تاثير بهينه‌سازي مصرف انرژي در كيفيت هواي داخل ساختمان (مطالعه موردي: ساختمان آموزشي)

The impact of optimizing energy consumption on indoor air quality Case Study: Educational Building

مباحث انرژي مصرفي در ساختمان‌ها و كيفيت هواي داخل آن به‌منزله جديدترين موضوعات تحت بررسي در بخش تحقيقاتي ساختمان و محيط‌زيست است. امروزه محيط‌زيست، صرفه‌جويي در مصرف انرژي‌هاي فسيلي و توسعه پايدار به مباحث بسيار مهم و رايج در سطح بين‌المللي تبديل شده‌اند. از طرفي نيز بررسي كيفيت هواي داخل ساختمان به علت زمان زياد حضور افراد داخل محيط‌هاي بسته، داراي اهميت زيادي است. در اين مقاله تلاش شده است تا اثر بهينه‌سازي مصرف انرژي در كيفيت هواي داخل ساختمان ارزيابي شود. در جهت رسيدن به اين هدف ساختماني با كاربري آموزشي به‌منزله مطالعه موردي انتخاب و از طريق نرم‌افزار مميزي انرژي ميزان بارهاي گرمايي و سرمايي آن محاسبه و عامل تهويه ساختمان و نرخ نشت و نفوذ به‌منزله رابط بين ميزان مصرف انرژي و كيفيت هواي داخل ساختمان ارزيابي شد. ميزان دي‌اكسيد‌كربن براي بررسي كارآمدي تهويه در ساختمان مورد مطالعه ملاك ارزيابي قرار گرفت. با مدل‌سازي در نرم‌افزار كانتم مشاهده شد كه در نرخ تعويض هوا برابر با 4/2 بار در ساعت براي كلاسي داراي 20 نفر دانشجو، اين ميزان نرخ تهويه مناسب است، اما با افزايش تعداد افراد تا 30 نفر ميزان سطح دي‌اكسيد به ppm800 رسيده و هوا كهنه مي‌شود و به افزايش ميزان تعويض هوا نياز است. از طرفي با افزايش ميزان نرخ تعويض هوا، بار گرمايي ساختمان به ميزان زيادي افزايش مي‌يابد و موجب افزايش مصرف انرژي خواهد شد. در ادامه اقدامات بهينه‌سازي بر ساختمان اعمال شد و بار گرمايي ساختمان 67 درصد و نرخ تعويض هوا به 2/2 بار در ساعت كاهش يافت، اما پس از مدل‌سازي دوباره ساختمان با اين نرخ تعويض هوا، در نرم‌افزار كانتم، مشاهده شد كه سطح دي‌اكسيد‌كربن از حد مجاز بسيار فراتر رفته است.

In this article we have tried to assess the impact of energy optimization on indoor air quality. In order to achieve this goal, an educational building was selected as a case study and by the energy audition software, heating and cooling loads were calculated and building ventilation and infiltration rate as the interface between energy consumption and indoor air quality was evaluated. Carbon dioxide as an assessment criteria for indicating ventilationʹs efficiency was evaluated. After modeling the building in Contam software it is observed that with the increasing number of people in the particular room, carbon dioxide level increases to 800 ppm and there is a need to increase the frequency of air change rate. However, with the air change rate increasing, the thermal load of the building greatly increases and consequently it will increase the energy consumption in the building. In the following, some optimizing strategies were applied on the building and heating loads decreased by 67% and air change rate fell to 2/2 time per hour. But after re-modeling the building with this new air change rate, it is observed that the level of carbon dioxide is more than permissible limit.