تأثیر اقلیم بر میزان مصرف انرژی در بخش گرمایش و سرمایش ساختمان

گلکار, سعید; یوسفی, حسین; صالحی, محمد; فتحی, امیرحسین; آزادی, خاطره

doi:10.22059/ije.2023.350637.1694

تأثیر اقلیم بر میزان مصرف انرژی در بخش گرمایش و سرمایش ساختمان

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

سعید گلکار ¹

حسین یوسفی ²

محمد صالحی ³

امیرحسین فتحی ⁴

خاطره آزادی ⁵

¹ دانش ‏آموختۀ مقطع کارشناسی ‏ارشد، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز

² دانشیار، دانشکدۀ علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران

³ دانش ‏آموختۀ مقطع کارشناسی ‏ارشد، دانشکدۀ مهندسی انرژی، دانشگاه صنعتی شریف

⁴ استادیار، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز

⁵ دانشجوی کارشناسی ارشد رشتۀ انرژی‏های تجدیدپذیر، دانشکدۀ علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران

10.22059/ije.2023.350637.1694

چکیده

این پژوهش تأثیر تغییر اقلیم بر بار سرمایش و گرمایش یک ساختمان نمونه در 1000 نقطۀ گستره کشور ایران مورد بررسی قرار می‌دهد و فقط تأثیر تغییر شرایط آب‌وهوایی بر بار سرمایش و گرمایش مورد مطالعه قرار گرفته است. از نتایج مستخرج از این مطالعه می‌توان به منظور قیمت‌گذاری عادلانۀ حامل‌های انرژی در اقلیم‌های مختلف، برنامه‌ریزی عرضۀ حامل‌های انرژی و همچنین بررسی فناوری‌های مناسب جهت کاهش مصرف انرژی (عایق‌ها، آبگرمکن‌های خورشیدی و سایر موارد مشابه) بهره برد. به منظور کمی‌سازی تأثیر تغییر اقلیم بر بار سرمایش و گرمایش، از نرم‌افزار فنی و مهندسی دیزاین بیلدر استفاده شده است. بررسی بار سرمایش و گرمایش محاسبه نشان می‌دهد، بازه تغییر بار سرمایش در نقاط مورد بررسی نسبت به بار گرمایش بیشتر است و به صورت کلی متوسط بار سرمایش بیشتر از بار گرمایش است. بیشینه، متوسط و کمینۀ بار گرمایش به‌ترتیب 198، 2/7 و نزدیک به صفر بوده است. همچنین بیشینه، متوسط و کمینۀ بار سرمایش به‌ترتیب 166، 67 و 6/3 پیش‏بینی شد.

کلیدواژه‌ها

مصرف انرژی در ساختمان

بار سرمایش

بار گرمایش

انتشار گازهای گلخانه‏ای

تأثیر تغییر اقلیم

Khatib, “IEA World Energy Outlook 2011—A comment,” Energy Policy, vol. 48, pp. 737–743, Sep. 2012, doi: 10.1016/J.ENPOL.2012.06.007.
K. Bui, T. N. Nguyen, T. D. Ngo, and H. Nguyen-Xuan, “An artificial neural network (ANN) expert system enhanced with the electromagnetism-based firefly algorithm (EFA) for predicting the energy consumption in buildings,” Energy, vol. 190, p. 116370, Jan. 2020, doi: 10.1016/J.ENERGY.2019.116370.
Pérez-Lombard, J. Ortiz, and C. Pout, “A review on buildings energy consumption information,” Energy Build., vol. 40, no. 3, pp. 394–398, Jan. 2008, doi: 10.1016/J.ENBUILD.2007.03.007.
Zemella, D. De March, M. Borrotti, and I. Poli, “Optimised design of energy efficient building façades via Evolutionary Neural Networks,” Energy Build., vol. 43, no. 12, pp. 3297–3302, Dec. 2011, doi: 10.1016/J.ENBUILD.2011.10.006.
P. Tootkaboni, I. Ballarini, M. Zinzi, V. C.- Climate, and undefined 2021, “A comparative analysis of different future weather data for building energy performance simulation,” mdpi.com, Accessed: Oct. 29, 2022. [Online]. Available: https://www.mdpi.com/1008604
Pérez-Andreu, C. Aparicio-Fernández, A. Martínez-Ibernón, and J. L. Vivancos, “Impact of climate change on heating and cooling energy demand in a residential building in a Mediterranean climate,” Energy, vol. 165, pp. 63–74, Dec. 2018, doi: 10.1016/J.ENERGY.2018.09.015.
Attia, C. G.- Energies, and undefined 2020, “Climate change effects on belgian households: a case study of a nearly zero energy building,” mdpi.com, Accessed: Oct. 29, 2022. [Online]. Available: https://www.mdpi.com/855878
Zheng and Q. Weng, “Modeling the effect of climate change on building energy demand in Los Angeles county by using a GIS-based high spatial- and temporal-resolution approach,” Energy, vol. 176, pp. 641–655, Jun. 2019, doi: 10.1016/J.ENERGY.2019.04.052.
Bamdad, M. E. Cholette, S. Omrani, and J. Bell, “Future energy-optimised buildings — Addressing the impact of climate change on buildings,” Energy Build., vol. 231, p. 110610, Jan. 2021, doi: 10.1016/J.ENBUILD.2020.110610.

Bienvenido-Huertas, C. Rubio-Bellido, F. Farinha, M. J. Oliveira, and J. L. Pérez-Ordóñez, “Evaluating the potential of adaptive comfort approach using historic data to reduce energy consumption in buildings in southern Spain,” Build. Environ., vol. 185, p. 107313, Nov. 2020, doi: 10.1016/J.BUILDENV.2020.107313.
K. Alghoul, H. G. Rijabo, and M. E. Mashena, “Energy consumption in buildings: A correlation for the influence of window to wall ratio and window orientation in Tripoli, Libya,” J. Build. Eng., vol. 11, pp. 82–86, May 2017, doi: 10.1016/J.JOBE.2017.04.003.
T. Nguyen, D. Rockwood, M. K. Doan, and T. K. Dung Le, “Performance assessment of contemporary energy-optimized office buildings under the impact of climate change,” J. Build. Eng., vol. 35, p. 102089, Mar. 2021, doi: 10.1016/J.JOBE.2020.102089.
Golkar, M. Baneshi, and A. Fathi, “An integrated framework for optimum planning and operating solar energy conversion technologies in buildings,” Int. J. Energy Res., vol. 46, no. 12, pp. 16476–16499, Oct. 2022, doi: 10.1002/ER.8310.
Heiple and D. J. Sailor, “Using building energy simulation and geospatial modeling techniques to determine high resolution building sector energy consumption profiles,” Energy Build., vol. 40, no. 8, pp. 1426–1436, Jan. 2008, doi: 10.1016/J.ENBUILD.2008.01.005.
M. Bhutta, “Application of smart energy technologies in building sector - Future prospects,” ICECE 2017 - 2017 Int. Conf. Energy Conserv. Effic. Proc., vol. 2018-January, pp. 7–10, Jun. 2017, doi: 10.1109/ECE.2017.8248820.
Ali, "Estimating the useful energy demand of the household sector in Iran by separating different household expenditure groups," sid.ir, Accessed: Oct. 29, 2022. [Online]. Available: https://www.sid.ir/fa/Journal/ViewPaper.aspx?ID=109282
C. Bhattacharyya and G. R. Timilsina, “Modelling energy demand of developing countries: Are the specific features adequately captured?,” Energy Policy, vol. 38, no. 4, pp. 1979–1990, Apr. 2010, doi: 10.1016/j.enpol.2009.11.079.
A. Aziz, N. Hashim, N. Mustapha, and R. Ismail, “Factors Affecting Energy Demand in Developing Countries: A Dynamic Panel Analysis,” Int. J. Energy Econ. Policy, vol. 3, no. 4, pp. 1–6, Dec. 2013, Accessed: Oct. 29, 2022. [Online]. Available: https://dergipark.org.tr/en/pub/ijeeep/issue/31907/350757
Moslehi H. Design and Load Calculation Book of Mechanical Installations in Design Builder. 2017. - Google Search https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q (accessed Oct. 29, 2022).
Golkar, M. Banshi and A. Fathi, "Developing a technical-economic model for choosing the cooling system of office buildings in hot and dry regions - the investigated example of water and sewage building in Fars province." The 6th Annual Clean Energy Conference, Oct. 01, 1398. Accessed: Oct. 29, 2022. [Online]. Available: https://civilica.com/doc/969617/certificate/print/
Office of National Construction Regulations, "The Fifth Topic of Iran's National Construction Regulations, Construction Materials and Products," p. 260, 1392.
L. Wong, K. K. W. Wan, D. H. W. Li, and J. C. Lam, “Impact of climate change on residential building envelope cooling loads in subtropical climates,” Energy Build., vol. 42, no. 11, pp. 2098–2103, Nov. 2010, doi: 10.1016/J.ENBUILD.2010.06.021.
Wang, H. Lin, W. Wang, Y. Liu, R. Wennersten, and Q. Sun, “Impacts of climate change on the cooling loads of residential buildings differences between occupants with different age,” Energy Procedia, vol. 142, pp. 2677–2682, Dec. 2017, doi: 10.1016/J.EGYPRO.2017.12.210.