مبحث ۱۹ — مدیریتِ انرژی در ساختمان
درسنامه — تعاریف
خلاصهیِ بندهایِ ۱-۱۹، مستقیماً از متنِ رسمیِ مبحث.
انرژیِ اولیه، نهایی و نهفته
•انرژیِ اولیه (Source/Primary Energy): مجموعِ کلِ انرژیِ لازم برایِ استخراج، تولید، تبدیل و انتقالِ حاملهایِ انرژی تا محلِ مصرف — شاملِ همهیِ تلفاتِ استخراج، پالایش، تولید و توزیع.
•انرژیِ نهایی (Site Energy): مقدارِ کلِ انرژیِ مصرفشدهیِ دریافتی در محلِ ساختمان (برق، گاز، سوختِ فسیلی و تجدیدپذیر) — بدونِ تلفاتِ تولید/انتقالِ در نیروگاه.
•انرژیِ نهفته (Embodied Energy): مجموعِ انرژیِ مصرفشده در استخراج، تولید، حملونقل، نصب، نگهداری و بازیافتِ یک ماده یا محصولِ ساختمانی در طولِ چرخهیِ عمرش.
•انرژیِ نهفتهیِ ساختمان بر حسبِ مگاژول بر مترمربع، و انرژیِ نهفتهیِ مصالح بر حسبِ ژول بر کیلوگرم محاسبه میشود.
•کربنِ نهفته (Embodied Carbon) و کربنِ نهفتهیِ ساختمان، همانندِ انرژیِ نهفته اما برایِ میزانِ انتشارِ کربنِ ناشی از چرخهیِ عمرِ مصالح تعریف میشوند.
•ارزیابیِ چرخهیِ عمرِ ساختمان (LCA): روشِ استاندارد و علمیِ بررسیِ اثراتِ زیستمحیطیِ ساختمان از طراحی تا پایانِ عمر — شاملِ تولیدِ مصالح، ساخت، بهرهبرداری، نگهداری، تخریب و بازیافت.
اقلیم، روزدرجه و آسایشِ حرارتی
•اقلیم (Climate): شرایطِ جویِ بلندمدتِ یک منطقه بر اساسِ میانگینِ عواملی مانندِ دما، رطوبت و بارش، معمولاً در بازهیِ ۳۰ ساله.
•روزدرجهیِ سرمایش (CDD) و روزدرجهیِ گرمایش (HDD) بر اساسِ استانداردِ ASHRAE 169-2022 محاسبه میشوند.
نکتهیِ کلیدی: دمایِ مبنایِ روزدرجهیِ سرمایش (CDD) برابرِ ۵۰ درجهیِ فارنهایت معادلِ ۱۰ درجهیِ سانتیگراد است.
نکتهیِ کلیدی: دمایِ مبنایِ روزدرجهیِ گرمایش (HDD) برابرِ ۶۵ درجهیِ فارنهایت معادلِ ۱۸/۳ درجهیِ سانتیگراد است.
•آسایشِ حرارتی (Thermal Comfort) و محدودهیِ آسایشِ حرارتی طبقِ استانداردِ ISO 7730:2005 تعریف شدهاند.
•اینرسیِ حرارتی: توانِ ماده در جذب، ذخیره و آزادسازیِ تدریجیِ گرما، متأثر از ظرفیتِ حرارتی، چگالی و هدایتِ حرارتیِ آن.
دماهایِ تنظیمیِ مرجعِ سامانههایِ سرمایش و گرمایش
•این چهار دما، مقادیرِ مرجعیاند که مبحثِ ۱۹ در بخشِ روشِ تجویزی و شبیهسازی برایِ محاسبهیِ بارِ ساختمان به کار میبَرد.
نکتهیِ کلیدی: حداقلِ دمایِ تنظیمیِ سامانهیِ سرمایش (Cooling Set Point) = ۲۵ درجهیِ سانتیگراد.
نکتهیِ کلیدی: حداقلِ دمایِ تنظیمیِ سامانهیِ سرمایش بعد از حضورِ کاربر (Set Back) = ۲۹ درجهیِ سانتیگراد.
نکتهیِ کلیدی: حداکثرِ دمایِ تنظیمیِ سامانهیِ گرمایش (Heating Set Point) = ۲۱ درجهیِ سانتیگراد.
نکتهیِ کلیدی: حداکثرِ دمایِ تنظیمیِ سامانهیِ گرمایش بعد از حضورِ کاربر (Set Back) = ۱۳ درجهیِ سانتیگراد.
•این ۴ عدد، پرکاربردترین اعدادِ حفظیِ کلِ مبحثِ ۱۹ هستند و در فصلِ روشِ تجویزی دوباره ظاهر میشوند.
پوستهیِ ساختمان و شاخصهایِ حرارتی
•پوستهیِ خارجیِ ساختمان (Building Envelope): تمامِ سطوحِ پیرامونیِ ساختمان که فضایِ کنترلشده را از خارج، فضایِ کنترلنشده یا خاک جدا میکند.
نکتهیِ کلیدی: پوستهیِ غیرنورگذر یعنی ضریبِ عبورِ نورِ مرئیِ آن کمتر از ۵٪، و پوستهیِ نورگذر یعنی این ضریب بزرگتر از ۵٪ است — مرزِ دقیقِ تفکیک همین ۵٪ است.
•ضریبِ انتقالِ حرارت (U-Value، وات بر مترمربع بر کلوین) در برابرِ مقاومتِ حرارت (R-Value، مترمربع کلوین بر وات) — این دو معکوسِ مفهومیِ هماند.
•ضریبِ هدایتِ حرارت (λ-Value، وات بر متر بر کلوین): مقدارِ حرارتِ عبوری از یک متر مکعبِ همگن در اختلافِ دمایِ یک کلوین.
نکتهیِ کلیدی: حداکثرِ ضریبِ هدایتِ حرارتیِ مطلوب برایِ عایقِ حرارتیِ ساختمان، طبقِ ISO 10456، برابرِ ۰/۰۶۸ وات بر متر بر کلوین است.
نکتهیِ کلیدی: ملاکِ مقاومتِ حرارتی در این مبحث، مقاومتِ حرارتیِ کلِ پوسته (مجموعِ همهیِ لایهها) است، نه فقط یک لایه مانندِ بلوک یا اندود؛ هرگونه گواهیِ انطباقِ صرفاً برایِ بلوک با مبحثِ ۱۹ فاقدِ اعتبار است.
•ضریبِ جذبِ حرارتِ خورشیدی (SHGC، بینِ ۰ تا ۱) و ضریبِ عبورِ نورِ مرئی (VLT) دو شاخصِ کلیدیِ عملکردِ شیشهاند.
•پلِ حرارتی (Thermal Bridge): نواحی از ساختمان با انتقالِ حرارتِ بیشتر نسبت به بقیه، معمولاً در محلِ اتصالِ دیوار، سقف و بازشوها.
•فضایِ کنترلشده، کنترلنشده و بازِ ساختمان بر اساسِ اینکه دمایِ هوا توسطِ تجهیزاتِ سرمایشی/گرمایشی کنترل میشود یا نه، تعریف میشوند.
ردهبندی و برچسبِ انرژیِ ساختمان
•شدتِ مصرفِ انرژیِ ساختمان (EUI): انرژیِ مصرفی به ازایِ واحدِ سطحِ فضایِ کنترلشده، بر حسبِ کیلوواتساعت بر مترمربع در سال.
نکتهیِ کلیدی: ردهیِ بازدهیِ انرژیِ ساختمان در چهار ردهیِ D (منطبق با مبحثِ ۱۹)، C (کممصرف)، B (بسیار کممصرف) و A (مصرف نزدیک به صفر) تعیین میشود.
•برچسبِ انرژیِ ساختمان بر مبنایِ A (بالاترین) تا G (پایینترین) رتبهبندی میشود — استانداردهایِ ملّیِ شمارهیِ ۱۴۲۵۳ (مسکونی) و ۱۴۲۵۴ (غیرمسکونی).
•ساختمانِ ایدهآل (Ideal Building): ساختمانی با مصرفِ انرژیِ نزدیک به صفر؛ حداکثرِ شدتِ مصرفِ مجازش در جدولِ ۴-۳ پیوستِ «۳» آمده است.
•پلاکِ گواهیِ انطباقِ ردهیِ انرژیِ ساختمان طبقِ دستورالعملِ مادّهیِ ۴ تصویبنامهیِ هیأتِ وزیران (۱۴۰۰/۰۸/۲۴) توسطِ سازمانِ نظامِ مهندسیِ استان صادر و در ورودیِ ساختمان نصب میشود.
سامانههایِ مدیریت، پایش و کنترلِ هوشمند
•سامانهیِ مدیریتِ ساختمان (BMS): پایش و کنترلِ خودکارِ سامانههایِ مکانیکی و الکتریکیِ ساختمان (تهویه، روشنایی، اعلامِ حریق، دسترسی و ...).
•سامانهیِ مدیریتِ یکپارچهیِ ساختمان (IBMS): یکپارچهسازیِ تمامیِ سامانههایِ اصلیِ ساختمان بر بسترِ اینترنتِ اشیاء، رویِ یک پنجرهیِ واحد (Single Pane) با پایش و واپایشِ بالادرنگ.
•سامانهیِ مدیریتِ انرژیِ ساختمان (EMS) و سامانهیِ مدیریتِ روشنایی (LMS): زیرمجموعههایِ تخصصیِ IBMS برایِ نظارت و بهینهسازیِ انرژی و روشنایی.
•کنترلگرِ دیجیتالِ مستقیم (DDC) سیگنالِ حسگرها را مستقیماً پردازش و فرمان را به عملگر میفرستد؛ کنترلگرِ منطقپذیرِ قابلِ برنامهنویسی (PLC) یک سامانهیِ کنترلِ صنعتیِ دیجیتال است.
•واپایش (Control): فرایندِ کنترل، تنظیم و مدیریتِ پارامترهایِ یک سامانه بر اساسِ مقادیرِ پایششده.
•سامانهیِ پایشِ مصرفِ انرژی (Energy Metering) کلِ مصرف را اندازه میگیرد؛ سامانهیِ زیرپایش (Sub-Metering) هر بخش/واحد را جداگانه اندازه میگیرد.
•دوقلویِ دیجیتالِ ساختمان (Building Digital Twin): مدلِ مجازیِ پویا و دادهمحور از ساختمانِ واقعی، بر پایهیِ BIM و IoT، برایِ پایش، بهینهسازی و پیشبینیِ عملکرد.
تجهیزات، کنتورها و سنسورهایِ تخصصی
•مصرفکنندهیِ بارزِ انرژیِ ساختمان (Significant Energy User): تجهیز یا سامانهای که ⚠️ نکتهیِ کلیدی: بیش از ۱۰٪ از کلِ انرژیِ مصرفیِ لحظهایِ ساختمان را به خود اختصاص دهد (ملاک، مصرفِ لحظهای است، نه سالانه/ماهانه).
•کنتورهایِ تخصصی (آبسرد، آبگرم، برگشتِ آبگرم، انرژی/BTU) همگی مجهز به سنسورِ اولتراسونیکِ دبی و سنسورِ دما طبقِ استانداردِ IEC 60751 (PT100/PT1000).
•درایوهایِ سرعت/فرکانس/ولتاژِ متغیر (VSD/VFD/VVD) سرعت و گشتاورِ موتورهایِ الکتریکی را برایِ کاهشِ مصرفِ انرژی تنظیم میکنند.
•شیرِ کنترلیِ مستقل از فشار (PICV): دبی را صرفنظر از افزایشِ فشارِ سامانه، در مقدارِ تنظیمشده حفظ میکند.
•بانکِ خازن: مجموعهیِ خازنهایِ موازیِ سامانهیِ الکتریکی برایِ بهبودِ ضریبِ توان — طبقِ ضوابطِ شرکتِ برق، حداقلِ ضریبِ توانِ مجاز ۰/۹۰ است.
•رابطِ دیجیتالِ آدرسپذیرِ روشنایی (DALI): استانداردِ ارتباطیِ کنترلِ مستقل و دقیقِ هر چراغ یا گروهی از چراغها.
•سامانهیِ تولیدِ همزمانِ حرارت و برق (CHP) و برودت-حرارت-برق (CCHP): بازیافتِ گرمایِ حاصل از تولیدِ برق برایِ افزایشِ راندهمانِ کلی.
اصطلاحاتِ عمومی و مقرراتیِ مبحث
•«قانون» در متنِ مبحث، بدونِ قرینه، به قانونِ نظامِ مهندسی و کنترلِ ساختمان (مصوبِ ۱۳۷۴) اشاره دارد.
•«مبحث» در متن، بدونِ قرینه، به مبحثِ نوزدهمِ مقرراتِ ملّیِ ساختمان اشاره دارد.
•«ویرایش» در متن، بدونِ قرینه، به ویرایشِ پنجمِ مبحثِ نوزدهم اشاره دارد.
•نهادِ قانونیِ مسئول، برایِ همهیِ مواردِ این مبحث (مگر ارجاعِ صریح به نهادِ دیگر)، دفترِ مقرراتِ ملّی و کنترلِ ساختمانِ وزارتِ راه و شهرسازی است.
•ساختمانِ مسکونی، غیرمسکونی و صنعتی بر اساسِ نوعِ کاربری تعریف میشوند؛ ساختمانِ غیرمسکونی شاملِ فعالیتهایِ تولیدی/صنعتی نمیشود.
•ساختمانِ موجود: ساختمانی که ساختش تمام و گواهیِ پایانکار برایش صادر شده یا تمام/بخشی از آن بهرهبرداری شده است.
جدولِ مرورِ سریع
حداقلِ دمایِ تنظیمیِ سرمایش۲۵ درجهیِ سانتیگراد
دمایِ ستبکِ سرمایش پس از حضورِ کاربر۲۹ درجهیِ سانتیگراد
حداکثرِ دمایِ تنظیمیِ گرمایش۲۱ درجهیِ سانتیگراد
دمایِ ستبکِ گرمایش پس از حضورِ کاربر۱۳ درجهیِ سانتیگراد
دمایِ مبنایِ CDD۵۰ درجهیِ فارنهایت = ۱۰ درجهیِ سانتیگراد
دمایِ مبنایِ HDD۶۵ درجهیِ فارنهایت = ۱۸/۳ درجهیِ سانتیگراد
مرزِ پوستهیِ نورگذر/غیرنورگذرضریبِ عبورِ نورِ مرئیِ ۵٪
حداکثرِ λ عایقِ حرارتیِ مطلوب۰/۰۶۸ وات بر متر بر کلوین (ISO 10456)
آستانهیِ مصرفکنندهیِ بارزبیش از ۱۰٪ مصرفِ لحظهایِ کلِ ساختمان
حداقلِ ضریبِ توانِ مجاز۰/۹۰
ردههایِ بازدهیِ انرژیD (منطبق با مبحث) تا A (نزدیک به صفر)
مقیاسِ برچسبِ انرژیِ ساختمانA (بالاترین) تا G (پایینترین)
استانداردهایِ ملّیِ برچسبِ انرژی۱۴۲۵۳ (مسکونی) و ۱۴۲۵۴ (غیرمسکونی)
نهادِ قانونیِ مسئولدفترِ مقرراتِ ملّی و کنترلِ ساختمان
ویرایشِ مرجعِ این مبحثویرایشِ پنجم
برو به آزمونِ همین فصل