راهکار مبنا برای کاهش بار سرمایشی و افزایش راندمان چیلر

مهندسان معمار، مهندسان تأسیسات و مهندسان مشاور، همواره به دنبال راهکاری هستند تا ضمن کاهش بار سرمایشی، به بهترین نتیجه‌ی ممکن در زمینه‌ی تأمین آسایش و آرامش ساکنان ساختمان دست پیدا کنند.

این موضوع به ویژه هنگام اجرای پروژه‌های چندین و چند واحدی با زیربنای چند هزار متری، اهمیت بیشتری نیز پیدا می‌کند.

در این مطلب قصد داریم تا راهکار ارئه شده توسط متخصصان و مهندسان واحد تحقیق و توسعه‌ی مبنا برای کاهش بار سرمایشی و استفاده‌ی بهینه از سیستم سرمایشی چیلر و فن‌کویل، متناسب با شرایط اقلیمی محل احداث یکی از پروژه‌های این شرکت، را مورد واکاوی قرار دهیم.

کاهش بار سرمایشی ساختمان با بهینه‌سازی مصالح

برای آشنایی با راهکار ارائه شده توسط شرکت مبنا، بهتر است ابتدا مشخصات ساختمانی و سیستم سرمایشی و گرمایشی پروژه‌ی مورد نظر را بررسی کنیم:

مشخصات بنا: دو برج 29 طبقه (مجموعا 34 طبقه با همکف و 4 طبقه زیرزمین)

متراژ هر طبقه 1500 متر مربع

نکته: در ضلع جنوبی این ساختمان، از پنجره‌های زیادی استفاده شده است و این ضلع، نور زیادی را دریافت می‌کند.

سیستم سرمایشی انتخاب شده: چیلر، فن‌کویل

 

نقش انتخاب فن‌کویل در کاهش بار سرمایشی

تصمیم اولیه برای این پروژه، خرید فن‌کویل 4 لوله بوده است تا بتوان به صورت همزمان امکان تأمین گرمایش و سرمایش را به صورت مجزا، برای زون‌های مختلف ساختمان در اختیار داشت.

آیا این پروژه واقعا نیازمند خرید فن کویل 4 لوله است؟

بررسی شرایط اقلیمی این پروژه نشان می‌دهد که آغاز دوره راه‌اندازی وسایل گرمایش برای این ساختمان اواخر آبان و اوایل آذرماه خواهد بود.

با توجه به تغییرات دمای محیط، ضلع شمالی ساختمان در اواخر آبان و اوایل آذرماه نیازمند راه‌اندازی سیستم‌های گرمایشی است. به دلیل معماری خاص این پروژه، دقیقا در همین بازه‌ی زمانی واحدهایی که در ضلع جنوبی ساختمان قرار دارند، به دلیل قرار گرفتن در معرض آفتاب و دمای بالا به استفاده از سیستم سرمایشی نیاز دارند.

کاهش بار سرمایشی و راه‌حل‌های موجود

در نگاه اول ساختمانی با چنین شرایطی انتخابی جز استفاده از فن‌کویل‌های 4 لوله نخواهد داشت، تا برای ساکنان ضلع جنوبی و شمالی به طور همزمان امکان استفاده از گرمایش و سرمایش فن کویل وجود داشته باشد، اما آیا راه‌حل دیگری نیز برای برطرف نمودن این مسأله وجود دارد؟

برای پاسخ به این پرسش باید وضعیت شیشه‌های این ساختمان و میزان جذب گرمای خورشید و بازتاب آن را توسط پنجره‌های این پروژه که تقریبا تمام نمای ساختمان را نیز به خود اختصاص داده‌اند، بررسی کنیم.

باید توجه داشت که شیشه از نظر محاسبات مربوط به کاهش بار سرمایشی تحت تأثیر دو مسأله است:

1. U Value یا اختلاف دمای بیرون و داخل ساختمان
2. تشعشع خورشید و میزان عبور انرژی خورشید از پنجره‌ها

با بررسی‌های انجام شده، مشخص شد که شیشه‌ی مورد استفاده در نمای بیرونی این ساختمان تا 78 درصد انرژی تابشی خورشید را از خود عبور داده، 11 درصد انرژی را بازتاب و 11 درصد را نیز به خود جذب می‌کند.

کاهش بار سرمایشی به مدد نسل جدید مصالح ساختمانی

واکاوی این آمار و ویژگی‌های فنی نشان می‌دهد که در این پروژه‌ی خاص از شیشه‌های مناسبی استفاده نشده است و حل مشکل تأسیساتی این ساختمان بیش از آنکه نیازمند انتخاب فن‌کویل 2 یا 4 لوله باشد، نیازمند توجه به مبحث مقررات انرژی و جلوگیری از هدررفت سرمایش و گرمایش محیط است.

تیم تحقیق و توسعه شرکت مبنا پس از بررسی‌ کالا‌های عرضه شده در بازار بین‌المللی شیشه‌های ساختمانی، با شرکت AGC از کشور بلژیک آشنا شد که نسل جدیدی از شیشه‌های یک، دو یا سه جداره را تولید و عرضه می‌کنند.

شیشه‌های تولید شرکت AGC این قابلیت را دارند تا ضمن عبور نور خورشید و بهره‌مندی از روشنایی نور خورشید در ساعات روز، از عبور گرمای خورشید جلوگیری کنند و محیط داخل خانه را در مقابل گرمای فضای پیرامون محافظت کنند.

در مقایسه با نسل قبلی شیشه‌ها، شیشه‌های تولید این شرکت، درصد بسیار پایین‌تری از انرژی گرمایی خورشید را از خود عبور می‌دهند، در واقع این شیشه‌های نسل جدید، تنها 25 درصد انرژی گرمایی خورشید را از خود عبور می‌دهند.

کاهش بار سرمایشی با استفاده از فناوری‌های نوین صنعت ساختمان

با توجه به ویژگی‌های این شیشه‌های جدید، در صورت استفاده از این شیشه‌ها برای واحدهای ضلع جنوبی ساختمان، با شروع فصل سرما دیگر نیازی به استفاده از سیستم‌های سرمایشی برای واحدهای جنوبی نیست و می‌توان از خرید فن‌کویل 4 لوله، برای این ساختمان صرف نظر کرد.

با استفاده صحیح از شیشه‌های نسل جدید و در نظر گرفتن سایه‌اندازی برج‌ها، امکان کاهش سایز سیستم سرمایش این ساختمان به میزانی در حدود 1250 تن تبرید برای این پروژه‌ی خاص به وجود آمد.

با توجه به قیمت‌ها در سال 1397 و با در نظر گرفتن هزینه‌های خرید شیشه‌های نسل جدید، با استفاده از این راهکار جدید، امکان صرفه‌جویی 60 میلیارد ریالی در احداث این پروژه میسر شد، که نقش قابل توجهی در مدیریت بودجه‌های ساخت‌وساز این پروژه‌ی ساختمانی نیز ایفا می‌کرد.