تأثیر شیشۀ هوشمند الکتروکرومیک بر بار سرمایش ساختمان‌های اداری در اقلیم گرم و مرطوب، گرم و خشک و سرد ایران

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشگاه شیراز

چکیده

یکی از اصول معماری پایدار، کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌هاست. از آنجا که تقریباً نیمی از انرژی مصرفی برای ایجاد آسایش در ساختمان‌ها ازطریق پنجره‌ها هدر می‌رود، مطالعات بسیاری با هدف دستیابی به راهکارهای ذخیرۀ انرژی و کنترل تابش خورشید انجام شده است. یکی از این راهکارها استفاده از شیشۀ هوشمند الکتروکرومیک است. برای انتخاب بهینۀ مصالح، ارزیابی میزان تأثیر و کارایی این شیشه‌ها، در اقلیم‌های مختلف ایران ضروری بوده و تاکنون پژوهشی در این مورد انجام نشده است. در پژوهش حاضر، تأثیر استفاده از شیشۀ هوشمند الکتروکرومیک بر بار سرمایشی ساختمان اداری در سه شهر بوشهر با اقلیم گرم و مرطوب، شیراز با اقلیم گرم و خشک و تبریز با اقلیم سرد بررسی شده است. به این منظور، ساختمان اداری سه‌طبقه برای نمونه در نرم‌افزار دیزاین بیلدر شبیه‌سازی شده و بار سرمایش سالانۀ ساختمان در سه حالت با شیشۀ سادۀ شش میلی‌متری، شیشۀ دوجداره و شیشۀ هوشمند الکتروکرومیک محاسبه شده است. نتایج پژوهش نشان می‌دهد که استفاده از شیشۀ‌ الکتروکرومیک در شهرهای بوشهر، شیراز و تبریز مناسب بوده و تأثیر قابل توجهی بر کاهش بار سرمایش دارد. در بوشهر با استفاده از شیشۀ الکتروکرومیک بار سرمایش 19% نسبت به شیشۀ معمولی و 8% نسبت به شیشۀ دوجداره کاهش یافته است. در شیراز و تبریز نیز سبب کاهش 28% نسبت به شیشۀ معمولی و 10% نسبت به شیشۀ دوجداره شده است. به این ترتیب، کارایی شیشه‌های الکتروکرومیک در اقلیم گرم و خشک و سرد بیشتر از اقلیم گرم و مرطوب است.

کلیدواژه‌ها


[1] Nasrollahi, F., Green Office Buildings: Low Energy Demand Through Architectural Energy Efficiency, Young Cities Research Paper series, Vol. 8, Berlin University, 2013. [2] Granqvist, C.G., "Electrochromics and Thermochromics: Towards a New Paradigm for Energy Efficient Buildings", Materialstoday Proceeding, pp. 2–11, 2016. [3] Pérez-Lombard, L., Ortiz, J. and Pout, C., "A Review on Buildings Energy Consumption Information", Energy and Building, Vol. 40, No. 3, pp. 394–398, 2008. [4] Daqiqeh, S., Shannigrahi, S. and Ramakrishna, S., "A Review of Conventional, Advanced, and Smart Glazing Technologies and Materials for Improving Indoor Environment", Solar Energy Materials and Solar Cells, Vol. 159, pp. 26–51, 2017. [5] DeForest, N., Shehabi, A., O’Donnell, J., Garcia, G., Greenblatt, J., Lee, E. S., Selkowitz, S. and Milliron, D. J., "United States Energy and CO2 Savings Potential From Deployment of Near-Infrared Electrochromic Window Glazings", Building and Environment, Vol. 89, pp. 107–117, 2015. [6] Piccolo, A. and Simone, F., "Performance Requirements for Electrochromic Smart Window", Journal of Building Energy, Vol. 3, pp. 94–103, 2015. [7] Wen, R., Arvizu, M. A., Niklasson, G. A. and Granqvist, C. G., "Electrochromic for Energy Efficient Buildings: Towards Long-Term Durability and Materials Rejuvenation", Surface Coating Technology, Vol. 278, pp. 121–125, 2015. [8] Granqvist, C. G., "Recent Progress in Thermochromics and Electrochromics: A Brief Survey", Thin Solid Films, Vol. 614, pp. 90–96, 2016. [9] Tavares, P., Bernardo, H., Gaspar, A. and Martins, A., "Control Criteria of Electrochromic Glasses for Energy Savings in Mediterranean Buildings Refurbishment", Solar Energy, Vol. 134, pp. 236–250, 2016. [10] Gugliermetti, F. and Bisegna, F., "Visual and Energy Management of Electrochromic Windows in Mediterranean Climate", Building and Environment, Vol. 38, pp. 479–492, 2003. [11] Nilsson, A. M. and Roos, A., "Evaluation of Optical and Thermal Properties of Coatings for Energy Efficient Windows", Thin Solid Films, Vol. 517, No. 10, pp. 3173–3177, 2009. [12] Purushothaman, K. K., Antony, S. J. and Muralidharan, G., "Optical, Structural and Electrochromic Properties of Nickel Oxide Films Produced by Sol – Gel Technique", Solar Energy, Vol. 85, No. 5, pp. 978–984, 2011. [13] Piccolo, A., Pennisi, A. and Simone, F., "Daylighting Performance of an Electrochromic Window in A Small Scale Test-Cell", Solar Energy, Vol. 83, No. 6, pp. 832–844, 2009. [14] Deb, S. K., Lee, S., Tracy, C. E., Pitts, J. R., Gregg, B. A. and Branz, H. M., "Stand-Alone Photovoltaic-Powered Electrochromic Smart Window", Electrochimca Acta, Vol. 46, pp. 2125–2130, 2001. [15] Deforest, N., Shehabi, A., Selkowitz, S. and Milliron, D. J., "A Comparative Energy Analysis of Three Electrochromic Glazing Technologies in Commercial and Residential Buildings", Applied Energy, Vol. 192, pp. 95–109, 2017. [16] Granqvist, C. G., "Electrochromics for Smart Windows: Oxide-based Thin Films and Devices", Thin Solid Films, Vol. 564, pp. 1–38, 2014. [17] Zinzi, M., "Office Worker Preferences of Electrochromic Windows: A Pilot Study", Building and Environment., Vol. 41, pp. 1262–1273, 2006. [18] Piccolo, A. and Simone, F., "Effect of Switchable Glazing on Discomfort Glare From Windows", Building and Environment, Vol. 44, No. 6, pp. 1171–1180, 2009. [19] Sbar, N. L., Podbelski, L., Mo, H. and Pease, B., "Electrochromic Dynamic Windows for Office Buildings", International Journal of Sustainable Built Environment., Vol. 1, No. 1, pp. 125–139, 2012. [20] Shaeri, J. and Shaeri, Z., "The Use of Smart Glass in Building Design with a Sustainable Architecture Approach", The 2nd National Conference on Architecture, Restoration, Urbanism and Sustainable Environment, 2014. (in Persian) [21] Piccolo, A., "Thermal Performance of an Electrochromic Smart Window Tested in an Environmental Test Cell", Energy and Building, Vol. 42, No. 9, pp. 1409–1417, 2010.