLC) و تقاطع خط با نمودار مصرف، نشان دهنده مصرف پايه ساختمان مي‌باشد. مصرف سوخت براي هر ماه از طريق ضرب BLC در روز درجات گرمايش بدست مي‌آيد.
مصرف پايه+(روز درجات گرمايش)*BLC = مصرف سوخت ماهانه
بطور كلي تعيين مقدار BLC براي تحليل انرژي يك ساختمان علاوه بر مشخص كردن مصرف پايه ساختمان با توجه به دلايل زير براي مميزان انرژي مورد نياز مي‌باشد.
- اغلب، اطلاعات لازم براي تحليل پوسته ساختمان در دسترس نمي‌باشد.
- اگر اطلاعات پوسته در دسترس بوده و ضريب بار ساختمان از طريق محاسبه اجزاء تشكيل‌ دهنده قابل محاسبه باشد، ضريب بدست آمده از خط رگرسيون معياری برای بررسی صحت مقادير حساب شده خواهد بود.
- رگرسيون خطي به ما نشان مي‌دهد كه چه ارتباطي بين روز درجات گرمايش -سرمايش و مصرف انرژی وجود دارد و براي ما مشخص مي‌كند كه اينرسي حرارتي ساختمان چقدر است.

در رابطه فوق BLC ، n ، Di ، Ei به ترتيب ضريب بار ساختمان، تعداد نقاط نمودار مصرف سوخت بر حسب روز درجه گرمايش، روز درجات گرمايش يك دوره معين و انرژي مصرفي براي يك دوره معين مي‌باشد. ميزان مصرف پايه ساختمان (C) مطابق رابطه (6) حساب مي‌گردد.

اين ضريب بيان‌كننده ارتباط خطي بين متغير مستقل و وابسته مي‌باشد به عبارت ديگر R برابر با يك بيانگر ارتباط خطي كامل اين دو پارامتر است و معادله خط از كل نقاط مذكور مي‌گذرد و R برابر با صفر نشان‌دهنده عدم ارتباط بين اين دو پارامتر مي‌باشد.
مجذور ضريب همبستگي R2 تخميني از وابستگي مصرف سوخت به روز درجات گرمايش است. در يك قانون كلي R2 مساوي يا بزرگتر از 8/0 مشخص‌كننده يك ساختمان با اينرسي حرارتي كم و كمتر از 8/0 به عنوان ساختماني با اينرسي حرارتي زياد در نظر گرفته مي‌شود.

مرحله سوم: مدلسازي و تعيين بار ساختمان با توجه به الزامات مبحث نوزدهم مقررات ملي ساختمان

همانطور كه گفته شد بار ساختمان از دو بخش انتقال حرارت از پوسته خارجي ساختمان و بار هواي نفوذي و تهويه تشكيل شده است، در اين صورت چنانچه ضريب انتقال حرارت پوسته خارجي ساختمان با BLC1 و ضريب بار هواي نفوذي و تهويه با BLC2 نشان داده شود، با در نظر گرفتن الزامات مبحث‌ نوزدهم مقررات ملي ساختمان مقدار BLC1 از رابطه زير بدست مي‌آيد.

در رابطه فوق AW ، UW ، AR ، UR ، AF ، UF ، P ، UP ، AG ، UG ، RG ، AD ، UD ، AWB ، UWB بترتيب مساحت ديوارهاي در تماس با فضاي خارجي، ضريب انتقال حرارت مرجع ديوارهاي در تماس با فضاهاي خارجي، مساحت مربوط به بام تخت يا شيبدار، ضريب انتقال حرارت مرجع بام تخت يا شيبدار، مساحت مربوط به كف زيرين در تماس با خاك، ضريب انتقال حرارت مرجع كف زيرين در تماس با خاك، پيرامون مربوط به كف زيرين در تماس با خاك، ضريب انتقال حرارت خطي مرجع مربوط به جداره‌هاي نورگذر با قاب‌هاي آن‌ها، مساحت مربوط به جداره‌هاي نورگذر با قاب‌هاي آن‌ها (قاب شيشه)، ضريب انتقال حرارت مرجع مربوط به جداره‌هاي نورگذر به سطوح جداره‌هاي نورگذر با قاب‌هاي آن‌ها، نسبت متوسط سطوح جداره‌هاي نورگذر (بدون در نظر گرفتن سطوح قاب‌هاي آنان) به سطوح جداره‌هاي نورگذر با قاب‌هاي آن‌ها، مساحت مربوط به درهاي خارجي، ضريب انتقال حرارت مرجع درهاي خارجي، مساحت كليه سطوح در تماس با فضاي كنترل شده و ضريب انتقال حرارت مرجع كليه سطوح در تماس با فضاي كنترل نشده مي‌باشد. ضريب انتقال حرارت ساختمان ناشي از بار هواي تهويه (BLC2) از رابطه (9) بدست مي‌آيد.

در اين رابطه Q ، p و Cp بترتيب چگالي، دبي و ظرفيت حرارتي هواي نفوذي مي‌باشند. ضريب انتقال حرارت كلي ساختمان مجموع ضريب انتقال حرارت پوسته خارجي (BLC1) و ضريب انتقال حرارت هواي نفوذي و تهويه (BLC2) مي‌باشد.
هدف نهايي از انجام محاسبات، تعيين وضعيت ساختمان با توجه به ساختمان استاندارد مي‌باشد در صورتي كه رابطه (10) براي ضريب بار ساختمان محاسبه شده براساس قبض‌هاي گاز مصرفي صحيح باشد، ساختمان الزامات مبحث نوزدهم مقررات ملي ساختمان را رعايت كرده است، در غير اينصورت مصرف انرژي ساختمان بيشتر از شرايط استاندارد بوده و لازم است نسبت به رفع مشكلات موجود در جداره‌هاي خارجي ساختمان اقدام شود و محاسبات مذكور براي شرايط پيشنهادي مجدداً انجام گردد. در اين رابطه n راندمان مشعل مي‌باشد و BLC ضريب بار عملكردي ساختمان مي‌باشد كه از رابطه (5) با توجه به گاز مصرفي ساختمان تعيين مي‌شود.

پس از مشخص شدن وضعيت انرژي مصرفي ساختمان نسبت به شرايط استاندارد، در مرحله چهارم و پاياني مميزي انرژي ساختمان، فرصت‌هاي صرفه‌جويي انرژي تعيين و از نظر اقتصادي، ارزيابي مي‌شوند.
به منظور بررسي هر يك از راهكارهاي صرفه‌جويي انرژي و تعيين ميزان كاهش مصرف انرژي حاصل از اجراي هر يك از فرصت‌هاي صرفه‌جويي انرژي مي‌بايست ساختمان با يك نرم‌افزار نظير نرم‌افزار كرير مدل شود تا كاهش بار ساختمان با اجراي تغييرات موردنظر در ساختمان به راحتي تعيين گردد.
در اين مرحله از مميزي كه مهم‌ترين بخش آن است و نياز به تجربه بيشتري دارد مميز بايد راهكارهاي مناسب براي ساختمان را پيشنهاد و ميزان كاهش احتمالي مصرف انرژي را با اجراي راهكارهاي اقتصادي برآورد كند. البته بايد مميزان انرژی در هنگام تجزيه و تحليل‌های انرژی از جديدترين فناوري‌هاي بهبود بازدهی انرژی ساختمان آگاهي داشته باشند. اين مرحله بطور كلي به بخش‌هاي زير تقسيم مي‌شود.
1- مدلسازي فرصت‌هاي صرفه‌جويي انرژي منتخب
2- محاسبه ميزان كاهش مصرف انرژي با اجراي فرصت‌هاي صرفه‌جويي انرژي
3- برآورد هزينه‌هاي اجرايي فرصت‌هاي صرفه‌جويي انرژي
4- محاسبه دوره بازگشت سرمايه فرصت‌هاي صرفه‌جويي انتخاب شده
پس از تعيين فرصت‌هاي صرفه‌جويي مناسب، بايد اين فرصت‌ها در نرم‌افزار مدل سازي شده و ميزان كاهش انرژي مصرفي با اعمال هر يك از فرصت‌هاي صرفه‌جويي انرژي مشخص گردد و در ادامه هزينه اجراي هر يك از فرصت‌هاي صرفه‌جويي انرژي برآورد شود و دوره بازگشت سرمايه با توجه ميزان كاهش انرژي مصرفي و هزينه اوليه سرمايه‌گذاري محاسبه گردد. در نهايت مميز بايد براساس ميزان سرمايه‌گذاري و دوره بازگشت سرمايه‌ اوليه، راهكارهاي صرفه‌جويي انرژي را براساس اقدامات كم هزينه و پرهزينه دسته‌بندي نمايد.
يك گزارش مميزي انرژي نتيجه نهايي پروژه مميزي انرژي بوده و حاصل فعاليت‌ها و اقدامات مميز است، بنابراين اين گزارش بايد به خوبي منعكس كنند كليه فعاليت‌هاي وي باشد و كارفرماي پروژه با مطالعة‌ گزارش در جريان كامل مراحل اجرايي پروژه قرار گيرد. همچنين گزارش بايد كاملاً ساده و روان ارائه گردد، ضمن آنكه نكات فني در هر يك از طرح‌ها و اقدامات انجام گرفته در خصوص فرصت‌هاي صرفه‌جويي انرژي، بطور كامل شرح داده شده باشد.