ساختمان انرژی صفر

پژوهشگاه مواد و انرژی یکی از پژوهشگاه‌های مستقل و زیر نظر وزارت علوم، تحقیقات و فناوری است. این پژوهشگاه از چهار پژوهشکده سرامیک، نیمه هادی‌ها، انرژی و پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته تشکیل شده‌است كه در ۱۲ گروه تخصصی به فعالیت های تحقیقاتی در زمینه های مرتبط با مواد و انرژی می پردازند. ساختمان این پژوهشگاه بزرگترین ساختمان انرژی صفر خاورمیانه تا آن زمان بود که توسط گروه صنعتی مبنا طراحی و ساخته شد.

ساختمان انرژی صفر

پروژه طراحی و اجرای ساختمان انرژی صفر در سال 1391 از سوی پژوهشگاه مواد و انرژی تعریف شده و طراحی و اجرای آن در قالب EPC به شركت مشاوران بهسازی نوسازی انرژی (مبنا) واگذار گردید. ساختمان های انرژی صفر خالص به ساختمان‌هایی اطلاق می شود كه خالص مصرف انرژی سالیانه آن صفر باشد. ساختمان انرژی صفر پژوهشگاه مواد و انرژی در شهرستان كرج نیز با دیدگاه كاهش مصارف انرژی اولیه و جبران انرژی مصرف شده از طریق تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر و پاك، به عنوان اولین ساختمان انرژی صفر در ایران طراحی و اجرا شده است. ساختمان مذكور با زیربنای 2000 متر مربع در دو طبقه و با كاربری آموزشی-پژوهشی می باشد. در این ساختمان سعی گردیده تا با استفاده از معماری ساختمان و عواملی مانند بادگیر و گلخانه نیاز انرژی ساختمان تا حد ممكن كاهش یافته و نیازهای انرژی ساختمان نیز با استفاده از انرژی خورشیدی تامین گردد.

به كارگیری مواردی مانند طراحی غیر فعال خورشیدی، جهت گیری ساختمان، جانمایی فضاها و عایقكاری در طراحی معماری ساختمان و به كارگیری استانداردهای نوین طراحی سبب گردیده مصرف انرژی این ساختمان نسبت به یك ساختمان معمولی تا 90% كاهش یافته و به kWh/m2  87 برسد كه همین مقدار مصرف انرژی نیز با استفاده از تجهیزات خورشیدی جبران می گردد.

در کنار استفاده از رویکرد انرژی در طراحی معماری تاسیسات ساختمان، به کارگیری بادگیر و استفاده از گلخانه جهت تنفس ساختمان علاوه بر بازنمایی ایده های معماری اقلیمی ایران، موجب کاهش قابل توجه مصرف انرژی ساختمان خصوصا در فصول میانی شده است. استفاده از سیستم مدرن کنترل هوشمند ساختمان نیز سبب شده است تا کنترل مناسبی بر مصرف انرژی ساختمان ایجاد گردد. در نهایت استفاده از سیستم آب گرم و تولید برق خورشیدی جهت مصارف ساختمان موجب شده است تا این ساختمان به یک ساختمان انرژی صفر تبدیل شود.

ویژگی‌های طراحی
  • استفاده از طراحی غیر فعال خورشیدی و جهت گیری بهینه ساختمان
  • عایق كاری كامل ساختمان و جلوگیری از وجود پل های حرارتی
  • استفاده از پنجره بهینه و با سطح نورگذر متناسب جهت كاهش تلفات حرارتی و استفاده حداكثری از نور روز
  • استفاده حداكثر از نور روز و نوردهی به كمك سیستم LED
  • استفاده از بادگیر و گلخانه جهت تنفس طبیعی ساختمان و كاهش بارهای حرارتی خصوصا در فصول میانی
  • استفاده از هوای پیش گرم گلخانه جهت كاهش بار حرارتی ساختمان
  • استفاده از اینرسی ساختمان جهت پخش بار و كاهش پیك نیاز حرارتی ساختمان
  • طراحی دقیق و استفاده از ابعاد بهینه سایه بان جهت كنترل بین بار حرارتی و نور مورد نیاز ساختمان
  • استفاده از سیستم آب گرم خورشیدی و بكارگیری كنترل بهینه جهت حداكثر دریافت انرژی خورشیدی
  • استفاده از سیستم برق خورشیدی جهت تامین بار الكتریكی ساختمان
  • ایجاد قابلیت تبادل انرژی (الكتریكی و حرارتی) با شبكه و مصرف كننده خارجی
  • طراحی بهینه سیستم خورشیدی حرارتی و ایجاد قابلیت تامین چندگانه نیازهای انرژی
  • طراحی سیستم تاسیسات و یایانه های حرارتی با دمای پایین جهت بهره برداری حداكثری از انرژی خورشیدی
  • طراحی سیستم خورشیدی با قابلیت بقا در شرایط ماكزیمم حرارتی و كمترین نیاز حرارتی ساختمان
  • استفاده از الگوی با دبی متغیر گرمایش جهت حصول حداكثر راندمان حرارتی
  • استفاده از سیستم ذخیره حرارتی جهت كنترل و حفظ دمای ساختمان درشب
  • به كارگیری سیتم كنترل پیشرفته و هوشمند ساختمان جهت بهره برداری بهینه
  • كنترل میزان دمای فضاهای ساختمان به صورت یكپارچه و به كمك سیستم BMS
  • استفاده از سیستم كنترل هوشمند جهت كنترل میزان هوادهی ساختمان
  • كنترل هوشمند روشنایی ساختمان جهت كاهش مصارف غیر ضروری
  • استفاده از سیستم میترینگ كامل جهت كنترل روش بارگذاری ساختمان
  • استفاده از سیستم مدیریت و كنترل بار (Loadshedding) ومدیریت قطع بار الكتریكی جهت حفظ شرایط پایدار و بهینه