چکیده:
هدف از انجام این پژوهش، ارائه راهکاری برای بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان های موجود در اقلیم سرد ایران است. در راهکار پیشنهادی، یک پوسته دوم در سمت خارجی جدار جنوبی در بخش های غیر نورگذر نصب می شود و دیوار موجود به یک دیوار ترومب تبدیل می شود. در این روش، جدار رو به آفتاب، به رنگ مشکی رنگ آمیزی و شیشه ای در مقابل آن نصب می شود تا یک فاصله هوایی محفوظ ایجاد شود. جدار حاصل علاوه بر کاهش تلفات حرارتی ناشی از افزایش مقاومت کلی آن، امکان جذب و ذخیره سازی انرژی خورشیدی را فراهم می آورد و نوسان دمای هوای داخل اتاق را در طول روز کاهش می دهد. این راهکار به سبب سادگی و سهولت اجرا و همچنین ساختار شکلی و فضایی معماری و نوع مصالح رایج در ساخت و سازهای اقلیم سرد ایران، علاوه بر بناهای شهری، امکان استفاده در ابنیه روستایی را نیز دارد. در این مطالعه، به منظور ارزیابی عملکرد این سامانه، ابتدا یک مدل نمونه تعیین شده و جدار رو به آفتاب آن، در سه حالت بدون عایق، با عایق و با جزئیات پیشنهادی، در نظر گرفته شده و با استفاده از نرم افزار شبیه سازی انرژی پلاس، بارهای گرمایشی محاسبه شد. نتایج، کاهش قابل توجه بار گرمایشی را در مقایسه با جدار بدون عایق نشان داد. همچنین مشخص شد جدار پیشنهادی در مقایسه با عایق کاری، کارایی بهتری دارد. به منظور بررسی شرایط از نظر آسایش حرارتی، دمای خشک و دمای متوسط تشعشعی فضای داخل به وسیله همین نرم افزار پیش بینی شد. نتایج حاکی از کاهش معنادار بازه زمانی، مستلزم گرمایش و تعدیل دمای داخل در شرایط حاد آب و هوایی بود. عملکرد سامانه پیشنهادی، در یک ساختمان موجود نیز شبیه سازی شد که نتایج اخیر با نتایج به دست آمده از شبیه سازی مدل نمونه مطابقت داشت.
This research is aimed to find an energy optimization method for existing buildings in cold climate regions of Iran. In the proposed system، a secondary skin is installed against the unglazed surfaces of the southern wall، creating a Trombe-wall. The sun-facing wall is then painted in black، and covered with a transparent material like clear glass، leaving a closed air gap between them. The resultant unvented Trombe-wall increases the thermal resistance of the building envelope، and reduces heat loss while absorbing and storing solar energy at the same time. This can also cause a reduction in fluctuations of indoor air temperature. The simple way of construction، in addition to formal and spatial structure، and the materials used in building construction in cold regions make this system a feasible option to apply to urban and rural buildings. In order to assess the thermal performance of the proposed system، the basic model was simulated in three different configurations for the sun-facing wall: with the conventional wall، with the insulated wall، and with the proposed system. The simulation was done by EnergyPlus 8.0. The results of the simulation approved higher thermal performance of the proposed system as compared with the conventional wall and the insulated wall. Due to the need for providing thermal comfort conditions in buildings and preventing overheating، calculation of parameters such as dry-bulb and mean radiant temperature was done. This showed a decrease in the total heating period time، and improvement of indoor comfort in critical outdoor conditions. The proposed system was applied to an existing building in a cold climate region، and the real-time results fairly tallied with the predictions.