بهینه سازی انرژی یک ساختمان آموزشی در تهران با پیکربندی های مختلف پنجره، پرده، سیستم روشنایی و دمای تنظیم همراه با تحلیل اقتصادی

در این مطالعه، بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان دانشکده مکانیک دانشگاه شهید رجایی با استفاده از مدلسازی در نرم افزار دیزاین بیلدر انجام شده است. اعتبارسنجی حل، یک بار از طریق نرم افزار انسیس فلوئنت و یک بار به صورت تجربی انجام شده است. مدلسازی در دیزاین بیلدر بر اساس محاسبه بار سرمایی و گرمایی و در فلوئنت به صورت سه بعدی بر اساس حل معادلات پیوستگی، تکانه و انرژی با تقریب بوزینسک انجام شده است. با تلفیق پیکربندی های مختلف پرده، پنجره، تجهیزات روشنایی و دماهای تنظیم سرمایش و گرمایش، ۸۵ جایگشت مختلف تشکیل می شود. برای همه این حالت ها محاسبات بار سرمایی و گرمایی انجام شده و از بین آنها ۱۰ حالت برتر معرفی و رتبه بندی شده اند. کاربران ساختمان می-توانند با توجه به محدودیت های چهارگانه اقتصادی، کاربری، زیستی و سلیقه ای به ترتیب رتبه ها را بررسی کرده و یکی از این حالت ها را انتخاب کنند. نتایج نشان می دهد بهینه ترین حالت زمانی است که پنجره دوجداره بدون سایه بان، پرده با نوار بازتابی بالا و سیستم روشنایی لامپ فلورسنت تری فسفر با فرکانس بالا و دمای تنظیم گرمایش ۲۰ و دمای سرمایش ۲۸ درجه سلسیوس باشد. با اعمال شرایط بهینه، در طول یک سال به میزان ۸۶/۴۳ درصد در مصرف گاز و ۶۵/۱۱ درصد در مصرف برق صرفه جویی می شود. این امر موجب کاهش هزینه ی برق مصرفی ساختمان به میزان ۵۶/۱۰ درصد معادل ۱۵ میلیون و ۲۰۰ هزار ریال سالانه می باشد. همچنین با اعمال شرایط بهینه، میزان کربن دی اکسید تولیدی ساختمان ۸۳/۱۱ درصد به صورت سالانه کاهش می یابد.