جایگاه تحلیل نرم افزاری در ممیزی انرژی در بخش ساختمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد دانشگاه صنعتی شریف

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی

چکیده

   رشد روز افزون مصرف انرژی در سال های اخیر از یک جهت نشان دهنده رشد اقتصادی و به گردش افتادن چرخ های صنعت و به دنبال آن انتقال کالاهای صنعتی به نقاط مختلف و در نتیجه شکوفایی اقتصادی می باشد و از جهت دیگر شاید به علت بهای ارزان انرژی در کشور صاحبان صنایع و مصرف کنندگان در پی صرفه جویی در استفاده از این نعمت خدادادی نباشند که این امر موجب وضع قوانین خاصی در این زمینه گردید. در این میان ممیزی انرژی ابزار کارآمدی است که می تواند دست اندرکاران را برای برنامه ریزی های مورد نظر یاری نماید. حال مسئله مهمی که در این مبحث به آن پرداخته شده است مربوط به جایگاه تحلیل نرم افزاری در ممیزی انرژی در بخش ساختمان و لزوم نیاز به نرم افزار می باشد. در انتها نیز به معرفی چند بسته نرم افزاری که می تواند در این فرآیند مورد استفاده قرار گیرد و مزایا و معایب آن ها می پردازیم.

کلیدواژه‌ها


 

 

 

 

 

فصلنامه انسان و محیط زیست ، پاییز 89

 

جایگاه تحلیل نرم افزاری در ممیزی انرژی در بخش ساختمان

 

مجید عباسپور[1]

مجتبی رضائیان باجگیران[2]

M.Rezaeian@gmail.com

 

 

چکیده

   رشد روز افزون مصرف انرژی در سال های اخیر از یک جهت نشان دهنده رشد اقتصادی و به گردش افتادن چرخ های صنعت و به دنبال آن انتقال کالاهای صنعتی به نقاط مختلف و در نتیجه شکوفایی اقتصادی می باشد و از جهت دیگر شاید به علت بهای ارزان انرژی در کشور صاحبان صنایع و مصرف کنندگان در پی صرفه جویی در استفاده از این نعمت خدادادی نباشند که این امر موجب وضع قوانین خاصی در این زمینه گردید. در این میان ممیزی انرژی ابزار کارآمدی است که می تواند دست اندرکاران را برای برنامه ریزی های مورد نظر یاری نماید. حال مسئله مهمی که در این مبحث به آن پرداخته شده است مربوط به جایگاه تحلیل نرم افزاری در ممیزی انرژی در بخش ساختمان و لزوم نیاز به نرم افزار می باشد. در انتها نیز به معرفی چند بسته نرم افزاری که می تواند در این فرآیند مورد استفاده قرار گیرد و مزایا و معایب آن ها می پردازیم.

 

واژه های کلیدی: ممیزی انرژی، نرم افزار، ساختمان 

 

 


زمینه و هدف

 

مصرف انرژی در چند دهه اخیر به طور سرسام آوری افزایش یافته است. این افزایش از یکطرف نشان دهنده رشد اقتصادی و به گردش افتادن بیشتر چرخ های صنعت و در پی آن جابه جا شدن کالاهای صنعتی به نقاط مختلف می باشد. از طرف دیگر شاید به دلیل قیمت ارزان انرژی، صاحبان صنایع و مصرف کنندگان خصوصی کشور در پی صرفه جویی و استفاده منطقی از این نعمت خدادادی نبوده اند. استفاده منطقی از انرژی در رئوس اصلی کار کشورهای فاقد انرژی فسیلی قرار گرفت و بر آن شدند که در مراکز اصلی مصرف انرژی، یعنی بخش صنعت و ساختمان، مسئله بهینه کردن مصرف انرژی را جدی بگیرند. بدین ترتیب این مسئله مطرح شد و چندین سال است که کشورهایی مانند آلمان، سوید، ایتالیا، انگلیس و ... قوانین خاصی در امر ساختمان سازی و به کار بردن عایق های حرارتی، روش گرمایش و سرمایش و ساختار کلی ساختمان در جهت بهینه کردن مصرف انرژی در آن تدوین نموده اند که لازم الاجرا می باشد. اجرای این موارد نتایج جالبی به دنبال داشته است به طوری که موفق شده اند با به کارگیری این قوانین تا حدود 30% در مصرف انرژی صرفه جویی نمایند (1) .

با این که کشور ما از صادرکنندگان انرژی فسیلی به کشورهای مختلف است. هنوز ارزش واقعی آن از مصرف کنندگان وصول نمی شود. لذا مصرف کنندگان در پی صرفه جویی و یا استفاده منطقی از آن نیستند. جهت جلوگیری از روند مصرف بی رویه انرژی در کشور از طرف مقامات ایران باید اقدامات اساسی به صورت قوانین همگانی صورت بگیرد. یکی از اقدامات، کنترل ساختار صنایع و ساختمان های جدید مسکونی می باشد که باید تحت شرایط معینی که در آن کاهش مصرف انرژی مدنظر باشد، صورت بگیرد (2) .

در مورد ساختمان های فعلی که در حــال استفاده می باشد و از نظر مصرف انرژی در وضعیت خوبی قرار ندارند، باید تعمیرات اساسی در آن ها انجام شده و یا اصولی در آن ها پیاده شود که از نظر مصرف انرژی منطقی گردند.

 

ممیزی انرژی چیست؟

امروزه به کارگیری منطقی انرژی در محیط های صنعتی، تجاری و ساختمانی هم در سطوح منطقه ای و هم در سطح ملی (خرد و کلان) به عنوان یک ضرورت مورد توجه کارشناسان و دست اندرکاران قرارگرفته است. در این راستا برنامه ریزی های متعددی در زمینه صرفه جویی و به کارگیری منطقی انرژی در بسیاری از کشورها در دست اقدام است. این برنامه ریزی ها برپایه ساختارهای درست قانونی و علمی استوار بوده و عمدتاً شامل موارد زیر هستند:

  1. برنامه های ممیزی و صرفه جویی انرژی
  2. راه کارهای مالی، فنی و سازمانی مورد نیاز برای بالا بردن بهره وری در بخش انرژی
  3. توسعه آموزش برنامه های صرفه جویی و به کارگیری منطقی انرژی (2)

از میان موارد فوق ممیزی انرژی (EnergyAudit) ابزار کارآمدی است که می تواند دست اندرکاران را برای برنامه ریزی های مورد نظر یاری بخشد. ممیزی انرژی مجموعه اقداماتی است که جهت شناسایی، چگونگی، مقادیر و موقعیت های مصرف انرژی در یک واحد مصرف کننده انرژی و یا در طول یک فعالیت و فرآیند خاصی، انجام و در طی آن فرصت ها و امکانات صرفه جویی انرژی مشخص شده و ارزیابی می گردد. ممیزی انرژی به طور دقیق بالانس انرژی در جریان و انرژی خروجی از واحد مصرف کننده است. اما چون بیشتر پروژه های ممیزی انرژی در صنعت انجام شده تعریف دیگری نیز می توان ارایه نمود ممیزی انرژی مجموعه اقداماتی است که برای بررسی و شناسایی چگونگی و مقادیر مصرف انرژی در یک فرایند تولیدی انجام می شود. از پیام های اجرایی یک برنامه ممیزی انرژی در یک واحد صنعتی می توان به ایجاد یک بینش درست از بخش های اساسی به کار گیرنده انرژی برای مدیریت آن واحد صنعتی و در سطح بالاتر برای برنامه ریزان کشور اشاره نمود. از سوی دیگر کاربرد چندگانه ممیزی انرژی، به کارگیری آن را در بخش های غیرصنعتی مانند ساختمان های اداری و خانگی نیز امکان پذیر کرده است(5-3).

 

ضرورت استفاده از نرم افزار

نیاز سازمان ها و شرکت های مربوط به بخش انرژی و همچنین نیاز جامعه مهندسین به وجود یک نرم افزار در بخش انرژی به دلایل زیر مشهود می باشد:

  1. از چندین سال پیش نیاز به یک نرم افزار جامع و فراگیر در سازمان ها و شرکت های مربوط به بخش انرژی (از جمله سازمان مسکن و شهر سازی و سازمان بهینه سازی مصرف سوخت و غیره ...)  مشهود بوده است به طوری که همیشه جهت یکپارچگی محاسبات و ارایه دفترچه های محاسباتی در پروژه های بزرگ تر از 2000 متر مربع را مشروط به ارایه محاسبات نرم افزاری کرده بود (همانند رعایت آیین نامه 2800 در محاسبات سازه ای ساختمان ها) که البته نبود نرم افزاری معتبر این امکان را فـــراهم نمی کرد .
  2. نیاز مهندسین طراح در کشور به طوری است که گاهی در بعضی از استان ها گروه متخصصان رشته تاسیسات سازمان های نظام مهندسین با تشکیل گروه کاری خواسته اند اقدام به طراحی نرم افزار مشابه نمایند یا به خرید نرم افزار از کشورهای خارجی روی آورند ولی به دلایل بسیار متعدد این طریق امکان پذیر نبوده و نیاز به نرم افزار همچنان در جامعه مشهود است و مهندسین جهت محاسبات (خصوصاً بارهای سرمایش) از شیت فرم های دستی برای این منظور استفاده می نمایند که به محاسبات سر انگشتی اطلاق می گردد.
  3. خارج شدن از متدهای محاسبات دستی (سر انگشتی) و یکپارچگی محاسبات در کل کشور این امکان را برای جامعه مهندسین خصوصاً بخش تاسیسات فراهم می سازد که دانش فنی در به کار گیری مصالح مطلوب و استفاده از سایه بان ها و بررسی بهینه سازی مصرف انرژی و بالا بردن فرهنگ استفاده از فن آوری های جدید نرم افزاری و ...... در ساختمان بالا رود.
  4. در نتیجه یکپارچگی محاسبات و کنترل های مربوطه از طرف کارفرماها و کارشناسان بسیار راحت و دقیق می باشد و در نتیجه بررسی اصلا حات  مورد نیاز چه از باب اشکالات محاسباتی و چه از باب رعایت بخشنامه ها (مقررات ملی و صرفه جویی انرژی) راحت و دقیق می باشد (6) .

 

نرم افزارهای موجود در بخش ممیزی انرژی

این نرم افزارها را به دو دسته کلی نرم افزارهای داخلی و خارجی تقسیم می کنیم که در ادامه آورده شده اند و در مورد هر کدام توضیحی آورده شده است که شامل قابلیت ها، نقاط ضعف و نقاط قوت هر نرم افزار می باشد.

 

نرم افزارهای خارجی

DOE-2

 تخصیص انرژی در ساختمان و ابزار تحلیل هزینه

DOE-2یک نرم افزار رایج و پذیرفته شده در تحلیل انرژی ساختمان می باشد که می تواند انرژی و هزینه مورد نیاز در انواع ساختمان ها را پیش بینی کند. DOE-2 با استفاده از شرحی از نقشه ساختمان، ساختـار آن، نــــوع کاربری، سیستم های تهویه و امکانات رفاهی خواسته شده به وسیله کاربر، به موازات شرایط آب و هوایی، یک شبیه سازی ساعت به ساعت از ساختمان انجام می دهد و در انتها گزارش سودمندی از روند کار ارایه می دهد.

بیست و پنج سال سابقه اثبات شده از توسعه و پشتیبانی

بیش از دو دهه است که DOE-2 در حال توسعه و پشتیبانی می باشد و همین امر منجر به تولید یک محصول قدرتمند و توانایی در این زمینه شده است در تمام طول عمر این نرم افزار چندین نسخه از DOE-2 توسعه داده شده است که پیشنهاد می شود از جدیدترین و قوی ترین نسخه آن یعنی DOE-2.2 استفاده شود(7) .

 

ENERGY-10

یک ابزار قدرتمند شبیه سازی انرژی برای ساختمان ها

ENERGY-10 یک ابزار نرم افزاری می باشد که به معماران، برج سازان و مهندسین کمک می کند تا به سرعت بیشترین بازده هزینه و اقدامات ذخیره انرژی را برای به کارگیری در طراحی یک ساختمان با مصرف انرژی کم تعیین کنند. بخش شبیه سازی نرم افزار برای تحلیل ساختمان های مسکونی و تجاری کوچک که به وسیله یک یا دو ناحیه حرارتی مشخص می باشند مناسب می باشد.(به طور کلی کمتر از )

ENERGY-10 می تواند تحلیل جامعی از ساختمان انجام دهد، همچنین ذخیره انرژی و سرمایه را به وسیله به کارگیری یکی از استراتژی های پر بازده انرژی از قبیل استفاده از روشنایی روز، گرمای منفعل خورشید، سیستم های روشنایی و پنجره هائی باکارایی بالا ارزیابی می کند. استفاده از این نرم افزار در فازهای ذکر شده می تواند به ذخیره انرژی از 40٪ تا 70٪ بدون کوچک ترین افزایش در هزینه ساختمان منجر شود.

مرکز کتابخانه های ملی انرژی های تجدید پذیر (NREL)[3] برای ساختمان ها و سیستم های حرارتی بیان می کند، ENERGY-10 می تواند یک تخمین اولیه از کارائی انرژی در کمتر از 20 دقیقه به وسیله وارد کردن یک سری از پارامترهای ابتدایی از قبیل موقعیت جغرافیایی ساختمان، حجم کل ساختمان، سیستم تهویه مطبوع و اطلاعات آب و هوایی ثبت شده در نزدیک ترین سایت به ساختمان ارایه کند.

سرعت، کاربری آسان، دقت، تولید اتوماتیک و خودکار موارد اساسی و ابتدایی و بازده انرژی به صورت دوره ای و متناوب برای ساختمان، کاربرد خودکار ویژگی های بازده انرژی و ارایه نتایج آن، افزودن اثرات استفاده از روشنایی روز با شبیه سازی حرارتی از جمله مزایای این نرم افزار می باشد.

اما محدود بودن نرم افزار به ساختمان های کوچک و سیستم های تهویه مطبوع رایج در این ساختمان ها از جمله نقاط ضعف آن می باشد(10- 8).

 

CARRIER

رایج ترین نرم افزار خارجی مورد استفاده در داخل کشور این نرم افزار می باشد که دارای قابلیت هــای زیـــر می باشد:

  • کاربری آَسان و قابل انتقال
  • واحد های تهویه مطبوع هوای سرد شده
  • واحد های تهویه مطبوع آب سرد شده
  • واحد های نهایی شامل واحد های فن کویل، مدول رفتار هوا، سقف های خنک شده
  • سیستم های انتشار هوا
  • چیلر های پمپ حرارتی
  • سیستم های کنترل
  • واحد های کنترل بسته تهویه مطبوع

این نرم افزار به طور کلی بار حرارتی ساختمان را محاسبه می کند و در آن هیچ بحثی در مورد تحلیل اقتصادی، بهینه سازی مصرف و ارایه راهکارهای بهینه سازی نمی شود (11) .

 

BizEE

نرم افزار ممیزی انرژی

شامل دو بسته نرم افزاری ممیزی انرژی می باشد: BizEE Benchmarkو BizEE pro.

BizEE Benchmark که برای ممیزی انرژی سریع استفاده می شود این نرم افزار فقط به اطلاعات اساسی از بازده انرژی نیاز دارد به شرط آن که اطلاعات مصرف انرژی در گذشته در دسترس باشد که نهایتا منجر به تهیه یک گزارش نسبتاً جامع و فراگیر در چند دقیقه می شود.

نکته حایز اهمیت در مورد این نرم افزار در کاهش چشم گیر زمان در مشخص کردن مصرف انرژی تجاری و پتانسیل ذخیره انرژی می باشد.

این نرم افزار با استفاده از تحلیل اطلاعات مصرف انرژی در گذشته می تواند یک گزارش مفید و آموزنده برای ارایه در تجارت و کسب و کار ارایه کند.

 BizEE pro برای به دست آوردن تخصصی بازده انرژی طراحی شده است. این نرم افزار برای جزئیات بیشتر و انعطاف پذیرتر قابل استفاده می باشد. این نرم افزار به متخصصان در محاسبه پتانسیل ذخیره انرژی و اقداماتی که برای تخصیص انرژی لازم است کمک می کند.

هدف اولیه این نرم افزار کمک کردن به متخصصان در ارزیابی و ارایه اقدامات بازده انرژی می باشد.

مزیت نهائی BizEE pro در این است که متخصصان می توانند به کمک آن ممیزی انرژی را با سرعت بیشتر و دقت بالاتری انجام دهند (12) .

 

AUDIT

این نرم افزار به طور ماهیانه و سالیانه هزینه های سرمایش و گرمایش را برای ساختمان های تجاری کوچک و مسکونی محاسبه می کند. در واقع هر نوعی از سیستم های سرمایش و گرمایش از قبیل اواپراتور، پمپ های حرارتی منبع هوا، پمپ های حرارتی منبع آب و همه انواع سوخت های فسیلی مورد استفاده در بویلرها و کوره ها می توانند به کمک AUDIT شبیه سازی می شوند.  

AUDIT به طور ماهیانه اطلاعات آب و هوایی و ساعات پر بار سرمایش و گرمایش را در محاسبات خود استفاده می کند. اطلاعات آب و هوایی صدها شهر در AUDIT تعبیه شده است که البته می توان به راحتی اطلاعات جدیدی به آن افزود. به موازات محاسبات هزینه های انرژی، AUDIT یک تحلیل اقتصادی که به شما این امکان را می دهد تا انواع سیستم ها و هزینه های آن ها را در دوره های مختلف داده شده مقایسه کنید انجام می دهد.

این نرم افزار کم ترین اطلاعات ورودی را برای به دست آوردن هزینه های عملیاتی تهویه مطبوع نیاز دارد. در ضمن ابزاری برای نشان دادن مزایای تجهیزات با بازده بالا جهت فروش در مقیاس های زیاد می باشد (8) .

 

Rhvac

بارگذاری برودتی و حرارتی را برای ساختمان های مسکونی محاسبه می کند.

این نرم افزار به سرعت و با دقت خاصی زمان اوج بارگذاری حرارتی و برودتی را در ساختمان های مسکونی و تجاری کوچک مطابق با نسخه هشتم ACCA Manual J محاسبه می کند. ضرایب انتقال حرارت (HTM) [4] برای تمامی دیوارها، پنجره ها، درها و سقف ها به شکل لیست شده در Manual J ذخیره شده اند و به طور خودکار هر کجا که نیاز باشد به کار برده می شود. همچنین مقادیر HTM مستقیما از Manual J گرفته می شوند، در ضمن گزینه ای نیز وجود دارد که کابر می تواند خود نیز این مقادیر را وارد کند.

اطلاعات آب و هوایی برای بیش از 1500 شهر در نرم افزار وجود دارد و در ضمن می توان اطلاعات آب و هوایی شهر دیگری را نیز به مجموعه اضافه کرد. سایر ویژگی های برجسته نرم افزار شامل سایه زنی شیشه در سطح خارجی، تهویه مطبوع، بارگذاری های پنهان گوناگون، اطلاعات پیش فرض برای اتاق ها، چرخش اتوماتیک کامل ساختمـان و غیــره ... می شود.

قابلیت متفاوت این نرم افزار در مورد سیستم لوله کشی می باشد از قبیل سناریو های مختلف در مورد نوع سیستم لوله کشی، مکان لوله کشی، عایق کاری، دما و غیره ... می باشد (13) .

 

 

 

نرم افزارهای داخلی

نرم افزار چک لیست انرژی مبحث نوزدهم

کلیات مربوط به مقررات ملی ساختمان مبحث نوزدهم

این فصل از مقررات ملی ساختمان ضوابط طرح، محاسبه و اجرای عایق کاری حرارتی سیستم های تاسیساتی گرمائی، سرمائی، تهویه، تهویه مطبوع، تامین آب گرم مصرفی و روشنایی الکتریکی در ساختمان ها را تعیین می کند و شامل دو روش کارکردی(الف) و روش تجویزی(ب) است.

در روش الف ضریب انتقال حرارت طرح ساختمان محاسبه گردیده، با ضریب انتقال حرارت مرجع مربوط به طراحی مورد نظر مقایسه می شود. همچنین، اصول کلی ضروری در مورد سیستم های طراحی شده، جهت به حداقل رسانیدن مصرف بیان می گردد.

در روش ب، راه حل های فنی مختلف برای تعیین طراحی قسمت های مختلف تشکیل دهنده پوسته خارجی ساختمان ارایه می گردد.

این روش فقط در موارد زیر قابل اعمال است:

خانه های ویلائی و واحد های واقع در آپارتمان های مسکونی با مجموع زیر بنای کمتر از 1000 متر مربع

تمام ساختمان های گروه 3 از نظر میزان صرفه جوئی در مصرف انرژی در بخش های بعدی این مبحث ضوابط مربوط به طراحی سیستم های تاسیساتی گرمایی، سرمایی، تهویه، تهویه مطبوع، تامین آب گرم مصرفی و روشنایی الکتریکی ارایه شده است.

این نرم افزار برای بررسی و تحلیل مقررات مربوط به مبحث نوزدهم انرژی ساختمان به سفارش سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور تهیه شده است.

این نرم افزار با استفاده از اطلاعات ساده و ابتدایی در مورد ساختمان مربوطه به محاسبه بار حرارتی و ضرایب انتقال حرارت در ساختمان مورد نظر می پردازد و در نهایت مقادیر به دست آمده را با مقادیر مرجع مقایسه کرده و جوابی به صورت "پاسخگو می باشد یا نمی باشد" می دهد.

از طرف دیگر در این نرم افزار مقایسه ای در مورد تاسیسات ساختمان، سیستم های روشنایی، تهویه مطبوع و غیره ... انجام نمی گیرد. در ضمن هیچ راهکاری برای بهبود مصرف انرژی ارایه نمی گردد و از نظر اقتصادی و زمان بازگشت سرمایه تحلیل نمی شود (14) .

 

تابش

این نرم افزار با حمایت سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور و برای استفاده محققان، متخصصان و مهندسین به منظور اجرایی نمودن مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان تهیه و در اختیار کاربران و طراحان قرار گرفته است.

این نرم افزار دارای قابلیت های متفاوتی می باشد که به ترتیب زیر ارایه می گردد:

  • محاسبات بارهای سرمایش  و گرمایش یک پروژه  در تمامی ساعات روز و تعیین ساعت پیک بار پروژه و تک تک اتاق ها
  • تمامی منوها و جداول دو زبانه (فارسی و انگلیسی) می باشند.
  • قابلیت بررسی تاثیر عایق کاری در بار حرارتی وبرودتی ساختمان جهت کاهش پرت انرژی .
  • قابلیت بررسی استفاده از پنجره ها و شیشه های دوجداره.
  • قابلیت بررسی جهت گیری ساختمان نسبت به محورهای جغرافیایی جهت کاهش پرت انرژی
  • قابلیت بررسی تاثیر سایه بان ها جهت کاهش پرت انرژی.
  • قابلیت محاسبه میزان مصرف انرژی سالانه یک پروژه .
  • ارایه چک لیست صرفه جویی درمصرف انرژی (مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان) با روش کارکردی و قیاس ضریب انتقال حرارت طرح و مرجع  ساختمان به صورت هوشمند.
  • قابلیت محاسبه آب گرم مصرفی یک پروژه
  • تمامی جداول و ضرایب مطابق آخرین استانداردهای ارایه شده سازمان مسکن و شهرسازی تهیه و تنظیم شده است.
  •   استفاده از پایگاه داده های جامــع و کامــل در منو های مربوطه برای راهنمای کاربر به طوری که نیاز به منابع طراحی نداشته و اکثراً قابل افزایش توسط کاربر می باشند .
  • ارایه بیش از 250 نوع تجهیزات داخلی متفرقه در کاربری های مختلف .
  • دسته بندی حدود 300 نوع مصالح مورد استفاده در ساختمان با ساده ترین روش جهت شبیه سازی جداره های مورد نظر و نیز با قابلیت افزایش توسط کاربر و محاسبات لازمه جهت تعیین وزن واحد سطح، اینرسی و قابلیت هدایت حرارتی یک جداره در و ضعیت های مختلف به صورت کاملاً هوشمند.
  • انتخاب چراغ های مورد مصرف در تمامی حالات نصب با انتخاب ساعات مورد مصرف در یک شبانه روز
  • ایجاد یک (اتاق، واحد، طبقه، پروژه) مشابه از قسمت های محاسبه شده با استفاده از ویژگی های چرخش یا تقارن نسبت به محورهای جغرافیایی.
  • نامحدود بودن این نرم افزار در نوع کاربری ساختمان (برج، هتل، سوله، سالن پذیرایی، کارخانه، موتور خانه، ورزشگاه، بیمارستان و .... ).
  •   تعیین فیلم هوا برای جداره های مختلف به صورت کاملاً هوشمند
  • محاسبه دقیق جدول سایکرومتریک و اعمال آن در محاسبات بار ها.
  • استفاده از اکثر شهرها با تمامی مشخصات لازمه و نیز با قابلیت افزودن شهرهای جدید.
  • استفاده از تصویر سه بعدی سایه بان های پنجره های مورد محاسبه با قابلیت بررسی در ساعات روز و در تمامی عرض های جغرافیایی .

این نرم افزار دارای قابلیت های خوبی در زمینه ممیزی انرژی می باشد ولی در زمینه تحلیل و توجیهات اقتصادی و همچنین در ارایه راهکارهای بهبود و بهینه سازی مصرف انرژی امکانی ایجاد نشده است (15) .

 

نما

نرم افزار ممیزی انرژی

با استفاده از این نرم افزار می توان با اطمینان و دقت بیشتر عملکرد انرژی را ارزیابی نمود و راهکارهای صرفه جویی انرژی در ساختمان را با توجه به فرصت های موجود و نتایج اجرای هر راهکار را پیش از اجرای واقعی آن مشاهده کرد. ویژگی های اصلی این نرم افزار عبارتند از:

  1. محاسبه و تعیین مصرف انرژی سیستم های ساختمان شامل سیستم های زیر:
    • پوسته خارجی ساختمان
    • سیستم گرمایش فضا
    • سیستم سرمایش فضا
    • سیستم روشنایی
    • سیستم آب گرم مصرفی (DHW)
    • تجهیزات سرمایش مواد غذائی
    • لوازم برقی خانگی
  1. استفاده از بانک اطلاعاتی پارامترهای هواشناسی، مصالح ساختمانی، تجهیزات گرمایش و سرمایش، آب گرم کن ها، تجهیزات روشنایی، تجهیزات گرمایش و سرمایش مواد غذایی لوازم خانگی و حامل های انرژی برای محاسبات نرم افزار
  2. تعیین انطباق یا عدم انطباق ساختمان در دست مطالعه از نظر مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان
  3. انجام محاسبات با کم ترین داده های ورودی توسط کاربر و استــفاده بیشتر از مقـــادیر پیش فرض داده های بانک اطلاعاتی و صورتحساب مصـرف حامل های انرژی به منظور تسریع و تسهیل کار با نرم افزار
  4. ارایه راهکار های صرفه جویی انرژی برای هر یک از سیستم های مصرف کننده انرژی
  5. تحلیل اقتصادی راهکارهای انتخاب شده توسط کاربرشامل هزینه سرمایه گذاری، میزان صرفه جویی انرژی سالانه، دوره بازگشت سرمایه
  6. نمایش و چاپ نتایج به صورت گزارش های خروجی استاندارد (16) .

 

بهسازان

نرم افزار بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمـــان می باشد. این نرم افزار به سفارش وزارت نیرو- معاونت امور انرژی- دفتر بهینه سازی مصرف انرژی توسط پژوهشگاه نیرو گروه انرژی و مدیریت مصرف تهیه شده است.

این نرم افزار ابزاری برای بررسی و بهینه سازی مصرف انرژی و تحلیل صرفه جویی انرژی در ساختمان های مسکونی ساخته شده و ساخته نشده در شهرهای ایران با توجه به مشخصات ساختمان، شرایط اقلیمی محل، عملکرد تجهیزات و نتایج تحلیل اقتصادی.

این نرم افزار دارای قابلیت های زیر می باشد:

  • مدل سازی معماری ساختمان
  • در نظر گرفتن جهت و موقعیت ساختمان
  • تعریف و تغییر تیپ های اجزای ساختمان
  • انجام محاسبات بارهای گرمایشی و سرمایشی
  • انجام محاسبات آب گرم مصرفی
  • انجام محاسبات روشنایی
  • تعیین سیستم گرمایش و سرمایش بهینه
  • نمایش و مقایسه نتایج محاسبات
  • چاپ گزارش های جدولی و نموداری
  • ارزیابی فرصت های صرفه جویی انرژی و ارایه نتایج
  • تغییر قیمت مصالح، تجهیزات و حامل های انرژی (17) .

 

بهسات

نرم افــزار بهینه ســازی مصرف انرژی در ساختمان های تجاری می باشد. این نرم افزار به سفارش وزارت نیرو- معاونت امور انرژی- دفتر بهینه سازی مصرف توسط پژوهشگاه نیرو- پژوهشکده انرژی و محیط زیست تهیه شده است.

این نرم افزار ابزاری برای بررسی و بهینه سازی مصرف انرژی و تحلیل صرفه جویی انرژی در ساختمان های تجاری ساخته شده و ساخته نشده در شهرهــای ایـــران می باشد. این نرم افزار دارای قابلیت های زیر می باشد:

  • مدل سازی معماری ساختمان
  • ارزیابی سازگاری ساختمان با مقررات ملی کشور
  • محاسبه پارامترهای هواشناسی ساعتی برای 400 شهر مختلف کشور
  • انجام محاسبات بارهای سرمایشی برای 7 ماه سال
  • انجام محاسبات بارهای گرمایشی
  • انجام محاسبات انرژی مصرفی دوره سرمایش
  • انجام محاسبات انرژی مصرفی دوره گرمایش
  • انجام محاسبات انرژی مصرفی تجهیزات داخلی و روشنایی در طول سال
  • اعمــال اثـــر پروفیـل های زمانی کارکرد افراد تجهیزات و روشنایی
  • انجام محاسبات آب سرد و گرم مصرفی
  • انجام محاسبات روشنایی
  • تعیین ظرفیت سیستم های تهویه مطبوع
  • تعیین سیستم های گرمایش و سرمایش بهینه
  • اعمال فرصت های صرفه جویی انرژی و ارزیابی نتایج
  • چاپ کلیه گزارش ها در قالب جداول و نمودارها
  • امکان بروز رسانی قیمت ها و ضرایب توسط کاربر (18) .

 

بحث، نتیجه گیری و پیشنهاد

  1. در موردنرم افزارهای خارجی اطلاعات جامع و کاملی موجود نمی باشد. بنابراین برای تجزیه و تحلیل و بررسی کامل قابلیت ها و نقاط ضعف و نقاط قوت آن ها احتیاج به اصل نرم افزار و اطلاعات کامل تری در مورد خود نرم افزار و حتی پروژه هایی که به وسیله آن ها انجام شده است می باشد.
  2. مشکلی که در مورد استفاده از نرم افزارهای خارجی وجود دارد در کاربرد آن ها در ایران می باشد زیرا همان طور که می دانیم یکی از نکات مهم در ممیزی انرژی یک ساختمان در مورد موقعیت جغرافیایی و شرایط آب و هوایی محـل ساختمان می باشد. در تمامی این نرم افزارها اطلاعات آب و هوایی و شرایط جغرافیایی بسیاری از شهرهای دنیا موجود می باشد ولی در مورد شهرهای ایران چیزی آورده نشده است، البته در نرم افزار CARRIER فقط شهر تهران موجود می باشد که این به تنهایی کفایت نمی کند، به عنوان مثال در نرم افزار بهسات علاوه بر این که اکثر شهرهای ایران موجود می باشد خود تهران نیز به پانزده ناحیه تقسیم شده است، اما در اکثر این نرم افزارها بخشی نیز برای وارد کردن اطلاعات مربوط به شهر جدید تعبیه شده است که می توان با وارد کردن این اطلاعات روند ممیزی انرژی را دنبال کرد.
  3. نکته بعدی در مورد قابلیت اطمینان و درصد خطای مربوط به نرم افزارها می باشد، نرم افزار های خارجی به مراتب قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به نمونه های داخلی دارند، میان نرم افزار های خارجی نرم افزارهایی به بیش از دو دهه تحقیق و توسعه در آن به یک نمونه جامع، کامل و دقیق رست یافته اند که درصد خطای بسیار کم و قابلیت اطمینان بالایی دارند، همچنین پروژه هایی که با آن ها انجام شده و رقابت موجود عوامل دیگر در بهبود و رشد سریع و اعتبار آن ها می باشد، ولی نرم افزارهای داخلی با سابقه اجرایی کم و تجربه اندک در این مبحث و این که تا به حال نمونه ای از پروژه های ممیزی انرژی به کمک آن ها انجام نگردیده است دارای درصد خطای بالایی می باشند، بنابراین می توانیم با تحلیل نرم افزاری یک پروژه و مقایسه آن با نتایج به دست آمده از تحلیل دستی و استفاده از رابطه زیر برای آن ها ضریب اطمینان به دست آورد.

درصد خطا

  1. نکته نهایی در موردتمامی این نرم افزارهــا این می باشد که در هیچ کدام از آن هــا به بحث هزینه های خارجی (External costs) پرداخته نشده است.

 

منابع

  1. باقری، «انجام ممیزی انرژی اولین قدم برای بهینه سازی مصرف انرژی در صنایع کشور»، سال 1381 .
  2. سازمان بهینه سازی مصرف سوخت

 www.ifco.com

  1. علی سوفسطائی، فتوحی،  »ارزیابی پتانسیل صرفه جوئی مصرف انرژی در یک ساختمان اداری» چهارمین همایش بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان، 1384، تهران-ایران  .
  2. ریما فیاض، امیر عشیری (مترجم)، بهروز محمدکاری (مترجم)، فرامرز صدر (مترجم) ، «ممیزی انرژی ساختمان های موجود و راهکارهای کاهش مصرف انرژی»  نشر وزارت مسکن و شهرسازی، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن 1383.
  3. اصغر حاج سقطی، «بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان» اولین همایش بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان، 1381، تهران-ایران .
  4. سعید امیری، محمد نقاش زادگان، «ساخت نرم افزار کامپیوتری Iran Tahvieh برای محاسبه بار حرارتی و برودتی با توجه به خصوصیات اقلیمی ایران» سازمان بهینه سازی مصرف سوخت .
  5. http://www.doe2.com/
  6. http://www.eere.energy.gov/
  7. http://www.nrel.gov/about.html
  8. http://www.sbicouncil.org/about.htm
  9. CARRIER SOFTWARE
  10. http://www.energyauditsoftware.com
  11. http://www.elitesoft.com/

 

  1. نرم افزار چک لیست انرژی مبحث نوزدهم
  2. نرم افزار تابش
  3. نرم افزار نما
  4. نرم افزار بهسازان
  5. نرم افزار بهسات

 


 



1- استاد دانشگاه صنعتی شریف

2- دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی

1-National Renewable Energy Laboratory's

1-Heat Transfer Multipliers

  1. باقری، «انجام ممیزی انرژی اولین قدم برای بهینه سازی مصرف انرژی در صنایع کشور»، سال 1381 .
  2. سازمان بهینه سازی مصرف سوخت
 www.ifco.com

  1. علی سوفسطائی، فتوحی،  »ارزیابی پتانسیل صرفه جوئی مصرف انرژی در یک ساختمان اداری» چهارمین همایش بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان، 1384، تهران-ایران  .
  2. ریما فیاض، امیر عشیری (مترجم)، بهروز محمدکاری (مترجم)، فرامرز صدر (مترجم) ، «ممیزی انرژی ساختمان های موجود و راهکارهای کاهش مصرف انرژی»  نشر وزارت مسکن و شهرسازی، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن 1383.
  3. اصغر حاج سقطی، «بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان» اولین همایش بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان، 1381، تهران-ایران .
  4. سعید امیری، محمد نقاش زادگان، «ساخت نرم افزار کامپیوتری Iran Tahvieh برای محاسبه بار حرارتی و برودتی با توجه به خصوصیات اقلیمی ایران» سازمان بهینه سازی مصرف سوخت .
  5. http://www.doe2.com/
  6. http://www.eere.energy.gov/
  7. http://www.nrel.gov/about.html
  8. http://www.sbicouncil.org/about.htm
  9. CARRIER SOFTWARE
  10. http://www.energyauditsoftware.com
  11. http://www.elitesoft.com/
 

  1. نرم افزار چک لیست انرژی مبحث نوزدهم
  2. نرم افزار تابش
  3. نرم افزار نما
  4. نرم افزار بهسازان
  5. نرم افزار بهسات