■ مصرف انرژی و ساختمان‌های اداری بخش عمران

خانه‌ها و فضاهای کاری با این که بزرگ‌ترین مصرف کنندگان انرژی در این کشور هستند قرار است بیشترین کاهش در مصرف انرژی را نیز به نام خود ثبت کنند.
برنامه‌هایی مانند ENERGY STAR و «راهبری در طراحی زیست محیطی و انرژی (LEED)» کاهش مصرف انرژی را از جنبه‌های سبز و پایانی ساختمانی مورد هدف قرار داده‌اند.
ANSI/ASHRAE/IESNA Standard 90.1 با نام «استاندارد انرژی برای ساختمان‌ها به استثنای ساختمان‌های کوچک مسکونی» و همچنین دستورالعمل‌های انرژی ایالتی، استانداردها و قواعد محرک این حرکت به شمار می‌آیند.
افزایش هزینه‌های انرژی نیز این حرکت را از نظر جنبه‌های اقتصادی آن تسریع می‌کنند. بنابراین انتظار می‌رود نتایج خوبی از این برنامه‌ها حاصل شود.
در طول پانزده سال گذشته تقاضای برق مورد نیاز برای روشنایی فضاهای تجاری به نصف کاهش یافته است. استفاده از روشنایی روز، چراغ‌های کم نور شونده، حسگرهای حضور افراد و غیره توانسته‌اند این کاهش قابل توجه را ایجاد کنند.مصرف انرژی رایانه‌ها، نمایشگرها، دستگاه‌های کپی، فکس و دیگر لوازم اداری نیز کاهش چشمگیری یافته است. کاهشی چهل تا شصت درصدی نیز در میانگین بارهای سرمایش داخلی به چشم می‌خورد.
به عنوان مثال بازسازی یک ساختمان اداری با مساحت 10هزار فوت مربع با سن ده سال با به کارگیری تجهیزات روشنایی و اداری جدید می‌تواند 20 کیلو وات از بار الکتریکی اوج و بیش از 5/5 تن بار تهویه مطبوع را کاهش دهد. مسلم است که این صرفه‌جویی‌های انرژی با گذشت زمان بیشتر مصرف انرژی مطلوبی را نیز به نام خود ثبت کنند.
اما عدم ارزیابی تاثیراتی که بر روی سیستم‌های تهویه مطبوع رخ خواهند داد می‌تواند منجر به بروز مشکلاتی در زمینه آسایش ساکنین و کیفیت هوای داخلی ساختمان شود.
قواعد سرانگشتی که برای دهه‌های متمادی تقریبا ثابت باقی مانده بودند به نظر می‌رسد که دیگر صحت گذشته را از دست داده‌اند. آنچه که ممکن است از نظر صرفه‌جویی در انرژی بسیار ایده‌آل به نظر برسد شاید سیستم تهویه مطبوع ساختمان را تبدیل به دستگاه تولید شکایات ساکنین کرده و در برخی موارد کابوسی واقعی در مورد کیفیت هوای داخلی به هوای تهویه مطبوع ساختمان را به‌دنبال خواهد داشت.
تغییر الگوی مصرف داخلی
بارهای موجود در فضای داخلی از قبیل روشنایی، تجهیزات و ساکنین، با پیدایش دفاتر کاری تا حدودی تغییر کرده‌اند. سطوح روشنایی در این اماکن کمتر شده است (که البته به دلیل الزامات موجود در دستورالعمل‌های جدید است) ولی بار مصرف انرژی الکتریکی توسط دستگاه‌های جدید اداری تا حدودی افزایش یافته است.
گرمای محسوس به ازای هر نفر به میزان 250 BTUH در این محل معادل w73/0 بر هر فوت مربع تغییر باقی مانده بر روی سیستم‌های سرمایشی است.
در اواسط دهه 1980 لامپ‌های دارای چگالی 2/2 تا 5/2 وات به ازای فوت مربع معمول بودند. استارت‌های الکترونیکی لامپ‌های فلوئورسنت نسبت به استارت‌های مغناطیسی دارای مزیت‌های زیادی هستند. لامپ‌های چهل واتی T12 جای خود را به لامپ‌های 34 واتی T8 و سپس لامپ‌های T5 داده‌اند.
میزان روشنایی در صفحات رایانه‌ای کاهش پیدا کرده و استفاده از روشنایی مستقیم / غیر مستقیم با انرژی پایین تبدیل به روشی استاندارد شده است.
برخی از دستورالعمل‌های انرژی در‌حال‌حاضر میزان روشنایی در ساختمان‌های اداری را به 2/1 وات به ازای هر فوت مربع محدود می‌کنند.
طراحی دقیق (چراغ‌ها، طرح مبلمان، انتخاب رنگ‌ها و غیره، این امکان را ایجاد می‌کند که بدون اینکه کیفیت روشنایی از دست رفته و یا هزینه‌های بالایی تحمیل شود، مقدار w0/1 به اززای هر فوت مربع به راحتی به دست آید. برخی از مالکان ساختمان در حال کار بر روی روش‌هایی برای کاهش بار روشنایی ساختمان‌هایشان تا میزان w5/0 در هر فوت مربع می‌باشند. هر چند بار روشنایی پایین آمده است، اما استفاده از تجهیزات به مراتب نسبت به گذشته افزایش داشته است. تعداد دستگاه‌های کپی، فکس، اسکنر، رایانه‌های شخصی و چاپگرها طی سال‌های اخیر افزایش قابل‌توجهی را نشان می‌دهد. حتما به یاد دارید که قبلا رایانه‌های معدودی در هر شرکت وجود داشت، ولی حالا روی هر میز یک رایانه وجود دارد. به همین قیاس، قبلا از یک یا دو چاپگر مشترک در شرکت‌ها استفاده می‌شد، اما حالا تقریبا برای هر اتاق، حداقل یک چاپگر در نظر گرفته شده است. بار تجهیزات دفتری از 75/0 تا w0/1 به ازای هر فوت مربع، به 5/1 تا w0/2 در هر فوت مربع افزایش یافته است.
چاپگرهای لیزری و همچنین دستگاه‌های کپی کوچک، در این اواخر قیمت‌های بسیار مناسبی پیدا کرده‌اند. حتی بسیاری از دستگاه‌های فکس نیز به صورت لیزری درآمده‌اند. نمایشگرهای رایانه‌ای، از نوع تک‌رنگ سبز 12اینچی به حداقل 17اینچ رنگی ارتقا یافته و به همین دلیل برق مصرفی این نمایشگرها به مراتب بالاتر رفته است. تحقیقات انجام‌شده نشان داده است که تا سال 1994، نمایشگرهای رایانه‌ای بیشترین انرژی کارکرد رایانه‌ها را تشکیل می‌دهند. این تحقیقات همچنین نشان داده که اطلاعات موجود بر روی برچسب مشخصات تجهیزات اداری، بسیار بالاتر از مصرف انرژی واقعی آنها است. هر چند چگالی تجهیزات اداری در چند سال گذشته حدود 4/1 تا w8/1 بر فوت بوده است، اما این مقدار در حال کاهش یافتن است. بهبودهای صورت‌گرفته در مواردی مانند حالت آماده‌به‌کار (stand-by) به خصوص حالات صرفه‌جویی‌کننده در انرژی، به این مساله کمک زیادی نموده‌اند. تجهیزاتی که دارای مشخصه Energy Star هستند، تبدیل به تجهیزات استاندارد شده‌اند. استفاده از تجهیزات به صورت شبکه نیز در کاهش بارهای مضاعف نقش بسزایی دارد. دستگاه‌های جدیدی که نقش دستگاه کپی، اسکنر، فکس و چاپگر را به طور همزمان بازی می‌کنند، بسیار رایج شده‌اند. تونرهای جدید دستگاه کپی، نیاز به حرارت کمتری برای نشستن بر روی سطح کاغذ دارند. این دستگاه‌های جدید، در عین اینکه فضایی نصف فضای تجهیزات ده ساله گذشته را اشغال می‌کنند، مصرف انرژی بسیار کمتری نیز پیدا کرده‌اند. در حال حاضر، حداکثر چگالی تجهیزات به سمت w0/1 بر فوت مربع پیش می‌رود و بزرگ‌ترین تغییری که در این رابطه قابل‌ذکر است، پیدایش نمایشگرهای کریستال مایع (LCD) است. این نمایشگرها، مصرف برق بین 35 تا 50وات دارند، در حالی که نمایشگرهای اشعه کاتدی (CRT) معمولی با همان اندازه، بین 120 تا 150وات مصرف دارند. با پایین‌تر آمدن قیمت این نمایشگرها، به نظر می‌رسد که در آینده به صورت نمایشگرهای استاندارد در فضاهای اداری و همچنین خانگی مطرح شوند.
تولید گرمای کمتر سرمایش مورد نیاز پایین‌تر
در اوایل دهه 1990، فضاهای خالی معمولی با استفاده از اختلاف دمای «تغذیه به فضا»ی معادل F20، برای بارهای اوج 8/0 تا cfm0/1 به ازای فوت مربع طراحی شده بودند. مقادیر هوای تغذیه برای بار ناشی از حضور افراد، با روشنایی و همچنین بار دستگاه‌های موجود، تا اواخر دهه 1990 یعنی زمانی که پیشرفت‌های قابل‌توجهی در زمینه روشنایی به وجود آمد و کاهشی 30 تا 40درصدی را باعث شد، تقریبا ثابت باقی ماند. فضاهای جدید و بازسازی‌شده با استفاده از سیستم‌های روشنایی پیشرفته و همچنین بار کاهش یافته‌ نمایشگرهای LCD، می‌توانند در شرایط اوج سرمایشی بین 35/0 تا cfm4/0 به ازای هر فوت مربع کاهش ایجاد نمایند. اما در این مقدار پایین cfm به ازای فوت مربع، مشکل آغاز می‌گردد. برنامه‌ریزی در این زمینه کار ساده‌ای نیست، زیرا موارد صرفه‌جویی در انرژی روشنایی و تجهیزات رایانه‌ای، تنها با گذشت زمانی طولانی از مرحله تکمیل طراحی و ساخت امکان‌پذیر خواهد بود. اغلب دیفیوزرها قادر نیستند cfm4/0 به ازای فوت مربع هوای تغذیه را به مقدار کافی برای پوشش‌دهی مناسب محل مورد نظر تامین کنند. هوای کم‌سرعت به مقدار کافی در محیط پراکنده نشده و فقط در همان راستا به سمت پایین حرکت خواهد کرد. بنابراین افرادی که زیر دریچه‌های هوای تغذیه قرار می‌گیرند احساس سرماکرده و دیگران، هیچ حرکت هوایی در اطراف خود نداشته و بنابراین احساس گرما و کلافگی خواهند کرد. هوای سردتر از سمت سقف حرکت کرده و با هوای گرم مخلوط می‌شود. در ارتفاع 6فوتی، دمای هوا F75 است. اثربخشی تهویه می‌تواند رفاه مناسب را در فضای مورد نظر حفظ کند.
یک سیستم حجم هوای متغیر (VAV) می‌تواند به کمتر از 20.0 cfm بر هر فوت‌مربع در بارهای کاهش‌یافته نیاز داشته باشت. تنها انواع معدودی از دیفیوزرهای القای بالا/دمای پایین و دیفیوزرهای چندشبکه‌ای قابل تنظیم می‌توانند در این مقدار جریان هوا را، شرایط مناسب را تامین کنند و البته این نوع دیفیوزرها در بسیاری از ساختمان‌های اداری نصب نشده‌اند. در اختلاف دمای F20 و جریان هوای 0.35 cfm در فوت‌مربع، یک دیفیوزر 150 cfm بایستی 430فوت‌مربع را پوشش دهد که حداقل 10فوت خواهد داشت. دریچه‌های خطی و برخی دریچه‌های القای بالا، جزو معدود ابزارهایی هستند که این الزامات را برآورده می‌سازند. اگر توزیع هوا در نظر گرفته نشود، اولین نشانه بروز مشکل در ساختمان‌هایی که از انرژی‌ پایینی استفاده می‌کنند، وجود شکایاتی در مورد سرد‌و‌گرم بودن یک محل خاص خواهد بود.