پنجره‌‌های آینده برای خانه‌های انرژی‌صفر-بخش دوم

آپارتمان

تاریخ ایجاد در جمعه, 10 بهمن 1393 12:09
مقایسه کارآیی انرژتیک سالانه
همان‌طور‌که در نتایج شبیه‌سازی شکل 1 نشان داده شده است، در اکثر اقلیم‌ها، خانه‌هایی با پنجره‌های کم‌نشر به میزان Mbtu 10-5 (GJ 10-5) انرژی سرمایشی و گرمایشی کمتری را (8 تا 10 درصد مصرف انرژی کلی خانگی کمتر) نسبت به خانه‌هایی با پنجره‌های دوجداره استاندارد مصرف کرده‌اند. به عنوان یک مقایسه، مصرف انرژی مرجع (خط مبنا)- مصرف انرژی خانه‌های بدون پنجره - حدود Mbtu 25-12 (GJ 26-13؛ 20 تا 40 درصد از مصرف انرژی کلی HVAC ساختمان) کمتر از مصرف انرژی خانه‌هایی با پنجره‌های دوجداره بود.
بنابراین، پنجره‌های کم‌نشر، حدود 40 درصد از مصرف انرژی منتسب به پنجره‌ها را صرفه‌جویی کرده‌اند. بنابراین مصرف انرژی خانه‌های شبیه‌سازی ‌شده‌ای که از فن‌آوری‌های فرا‌پنجره‌ای و دینامیک استفاده می‌کنند می‌تواند به کمی و یا حتی کمتر از مصرف انرژی خانه‌های بدون پنجره باشد؛ از سوی دیگر، پیشرفت‌های فن‌آوری‌های آتی می‌تواند منجر به تبدیل پنجره‌ها از عوامل افزایش مصرف انرژی به عوامل کاهش مصرف انرژی شوند، که این تغییر برای ساختمان‌های انرژی‌ صفر، یک تغییر کلیدی و ضروری می‌باشد.
در اقلیم‌های مختلط و غالب ‌گرمایشی، خانه‌هایی با پنجره‌های فوق‌کارا منجر به کاهش 10 تا 11 درصدی مصرف انرژی کلی ساختمان نسبت به خانه‌هایی با پنجره‌های کم‌نشر (شماره 2 یا 3) خواهند شد (شکل 2 را مشاهده فرمایید) و در اقلیم‌های غالب‌ سرمایشی، مصرف انرژی فوق‌ پنجره‌های امروزی، به میزان 6 تا 7 درصد (از انرژی کلی ساختمان) کمتر از پنجره‌های کم‌نشر می‌باشد. در تمامی اقلیم‌ها، صرفه‌جویی‌های انرژی ناشی از فوق‌پنجره‌ها اصولا به دلیل ضریب U بسیار پایین این پنجره‌هاست؛ به دلیل آن‌که اقلیم‌های سرمایشی دارای اختلاف دمایی داخلی- خارجی کوچک‌تری هستند، در این‌ اقلیم‌ها صرفه‌جویی‌های ناشی از فوق‌پنجره‌ها کمتر است.
همان‌طور‌که در شکل 1 مشاهده می‌فرمایید، صرفه‌جویی‌های انرژی ناشی از پنجره‌های دینامیک بزرگ‌تر از صرفه‌جویی‌های انرژی ناشی از فوق‌پنجره‌ها می‌باشد (ولی این اختلاف در تمامی اقلیم‌ها، قابل ‌توجه نیست). در اقلیم‌هایی مانند‌ اقلیم‌های شهرهای فینیکس، سیاتل و بوستون که همگی دارای تنها یک فصل به شدت غالب هستند، پنجره‌های دینامیک نسبت به فوق‌پنجره‌ها، تنها موجب کاهش مصرف کلی انرژی خانگی سالانه 1 تا 2 درصدی می‌گردند. با این وجود، در اقلیم‌های مختلطی نظیر اقلیم‌های شهرهای ساکرامنتو، پنجره‌های دینامیک نسبت به پنجره‌های کم‌نشر منجر به افزایش 9 درصدی صرفه‌جویی انرژی کلی خانگی می‌شوند.
در این مقاله برای ارزیابی فن‌آوری‌های پیشرفته و تعیین نوید‌بخش‌ترین فن‌آوری آتی برای استفاده در نسل‌های آتی پنجره‌های شدیدا کارا، فراپنجره‌های دینامیک و استاتیک با یکدیگر مقایسه شده‌اند. مشخص گردید که در اقلیم‌هایی با یک فصل غالب، فراپنجره‌های استاتیک عملکرد بهتری را از فراپنجره‌های دینامیک نشان می‌دهند. همان‌طور‌که از شکل 2 مشاهده می‌فرمایید، در اقلیم‌های غالب‌گرمایشی، خانه‌های دارای فراپنجرها نسبت به خانه‌های دارای پنجره‌های کم‌نشر امروزی، انرژی مصرفی کلی خانگی کمتری دارند (به میزان 14 تا 17 درصد). و در مقایسه، پنجره‌های دینامیک موجب صرفه‌جویی 12 تا 16 درصدی می‌شوند. در اقلیم‌های غالب‌سرمایشی، صرفه‌جویی‌های انرژی ناشی از کاربرد فراپنجره‌ها به طور قابل‌ توجهی بزرگ‌تر از صرفه‌جویی‌های انرژی ناشی از پنجره‌های دینامیک بودند. با این وجود در واشنگتن دی. سی. که جزء شهرهایی با اقلیم مختلط می‌باشد، خانه‌هایی با فراپنجره‌های جذب‌‌خورشیدی‌بالا و پنجره‌های دینامیک، مصرف انرژی تقریبا مشابهی داشتند. در یکی دیگر از اقلیم‌های مختلط- ساکرامنتو- فراپنجره‌های جذب ‌‌خورشیدی ‌پایین انرژی بسیار کمتری را نسبت به پنجره‌های دینامیک صرفه‌جویی کردند (به‌ترتیب 12 درصد در مقابل 14 درصد). هنگامی که تنها هدف مورد نظر، کاهش مصرف انرژی سالانه باشد، عملکرد فراپنجره‌های استاتیک نسبت به پنجره‌های دینامیک (شماره 6) در اقلیم‌های مختلط، تقریبا برابر و در اقلیم‌های گرمایشی، کمی بهتر و در اقلیم‌های سرمایشی، بسیار بالاتر است.
پنجره شماره 9، یعنی پنجره «فراکارادینامیک» در واقع مرز نهایی عملکرد و طراحی محصول را نشان می‌دهد و از ترکیب و ادغام ضرایب پایین U فراپنجره‌های استاتیک با خواص جذب ‌‌گرمایی ‌خورشیدی پنجره‌های دینامیک به وجود آمده است. صرفه‌جویی‌های انرژی مصرفی کلی خانگی ناشی از این پنجره‌های ترکیبی نسبت به پنجره‌های کم‌نشر امروزی (وابسته به نوع اقلیم)، 18 تا 30 درصد بزرگ‌تر بودند. مشابه با تمامی پنجره‌های دینامیک شبیه‌سازی‌ شده در این مطالعه، در اقلیم‌های مختلط صرفه‌جویی انرژی ناشی از کاربرد پنجره‌های فراکارادینامیک بیشترین مقدار است و همچنین قابل ملاحظه است که در اقلیم‌های مختلط و گرمایشی، مصرف انرژی خانه‌هایی با پنجره‌های فراکارادینامیک کمتر از خانه‌های بدون پنجره (مورد مبنا) می‌باشد، که بدین‌طریق پنجره‌های مذکور را به عنوان عناصری با مزایای خالص انرژی، تبدیل می‌کند
Comments