نقش نوع پنجره بر میزان مصرف انرژی

پنجره نقش مهمی در کاهش یا افزایش انرژی دارد. در این مقاله سعی شده است تا با در نظر گرفتن یک ساختمان نمونه، و استفاده فرضی از انواع پنجره ها، میزان انرژی دریافتی و خارج شده از ساختمان را محاسبه کنیم.

1-  ساختمان نمونه

طی تحقیقات انجام شده، نسبت پنجره به کل ساختمان حدود 15% است و در این نمونه فرض شده است که چهار طرف ساختمان به میزان مساوی، پنجره دارند.  در جدول زیر مشخصات ساختمان نمونه تعریف شده برای انجام آنالیز انرژی آورده شده است:

مساحت

216( 12* 18) متر مربع

جهت گیری

ضلع به طول 12 رو به شمال و ضلع به طول 18 رو به شرق

ارتفاع

2/8 متر

مساحت پنجره

32/4 متر مربع( 15% مساحت کف)

توزیع پنجره

در هر سمت ساختمان 8/1 متر مربع

ابعاد پنجره

4 پنجره هر یک به اندازه تقریبا 2 متر در 1 متر

چنیس پنجره

متغیر

U دیوار

بر اساس مبحث نوزدهم 0.476 W/m2.K

U سقف

بر اساس مبحث نوزدهم 0.27 W/m2.K

نفوذ هوا

(0.7 ACH)0.54 W/m2.K

کف

روی زمین

دمای محیط داخل

سرمایش محیط تهویه شده 25/5°C ، سرمایش تهویه نشده 29/4°C

سرمایش محیط تهویه شده 21/1 °C ، سرمایش تهویه نشده 16/6°C

2-  مشخصات پنجره­ ها

در جدول زیر، مشخصات پنجره های مورد استفاده در آنالیز، آورده شده است:

شماره پنجره در نمودار نتایج

مشخصات پنجره

ضریب انتقال حرارت W/m2.K

ضریب دریافت گرامای خورشیدی SHGC

w-1

پنجره آلومینیومی با شیشه تک جداره ساده

6/58

0.76

w-2

پنجره آلومینیومی با شیشه دوجداره ساده

4/31

0.68

w-3

پنجره آلومینیومی با شیشه دو جداره Low-e

¾

0.53

w-4

پنجره آلومینیومی ترمال بریک Low-e با شیشه دوجداره ساده

3/57

0.62

w-5

پنجره آلومینیومی ترمال بریک Low-e با شیشه دوجداره

2/72

0.48

w-6

با شیشه UPVC پنجره دوجداره ساده

2/78

0.56

w-7

پنجره UPVC با شیشه دوجداره Low-e

1/98

0.44

3-  بررسی­ های تجربی

3-1 جنس و نوع پنجره بندی: نوع پنجره و جنس مواد تشکیل دهنده آن تاثیر مستقیم بر میزان بار حرارتی و برودتی و همچنین مصرف انرژی در دوره های گرمایش و سرمایش سال خواهد گذاشت. با توجه به اینکه جنس و نوع پنجره به صورت دو پارامتر ضریب حرارتی و ضریب دریافت گرمای خورشیدی در محاسبات به طور مستقیم اثر می گذارد، استفاده از پنجره هایی با ضریب هدایت حرارتی پایین می تواند در کاهش میزان مصرف انرژی در دوره سرمایش و گرمایش موثر باشد/ همچنین ضریب دریافت گرمای خورشیدی نیز در دوره سرمایش تاثیر قابل بیانی در میزان مصرف انرژی دارد.

3-2 میزان سطح پنجره بندی: این عامل به روش های مختلفی مانند میزان سطح پنجره و جدارهای نور گذار خارجی نسبت به مساحت ساختمان و یا نسبت جدارهای نورگذار به دیوارهای خارجی بیان می شود که در هر صورت، این میزان در حال حاضر منطبق بر هیچ استانداردی نیست و انواع و اقسام ساختمان­های تجاری و مسکونی با نسبت­های کاملا متفاوت در شهرهایی مثل تهران قابل یافتن است.

3-3 شرایط اقلیمی: یکی از عوامل اصلی تاثیرگذار بر میزان مصرف انرژی، شرایط اقلیمی می باشد. اصلی ترین این شرایط شامل دمای هوا در ساعات مختلف روز و میزان نوسانات آن طی شبانه­ روز می باشد. دریافت گرمای خورشیدی که با توجه به طول و عرض جغرافیای محل و همچنین میزان تمیزی هوا تعیین می شود، اگرچه در محاسبات مربوطه به بار گرمایش در زمستان، در نظر گرفته نمی شود، ولی در میزان مصرف انرژی چه در تابستان و چه در زمستان تاثیرگذار می باشد که البته تاثیر آن در تابستان بسیار مشهودتر است.

3-4 باد: عواملی مثل سرعت باد و مدت زمان آن نیز بر میزان مصرف انرژی تاثیر گذار هستند و در مناطقی که بادهای دائمی وجود دارد، باید تاثیرات مربوطه به وزش باد در محاسبه مقاومت انتقال حرارت در لایه فیلم خارجی پوسته ساختمان لحاظ شود. همچنین باد می تواند در میزان نفوذ هوا نیز تاثیر گذار باشد.

3-5 کنترل دمای فضاها: این قضیه یک موضوع کلیدی در مصرف انرژی می باشد. در صورتی که دمای یک فضا کنترل نشود و روشن و خاموش شدن دستگاه مرکزی صرفا بر اساس ترموستات داخلی خود دستگاه باشد، به عنوان مثال یک دیگ حرارت مرکزی ممکن است در یک ساختمان در تمام فصل سرد سال به جز مدت کوتاهی، با تمام ظرفیت کار کرده و با بالارفتن دمای اتاق در حوالی ظهر و بعدازظهر هیچ تغییری در کارکرد دستگاه حاصل نشود و یا اینکه در طی روزهای مختلف دوره گرمایش با وجود اختلاف دما، به همان شکل کار کند.

3-6 سیستم تهویه هوا: علاوه بر تمام موارد گفته شده، خود سیستم تهویه هوا نیز می تواند بر مصرف انرژی تاثیرگذار باشد. این تاثیر به طور عمده در میزان بازدهی سیستم تاسیسات مربوطه مشاهده می شود که این بازده ممکن است با توجه به نوع سیستم، در فصول مختلف متفاوت باشد.

علاوه بر آن، نوع سیستم گرمایش یا سرمایش به عنوان یک پایانه حرارتی و نحوه توزیع حرارت یا برودت در سطح فضا، می تواند بر میزان تلفات انرژی از پنجره موثر باشد، اگرچه این تاثیر خیلی زیاد نیست.

انجام بررسی های تجربی بی شک دقیق ترین روش برای بررسی میزان مصرف انرژی یک مجموعه و مشاهده تاثیر پارامترهای مختلف بر مصرف انرژی می باشد. در بررسی تجربی باید این نکته را در ذهن داشت که نتایج بدست آمده صرفا برای همان حالت مورد نظر ارزش اعتبار داشته و نمی توان تاثیرتی مثل تغییر سطح پنجره بندی، تاثیرات سیستم تهویه هوا و تغییرات مصالح را مصالح را مشاهده نمود.

4-  نتایج

نتایج آنالیزهای انجام شده شامل محاسبه میزان بار حرارتی و برودتی، میزان مصرف انرژی سرمایش و گرمایش و انرژی کل برای شهر تهران نمودار زیر ارائه شده است.

جهت کسب هر گونه اطلاعات بیشتر در این زمینه میتوانید با متخصصین ما تماس حاصل فرمائید.

                                                                                              منبع:

برگرفته شده از مقاله” بررسی تاثیر نوع پنجره بر میزان مصرف انرژی یک ساختمان نمونه در شهر تهران”/ مجید سلطانی، بهمن خستو، حسین بزم ارا/ آزمایشگاه تحقیقاتی انرژی و تاسیسات صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

اسکرول به بالا