راهکارهایی برای صرفه‌جویی انرژی در فصول سرد سال - بخش پایانی

طراحی اصولی ساختمان و عایق کاری ضرورت‌های کاهش اتلاف انرژی

کد خبر: ۱۷۶۰۱۳

تاریخ: ۰۹ آذر ۱۳۹۸ - ۲۱:۵۰

گالیا توانگر
کلاه بافتنی تا روی چشم کشیده شده و یک ژاکت هم به تن کرده است، اما از سرمای محیط کار ناراضی است. چرا؟! چون اغلب ما به اتلاف انرژی گرمایی در محیط کار خود عادت کرده‌ایم و می‌پنداریم دمای ایده‌آل برای محیط کار باید به صورتی باشد که ما با پوششی شبیه فصل تابستان حاضر شویم. هم‌اکنون همه جای دنیا در پی روش‌هایی هستند که به اتلاف کمتر انرژی‌ها ختم می‌شود؛ از انواع و اقسام سیستم‌های گرمایشی گرفته تا طراحی البسه زمستانی که گرما را در خود حفظ می‌کنند. آیا زمان آن نرسیده که یک مقدار از خودخواهی‌های خود کم کنیم و با استفاده از روش‌های کاهش اتلاف انرژی در منزل و محل کار آشنایی برقرار کرده و آنها را به کار ببندیم؟
در زمستان خورشید به‌صورت عمود به نمای جنوبی می‌تابد که باعث افزایش دریافت نور خورشید  می‌شود (خورشید در زمستان پایین‌تر قرار می‌گیرد). اما به هر حال تقریبا در تمام اقلیم‌ها، حرارت جذب شده در زمستان از طریق جدارهای شیشه‌ای رو به جنوب بیشتر است. باید همین ویژگی‌ها را باز شناخت تا در کاهش اتلاف انرژی گرمایی در زمستان با نصب پنجره‌های مناسب جنوبی و دریافت هر چه بیشتر نور خورشید، کمک گرفت.
به کار گرفتن این قبیل ویژگی‌ها به ویژه در معماری سنتی و بومی اقلیم‌های مختلف اقصی نقاط کشورمان مرسوم بوده است. می‌طلبد با بازیابی این قبیل ویژگی‌های معماری سنتی و کاربردی کردنشان برای زمان حال، انقلابی در معماری خود به وجود بیاوریم و دست از کپی‌برداری‌های صرف از الگوهای معماری وارداتی برداریم.
سه راهکار موثرِ کاهش
اتلاف انرژی گرمایی در ساختمان
سه روش کاهش اتلاف انرژی گرمایی در ساختمان عبارتند از: طراحی معماری، کنترل دمای گرم‌کننده‌ها، مصالح عایق.
یکی از کانال‌های دریافت انرژی گرمایی بیشتر از نور خورشید در ساختمان نصب پنجره‌های بزرگ‌تر جنوبی است. ابعاد پنجره مقدار دریافت مستقیم تابش‌های خورشیدی را تعیین می‌کنند. ابعاد یک پنجره در ساختمان باید به گونه‌ای باشد که حرارت دریافتی خورشید دمای اتاق را 21 درجه نگه دارد. هر چند ممکن است با ابعاد پنجره بزرگ‌تر انرژی گرمایی بیشتری وارد ساختمان شود، اما در عین حال می‌تواند باعث هدر رفت انرژی هم بشود. پنجره با 25 درصد سطح ‌اشغال دیوار، بیشترین تاثیر را در کاهش اتلاف انرژی دارد. دیواری با سطح ‌اشغال
40 درصد هم سود دارد و هم زیان. این سطح از ‌اشغال دیوار باعث دریافت انرژی بیشتری می‌شود، اما باعث هدر رفت انرژی هم می‌شود. به همین خاطر حد اعتدال در ابعاد پنجره را باید رعایت کرد.
راه دیگر تنظیم شیر ترموستاتیک شوفاژ به‌گونه‌ای استاندارد و درست است. همیشه وقتی که از وسیله‌ای مثل رادیاتور استفاده می‌کنیم، مشکل این است که نمی‌توان دما را تنظیم کرد و گرمای تولید شده در اتاق تقریبا غیر قابل کنترل است. وسیله‌ای که می‌تواند این مشکل را برطرف کند، شیر ترموستاتیک است. این وسیله با توجه به دمای اتاق، میزان آب ورودی به درون شوفاژ را کنترل می‌کند. ترموستات درون این شیر با رسیدن دمای اتاق به مقدار مورد نظر فعال می‌شود و جریان را کاهش می‌دهد. این شیرها قابلیت نصب بر روی انواع شوفاژهای قدیمی و جدید را دارا می‌باشند و تا 20 سال ضمانت کار به همراه خود دارند که نشان‌دهنده عمر بالای این وسیله است.
مسعود محمدی یک عایق‌کار ساختمان برایمان توضیح می‌دهد: «با همه این‌ها استفاده عایق‌ها در ساختمان یکی از راهکارهای مطمئن و به روز کاهش اتلاف انرژی گرمایی در ساختمان است.
برای مثال يك لايه 3 ميليمترى از «ايروژل» روى بدن انسان باعث مى شود كه بتواند دماى زير 50 درجه سانتيگراد را تحمل كند. ایروژل عایق بسیار قدرتمند و سبک‌تر از پشم و مواد دیگر است. یعنی قدرتش 30 برابر پشم و استفاده از این ماده در صنعت بسیار زیاد است. ايروژل گزینه مناسبى براى استفاده در ساختمان‌ها است. این ماده در لایه‌های نازک و ورق‌های باریک استفاده می‌شود و عملا انتقال حرارت را به صفر مى رساند. ایروژل عایق صدا و حرارت است و همچنین باعث کاهش اتلاف انرژی می‌شود و از این ماده به عنوان عایق سقف و دیوارها استفاده می‌شود.»
وی درباره تاثیر شگفت‌انگیز عایق‌های حرارتی در ساختمان بر کاهش اتلاف انرژی گرمایی توضیح می‌دهد: «اگر از هیچ نوع عایقی در ساختمان استفاده نکنیم مسلم است که اتلاف انرژی در اوج خود خواهد بود. بیشترین تاثیر در کاهش اتلاف انرژی گرمایی در ساختمان را دیوار دوجداره با عایق پلی یورتان داشته است. بعد از آن استفاده از پنجره دو جداره کم گسیل بیشترین تاثیر را داشته است. پنجره دو جداره و دیوار دو جداره بدون عایق حرارتی تاثیر نسبتاً نزدیکی دارند.»
پل حرارتی در ساختمان
راه ‌گریز انرژی گرمایی
از نوید هاشمیان یک مهندس ساختمان می‌پرسم: «می توانید به طور ساده برایمان پل حرارتی را تعریف و توصیف کنید؟» وی پاسخ می‌دهد: « به یک رخنه در عایقکاری گفته می‌شود که نسبت به سطوح اطراف خود دارای ضریب انتقال حرارت بیشتر می‌باشد. به عنوان مثال تیرهای آهن در دیوارها به علت انتقال حرارت زیادتر نسبت به آجر و گچ اطراف یک نوع پل حرارتی خواهند بود که باعث اتلاف انرژی گرمایی در زمستان می‌شوند.»
در سؤال دیگری از این مهندس ساختمان می‌پرسم: « برای فایق آمدن بر اتلاف انرژی از مسیر پل‌های حرارتی ساختمان، شما چه راهکاری را ارائه می‌دهید و از چه نوع سیستم گرمایشی می‌توانیم بهره بگیریم؟»
وی در پاسخ به این سؤال، پاسخ می‌دهد: «پل حرارتی، نقاطی از ساختمان هستند که در آنها حرارت از ساختمان به محیط پیرامون منتقل می‌شوند. این مهم در بسیاری از موارد به علت نبودن عایق حرارتی در سطوح اطراف ساختمان مانند دیوار خارجی، کف و سقف خارجی اتفاق می‌افتد. در یک سیستم گرمایش کفی برای جلوگیری از بروز این پدیده، باید ابتدا در تمام مناطق پیرامونی ازعایق کناری استفاده کنیم و نکته دیگر آن‌ که تمام سطوح کف باید با لوله پوشیده شوند تا از هرگونه فرار حرارت در کف جلوگیری شود.»
سیستم گرمایشی از کف
سیستم گرمایش از کف یک سیستم کف خواب می‌باشد که معمولا در هنگام اجرای ساختمان متناسب با معماری و کاربری ساختمان طراحی می‌گردد. در نتیجه متناسب با آن طراحی سایر لوله کشی‌ها و تاسیسات برقی خانه هوشمند مشخص می‌شود. کلکتورهای (کلکتور وسیله‌ای میله‌ای و لوله‌ای شکل است که در زیر آن تعدادی خروجی ایجاد شده است تا با اتصال شیرهای مخصوص کلکتوری به این راه‌ها یا خروجی‌ها، آب به مسیرهای متفاوت تقسیم و ارسال شود.) سیستم گرمایش از کف بهتر است که هنگام لوله‌کشی‌های ساختمان نصب شوند تا هنگام اجرای سیستم مشکل چندانی به وجود نیاید. این نکته به این خاطر دارای اهمیت است که معمولا در مدت زمان اجرای پروژه بارها نقشه‌ها و جانمایی بعضی از تجهیزات از سوی ناظران یا سازندگان تغییر می‌کند و هنگامی که وارد مرحله اجرای سیستم گرمایش از کف می‌شویم کار سخت‌تر می‌گردد؛ اما در صورتی که از ابتدا جعبه کلکتورها و کلکتورهای سیستم نصب شده باشند و متناسب با طراحی اولیه جانمایی شده باشند، کار اصولی‌تر و ساده‌تر می‌گردد.
سعید سهرابی یک نصاب سیستم گرمایشی از کف برایمان در مورد شیوه عملیاتی کردن این سیستم در ساختمان توضیح می‌دهد: « بعد از اتمام سفت کاری ساختمان و انجام لوله‌کشی‌ها و اجرای سیستم‌های برقی و نصب کلکتورهای گرمایش از کف و انجام نازک کاری ساختمان به مرحله نصب سیستم و خواباندن لوله‌ها می‌رسیم. البته باید در نظر داشت که به دلیل کاهش خسارات به سیستم و عدم صدمه دیدن لوله‌ها بهتر است که کارها و تزیینات سقف‌ها نهایی شده باشد و کارهایی مثل ایجاد سقف کاذب و اجرای نما و گچ‌کاری تمام شده و حتی کار نازک کاری و گچ‌کاری تا یک متری کف انجام شده باشد. تمام این پیشنهادات در راستای کاهش هزینه‌ها و عدم صدمه‌پذیری لوله‌های کف خواب می‌باشد، به دلیل اینکه لوله‌های هر zone بدون اتصال می‌باشند در صورت صدمه دیدن باید کل لوله تعویض گردد.»
وی ادامه می‌دهد: «ابتدا حاشیه دیوارها به ارتفاع 10 سانت عایق کاری می‌شوند و تمام درزهای احتمالی بین چارچوب درها و سایر نقاط به طور دقیق عایق کاری می‌گردد. سپس عایق مخصوص کف‌ها خوابانده می‌شود. البته باید در نظر داشت شکل، جنس و ضخامت این عایق‌ها با توجه به شرکت ارائه دهنده تجهیزات متفاوتند. بنابراین بهتر است این مصالح از همان شرکتی تامین گردد که محاسبات و طراحی سیستم را انجام داده است. با اتمام عایق کف و حاشیه‌ها و گذاشتن مصالح مورد نیاز نوبت به خواباندن لوله‌ها درکف می‌رسد. البته باید توجه داشت که مدل خواباندن لوله‌ها در شرکت‌های گوناگون متفاوتند. بعضی شرکت‌ها عایق‌هایی ارایه می‌دهند که نیازی به زدن خار و بست به لوله‌ها نیست و محکم کردن لوله‌ها روی خود عایق‌ها پیش‌بینی شده است و بعضی شرکت‌ها نیز عایق‌های مسطح ارائه می‌دهند و با خار و بست لوله‌ها در جای خود قرار می‌گیرند.»
این نصاب سیستم گرمایشی از کف در مورد مزیت‌های این سیستم برایمان توضیح می‌دهد: «با توجه به هزینه‌های اجرای سیستم گرمایش از کف نسبت به سیستم رادیاتور شوفاژ و برابری نسبی هر دو سیستم از لحاظ هزینه می‌توان گفت سیر صعودی نصب سیستم‌های گرمایش کفی در ایران رو به افزایش است.»
وی ادامه می‌دهد: « درجه حرارت بویلر و یا پکیج در سیستم گرمایش کف بین 20 تا 30 درجه از سیستم رادیاتورشوفاژ پایین‌تر می‌باشد و به همین دلیل موجب کاهش هزینه‌های مصرف انرژی و افزایش عمر بویلر و یا پکیج می‌شود و به دلیل ماهیت سیستم، تعمیر و نگهداری آن نیز به شدت کم هزینه می‌گردد. حتی در واحدهای آپارتمانی می‌توان از سیستم گرمایش ازکف مرکزی نیز استفاده کرد، که هرچند این سیستم هزینه‌های کمتری برای کاربران دربر دارد، اما به دلیل قیمت ملک و اجبار به ایجاد فضایی برای موتورخانه هرچند کوچک چندان مورد استقبال سازندگان مسکن نیست. در هر صورت با هرگونه محاسبات اجرای سیستم گرمایش ازکف با استفاده از تجهزات متفاوت و کیفیت‌های گوناگون در ایران اجرا می‌گردد که این هزینه شامل عایق کاری لوله‌کشی نصب کلکتورها و در بعضی شرکت‌ها بتن‌ریزی را نیز شامل می‌شود.»