نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• ناصر بهارلو هوره ¹
• سید محمدرضا برقعی ²

¹ استادیار، گروه حرارت، سیالات و تاسیسات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران.

² کارشناسی مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران.

چکیده

در این مطالعه، بهینه‌سازی مصرف انرژی ساختمان دانشکده مکانیک دانشگاه شهید رجایی با استفاده از مدلسازی در نرم‌افزار دیزاین‌بیلدر انجام شده‌است. اعتبارسنجی حل، یک بار از طریق نرم‌افزار انسیس فلوئنت و یک بار به صورت تجربی انجام شده‌است. مدلسازی در دیزاین بیلدر بر اساس محاسبه بار سرمایی و گرمایی و در فلوئنت به صورت سه‌بعدی بر اساس حل معادلات پیوستگی، تکانه و انرژی با تقریب بوزینسک انجام شده‌است. با تلفیق پیکربندی‌های مختلف پرده، پنجره، تجهیزات روشنایی و دماهای تنظیم سرمایش و گرمایش، 85 جایگشت مختلف تشکیل می‌شود. برای همه این حالت‌ها محاسبات بار سرمایی و گرمایی انجام شده و از بین آنها 10 حالت برتر معرفی و رتبه بندی شده‌اند. کاربران ساختمان می-توانند با توجه به محدودیت‌های چهارگانه اقتصادی، کاربری، زیستی و سلیقه‌ای به ترتیب رتبه‌ها را بررسی کرده و یکی از این حالت‌ها را انتخاب کنند. نتایج نشان می‌دهد بهینه‌ترین حالت زمانی است که پنجره دوجداره بدون سایه‌بان، پرده با نوار بازتابی بالا و سیستم روشنایی لامپ فلورسنت تری فسفر با فرکانس بالا و دمای تنظیم گرمایش 20 و دمای سرمایش 28 درجه سلسیوس باشد. با اعمال شرایط بهینه، در طول یک سال به میزان 86/43 درصد در مصرف گاز و 65/11 درصد در مصرف برق صرفه‌جویی می‌شود. این امر موجب کاهش هزینه‌ی برق مصرفی ساختمان به میزان 56/10 درصد معادل 15 میلیون و 200 هزار ریال سالانه می‌باشد. همچنین با اعمال شرایط بهینه، میزان کربن‌دی‌اکسید تولیدی ساختمان 83/11 درصد به صورت سالانه کاهش می‌یابد.

چکیده تصویری

کلیدواژه‌ها

• ساختمان آموزشی
• بار سرمایشی و گرمایشی
• صرفه جویی مصرف انرژی
• انسیس فلوئنت
• دیزاین بیلدر

موضوعات

• معماری و شهرسازی

عنوان مقاله [English]

Energy optimization of an educational building in Tehran with different configurations of windows, curtains, lighting system and temperature regulation along with economic analysis

نویسندگان [English]

• Nasser Bahalou-Houreh ¹
• Seyyed Mohammad Reza Borghei ²

¹ Assistant Prof, Department of Mechanical Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training Uni, Tehran, Iran.

² Department of Mechanical Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran,

چکیده [English]

In this study, the energy consumption optimization of Shahid Rajaei University Faculty of Mechanics building has been done using modeling in DesignBuilder software. Validation of the solution has been done once through Ansys Fluent software and once experimentally. Modeling is done in Design Builder based on the calculation of cooling and heating load and in Fluent in three-dimensional form based on solving continuity, momentum and energy equations with Bouzinsk approximation. By combining different configurations of curtains, windows, lighting equipment and heating and cooling adjustment temperatures, 85 different permutations are formed. cooling and heating load calculations have been done for all these modes and the top 10 modes have been introduced and ranked. The users of the building can check the ratings and choose one of these modes according to the four limitations of economic, user, biological and taste. The results show that the most optimal condition is when the double-glazed window has no shade, the curtain has a high reflective tape and the lighting system is a high-frequency triphosphor fluorescent lamp and the heating temperature is 20 and the cooling temperature is 28 degrees Celsius. By applying optimal conditions, 43.86% in gas consumption and 11.65% in electricity consumption can be saved in one year. This reduces the cost of electricity consumption of the building by 10.56%, equivalent to 15 million and 200 thousand Rials annually. Also, by applying optimal conditions, the amount of carbon dioxide produced by the building decreases by 11.83% annually.

کلیدواژه‌ها [English]

• Educational building
• Cooling and heating load
• Energy saving
• Ansys Fluent
• Design builder