بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان (قسمت اول)

بررسی روند و راهکارهای بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان

صنعت ساختمان به عنوان یکی از بزرگترین صنایع هر کشور همواره مورد توجه قرار می گیرد . با رشد فزاینده جمعیت و افزایش نیاز به انرژی ، ایجاد منابع جدید انرژی و بهره برداری از آن و بهینه سازی مصرف به عنوان یکی از اولویت های دولت های جهان در نظر گرفته می شود. از این رو در فضاهای ساختمانی که سهم عمده ای در مصرف انرژی را به خود اختصاص میدهد تلاش می شود با استفاده از تکنولوژی ها و روش های مختلف میزان مصرف انرژی را کاهش دهند .

 

سیستم های جامع یکپارچه مدیریت انرژی به مجموعه ادوات به کار رفته در ساختمان اطلاق می شود که با منظور مدیریت بهینه ساختمان و بهبود شرایط کنترلی اجزای آن و در نهایت بهینه سازی مصرف انرژی طراحی ، پیاده سازی و به کار گرفته می شود. این سیستم مجموعه ای از تجهیزات الکترونیکی توزیع شده است که با استفاده از شبکه های داده به یکدیگر متصل شده اند. ایجاد شبکه های داده میان این تجهیزات منجر به ارسال اطلاعات نقاط مختلف ساختمان به مراکز تصمیم گیری می شود که می تواند بر اساس اطلاعات واصله تصمیمات از پیش تعیین شده ای را متناسب با نوع داده های واصله گرفته و عملکرد مناسب و صحیح را منجر شود .

 

با استفاده از این سیستم ها رخداد های ساختمان در مواجه با شرایط مختلف مورد بررسی قرار می گیرد و با توجه به برنامه ریزی انجام شده متناسب با هر رخداد رفتاری تعریف شده بروز می نماید . این رفتار های به گونه ای از پیش طراحی می شود که تمامی جوانب آن سنجیده شده و در نهایت موجب بهترین عملکرد در برابر هر رخداد می شود . کاهش خطای انسانی در مقابل رخداد های غیر مترقبه و نیز رخداد های تکراری از جمله مواردی است که توسط سیستم شناسایی و صورت می پذیرد . همانطور که از آمار و اطلاعات مختلف برآمده است یکی از بیشترین مصارف انرژی در کشور ، بخش ساختمان می باشد که بخش اعظمی از آن را ساختمان های دولتی و اداری گسترده در کل کشور تشکیل می دهند . این ساختمان ها اکثرا با توجه به قدمت ساخت و ضعف های متعدد در ساختار تاسیسات و مدیریت انرژی ، به صورت ناکارآمد و غیر اقتصادی انرژی را هدر می دهند ، در حالیکه سیستم های هوشمند پیشرفته و مقرون به صرفه با طراحی مناسب و فنی با ارائه راه کارهای تکنولوژیک و همچنین قابلیت مانیتورینگ و مدیریت انرژی مصرفی ساختمان، تا حد بسیار بالایی از این هدر رفت جلوگیری می کنند .

 

یکی از بزرگترین مشکلات این صنعت در داخل کشور عدم وجود صنف مرتبط می باشد که با توجه به  همکاری های مشابه این شرکت نظیر تعریف استاندارد های آموزشی سیستم هوشمند در سطح بین المللی و دریافت کد شایستگی آموزش در سازمان فنی و حرفه ای ، شرکت در همایش های شناخت چالش های پیشرو در صنعت هوشمند سازی و همکاری با سازمان بهره وری انرژی ایران ، آمادگی خود را جهت همکاری کامل در راستای تاسیس صنف و پیش برد قوانین این صنعت در ایران جهت جلوگیری از ضرر و زیان مصرف کنندگان ایرانی و همکاران در این بخش اعلام می دارد .

 

مقدمه

هیچ یک از اعمال انسان ، بازدهی صددرصد ندارد از این رو استفاده بهینه و ممانعت از هدر رفتن امکانات امری اساسی است . این نکته هنگامی اهمیت بیشتری پیدا می کند که موضوع انرژی مطرح شود . منظور از بهینه سازی مصرف انرژی ، انتخاب الگوها و اتخاذ و بکارگیری روش ها و سیاست هایی در مصرف درست انرژی است که از نقطه نظر اقتصاد ملی مطلوب باشد و استمرار وجود و دوام انرژی و ادامه حیات و حرکت را تضمین کند .

 

در این چارچوب تعیین سهام صورت های مختلف انرژی در سبد انرژی هر جامعه با توجه به امکانات دراز مدت آن جامعه ، همپنین بکارگیری پربازده ترین شیوه استفاده از آنها که متضمن کاهش تخریب منابع انرژی و نیز کاهش تأثیرات سوء ناشی از استفاده ناصحیح از انرژی ، بر عوامل دیگر حیات و محیط زیست مدنظر است ، این استفاده درست و به جا از انرژی ، نه تنها متضمن استمرار حیات و توسعه پایدار جامعه است بلکه منجر به بقاء انرژی برای همگان و نسل های آتی و منافعی برای تولید و گسترش آلودگی های زیست محیطی ناشی از مصرف نادرست انرژی خواهد بود . احداث تأسیسات تولید انرژی الکتریکی و شبکه های برق رسانی نیاز به هزینه های زیادی دارد . هزینه احداث تأسیسات تولید و انتقال و توزیع برق برای هر کیلو وات ساعت معادل ۸۰۰ دلار  می باشد . علاوه بر بار مالی زمان لازم برای احداث نیروگاه ۳ تا ۸ سال است . همچنین هزینه های جاری و ثابت سالانه نیروگاهها گاهی بالغ بر ۲۰ درصد سرمایه گذاری اولیه می شوند . از این رو کاهش مصرف انرژی به میزان انرژی الکتریکی به میزان قابل ملاحظه ای در حفظ و بقاع سرمایه های ملی مؤثر است . با توجه به پتانسیل های صرفه جویی موجود در بخش صنعت سالانه می توان ۶۷۰ میلیارد تومان در این بخش صرفه جویی کرد .

 

در بخش خانگی نیز می توان با بکارگیری راهکارهای استفاده بهینه از لوازم خانگی انرژی بر تا حد زیادی از اتلاف سرمایه های ملی جلوگیری کرد . لازم به ذکر است در کشور ما در خانه و مکان های تجاری ، سالانه در حدود ۲۰۰ میلیون بشکه نفت خام برای تولید حرارت و سرما مصرف می شود . در صورتیکه اگر با روشهای صرفه جویی فقط ۱۰ درصد در طول سال در مصرف انرژی وسایل گرمازا و سرمازای خود صرفه جویی کنیم در حدود ۲۰ میلیون بشکه نفت خام صرفه جویی کرده ایم که ارزش این مقدار انرژی ( با احتساب قیمت هر بشکه نفت خام ۶۰ دلار و هر دلار ۹۰۰ تومان ) هزار میلیارد تومان است .

 

 ضرورت بهینه سازی مصرف انرژی

 

علاوه بر بار اقتصادی عوامل دیگری نیز وجود دارد که ضرورت بهینه سازی مصرف انرژی را می رساند : استفاده بی رویه از انرژی فسیلی از انرژی فسیلی که باعث افزایش آلودگی محیط زیست می شود .

بالا بودن رشد جمعیت و نیاز به تقاضای بیشتر انرژی

محدودیت منابع انرژی به دلیل تهدید ناپذیر بودن آن

رشد بالای مصرف انرژی به دلیل الگوی ناصحیح مصرف انرژی

عدم وجود سیستم بازیافت انرژی

وجود صنایع و کارخانجات فرسوده

متکی بودن اقتصاد ملی به درآمدهای نفتی

افزایش گازهای گلخانه ای و باران های اسیدی

 

چرخه هزینه های عملیاتی ساختمان در طی ۴۰ سال

نگهداری ۵۰%

ساخت و ساز ۱۱%

سرمایه گذاری ۱۴%

هزینه های دوره ای ۲۵%

 

بکارگیری سیستم های هوشمند در ساختمانها ، علاوه بر مزایای بیشماری که دارد باعث مصرف بهینه انرژی در صورتهای مختلف و در نتیجه کاهش شدید هزینه های انرژی خواهد گردید .

ساختمان هوشمند ساختمانی است مرکب از سیستم های کنترلی مختلف که هر یک در انجام فعالیت های مرتبط هوشمندانه عمل کرده و در ارتباط و تعامل همیشگی با یکدیگرند . این ساختمان از یک زیرساخت ارتباطی قوی برخوردار است و می تواند نسبت به شرایط متغیر محیطی واکنش مناسب نشان دهد .

 

 

مزایای سیستم هوشمند

۱ –  آسایش : مهمترین عامل در بکارگیری سیستم هوشمند ، ایجاد راحتی و آسایش برای ساکنین ساختمان است . در ساختمان هوشمند هر یک از ساکنین بر اساس سلیقه خود با تعریف و بکارگیری کنترل دلخواه      روشنایی ، دما و دیگر سیستم ها ، محیط دلپذیری را برای خود ایجاد می نماید .

۲ – بهینه سازی و کاهش مصرف انرژی : یکی از اهداف اصلی از بکارگیری سیستم های هوشمند بهینه سازی مصرف انرژی است . با استفاده از این سیستم انرژی همواره به طور معقول و منطقی مورد استفاده قرار می گیرد و به دلیل کنترل همه جانبه ، تلفات آن به طور چشمگیری کاسته می شود . بررسی ها نشان می دهد با بکارگیری یک منطقی کنترلی صحیح تا میزان ۴۰ درصد از انرژی های مصرفی در ساختمان هوشمند کاسته می شود . با توجه به آنکه مصرف انرژی کاملاً در کنترل قرار دارد ، بهای پرداختی تا حد قابل قبولی به میزان انرژی مفید مصرفی نزدیک است .

۳ – انعطاف پذیری : پیاده سازی یک استاندارد باز در ساختمان مثل ۱ EIB یا BACnet باعث انعطاف پذیری سیستم های کنترلی ساختمان می شود و منطق های کنترلی بدون نیاز به تغییرات فیزیکی و سخت افزاری در صورت نیاز قابل تغییرند.

۴ – کنترل یکپارچه : سیستم هوشمند امکان کنترل یکپارچه کل ساختمان را میسر می سازد و سیستمهای کنترلی در دورترین نقاط ساختمان هم به راحتی مونیتور و کنترل می شوند و نیازی به مراجعه به نقطه کنترلی نیست .

 

نویسنده : میثم حسینعلی