بهينه سازي چند هدفه تقاضاي انرژي ساختمان و طراحي ساختمان انرژي صفر خالص متناسب با شرايط اقليمي (مطالعه موردي: شهر تهران)

در سال‌هاي اخير، كاهش مصرف انرژي و انتشار گازهاي گلخانه‌اي در بخش ساختمان، توجه زيادي را به خود جلب كرده است. مانند ساير نقاط دنيا، بخش ساختمان در ايران نيز سهم زيادي از مصرف انرژي را بخود اختصاص داده است. در نتيجه ساختمان هاي كم مصرف و حتي انرژي صفر، به عنوان راه حل جايگزين در حل اين مشكل، مورد توجه دانشمندان، محققان و سياستگذاران قرار گرفته اند. يكي از چالش هاي اصلي در طراحي ساختمان انرژي صفر، يافتن بهترين تركيب از راهكارهاي پسيو جهت كاهش مصرف و بهينه‌سازي عملكرد انرژي در ساختمان است به گونه‌اي كه عملكرد انرژي ساختمان و آسايش حرارتي ساكنان را تحت تاثير منفي قرار ندهد. اين مقاله يك روش براي بهينه سازي چند هدفه و چند متغيره مبتني بر شبيه‌سازي ساختمان ارائه مي‌دهد كه در سه مرحله اصلي انجام شده است: شبيه سازي مصرف انرژي ساختمان، فرآيند بهينه سازي دو هدفه و تصميم گيري چند معياره طراحي ساختمان انرژي صفر با كاربرد انرژي‌هاي تجديدپذير. پارامترهاي طراحي مورد بررسي عبارتند از: جهت ساختمان، زاويه و عمق و طول بيرون‌زدگي سايه بان‌ها، ضخامت عايق ديوارهاي خارجي، نقاط تنظيم دماي سرمايش و گرمايش، نسبت مساحت پنجره به ديوار، ضريب انتقال حرارت پنجره‌ها و ضخامت عايق سقف. علاوه بر اين، منابع انرژي هاي تجديدپذير در نظر گرفته شده عبارتند از: پنل‌هاي فتوولتاييك و توربين بادي. به منظور دستيابي به ساختمان انرژي صفر خالص با در نظر گرفتن حفظ آسايش حرارتي ساكنين، الگوريتم ژنتيك چند هدفه با مرتب سازي نامغلوب استفاده شده است. در نهايت جهت تعيين بهينه‌ترين پاسخ در نمودار پارتو از روش حذف و انتخاب سازگار با واقعيت استفاده شده است. نتايج نشان مي دهد كه شرايط اقليمي و انتخاب مناسب پارامترهاي معماري در كاهش مصرف انرژي ساختمان بسيار مهم و حياتي هستند. بر اساس نتايج، بكارگيري راهكارهاي بهينه‌سازي انرژي در شهر تهران، منجر به كاهش 25.3 درصدي در مصرف انرژي مي‌شود. علاوه بر اين، پتانسيل قابل توجهي براي استفاده از سيستم فتوولتاييك در شهر تهران براي تامين انرژي مورد نياز منازل وجود دارد.