بهينه سازي مصرف انرژي سرمايشي و گرمايشي يك مجتمع مسكوني در اقليم گرم و خشك

Optimization of Cooling and Heating Loads in a Residential Building in a Hot and Dry Climate

هدف از اين تحقيق مطالعه ميزان انرژي يك ساختمان در شرايط مختلف طراحي و تلاش براي بهينه كردن آن است. در اين تحقيق ابتدا بار سرمايشي و گرمايشي يك برج واقع در شهر تهران محاسبه شده است. براي بهينه كردن مصرف انرژي، اثرات تغيير جنس و رنگ، تاثير تغيير جنس پنجره ها و اثر وجود سايه بان به منظور كاهش ضريب انتقال حرارت مورد بررسي قرار گرفته‌است. نتايج نشان مي‌دهد كه تغيير در نوع پنجره، بار حرارتي را به ميزان قابل توجهي كاهش خواهد داد. با جايگزين كردن پنجره دو جداره رفلكسي بار حرارتي در زمستان در حدود 40 درصد كاهش مي يابد. وجود سايه بان بر روي پنجرهها و همچنين تغيير در رنگ ديوارها هر كدام باعث 3 درصد كاهش بار مي‌شود. هم‌چنين انتخاب جنس بهينه براي ديوار خارجي حدود 9 درصد در زمستان و 6 درصد در تابستان به كاهش بار ساختمان كمك مي‌كند. نهايتا به محاسبه نقطه سربه سر در حالتهاي مختلف پرداخته شد كه زمان بازگشت هزينه براي انجام اين تغييرات در حالت بهينه در حدود 3 سال خواهد بود.

The purpose of this research is to study the amount of energy consumed by the residential building and attempts to optimize it. In this work, the heating and cooling load of a residential tower in a hot and dry climate in Tehran has been calculated by Carrier software. To optimize energy consumption, changes in the material and color of the exterior walls and the change of the window's type and also the examination of the presence of shades to reduce the heat transfer coefficient were made. Results indicate that the change in the type of window will reduce the thermal and cooling load significantly. By replacing the single-layer window with the double-layer reflex one, the thermal load required to provide comfort conditions in the building in the winter is reduced by about 40%. The shading on the windows and also the change in the color of the external walls have each about 3 percentages reducing effect on the thermal and cooling load of the building, that is of less importance in comparison with the effect of windows type. Also choosing optimized materials for external walls leads to about 9 % load reduction in the winter and 6% in the summer. Finally, by calculating optimization process cost and also the cost of consuming energy for the building heating and cooling, the Break-even point and the return cost time regarding to the changes in the material of the window and the exterior wall were investigated. In the best situation the return cost time is about 3 years.