نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشکده محیط زیست و انرژی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
2 سازمان انرژى هاى نو ایران و دانشکده محیط زیست و انرژى دانشگاه آزاد اسلامى واحد علوم و تحقیقات تهران
چکیده
کلیدواژهها
تهیه اطلس گرمایش مناطق مختلف ایران به روش درجه روز جهت تدوین معیار مصرف انرژی
مهدی مهرابی1 ، عبدالرزاق کعبی نژادیان1،2 ، مرتضی خلجی اسدی1
1 دانشکده محیط زیست و انرژی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
2 سازمان انرژی های نو ایران
چکیده: با توجه به کاهش روز افزون ذخایر سوختهای فسیلی و ازدیاد مصرف انرژی در ایران نیاز فزاینده ای به بهینه سازی مصرف انرژی وجود دارد. تقاضای انرژی در بخش ساختمان در ایران بسیار بالاست که دلایل آن شامل مواردی همچون یارانه های دولتی برای حاملهای انرژی، فرهنگ نا مناسب مصرف انرژی در میان مصرف کنندگان، عدم عایقکاری مناسب پوسته خارجی ساختمان و نیز کنترل نامناسب تجهیزات گرمایشی و سرمایشی می باشد.
بیشتر سیستمهای کنترل گرمایش در ایران پاسخ مناسبی به تغییرات دمای هوای محیط خارج ساختمان در طی دوره سرد سال نمی دهند، در نتیجه در بیشتر زمانها دمای داخل این ساختمانها از حد آسایش فراتر رفته و به همین دلیل این ساختمانها انرژی بیش از حدی مصرف می کنند. یکی از مهمترین شاخصهای بین المللی برای ارزیابی کارایی انرژی ساختمانها و نیز مدیریت صحیح مصرف در آنها دانستن “درجه روزهای گرمایش” می باشد.
متاسفانه تاکنون هیچ گونه تحقیق جامعی در ایران در رابطه با “درجه روزهای گرمایش” صورت نپذیرفته است، و بنابراین نیاز ویژه ای احساس گردید که تحقیق جامع حاضر صورت گیرد و تصمیم به تهیه اطلس جامع “درجه روزهای گرمایش” برای تمامی نقاط ایران گرفتیم.
در این مقاله داده های دمایی معتبر از 255 ایستگاه هواشناسی معتبر در 30 استان کشور از سازمان هواشناسی جمع آوری ، و سپس با پردازش این داده ها میزان “درجه روزهای گرمایش” برای هر ایستگاه محاسبه گردیده است. پس از آن مدلسازی ریاضی کامپیوتری جهت شبیه سازی مقادیر “درجه روزهای گرمایش” برای نقاط دیگر ایران به کار گرفته شده و متعاقبا اطلس “درجه روزهای گرمایش” در تمام نقاط ایران تهیه گردیده است.
باتوجه به نتایج این کار، مهندسین و کارشناسان انرژی شاخص استانداردی برای محاسبه نیاز گرمایی سالانه برای هر ساختمان با توجه به ملزومات بهینه سازی مصرف انرژی در دست خواهند داشت.
کلمات کلیدی: بهینه سازی مصرف انرژی ، اطلس جامع “درجه روزهای گرمایش” برای ایران
علایم و اختصارات
Tb دمای پایه......................................... °C
Tmean................................ میانگین دمای روزانه °C
HDDs درجه روزهای گرمایش................... °C·day
Lat عرض جغرافیایی................................. °N
Long طول جغرافیایی................................. °E
Alt ارتفاع............................................... m
1- زمینه و هدف
متاسفانه بیشتر سیستمهای کنترل حرارت در ساختمانهای ایران به طور مناسب به تغییرات دمای هوای محیط در دوره سرد سال پاسخ نمی دهند، بنابراین این ساختمانها از لحاظ مصرف انرژی کارا نمی باشند و مقدار بسیار زیادی انرژی مصرف می کنند، از این رو معیار “درجه روزهای گرمایش” به عنوان جمع اختلاف دمای بین دمای پایه (دمای خنثای بی باری ساختمان) و دمای هوای خارج ساختمان شاخص مناسبی برای مدیریت مصرف انرژی در ساختمانهای ایران می باشد. به علاوه با “درجه روزهای گرمایش” مدیران و مهندسین انرژی با شاخصی استاندارد برای محاسبه انژی مورد نیاز سالانه با در نظر گرفتن ملزومات بهینه سازی مصرف انرژی تجهیز می گردند.
“درجه روزهای گرمایش” می تواند به طور گسترده در برنامه ریزی مصرف انرژی و نیز پیش بینی نیاز گرمایش سالانه ساختمانها به کار رود. محاسبات “درجه روزهای گرمایش” بر اساس آنالیز داده های هواشناسی معتبر انجام می شود.
در این مقاله داده های هواشناسی معتبر 255 ایستگاه هواشناسی در 30 استان کشور از سازمان هواشناسی ایران جمع آوری گردیده، سپس با پردازش داده های دمایی، مقادیر سالانه “درجه روزهای گرمایش” برای هر ایستگاه محاسبه گردیده است. پس از آن مدلسازی ریاضی کامپیوتری جهت شبیه سازی مقادیر “درجه روزهای گرمایش” برای نقاط دیگر ایران به کار گرفته شده و متعاقبا اطلس “درجه روزهای گرمایش” در تمام نقاط ایران تهیه گردیده است. نتایج حاصله به صورت جدول و اطلس جامع تدوین گردیده اند که این نتایج می تواند کمک ویژه ای به دولت در راستای هدفمند سازی یارانه ها در کشور با توجه به نیازهای حرارتی منطقه ای انجام دهد.
2- روش بررسی
اساسا “درجه روزهای گرمایش” جمع اختلاف دمای بین دمای پایه (دمای خنثای بی باری ساختمان) و دمای هوای بیرون ساختمان طی یک دوره زمانی مشخص می باشد. “درجه روزهای گرمایش” ابزاری مفید برای ارزیابی مصرف انرژی در ارتباط با دمای هوای محیط خارج ساختمان طبق معادله (1) و (2) می باشد.
تقاضای انرژی گرمایشی سالانه (kWh) =
ضریب اتلاف حرارت کلی ساختمان (kW·°C-1) × سالانه“درجه روزهای گرمایش” (°C ·day) × 24 (h·day-1) (1)
تقاضای انرژی گرمایشی سالانه (kWh) =
[بار حرارتی ساختمان در شرایط طراحی (kW) / دمای طرح داخل ساختمان)(°C)- دمای طرح خارج ساختمان(°C) (] × سالانه“درجه روزهای گرمایش” (°C ·day) × 24 (h·day-1) (2)
(ضریب 24 جهت تبدیل روز به ساعت می باشد)
در این مقاله داده های قابل دسترسی دمایی طی 5 سال منتهی به ابتدای سال 2010 (2005 ،2006 ،2007 ، 2008 و 2009) از 255 ایستگاه هواشناسی در 30 استان ایران (شکل.1) از سازمان هواشناسی ایران جمع آوری گردیده است.
شکل 1. موقعیت 255 ایستگاه هواشناسی مورد مطالعه در ایران
در این مقاله شیوه " دمای میانگین روزانه" برای محاسبه “درجه روزهای گرمایش” به کار گرفته شده است. این شیوه در کشورهایی نظیر آمریکا 1 و آلمان2 به کار گرفته می شود. این شیوه فرضیات محاسبه را از دیدگاه بهینه سازی مصرف انرژی منطقی و بهینه می کند، زیرا سیستمهای حرارتی کارا در روزهایی که میانگین دمای هوا از دمای پایه بیشتر باشد کار نمی کنند3. در این شیوه معادله (2) به کار گرفته شده است.
“درجه روزهای گرمایش” = Tb – Tmean اگر Tb > Tmean
“درجه روزهای گرمایش” = 0 اگر Tb ≤ Tmean (3)
(با توجه به شرایط بومی کشور دمای پایه خنثای بی باری 18درجه سانتی گراد در نظر گرفته شده است)
برای محاسبه “درجه روزهای گرمایش” در ابتدا دمای میانگین هر روز سال در طی دوره 5 ساله در 255 ایستگاه محاسبه گردید. پس از آن با به کار گیری معادله (2) “درجه روزهای گرمایش” برای تمام روزهای دوره 5 ساله محاسبه گردید. سپس با محاسبه مجموع “درجه روزهای گرمایش” در طی هر دوره یک ساله “درجه روزهای گرمایش” سالیانه در طی 5 سال و نیز میانگین “درجه روزهای گرمایش” در طی این دوره محاسبه گردید .
پس از آن با شبیه سازی کامپیوتری “درجه روزهای گرمایش” محاسبه شده، روش رگرسیون چند بعدی spline برای شبیه سازی مقادیر “درجه روزهای گرمایش” در دیگر نقاط ایران به کار برده شده و سپس اطلس “درجه روزهای گرمایش” در تمامی نقاط ایران تهیه گردید.
3- یافته ها
در جدول 1 برای تمامی 255 ایستگاه هواشناسی مورد مطالعه طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی، ارتفاع از سطح دریا و همچنین مقادیر “درجه روزهای گرمایش” محاسبه شده ارائه گردیده است. این نتایج اقلیم های متنوع آب و هوایی را در کشور ایران نشان می دهد.
جدول 1 : مقادیر “درجه روزهای گرمایش” (HDDs) سالانه در 255 ایستگاه هواشناسی ایران
Station Name |
Lat |
Long |
Alt |
HDDs روزهای گرمایش |
|
Station Name |
Lat |
Long |
Alt |
HDDs |
Abadan |
30.37 |
48.25 |
7 |
428 |
|
Astara |
38.42 |
48.87 |
-18 |
1676 |
Abadeh |
31.18 |
52.67 |
2030 |
2076 |
|
Avaj |
35.57 |
49.22 |
2035 |
3087 |
Abali |
35.75 |
51.88 |
2465 |
3544 |
|
Azna |
33.45 |
49.42 |
1872 |
2801 |
Abarkuh |
31.13 |
53.28 |
1524 |
1387 |
|
Babolsar |
36.72 |
52.65 |
-21 |
1196 |
Abbor |
36.93 |
48.97 |
703 |
1503 |
|
Badrabad |
33.43 |
48.27 |
1155 |
1619 |
Abumusa island |
25.83 |
54.83 |
7 |
5 |
|
Bafq |
31.60 |
55.43 |
991 |
950 |
Aghda |
32.43 |
53.62 |
1150 |
1173 |
|
Baft |
29.23 |
56.58 |
2280 |
1837 |
Ahar |
38.43 |
47.07 |
1391 |
2869 |
|
Bam |
29.10 |
58.35 |
1067 |
628 |
Ahwaz |
31.33 |
48.67 |
23 |
406 |
|
Bandar Abbas |
27.22 |
56.37 |
10 |
86 |
Alasht |
36.08 |
52.85 |
190 |
2820 |
|
Bandar Torkaman Torkaman |
36.88 |
54.07 |
-20 |
1314 |
Aleshtar |
33.82 |
48.25 |
1567 |
2476 |
|
Baneh |
36.00 |
45.90 |
1600 |
2459 |
Aliabad |
36.90 |
54.87 |
140 |
1414 |
|
Bavanat |
30.47 |
53.67 |
2231 |
2148 |
Aligudarz |
33.40 |
49.70 |
2022 |
2649 |
|
Behbahan |
30.60 |
50.23 |
313 |
537 |
Amol |
36.47 |
52.38 |
24 |
1333 |
|
Beshruyeh |
33.90 |
57.45 |
885 |
1450 |
Anar |
30.88 |
55.25 |
1409 |
1337 |
|
Biarjmand |
36.05 |
55.83 |
1106 |
1905 |
Anzali |
37.47 |
49.47 |
-26 |
1408 |
|
Bijar |
35.88 |
47.62 |
1883 |
3014 |
Aqdasieh |
35.78 |
51.62 |
1548 |
1911 |
|
Bileh Savar |
39.37 |
48.37 |
90 |
1937 |
Arak |
34.10 |
49.77 |
1708 |
2363 |
|
Birjand |
32.87 |
59.20 |
1491 |
1651 |
Ardebil1 |
38.33 |
48.40 |
1314 |
3414 |
|
Boinzahra |
35.77 |
50.07 |
1282 |
2098 |
Ardebil2 |
38.25 |
48.28 |
1332 |
3049 |
|
Bojnoord |
37.47 |
57.32 |
1091 |
2319 |
Ardestan |
33.38 |
52.38 |
1252 |
1466 |
|
Bonab |
37.33 |
46.07 |
1290 |
2549 |
ادامه جدول 1 : مقادیر “درجه روزهای گرمایش” (HDDs) سالانه در 255 ایستگاه هواشناسی ایران
Station |
Lat |
Long |
Alt |
HDDs روزهای گرمایش |
|
Station |
Lat |
Long |
Alt |
HDDs روزهای گرمایش |
Bookan |
36.53 |
46.22 |
1386 |
2600 |
|
Hamedan |
34.87 |
48.53 |
1742 |
2805 |
Borazjan |
29.25 |
51.17 |
90 |
263 |
|
Hashtgerd |
36.00 |
50.75 |
1613 |
2314 |
Borujen |
31.95 |
51.30 |
2197 |
2937 |
|
Hendijan |
30.28 |
49.73 |
3 |
440 |
Borujerd |
33.92 |
48.75 |
1629 |
2184 |
|
Hoseinieh |
32.67 |
48.27 |
354 |
494 |
Bostan |
31.72 |
48.00 |
8 |
550 |
|
Ilam |
33.63 |
46.43 |
1337 |
1776 |
Bostan Abad |
37.85 |
46.85 |
1750 |
3533 |
|
ImamAirport |
35.42 |
51.17 |
990 |
1675 |
Bushehr |
28.98 |
50.83 |
20 |
253 |
|
Iranshahr |
27.20 |
60.70 |
591 |
248 |
Chahbahar |
25.28 |
60.62 |
8 |
12 |
|
Izadkhast |
31.53 |
52.12 |
2188 |
2299 |
Chalderan |
39.07 |
44.38 |
1788 |
3811 |
|
Izeh |
31.85 |
49.87 |
767 |
913 |
Chitgar |
35.70 |
51.13 |
1215 |
1737 |
|
Jajerm |
36.95 |
56.33 |
984 |
1966 |
Damavand |
35.72 |
52.07 |
1960 |
2928 |
|
Jam-Tohid |
27.82 |
52.37 |
655 |
534 |
Damqan |
36.10 |
54.32 |
1155 |
1801 |
|
Jask |
25.63 |
57.77 |
5 |
10 |
Darab |
28.75 |
54.53 |
1140 |
777 |
|
Jolfa |
38.75 |
45.67 |
736 |
2363 |
Daran |
32.97 |
50.37 |
2290 |
3042 |
|
Kabutar Abad |
32.52 |
51.85 |
1545 |
1885 |
Darehshahr |
33.13 |
47.40 |
670 |
1065 |
|
Kahak |
34.40 |
50.87 |
1403 |
1884 |
Dashtenaz |
36.63 |
53.18 |
20 |
1318 |
|
Kahnooj |
27.97 |
57.70 |
470 |
304 |
Dayyer |
27.83 |
51.93 |
4 |
100 |
|
Kalaleh |
37.37 |
55.48 |
150 |
1324 |
Dehdasht |
30.78 |
50.55 |
820 |
889 |
|
Kaleibar |
38.87 |
47.02 |
1180 |
2540 |
Dehdoz |
31.72 |
50.27 |
1457 |
1448 |
|
Kangavar |
34.50 |
47.98 |
1468 |
2518 |
Dehloran |
32.68 |
47.27 |
232 |
473 |
|
Karaj |
35.92 |
50.90 |
1313 |
2003 |
Delijan |
33.98 |
50.68 |
1524 |
1964 |
|
Kashan |
33.98 |
51.45 |
982 |
1498 |
Deylaman |
30.05 |
50.17 |
4 |
359 |
|
Kashmar |
35.20 |
58.47 |
1110 |
1588 |
Dezful |
32.27 |
48.42 |
83 |
523 |
|
Kenarak |
25.43 |
60.37 |
12 |
41 |
Dogonbadan |
30.43 |
50.77 |
700 |
711 |
|
Kerman |
30.25 |
56.97 |
1754 |
1538 |
Dorud |
33.48 |
49.07 |
1527 |
1953 |
|
Kermanshah |
34.35 |
47.15 |
1319 |
2012 |
Doshantappeh |
35.70 |
51.33 |
1209 |
1433 |
|
Khalkhal |
37.63 |
48.52 |
1796 |
3566 |
Eivane Qarb |
33.83 |
46.32 |
1170 |
1675 |
|
Khansar |
33.23 |
50.32 |
2300 |
2752 |
Eqlid |
30.90 |
52.63 |
2300 |
2371 |
|
Khark |
29.27 |
50.33 |
4 |
205 |
Esfahan |
32.62 |
51.67 |
1550 |
1952 |
|
Khash |
28.22 |
61.20 |
1394 |
914 |
Esfarayen |
37.05 |
57.48 |
1216 |
2172 |
|
Khodabandeh |
36.12 |
48.58 |
1887 |
3037 |
Eslam abad |
34.12 |
46.47 |
1349 |
2276 |
|
Khomein |
33.65 |
50.08 |
1835 |
2346 |
Fasa |
28.97 |
53.68 |
1288 |
1142 |
|
Khor Birjand |
32.93 |
58.43 |
1117 |
1316 |
Ferdos |
34.02 |
58.17 |
1293 |
1587 |
|
Khoramabad |
33.43 |
48.28 |
1148 |
1625 |
Firuzkuh |
35.92 |
52.83 |
1976 |
3479 |
|
Khoramdarreh |
36.18 |
49.18 |
1575 |
2584 |
Gariz |
31.30 |
54.10 |
2100 |
2194 |
|
Khorbiabanak |
33.78 |
55.08 |
845 |
1186 |
Garmsar |
35.20 |
52.27 |
825 |
1444 |
|
Khoy |
38.55 |
44.97 |
1103 |
2660 |
Geophysics |
35.73 |
51.38 |
1419 |
1725 |
|
Kiasar |
36.23 |
53.53 |
1294 |
2263 |
Germi |
39.05 |
48.05 |
749 |
2222 |
|
Kish island |
26.50 |
53.98 |
30 |
17 |
Gilaneqarb |
34.13 |
45.93 |
816 |
1167 |
|
Komijan |
34.70 |
49.32 |
1741 |
2734 |
Golmakan |
36.48 |
59.28 |
1176 |
2259 |
|
Kuhdasht |
33.53 |
47.63 |
1200 |
1818 |
Golpayegan |
33.47 |
50.28 |
1870 |
2318 |
|
Kuhrang |
32.43 |
50.12 |
2285 |
3398 |
Gonabad |
34.35 |
58.68 |
1056 |
1646 |
|
Kushk Nosrat |
35.08 |
50.90 |
948 |
1292 |
Gonbade Kavous |
37.25 |
55.17 |
37 |
1252 |
|
Lahijan |
37.18 |
50.00 |
86 |
1445 |
Gorgan |
36.85 |
54.27 |
13 |
1338 |
|
Lalehzar |
29.52 |
56.83 |
2775 |
3127 |
Haji Abad |
28.32 |
55.92 |
931 |
638 |
|
Lamerd |
27.30 |
53.12 |
411 |
353 |
ادامه جدول 1 : مقادیر “درجه روزهای گرمایش” (HDDs) سالانه در 255 ایستگاه هواشناسی ایران
Station Name |
Lat |
Long |
Alt |
HDDs روزهای گرمایش |
|
Station Name |
Lat |
Long |
Alt |
HDDs روزهای گرمایش |
Lar |
27.68 |
54.28 |
792 |
561 |
|
Parsian |
27.20 |
53.03 |
70 |
84 |
Lavan |
26.80 |
53.38 |
22 |
26 |
|
Payam Karaj |
35.78 |
50.83 |
1261 |
2153 |
Lengeh |
26.53 |
54.83 |
23 |
40 |
|
Piranshahr |
36.67 |
45.13 |
1455 |
2513 |
Lordegan |
31.52 |
50.82 |
1580 |
1865 |
|
Poldokhtar |
33.15 |
47.72 |
714 |
899 |
Mahabad |
36.77 |
45.72 |
1385 |
2435 |
|
Polesefid |
36.13 |
53.08 |
610 |
1703 |
Mahneshan |
36.77 |
47.67 |
1282 |
2305 |
|
Qaen |
33.72 |
59.17 |
1432 |
2001 |
Mahshahr |
30.55 |
49.15 |
6 |
409 |
|
Qarakhil |
36.45 |
52.77 |
15 |
1348 |
Makoo |
39.33 |
44.43 |
1411 |
3126 |
|
Qare Ziaeddin |
38.90 |
45.02 |
1108 |
2724 |
Malayer |
34.25 |
48.85 |
1778 |
2459 |
|
Qasre Shirin |
34.53 |
45.60 |
376 |
860 |
Malekan |
37.13 |
46.10 |
1300 |
2501 |
|
Qazvin |
36.25 |
50.05 |
1279 |
2168 |
Maneh |
37.50 |
56.85 |
890 |
1962 |
|
Qeshm island |
26.95 |
56.27 |
13 |
64 |
Manjil |
36.73 |
49.40 |
333 |
1343 |
|
Qom |
34.70 |
50.85 |
877 |
1553 |
Marand |
38.47 |
45.77 |
1550 |
2891 |
|
Qorveh |
35.17 |
47.80 |
1906 |
2887 |
Maraqeh |
37.40 |
46.27 |
1478 |
2445 |
|
Quchan |
37.07 |
58.50 |
1287 |
2509 |
Maravetappeh |
37.90 |
55.95 |
460 |
1409 |
|
Rafsanjan |
30.42 |
55.90 |
1581 |
1270 |
Marivan |
35.52 |
46.20 |
1287 |
2463 |
|
Ramhormoz |
31.27 |
49.60 |
151 |
406 |
Marvast |
30.50 |
54.25 |
1547 |
1415 |
|
Ramsar |
36.90 |
50.67 |
-20 |
1376 |
Mashhad |
36.27 |
59.63 |
999 |
1904 |
|
Rasht1 |
37.27 |
49.58 |
-10 |
1507 |
Masjed Soleiman |
31.93 |
49.28 |
321 |
535 |
|
Rasht2 |
37.20 |
49.65 |
37 |
1457 |
Mehran |
33.12 |
46.18 |
150 |
711 |
|
Ravansar |
34.72 |
46.65 |
1380 |
2159 |
Mehriz |
31.58 |
54.43 |
1520 |
1319 |
|
Razan |
35.38 |
49.03 |
1840 |
2902 |
Meshkin Shahr |
38.38 |
47.67 |
1569 |
2951 |
|
Robat |
33.03 |
55.55 |
1188 |
1378 |
Meybod |
32.22 |
53.97 |
1108 |
1411 |
|
Rudan |
27.97 |
57.18 |
220 |
84 |
Meymeh |
33.43 |
51.17 |
1980 |
2742 |
|
Rudsar |
37.13 |
50.28 |
-19 |
1463 |
Miandoab |
36.97 |
46.05 |
1300 |
2586 |
|
Sabzevar |
36.20 |
57.72 |
978 |
1669 |
Mianeh |
37.45 |
47.70 |
1110 |
2359 |
|
Sad Dorudzan |
30.22 |
52.43 |
1620 |
1482 |
Minab |
27.10 |
57.08 |
30 |
62 |
|
Sahand |
37.93 |
46.12 |
1641 |
2783 |
Moallemkelayeh |
36.45 |
50.48 |
1629 |
2325 |
|
Salafchegan |
34.48 |
50.47 |
1381 |
1799 |
Murche Khort |
33.08 |
51.48 |
1669 |
1927 |
|
Salmas |
38.22 |
44.85 |
1337 |
2955 |
Nahavand |
34.15 |
48.42 |
1681 |
2398 |
|
Saman |
32.45 |
50.93 |
2057 |
2541 |
Nahbandan |
31.53 |
60.03 |
1211 |
1179 |
|
Sanandaj |
35.33 |
47.00 |
1373 |
2244 |
Najafabad |
32.60 |
51.38 |
1641 |
1798 |
|
Saqez |
36.25 |
46.27 |
1523 |
3015 |
Namin |
38.42 |
48.48 |
1450 |
3055 |
|
Sarab |
37.93 |
47.53 |
1682 |
3517 |
Naqdeh |
36.95 |
45.42 |
1338 |
2598 |
|
Sarableh |
33.78 |
46.57 |
1045 |
1513 |
Natanz |
33.53 |
51.90 |
1685 |
1993 |
|
Sarakhs |
36.53 |
61.17 |
235 |
1516 |
Nayin |
32.85 |
53.08 |
1549 |
1692 |
|
Sararud |
34.33 |
47.30 |
1362 |
2118 |
Nayyer |
38.03 |
47.98 |
1600 |
2932 |
|
Saravan |
27.33 |
62.33 |
1195 |
655 |
Neyriz |
29.20 |
54.33 |
1632 |
1149 |
|
Sardasht |
36.15 |
45.50 |
1670 |
2429 |
Neyshabur |
36.27 |
58.80 |
1213 |
2129 |
|
Sare Ein |
38.17 |
48.10 |
1632 |
3303 |
Nikshahr |
26.23 |
60.20 |
510 |
91 |
|
Sari |
36.55 |
53.00 |
23 |
1225 |
Noshahr |
36.65 |
51.50 |
-21 |
1415 |
|
Sarpolezahab |
34.45 |
45.87 |
545 |
1075 |
Nourabad |
34.05 |
48.00 |
1859 |
2798 |
|
Saveh |
35.05 |
50.33 |
1108 |
1600 |
Omidieh |
30.77 |
49.65 |
35 |
437 |
|
Semirom |
31.33 |
51.57 |
2274 |
2568 |
Orumieh |
37.53 |
45.08 |
1316 |
2694 |
|
Semnan |
35.42 |
53.55 |
1131 |
1610 |
Parsabad |
39.65 |
47.92 |
32 |
1922 |
|
Shahdad |
30.42 |
57.70 |
400 |
447 |
ادامه جدول 1 : مقادیر “درجه روزهای گرمایش” (HDDs) سالانه در 255 ایستگاه هواشناسی ایران
Station Name |
Lat |
Long |
Alt |
HDDs |
|
Station Name |
Lat |
Long |
Alt |
HDDs روزهای گرمایش |
Shahrebabak |
30.10 |
55.13 |
1834 |
1870 |
|
Takhtjamshid |
29.93 |
52.90 |
1605 |
1487 |
Shahrekord |
32.28 |
50.85 |
2049 |
3020 |
|
Taleqan |
36.17 |
50.77 |
1857 |
2920 |
Shahreza |
31.98 |
51.83 |
1845 |
2067 |
|
Tehran |
35.68 |
51.32 |
1191 |
1495 |
Shahriar |
35.67 |
51.02 |
2986 |
1817 |
|
Torbate Hey. Heydarieh |
35.27 |
59.22 |
1451 |
2230 |
Shahrud |
36.42 |
54.95 |
1345 |
1956 |
|
Torbate Jam |
35.25 |
60.58 |
950 |
1969 |
Shiraz |
29.53 |
52.60 |
1484 |
1331 |
|
Tuyserkan |
34.55 |
48.43 |
1783 |
2471 |
Shushtar |
32.05 |
48.83 |
67 |
390 |
|
Varamin |
35.35 |
51.63 |
927 |
1603 |
Siahbisheh |
36.22 |
51.32 |
2165 |
2881 |
|
Yasuj |
30.83 |
51.68 |
1832 |
1927 |
Silakhor |
33.73 |
48.87 |
1497 |
2186 |
|
Yazd |
31.90 |
54.28 |
1237 |
1185 |
Siri island |
25.88 |
54.48 |
4 |
12 |
|
Zabol |
31.03 |
61.48 |
489 |
883 |
Sirjan |
29.47 |
55.68 |
1739 |
1419 |
|
Zahak |
30.90 |
61.68 |
495 |
838 |
Sonqor |
34.78 |
47.58 |
1700 |
2568 |
|
Zahedan |
29.47 |
60.88 |
1370 |
1093 |
Tabas |
33.60 |
56.92 |
711 |
929 |
|
Zanjan |
36.68 |
48.48 |
1663 |
2884 |
Tabriz |
38.08 |
46.28 |
1361 |
2555 |
|
Zarand |
30.80 |
56.57 |
1670 |
1422 |
Tafresh |
34.68 |
50.02 |
1979 |
2582 |
|
Zarineh Obato |
36.07 |
46.92 |
2143 |
3814 |
Takab |
36.38 |
47.12 |
1765 |
3353 |
|
Zarqan |
29.78 |
52.72 |
1596 |
1574 |
Takestan |
36.05 |
49.70 |
1283 |
2199 |
|
|
|
|
|
|
پس از آن با شبیه سازی کامپیوتری “درجه روزهای گرمایش” محاسبه شده، نقشه خطوط هم ارز و اطلس “درجه روزهای گرمایش” از روش رگرسیون چند بعدی spline به تر تیب در شکل های 2 و 3 ارائه گردیده اند.
شکل 2 . نقشه خطوط هم ارز “درجه روزهای گرمایش” سالانه در ایران
شکل 3. اطلس “درجه روزهای گرمایش” سالانه با به کارگیری روش رگرسیون چند بعدی spline
همانطور که در جدول 1 و تشکل های 2 و 3 نشان داده شده است، مقادیر “درجه روزهای گرمایش” پراکندگی قابل توجهی در نقاط مختلف کشور دارند. بیشترین مقدار “درجه روزهای گرمایش” در شهر کوهستانی زرینه اوباتو واقع در استان کردستان اتفاق افتاده (3814°C.day) و کمترین مقدار آن در جزیره ابوموسی واقع در خلیج فارس اتفاق افتاده است (5°C.day) که نشان دهنده کمترین میزان نیاز حرارتی در کل کشور می باشد. این اختلاف فاحش میان مقادیر بیشینه و کمینه “درجه روزهای گرمایش” بیانگر کنتراست شدید ویژگیهای آب و هوایی میان این دو نقطه جغرافیایی می باشد.
مقادیر بالای “درجه روزهای گرمایش” را می توان در مناطق آبی شکل های 2 و 3 مشاهده کرد که عموما در مناطق شمالغرب کشور مانند چالدران (3811°C.day) ، خلخال ، (3566°C.day) و اردبیل (3414°C.day) و نیز برخی مناطق غربی کشور مانند زرینه اوباتو که پیشتر اشاره شد واقع گردیده اند، که این نقاط در مناطق کوهستانی مجاور رشته کوه زاگرس قرار گرفته اند.
به علاوه مقادیر بالای “درجه روزهای گرمایش” را می توان در مناطق شمالی ایران مانند شهر فیروز کوه (3479°C.day) به علت قرار گرفتن در مناطق کوهستانی مرتفع رشته کوه البرز مشاهده کرد.
مقادیر پایین “درجه روزهای گرمایش” را نیز می توان در مناطق قرمز رنگ شکل های 2 و 3 مشاهده کرد که عموما در نقاط جنوبی کشور واقع شده اند مانند جاسک (10°C.day) ، چابهار(12°C.day) که تحت تاثیر شرایط اقلیمی خلیج فارس و دریای عمان می باشند ، به علاوه دیگر مقادیر پایین “درجه روزهای گرمایش” را می توان در نقاط جنوب غربی کشور مانند کهنوج (304°C.day) مشاهده کرد که تحت تاثیر اقلیمی کویر لوت قرار گرفته است.
تصاویر 2 و 3 نشان دهنده کنتراست بالای مقادیر “درجه روزهای گرمایش” در مناطق مختلف ایران بوده که بیانگر تنوع اقلیمی استثنایی در ایران می باشد. استثنایی بودن این اقلیمها به دلیل پارامترهای زیادی مانند رشته کوه های البرز و زاگرس ، خلیج فارس، دریای عمان و کویرهای لوت و مرکزی می باشد.
در کشور ایران با وجود چنین تنوع اقلیمی در نظر گرفتن مقادیر صحیح “درجه روزهای گرمایش” می تواند به نحو به سزایی موجب بهینه سازی مصرف انرژی گردد. به عنوان یکی از نتایج این پروژه دولت می تواند با بهسازی طرح هدفمند سازی یارانه ها، قیمت گاز طبیعی را با توجه به “درجه روزهای گرمایش” در هر منطقه تعیین کند.
Station Name |
HDDs |
DBT (°C) |
|
Station Name |
HDDs |
DBT (°C) |
|
Station Name |
HDDs |
DBT (°C) |
Abadan |
428 |
2.1 |
|
Gonbad Kavoos |
1252 |
-1.6 |
|
Piranshahr |
2513 |
-15.1 |
Abadeh |
2076 |
-9.1 |
|
Gorgan |
1338 |
-1.3 |
|
Qaen |
2001 |
-11 |
Abali |
3544 |
-14 |
|
Hamedan |
2805 |
-18 |
|
Qazvin |
2168 |
-10.7 |
Abumusa |
5 |
6.2 |
|
Ilam |
1776 |
-4.9 |
|
Qom |
1553 |
-4.7 |
Ahar |
2869 |
-14 |
|
Jask |
10 |
2 |
|
Qorveh |
2887 |
-14.8 |
Ahwaz |
406 |
1.1 |
|
Jolfa |
2363 |
-7.7 |
|
Quchan |
2509 |
-14.1 |
Anar |
1337 |
-7.9 |
|
Kahnooj |
304 |
2 |
|
Rafsanjan |
1270 |
-5.3 |
Anzali |
1408 |
0.1 |
|
Kangavar |
2518 |
-9.2 |
|
Ramhormoz |
406 |
0 |
Arak |
2363 |
-14 |
|
Karaj |
2003 |
-7.8 |
|
Ramsar |
1376 |
-0.5 |
Ardebil |
3049 |
-17 |
|
Kashan |
1498 |
-4.6 |
|
Ravansar |
2159 |
-10.9 |
Ardestan |
1466 |
-4.9 |
|
Kashmar |
1588 |
-4.5 |
|
Sabzevar |
1669 |
-9 |
Astara |
1676 |
-2 |
|
Kenarak |
41 |
5.5 |
|
Sadde Dorudzan |
1482 |
-4 |
Babolsar |
1196 |
-0.4 |
|
Kerman |
1538 |
-10 |
|
Saqez |
3015 |
-19.8 |
Bafq |
950 |
-4.3 |
|
Kermanshah |
2012 |
-11 |
|
Sarab |
3517 |
-19.8 |
Baft |
1837 |
-6.6 |
|
Khalkhal |
3566 |
-21 |
|
Sarakhs |
1516 |
-8.1 |
Bam |
628 |
-1.1 |
|
Khash |
914 |
-3.8 |
|
Saravan |
655 |
-1.6 |
Bandar Abbas |
86 |
6.9 |
|
Khoramabad |
1625 |
-5.9 |
|
Sardasht |
2429 |
-9.2 |
Behbahan |
537 |
1.2 |
|
Khoramdarreh |
2584 |
-12 |
|
Sarpolezahab |
1075 |
-1.6 |
Beshruyeh |
1450 |
-5.8 |
|
Khorbiabanak |
1186 |
-4.7 |
|
Saveh |
1600 |
-4.8 |
Biarjmand |
1905 |
-8.5 |
|
Khoy |
2660 |
-15 |
|
Semnan |
1610 |
-4.4 |
Bijar |
3014 |
-17 |
|
Kish |
17 |
9.9 |
|
Shahrebabak |
1870 |
-10 |
Birjand |
1651 |
-9 |
|
Kuhrang |
3398 |
-20 |
|
Shahrekord |
3020 |
-16.2 |
Bojnoord |
2319 |
-12 |
|
Lar |
561 |
1.3 |
|
Shahrud |
1956 |
-7.4 |
Borujen |
2937 |
-16 |
|
Mahabad |
2435 |
-12 |
|
Shiraz |
1331 |
-3.5 |
Borujerd |
2184 |
-9.4 |
|
Mahshahr |
409 |
1.9 |
|
Shushtar |
390 |
3.5 |
Bostan |
550 |
0.5 |
|
Makoo |
3126 |
-12 |
|
Siri |
12 |
0 |
Bushehr |
253 |
5.5 |
|
Malayer |
2459 |
-11 |
|
Sirjan |
1419 |
-7.5 |
Chahbahar |
12 |
9.3 |
|
Maraqeh |
2445 |
-11 |
|
Tabas |
929 |
-3.3 |
Daran |
3042 |
-14 |
|
Marivan |
2463 |
-15 |
|
Tabriz |
2555 |
-12.1 |
Dehloran |
473 |
0.8 |
|
Mashhad |
1904 |
-13 |
|
Takab |
3353 |
-18.7 |
Dezful |
523 |
0.5 |
|
Masjed Soleiman |
535 |
1.5 |
|
Tehran |
1495 |
-5.1 |
Dogonbadan |
711 |
0 |
|
Mianeh |
2359 |
-12 |
|
Yasuj |
1927 |
-7 |
Esfahan |
1952 |
-6.8 |
|
Minab |
62 |
7.5 |
|
Yazd |
1185 |
-5.8 |
Eslam abad |
2276 |
-13 |
|
Natanz |
1993 |
-7.9 |
|
Zabol |
883 |
-3.1 |
Fasa |
1142 |
-1.5 |
|
Nayin |
1692 |
-6.2 |
|
Zahedan |
1093 |
-6.7 |
Firuzkuh |
3479 |
-20 |
|
Neyshabur |
2129 |
-10 |
|
Zanjan |
2884 |
-17.3 |
Golmakan |
2259 |
-12 |
|
Noshahr |
1415 |
-0.7 |
|
Zarqan |
1574 |
-5.2 |
Golpayegan |
2318 |
-15 |
|
Orumieh |
2694 |
-12 |
|
|
|
|
Gonabad |
1646 |
-6.2 |
|
Parsabad |
1922 |
-5.6 |
|
|
|
|
در جدول 2 نیز بر مبنای تحقیق انجام شده توسط آقایان قاسم حیدری نژاد، محمد حیدری نژاد و شهرام دلفانی4 که "دمای هوای خشک طرح خارج ساختمان" را در ایستگاه های هواشناسی ایران محاسبه نموده اند، جهت 115 ایستگاه مشترک تحقیق ایشان با 255 ایستگاه تحقیق حاضر، مقادیر “درجه روزهای گرمایش” و "دمای هوای خشک طرح خارج ساختمان" ارائه گردیده است، که مبنای مناسبی برای تعیین میزان انرژی حرارتی سالیانه مورد نیاز در این ایستگاهها طبق فرمول (2) می باشد.
جدول 2: مقادیر “درجه روزهای گرمایش” (HDDs) سالانه و "دمای هوای خشک طرح خارج ساختمان" (DBT) در 115 ایستگاه هواشناسی مشترک میان تحقیق آقایان قاسم حیدری نژاد، محمد حیدری نژاد و شهرام دلفانی4 با 255 ایستگاه تحقیق حاضر
4- بحث و نتیجه گیری
در تحقیق حاضر مقادیر سالانه “درجه روزهای گرمایش” در تمامی نقاط ایران بر مبنای داده های هواشناسی معتبر 255 ایستگاه هواشناسی در 30 استان کشور از سازمان هواشناسی ایران محاسبه گردیده است. پس از آن با شبیه سازی کامپیوتری “درجه روزهای گرمایش” محاسبه شده، نقشه خطوط هم ارز و اطلس “درجه روزهای گرمایش” از روش رگرسیون چند بعدی spline ارائه گردیده اند.
نتایج تحقیق حاضر نشان دهنده کنتراست بالای مقادیر “درجه روزهای گرمایش” در مناطق مختلف ایران بوده که بیانگر تنوع اقلیمی استثنایی در ایران می باشد. استثنایی بودن این اقلیمها به دلیل پارامترهای زیادی مانند رشته کوه های البرز و زاگرس ، خلیج فارس، دریای عمان و کویرهای لوت و مرکزی می باشد. در کشور ایران با وجود چنین تنوع اقلیمی در نظر گرفتن مقادیر صحیح “درجه روزهای گرمایش” می تواند به نحو به سزایی موجب بهینه سازی مصرف انرژی گردد.
با توجه به نتایج تحقیق حاضر، مهندسین و کارشناسان انرژی شاخص استانداردی برای محاسبه نیاز گرمایی سالانه برای هر ساختمان با توجه به ملزومات بهینه سازی مصرف انرژی در دست خواهند داشت.
به عنوان یکی از نتایج این پروژه دولت می تواند با بهسازی طرح هدفمند سازی یارانه ها، قیمت گاز طبیعی را با توجه به “درجه روزهای گرمایش” در هر منطقه تعیین کند.
منابع :
[1] American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, ASHRAE, Energy estimating and modeling methods, Ch. 31 in ASHRAE Handbook 2001: Fundamentals.
[2] Verein Deutscher Ingenieure ,VDI, Economic efficiency of building installations, VDI 2067.
[3] The chartered institution of building Services Engineers, London, TM41-2006, Energy theory and applications,
[4] Ghassem Heidarinejad, Mohammad Heidarinejad, Shahram Delfani, Outdoor design conditions data for the cities of Iran, 6th International Energy Conversion Engineering Conference (IECEC) 28 - 30 July 2008, Cleveland, Ohio, American Institute of Aeronautics and Astronautics.