سیستم جامع مدیریت انرژی ساختمان
نگهداری انرژی یا مدیریت مصرف انرژی راهکاری است که باعث تنظیم و بهینهسازی استفاده از سیستمهای مصرف کننده انرژی میگردد. در مباحث مدیریت انرژی سعی میشود، بدون در نظر گرفتن کاهش یا ثبات هزینهها، نیاز به مصرف انرژی در خروجی کاهش پیدا کند. نگهداری انرژی به معنای کاهش مصرف انرژی به واسطه استفاده کمتر از منابع انرژی است. برای مثال شما میتوانید برای نگهداری انرژی مصرفی حاصل از سوخت خودروی خود، کمتر رانندگی کنید و یا اینکه برای افزایش بهرهوری بهتر از میزان سوخت مصرفی خود از خودروی کم مصرفتری استفاده کنید. نگهداری انرژی و بهبود بهرهوری از آن، هر دو از تکنیکهای کاهش مصرف انرژی است. هر چند نگهداری انرژی، ارزش حاصل از مصرف انرژی را کاهش میدهد ولیکن موجب افزایش سرمایه مالی، کیفیت محیط اطراف، امنیت ملی و امنیت مالی شخصی میشود و این موارد اهدافی هستند که شاخصه آنها در هرم انرژی بسیار با ارزش میباشد.
بعضی از کشورها برای کاهش مصرف انرژی، از مالیات بر انرژیهای فصیلی استفاده میکنند. مالیات بر انرژیهای فصیلی میتواند موجب شود انرژی هستهای و یا هر انرژی پاک دیگری جایگزین مصرف انرژیهای آلاینده محیط زیست شود؛ این در حالی است که این مالیات در اکثر مواقع بر مصرف کلیه انرژیها دریافت میشود.
یکی از راههای ابتدایی بهبود نگهداری انرژی در ساختمانها، بررسی مصرف انرژی میباشد. بررسی مصرف انرژی، بررسی، تجزیه و تحلیل استفاده از انرژی و روشهای مناسب نگهداری انرژی در ساختمانها است. این بررسی ما را به سمتی هدایت مینماید که میزان انرژی ورودی سیستم بدون کاهش ارزش حاصل از آن، کاهش یابد. معمولاً این کار را متخصصان آموزش دیده انجام میدهند و میتواند قسمتی از برنامههای بلند مدت ملی یک کشور باشد. بعلاوه فزونی کاربردهای متعدد گوشیهای هوشمند به ساکنین خانهها این توانایی را میدهد تا خودشان نیز به واسطه برخی از این ابزارهای خاص بتوانند فرم بررسی دقیق مصرف انرژی را تکمیل نمایند.
تکنولوژی و روشهای اندازهگیری هوشمند در ساختمانها به مصرفکنندگان انرژی در بخش تجاری و مسکونی این امکان را میدهد که به صورت نموداری اثری که مصرف انرژی توسط آنها بر محل کارشان یا خانههایشان میتواند داشته باشد، ببینند. در ساختمانهای تابشی تأثیر پذیر، طراحی پنجرهها، دیوارها و زمینها به گونهای است که بتوان در فصل زمستان انرژی تابشی خورشید را به شکل گرما جمعآوری و ذخیره نمود و در فصل تابستان این گرمای تابشی را کمتر جذب نمود؛ به این طراحی، طراحی تابشی تأثیر پذیر یا طراحی اقلیمی میگویند چون بر خلاف یک سیستم گرمایش تابشی فعال که شامل دریافت حرارت حاصل از تابش وسایل الکتریکی و مکانیکی میباشد، عمل میکند.
عناصری که در این ساختمانها به آن توجه میشود شامل محل پنجره، نوع شیشه، عایق بندی حرارتی، میزان حرارت و سایه بان میباشد. اجرای ساختمانها با استفاده از طراحی تابشی غیرفعال در بناهای در حال ساخت بسیار موثر خواهد بود.
در کشورهایی که بهای سوخت مورد نیاز ناوگان حمل و نقل شهری، پایین است، حومه شهرها، رشد بسیار زیادی خواهند نمود. افزایش حومه نشینی باعث افزایش مصرف انرژی میشود؛ از طرف دیگر با افزایش تراکم شهری و یا راهاندازی مسیرهای مخصوص دوچرخه و یا پیادهروها مصرف انرژی کاهش خواهد یافت.
نمای کلی سیستم مدیریت انرژی ساختمان
نرمافزار مدیریت انرژی ساختمان جهت بررسی و تحلیل وضعیت معماری و تاسیسات مکانیکی و الکتریکی ساختمان، وضعیت مصرف انرژی و تعیین رده برچسب انرژی ساختمان مطابق با استاندارد ISO 50001:2011 و استانداردهای ملی ISIRI 14253 و ISIRI 14254 در خصوص معیار مصرف و برچسب انرژی ساختمانهای مسکونی و غیر مسکونی تدوین شده است. از ویژگیهای خاص و مهم این سیستم میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- امکان بررسی وضعیت معماری و تاسیسات مکانیکی و الکتریکی ساختمان و تعیین نقاط ضعف موجود
- امکان محاسبه بارهای سرمایشی و گرمایشی ساختمان
- مشاهده و پایش مصارف انرژی ساختمان برای سالهای مختلف
- قابلیت تعیین رده برچسب انرژی
- دارای سیستم کامل گزارشگیری به صورت دلخواه
- ارایه گزارشات فنی و مدیریتی به صورت نمودارهای آماری و جداول
طراحی این سامانه براساس استانداردهای ملی و بینالمللی میباشد که به صورت خاص به برخی از مفاهیم اساسی و تعاریف ذکر شده در مبحث 11 مقررات ملی ساختمان و استاندارد ملی ایران به شماره 14254 با عنوان “تعیین معیار برچسب انرژی و دستورالعمل برچسب انرژی در ساختمانهای غیر مسکونی” میپردازیم.
انرژی اولیه: بیان کننده میزان انرژی مصرفی ساختمان به صورت انرژی پالایش شده اولیه و صرفنظر از نوع حامل انرژی مورد استفاده میباشد. جهت محاسبه میزان مصرف انرژی اولیه، میزان مصرف هر حامل انرژی بر اساس روش و راندمان تولید و نوع حامل انرژی اولیه که جهت تولید آن مصرف شده، محاسبه میشود.
بازشو: همه سطوح قابل باز شدن در پوسته ساختمان، که برای دسترسی، تامین روشنایی، دید به خارج، خروج گاز حاصل از سوخت، تهویه و تعویض هوا ایجاد میگردند. مانند درها، پنجرهها و نور گیرها.
بام تخت: پوشش نهایی ساختمان که شیبی کمتر از 11 درجه یا مساوی آن نسبت به افق دارد.
بام شیب دار: پوشش نهایی ساختمان که شیبی بیشتر از 11 درجه و بیشتر از 11 درجه نسبت به سطح افقی دارد. بر روی سقف شیب دار، فضای خارج و زیر آن، فضای کنترل شده یا کنترل نشده قرار دارد. اگر شیب جدار بیش از 11 درجه باشد، دیوار تلقی می شود.
پایانه حرارتی: بخشی از یک سیستم مرکزی سرمایی یا گرمایی که در آخر مدار قرار دارد و انرژی منتقل شده توسط مدار توزیع را به فضا یا فضاهای کنترل شده انتقال میدهد.
ساختمان ایده آل: ساختمانی که کلیه راهکارها و الزامات مربوط به مصرف انرژی در آن لحاظ شده باشد.
ساختمان مستقل یا ویلایی: ساختمانی که حداکثر دو طبقه دارد و از چهار طرف با ساختمانهای مجاور فاصله دارد، یا دارای فصل مشترکی با مساحت کمتر از 15 مترمربع با آنها میباشد.
ساختمان غیر مستقل یا غیر ویلایی: هر ساختمانی که در تعریف ساختمان مستقل نگنجد، ساختمان غیر مستقل شناخته میشود.
شاخص مصرف انرژی: به صورت میزان انرژی اولیه مصرفی سالیانه ساختمان بر حسب واحد زیربنای مفید و در واحد kWh/m2/year تعریف میشود.
عایق حرارتی: مصالح یا سیستم مرکبی که انتقال گرما را از محیطی به محیطی دیگر به طور موثر کاهش دهد. عایق حرارت در ساختمان به عایقی اطلاق میشود که دارای ضریب هدایت حرارت کمتر یا مساوی W/m.K 0.065 و مقاومت حرارتی مساوی یا بیشتر از m2.K/W 0.5 باشد.
فضای کنترل شده یا تحت کاربری: بخشهایی از فضای داخل ساختمان، از فضای زیستی و غیر آن، که به علت عملکرد خاص، به طور مداوم تا دمایی برابر، بالاتر یا پایینتر از دمای زیستگاه گرم یا سرد میشوند.
فضای کنترل نشده: بخشهایی از فضای ساختمان که تعریف فضای کنترل شده در برگیرنده آنها نیست همانند درز انقطاع هوابند شده بین دو ساختمان، راه پلهها، دالانها و پارکینگهای فاقد پایانههای گرمایشی و سرمایشی.
کف: عنصر ساختمانی افقی که در بالا با فضایی کنترل شده، و در پایین با خاک، فضای کنترل نشده یا فضای خارجی در تماس است. کف بخشی از پوسته خارجی ساختمان محسوب میشود.
ضریب انتقال حرارت سطحی: ضریب انتقال حرارت سطحی بخشی از پوسته خارجی ساختمان، برابر است با توان حرارتی منتقل شده از سطحی از آن با مساحت یک متر مربع، در صورتی که اختلاف دمای داخل و خارج برابر یک درجه کلوین باشد. واحد مورد استفاده برای ضریب انتقال حرارت (W/m2.K) است.
مقاومت حرارتی: نسبت ضخامت لایه به ضریب هدایت حرارتی آن. مقاومت حرارتی مشخص کننده قابلیت عایق بودن یک یا چند لایه از پوسته یا کل پوسته از نظر حرارتی است و واحد آن (m2K/W) میباشد.
نسبت انرژی: مشخص کننده نسبت میزان انرژی مصرفی ساختمان به میزان مصرف انرژی ساختمان ایده آل میباشد.
هوابندی: جلوگیری از ورود و خروج هوا، از طریق پوسته یا درزهای عناصر تشکیل دهنده آن.
امکانات سیستم مدیریت انرژی
تفاوت اساسی در تولید سیستم مدیریت انرژی برسا با سایر سیستمهای مشابه این است که، طراحان آن به هیچ وجه تنها به ارائه امکانات عمومی بسنده نکردهاند و همه جا از طریق مهندسی ریز بینانهتر نیازها، جمعآوری دقیق نظرات کاربران، بکارگیری جدیدترین تکنولوژیها و بهرهگیری حداکثری از نوآوری و خلاقیت، سعی در ارائه محصولی داشتهاند که چند گام فراتر از سایر محصولات مطرح در بازار حرکت نماید.
امکانات سیستم مدیریت انرژی برسا به بخشهای زیر طبقه بندی میشود:
درج اطلاعات پایه مورد نیاز
- اطلاعات پایه مشترک (شامل تعاریف سال، ماه، انواع اقلیم، شاخص ایده آل و انواع قبض مورد استفاده جهت محاسبات مصارف انرژی و برچسب انرژی ساختمان)
- اطلاعات پایه ساختمان (لیست جدارها، انواع جدارها، ضخامت جدارها، جنس جداره، مقاومت حرارتی انواع جدار، ضریب بار شیشه، اختلاف دمای بار سرمایشی، گروه های تاسیسات مکانیکی، انواع سیستم، نوع سیستم مشخصات، لیست مناطق)
درج اطلاعات پایش مصرف انرژی
- بخشهای مختلف اطلاعاتی ساختمان (اطلاعات طبقهها، مشخصات بازشوها و پنجرهها، تاسیسات مکانیکی ساختمان، تاسیسات الکتریکی ساختمان)
- محاسبات ظرفیت سیستم و بار در بخش انتهایی فرم ساختمان
- محاسبه اتلاف حرارتی به تفکیک اجزا ساختمان (بارهای گرمایشی و سرمایشی به تفکیک جداره های ساختمان و جهات مختلف نشان داده می شود)
- محاسبات نهایی (بار سرمایشی و گرمایشی اجزا ساختمان، بار سرمایشی و گرمایشی کل ساختمان و همچنین ظرفیت سرمایشی و گرمایشی سیستمهای تاسیسات ساختمان با توجه به مشخصات سیستم وارد شده در قسمت تاسیسات مکانیکی ساختمان)
محاسبات برچسب
- ورود اطلاعات قبضها
- محاسبات برچسب ساختمانها
گزارشها
- تهیه محاسبات برچسب ساختمانها
- تهیه شاخص بهای مصرفی (شاخص بهای مصرفی به صورت نسبت بهای مصرفی برق، گاز و آب نسبت به زیربنا برای ساختمانهای مختلف)
- تهیه شاخص مصرف برق و گاز
- تهیه نمودار تفکیک مصارف گاز ( درصد مصارف گاز به تفکیک مصرف در بخش گرمایش، سرمایش و آبگرم مصرفی)
- تهیه نمودار بهای سالانه گاز مصرفی ( بهای مصرفی گاز برای ماه های مختلف برای یک سال)
- تهیه نمودار تغییرات ماهانه ضریب توان برق (تغییرات ماهانه ضریب توان برای یک ساختمان در یک سال)
- تهیه نمودار مصرف سالانه برق (تغییرات مصرف برق ماهانه در یک سال برای ساختمان)
- تهیه نمودار تفکیک مصارف برق (درصد مصارف برق به تفکیک مصرف در بخش گرمایش، سرمایش، روشنایی و تجهیزات الکتریکی)
- تهیه نمودار بهای سالانه برق مصرفی (بهای مصرفی برق برای ماههای مختلف یک سال)
- تهیه نمودار تغییرات ماهانه دیماند خوانده شده (دیماند خوانده شده ماههای مختلف در طول یک سال)
- تهیه نمودار مصارف سالانه برق در تعرفههای مختلف (تغییرات مصارف برق در ساعات کم باری، اوج بار و میان باری ماههای مختلف در یک سال)
- تهیه گزارش تحلیل قبوض آب
- تهیه نمودار متوسط مصرف ماهانه آب (تغییرات مصرف آب ماهانه در یک سال برای ساختمان)
- تهیه لیست تاسیسات مکانیکی ساختمان
- تهیه لیست مشخصات پنجرهها و بازشوهای ساختمان
- تهیه گزارش تفکیک بار گرمایشی ساختمان (به صورت نمایش بار گرمایشی کل ساختمان و میزان تلفات بار گرمایشی ساختمان از اجزا مختلف)
- تهیه گزارش تفکیک بار سرمایشی ساختمان (به صورت نمایش بار سرمایشی کل ساختمان و میزان تلفات بار سرمایشی ساختمان از اجزا مختلف)
- امکان چاپ کلیه گزارشهای تولید شده
بهرهبرداران سیستم مدیریت انرژی
قابلیت ویژه سازی و تطابق با سایر سیستمهای توسعه یافته در بستر سیستمساز برسا از مهمترین ویژگیهای سیستم مدیریت انرژی تیناک محسوب میگردد. این قابلیت، مزیتی است که این سیستم را در مقابل سیستمهای کد باز، رقابتی مینماید. قابلیت اتصال به سایر سیستمهای یک سازمان از طریق وب سرویس و یا سایر سیستمهایی که در بستر سیستم ساز داخل محمل سکو قرار گرفتهاند نیز باعث شده است که حوزه بهرهبرداران این سیستم گستردهتر شود. بطور کلی هر سازمان، شرکت و یا مجموعهای که برای رفع نیازهای خود، به یک سیستم و یا فرآیندهای مرتبط با مصرف و یا کنترل مصرف انرژی نیاز داشته باشد میتواند به شکل شایستهای از این سیستم استفاده نماید. به عنوان نمونه مجموعهها و شرکتها و سازمانهایی با مشخصههای زیر میتوانند از این سیستم به خوبی استفاده نمایند:
- وزارتخانهها و سازمانهای بزرگ دولتی و خصوصی: معمولا وزارتخانهها و سازمانهای بزرگ دولتی تمایل بسیاری برای استفاده از یک ERP جامع دارند به همین دلیل سیستم مدیریت انرژی برسا به همراه امکانات سیستم ساز برسا میتواند بخشی از این نیاز را برآورده سازد. از طرف دیگر این سازمانهای با ابعاد وسیع، مشکلات بسیاری برای مدیریت هزینه و بودجه دارند که با استفاده از این سیستم در راستای مدیریت مصرف انرژی میتوانند قسمتی از نگرانیهای خود را مرتفع نمایند.
- بیمارستانها و دانشگاهها: اکثر مراکز بزرگ درمانی و دانشگاهی دارای ساختمانها و تاسیسات متنوع و فراوانی هستند به همین منظور مدیریت انرژی در آنها بسیار با اهمیت است.
- بانکها و مؤسسات مالی و اعتباری: موسسات مالی و اعتباری که درآمد آنها حاصل از تولید نیست، مبحث کاهش هزینهها بسیار با اهمیت است. امروزه هزینه انرژی بخش اعظم هزینههای یک بنگاه اقتصادی را تشکیل میدهد به همین دلیل کنترل این هزینهها میتواند نقش موثری در افزایش میزان بازده این سازمانها داشته باشد.
- مجتمعهای ساختمانی و شهرکهای مسکونی بزرگ: ساختمانهای مسکونی نیز یکی از مشتریان این سیستم خواهند بود ولیکن در قدم اول به نظر میرسد که استفاده از این سیستم برای مجتمعهای مسکونی صرفه اقتصادی بیشتری خواهد داشت.
- مجموعهها و شرکتهای صنعتی، تولیدی و یا بازرگانی: شرکتهای تولیدی نوعا دارای بخشهای مختلف تولید، انبار، دفاتر و… میباشند، استفاده از یک سیستم مدیریت انرژی مناسب میتواند باعث جلوگیری از هدر رفت منابع مالی آنها گردد. سیستم مدیریت انرژی برسا به سادگی میتواند به همراه تحقق وظایف خود، کاهش هزینههای حاصل از مصرف انرژی شرکت را نیز میسر نماید.