مصرف انرژی در چرخه عمر ساختمانها
مصرف انرژی در چرخه عمر ساختمانها
چکیده
یک بررسی درباره مطالبی در مورد استفاده از انرژی چرخه عمر ساختمانها انجام شد و در مجموع 60 مورد از 9 کشور نتیجه دادند.
این موارد واحدهای مسکونی و غیر مسکونی را شامل می شد.
علی رغم اختلافات آب و هوایی و سایر موارد ، این مطالعه رابطه خطی بین انرژی عملیاتی و کل معتبر را در تمام موارد نشان داد.
مطالعات موردی در مورد ساختمانهای ساخته شده براساس معیارهای مختلف طراحی و برابری شرایط دیگر، نشان داد که طراحی ساختمانهای کم مصرف هم سود خالص در کل تقاضای انرژی چرخه عمر و هم افزایش انرژی در برگرفته شده را شامل می شود.
یک خانه خورشیدی از یک خانه معادل آن که با مصالح سبز ساخته شده است، بسیار کارآمدتر است.
همچنین وقتی که انرژی عملیاتی به عنوان انرژی استفاده شده نهایی بیان می شود و طول عمر 50 سال فرض می شود، همان خانه خورشیدی با توجه به یک نسخه معمولی معادل، تقاضای انرژی چرخه عمر را کاهش داد.
یک خانه پسیو ثابت کرد که از یک خانه خورشیدی با خودکفایی معادل کارآمدتر است.
رف انرژی در چرخه عمر ساختمانها
مقدمه
ساختمانها در چرخه عمرشان به طور مستقیم و غیرمستقیم به انرژی نیاز دارند.
به طور مستقیم برای ساخت و ساز، بهره برداری (انرژی عملیاتی)، نوسازی و درنهایت تخریب؛ به طور غیر مستقیم از طریق تولیدمصالح به کاررفته و تاسیسات فنی مواد ( انرژی پنهان) ساخته شده اند.
مطالعات موردی که صراحتاً مراحل ساخت، تخریب و حمل و نقل مواد را در نظر می گیرند (به جدول 2 ، ستون 6 مراجعه کنید) ، همه نشان می دهد که مجموع انرژی مورد نیاز برای این مراحل یا ناچیز است یا تقریباً 1٪ از نیاز انرژی چرخه عمر است.
علی رغم این موضوع در برخی مطالب انرژی برای ساخت و ساز و حمل و نقل در تعریف انرژی پنهاان اولیه آمده است و بیانگر این موضوع است که قرارداد واضحی در مورد نحوه برخورد با این موضوع وجود ندارد.
نتیجه گیری
تجزیه و تحلیل 60 مورد از مطالعات موجود نشان داد که انرژی عملیاتی بیشترین درخواست انرژی در یک ساختمان را در چرخه عمر خود نشان می دهد.
همچنین نشان داده شده است که میان انرژی عملیاتی و انرژی کل رابطه ای خطی وجود دارد، که در تمام موارد با وجود شرایط آب و هوایی و دیگر تفاوتهای ساختاری، معتبر است.
از این رو، ساختمانهای کم مصرف باعث می شوند که انرژی موثرتری نسبت به ساختمانهای معمولی داشته باشند، حتی اگر انرژی پنهان آنها اندکی بیشتر باشد.
با این وجود اختلافات متنی نمی تواند ارزیابی اعتبار کلی در زمینه انرژی پنهان را فراهم کند.
بررسی مطالعات موردی ساختمانهای ساخته شده مطابق با معیارهای مختلف طراحی و برابری سایر شرایط ، نشان داد که طراحی ساختمانهای کم مصرف باعث ایجاد سود خالص در تقاضای انرژی چرخه عمر و افزایش انرژی پنهان می شود.
یک خانه خورشیدی، نوعی ساختمان کم مصرف، از یک ساختمان معادل آن که با توجه دقیق به استفاده از مواد “سبز” اما بدون هیچگونه اقدامات انرژی خاصی طراحی شده، کارامدتر است.
وقتی که همان خانه خورشیدی با یک ساختمان معمولی مانند خودش مقایسه شود.
نیاز به دو برابر انرژی پنهان دارد در همین حال، وقتی انرژی عملیاتی به عنوان انرژی استفاده نهایی بیان می شود و فرض می شود که طول عمر 50 سال باشد کل نیاز انرژی به یک عامل دو کاهش می یابد.
یک خانه پسیو، نوع دیگری از ساختمانهای کم مصرف، حتی از یک خانه خودکفای معادل نیز بسیار کارآمدتر نشان داده شد.
وقتی که مقایسه با یک ساختمان معمولی معادل باشد، خانه پسیو هنگامی که انرژی عملیاتی به عنوان انرژی اولیه بیان شده و طول عمر 80 سال فرض گردد تنها اندکی انرژی پنهان می طلبد در صورتی که کل نیاز انرژی به یکی از سه عامل را کاهش می دهد.
انتظار می رود خانه پسیو نسل جدید به یک عامل کلی چهارگانه دست یابد. نهایتا، به نظر می رسد .
کاهش تقاضا برای انرژی عملیاتی مهمترین جنبه برای طراحی ساختمانهایی است که در طول چرخه عمرشان به لحاظ انرژی کارآمدند. در مورد دوم انرژی پنهان باید مورد توجه قرار گیرد.
در این رابطه، بخشی از متون موجود نشان می دهد كه احتمال كاهش نیاز انرژی پنهان از طریق بازیافت [4،7،912] وجود دارد.
بااینکه در این مقاله، مانند اکثر متون در این زمینه چرخه عمر ساختمانها از ساخت و ساز تا تخریب تعریف گردیده، برای گسترش حدود این تحلیل، به منظور افزودن مرحله بازیافت ابزاری برای گنجاندن این پتانسیل ارائه می گردد.
مصرف انرژی در چرخه عمر ساختمانها
نهایتا، می توان دامنه تحلیل را فراتر از محاسبه انرژی خالص به منظور اداره مستقیم مجموعه ای از محموله های خاص زیست محیطی ناشی از ساختمان ها و بهره برداری از آنها گسترش داد.
منابع [4،10] در مطالعات خود از تحلیل ارزیابی کامل چرخه عمر استفاده کرده اند.
آنها نشان دادند كه مراحل چرخه عمر ساختمانها تأثیرات متفاوتی در بخش های مختلف تاثیرگذاری دارند.
آنها همچنین نتیجه گرفتند که درخواست انرژی در بخش عملیاتی مهمترین عامل است.
برای مشاهده مطالب بیشتر به سایت www.farzdon.ir مراجعه نماید.
مصرف انرژی در چرخه عمر ساختمانها
Abstract
A literature survey on buildings’ life cycle energy use was performed, resulting in a total of 60 cases from nine countries.
The cases included both residential and non-residential units. Despite climate and other background differences, the study revealed a linear relation between operating and total energy valid through all the cases.
Case studies on buildings built according to different design criteria, and at parity of all other conditions, showed that design of low-energy buildings induces both a net benefit in total life cycle energy demand and an increase in the embodied energy.
A solar house proved to be more energy efficient than an equivalent house built with commitment to use ‘‘green’’ materials.
Also, the same solar house decreased life cycle energy demand by a factor of two with respect to an equivalent conventional version, when operating energy was expressed as end-use energy and the lifetime assumed to be 50 years.
A passive house proved to be more energy efficient than an equivalent self-sufficient solar house. Also, the same passive house decreased life cycle energy demand by a factor of three – expected to rise to four in a new version – with respect to an equivalent conventional version, when operating energy was expressed as primary energy and the lifetime assumed to be 80 years.
Introduction
Buildings demand energy in their life cycle, both directly and indirectly.
Directly for their construction, operation (operating energy), rehabilitation and eventually demolition; indirectly through the production of the materials they are made of and the materials technical installations are made of (embodied energy).
Case studies that explicitly consider the phases of construction, demolition and relative transportation of materials (see Table 2, column 6), all show that the sum of the energy needed for these phases either is negligible or settled at approximately 1% of the total life cycle energy need.
In some of the literature, however, energy for construction and relative transportation is included in the definition of the initial embodied energy, showing that there is no clear agreement on how this should be handled.
Conclusions
The analysis of 60 cases found in literature showed that operating energy represents by far the largest part of energy demand in a building during its life cycle.
It has also been shown that there is a linear relation between operating and total energy, valid through all the cases despite climate and other contextual differences.
Hence, low-energy buildings result in being more energy efficient than conventional ones, even though their embodied energy is somewhat higher.
Differences in contexts could however not allow for assessments of general validity regarding embodied energy.
Analysis of case studies of buildings built according to different design criteria, and at parity of all other conditions, showed that design of low-energy buildings induce both a net benefit in total life cycle energy demand and an increase in embodied energy.
A solar house, a type of low-energy building, was shown to be more efficient than an equivalent building designed with careful attention to the use of ‘‘green’’ materials but with no special energy measures.
The same solar house, when compared to an equivalent conventional building, required about the double of embodied energy while at the same time reduced the total energy need by a factor two, when operating energy was expressed as end-use energy and the lifetime assumed to be 50 years.
A passive house, another type of low-energy building, was shown to be even more efficient than an equivalent self-sufficient house.
When compared with an equivalent conventional building instead, the passive house demanded only slightly more embodied energy while it reduced the total energy need by a factor of three, when operating energy was expressed as primary energy and the lifetime assumed to be 80 years.
A new version of the passive house was expected to achieve an overall factor of four.
In conclusion, reducing the demand for operating energy appears to be the most important aspect for the design of buildings that are energy efficient throughout their life cycle. Embodied energy should then be addressed in second instance.
As regards to this subject, part of the literature surveyed suggests that there is a potential for reducing
embodied energy requirements through recycling [4,7,9,12].
Even though in this paper, as in the major part of literature, buildings’ life cycle was defined from construction to demolition, to widen the boundaries of analysis in order to include the recycling phase would offer a means to include that potential.
Finally, it is also possible to broaden the scope of analysis beyond pure energy accounting, in order to directly address a set of specific environmental loads caused by buildings and their operation.
References [4,10] have applied a full Life Cycle Assessment analysis in their studies.
They showed that buildings’ life cycle phases had different effects on various impact categories; they also concluded that the demand for energy in the operating phase was the single most important factor.