بهینه سازی مصرف سوخت

بهینه سازی مصرف سوخت

اسلاید 1: استاد راهنما: مهندس صارمیدانشجویان: محمدحسین قنایی میلاد بهرامی سیروس خلیلی اردیبهشت93 بهینه سازی مصرف سوخت

اسلاید 2: در جهان امروز مبحث انرژی گسترده ترین موضوع در امر توسعه، پیشرفت و آبادانی جامعه بشری بشمار می آید. کشورهای در حال توسعه همراه با رشد جمعیت و افزایش تقاضا برای رفاه عمومی میزان مصرف انرژی خود را بالا برده اند.دو قرن پس از انقلاب صنعتی استفاده از انواع انرژی های فسیلی، مردم سراسر جهان را گریبانگیر مشکلات عظیمی نموده که ادامه پیشرفت بشر را به مخاطره انداخته است.سهم ایران از نفت خاورمیانه عربستان 38/28% عراق 18% ایران 14/12%

اسلاید 3: سوختهای فسیلی مواد گیاهی و حیوانی هستند که بطور ناقص تجزیه شده و در اثر دگرگون شدن طی سالیان مختلف در لایه های زمین بصورت زغال سنگ، تورب، نفت و گاز طبیعی وجود دارند. امروزه منبع تامین انرژی جهان این سوختها می باشند.سوختهای فسیلی که در عصر حاضر از معمول ترین منابع انرژی مصرفی در جهان هستند دارای مشکلات زیر می باشند:آلودگیهای زیست محیطی ناشی از مصرف سوختهای فسیلی:اثر گلخانه ایآلودگی هواتشکیل بارانهای اسیدیاثر بر روی گیاهاندود - مهاثر بر روی سلامتی انساناثر روی ابنیه و موادسوخت های فسیلی

اسلاید 4: مشکل محدودیت منابع انرژی کم و بیش برای کلیه کشورها اعم ازصنعتی، توسعه یافته و یا در حال توسعه مشترک می باشد.در کشورهای مختلف بطور میانگین بیش از 90% از مصارف انرژی در ارتباط با صنعت حمل و نقل، خانگی و اداری (ساختمانها) است که در بین آنها ساختمانهای مسکونی و تجاری بیش از 40% را به خود اختصاص داده اند.قابل توجه است که عمده ترین مصرف انرژی در ساختمانها جهت تامین سرمایش و گرمایش در فصول گرم و سرد می باشد. بنابراین هر اقدامی که در جهت ارتقا کیفیت ساختمانها از دیدگاه تبادل حرارتی صورت پذیرد به صرفه جویی قابل توجهی در مصرف کل انرژی خواهد انجامید.

اسلاید 5: مصرف انرژی در ایرانبررسی جمعیت و مصرف انرژی در طی دو دهه گذشته نشان می دهد که مصرف سرانه عرضه انرژی اولیه در کشور در سال 1387 معادل 13/5 بشکه نفت سفید بوده است و با وجود به اینکه رشد سالیانه شاخصهای سرانه نزدیک 6% می باشد، می توان دریافت که امروزه مصرف انرژی به چه نسبت بالا رفته است.هر ایرانی در سال حدود 84 دلار انرژی را به دلایل نادرست هدر می دهد.یک فیل با وزن متوسط 4000 کیلوگرم و مصرف 500 کیلو غذا و 300 لیتر آب در روز سالیانه معادل 1400 لیکو نفت خام انرژی مصرف می کند.یک انسان با وزن متوسط 65 کیلوگرم و مصرف 3 کیلو غذا و 3 لیتر آب در روز، سالیانه همین مقدار انرژی را مصرف می کند.

اسلاید 6: راهکارهایی که برای بهینه کردن مصرف سوخت مقصود است شامل موارد زیر می باشد: اعمال سیستم مدیریت زیست محیطی افزایش بازدهی سیستم های جدید بهبود و اصلاح تجهیزات موجود گسترش فضای سبز و جنگل ها اعمال مالیات بر مصرف انرژی بهینه سازی منابع غیرانرژی مولد CO2 تغییرات و اعمال نکات مهم در طراحی ساختمانها با توجه به اینکه ساختمانها یکی از بزرگترین بخشهای مصرف کننده انرژی در اکثر جوامع و از جمله کشور ما محسوب می شوند، طراحی معماری ساختمان و بکارگیری استفاده از انرژی های خورشیدی می تواند مصرف انرژی را تا حدود 10 برابر کم نماید.چگونه می توان مصرف را به حداقل رساند؟

اسلاید 7: اقلیم های جهان با توجه به روش کوپن دانشمند اتریشی: بارانی-استوایی گرم و خشک گرم و معتدل سرد و برفی اقلیم قطبی

اسلاید 8: اصول نظری و اجرای کاربرد انرژی برای استفاده بهینه از پتانسیل های اقلیمی عبارتند از: استفاده از حرارت خورشیدی استفاده از تهویه هوا کاهش جریان هدایت حرارتی کاهش نفوذهای خارجی استفاده از برودت تابشی استفاده از برودت تبخیری استفاده از برودت هدایتی هوافنون ساده معماری که می تواند اصول فوق را محقق سازد:بادشکن ها، گیاهان و آب، محافظت بنا توسط زمین، ایجاد سایه، دیوارها و پنجره های خورشیدی، تهویه طبیعی و پوسته حرارتی

اسلاید 9: تقسیم بندی اقلیمی ایران:ایران با قرار گرفتن بین 25 و 40 درجه عرض جغرافیایی شمالی در منطقه گرم قرار دارد و از نظر ارتفاع نیز مرتفع است. در کشوری مانند ایران هیچگاه دو نقطه اقلیمی کاملا“ یکسان نیستند.تقسیمات چهارگانه اقلیم در ایران که توسط دکتر حسن گنجی پیشنهاد شده عبارت است از: اقلیم معتدل و مرطوب (سواحل دریای خزر) اقلیم سرد (کوهستان غربی) اقلیم گرم و خشک (فلات مرکزی) اقلیم گرم و مرطوب (سواحل جنوبی)در منطقه 1 بارندگی زیاد، رگبار در تابستان، در روزهای تابستان دما 25 تا 30 درجه و در شب ها 20 تا 30 درجه و در زمستان معمولا“ بالای صفر است. (انزلی، بابلسر، رشت و گرگان)

اسلاید 10: ویژگیهای معماری مناطق:در هر کدام از اقلیم ها آب و هوا تاثیر فراوانی در شکل گیری شهرها و ترکیب معماری داشته است. ویژگیهای معماری بومی مناطق معتدل و مرطوب: به علت رطوبت ، خانه ها بر روی پایه های چوبی ساخته شده اند. مصالح با سنگ و گل بوده و گربه روها وجود دارند. برای حفاظت از باران ، ایوانهای عریض و سرپوشیده در اطراف اتاقها وجود دارد. بیشتر مصالح شامل مصالحی با حداقل ظرفیت حرارتی و سبک می باشند.در تمام آنها از کوران استفاده میشود. ساختمانها اغلب بصورت پراکنده هستند. (بدلیل فراوانی آب) بامها شیبدار میباشند.

اسلاید 11:

اسلاید 12: انتخاب مصالح:با استفاده از روشهای علمی به عمل آمده (مانند روش اولگی) بهترین ترکیب مصالح به شرح زیر است: در مناطق گرم و مرطوب ، مصالح سبک و قابلیت مقاومت حرارتی زیاد البته در جزایر، عایق کاری کم برای ساختمان کافی است. در مناطق گرم و خشک ، قسمتهایی که در روز مورد استفاده قرار می گیرند با مصالح ساختمانی سنگین و در شب و عصر با مصالح سبک مناطق معتدل مصالح سنگین با ظرفیت حرارتی زیاد در مناطق سرد مصالح با مقاومت حرارتی زیاد ، دیوارهای غربی با مصالح سنگین اصول طراحی در اقلیم ها و ویژگیهای طراحی و مصالح

اسلاید 13: فرم در اقلیم های چهارگانه ایران: اقلیم سرد: به دلیل هوای سرد در زمستان بهتر است فرم ساختمان فشرده و پلان مرتفع باشد و در طبقات شکل مکعب است. اقلیم معتدل: به دلیل اعتدال هوا که پلان را منعطف می سازد ، گسترش پلان در قسمت شرقی و غربی لازم است. در این مناطق حتی تابش آفتاب بر دیوارهای واقع در شرق و غرب ، کمتر از مناطق دیگر است و گاهی می توان از فرم صلیبی استفاده کرد. بهترین جهت گیری، شرقی و غربی است. اقلیم گرم و خشک: در این مناطق با توجه به شرایط زمستانی ، فرم میتواند در طول محور شرقی و غربی گسترش یابد و با توجه به شرایط تابستانی فرم مربع باشد. بطور کلی می توان با استفاده از حفره های ایجاد شده و ایجاد سایه ها در دیوارها و درخت و حیاط مرکزی پلان را تهیه نمود. اقلیم گرم و مرطوب: به دلیل شدت تابش آفتاب در شرق و غرب ، فرم ساختمان حتما“ بایستی کشیده و شرقی غربی باشد. این فرم از نظر کوران و کاهش رطوبت داخلی هم بسیار مناسب است.

اسلاید 14: تعیین فرم ساختمانهای بزرگ: مناطق سرد: فرمهای بسته و فشرده ، ساختمانهای مکعبی شکل و بهم چسبیده (در جهت محور شمالی جنوبی) و مرتفع مناطق گرم و خشک: فرمهایی که ضلع شمالی و جنوبی بزرگتر از شرقی و غربی باشد ، ساختمانهای مرتفع ترجیح داده می شوند. مناطق معتدل: فرمهای قرار گرفته در محورهای شرقی و غربی بهتر می باشند. مناطق گرم و مرطوب: فرمهای کشیده شده در جهت محور شرقی و غربی مناسبند و به هیچ وجه جهت شمالی و جنوبی مناسب نیست.

اسلاید 15: جهت گیری ساختمان:برابر مطالعات انجام شده ، بهترین جهت گیری ها به شرح زیر می باشد: برای ایجاد شرایط حراتی مطلوب در داخل ساختمان (گرما در زمستان و خنکی در تابستان) نمای اصلی به طرف جنوب باشد. اگرچه نماهای جنوب شرقی و جنوب غربی بطور یکنواخت آفتاب را دریافت می کنند، در تابستان گرم تر و در زمستان سرد تر از جبهه جنوبی هستند. دیوارهای شرقی و غربی در تابستانها گرم و در زمستانها سرد هستند.

اسلاید 16: اقلیم معتدل و مرطوب:مشکل عمده این ساختمانها ایجاد رطوبت زیاد در فصول سال است از اینرو بایستی جهت ایجاد آسایش کورانها را زیاد کنیم به همین لحاظ: ارتفاع ساختمان بایستی به حدی باشد که ایجاد تهویه طبیعی در آن صورت گیرد و بلندتر از درختان اطراف خود باشد. (برجها از شرایط بهتری برخوردارند.) ولی در زمستان در معرض وزش باد و بارندگی قرار دارند که بایستی تدابیری اندیشه شود. جهت ساختمان باید نحوی باشد که بیشترین استفاده از جریان باد صورت گیرد. پنجره های بزرگ مناسب ترند. همه ساختمان باید در معرض کوران باشد لذا آپارتمان هایی که در معرض مکش هستند، مناسب نیستند.تهویه مورد نیاز برای اقلیم ها

اسلاید 17: تعاریف: اینرسی حرارتی ساختمان بام وارونه پل حرارتی جرم سطحیجرم سطحی مفید ساختمان ((ma سطح زیر بنای مفید ضریب هدایت حرارتی ضریب انتقال حرارت سطحی فضای کنترل شده فضای کنترل نشده محدوده آسایشمقاومت حرارتی R=d/λ

اسلاید 18: چک لیست انرژی

اسلاید 19: منشا مصالح عایق کاری حرارتی چهار دسته است: حیوانی: نظیر مو و پشم حیوانات که فعلا“ مصرف نمیشوند. معدنی: پشم شیشه ، پشم سنگ ، پشم سرباره ها و آزبست ها مصنوعی و پلیمری: پلی استایرن و پلی اورتان گیاهی: مواد سلولزی یا فیبری نظیر نی ، کاه ، الیاف گیاهان ، کتان و چوب پنبه که خیلی مصرف ندارند.

اسلاید 20: روشهای طراحی:روشهایی که برای طراحی اجزای مختلف تشکیل دهنده پوسته خارجی وجود دارد عبارتند از: روش کارکردی: در این روش ضریب انتقال حرارت طرح اولیه ساختمان با توجه به نقشه های تهیه شده و جزییات اجرایی مهندس طراح محاسبه شده و با ضریب انتقال حرارت طرح مقایسه می گردد و در صورت اختلاف با انجام محاسبات سعی و خطا ، ضریب انتقال حرارت طرح ساختمان کاهش داده می شود تا به مقدار قابل قبول برسد. روش تجویزی: این روش در مورد خانه های ویلایی ، واحدهای با زیر بنای کل متراژ 1000 مترمربع - ساختمانهای گروه 3- و بطور کلی زمانی که پروژه کوچک بوده و انجام محاسبات طبق روش کارکردی فاقد توصیه اقتصادی باشد، مورد استفاده قرار می گیرد.

اسلاید 21: مصالح عایق کاری:اصولا“ گذر انرژی ساختمان از پوسته به شرح زیر می باشد: جداره های خارجی 36% سقف 8/3% پنجره ها 22/85% نفوذ هوا 23%هر مترمربع عایق در ساختمان 7/2 مترمکعب گاز در سال صرفه جویی دارد.

اسلاید 22: چگونگی عایق کاری پوسته ها:هر پوسته اعم از دیوار، بام و کف به روشهای زیر قابل عایق کاری است: عایق کاری حرارتی در داخل عایق کاری حرارتی در خارج عایق کاری حرارتی در وسط و یا لایه هوا عایق کاری حرارتی همگن

اسلاید 23:

اسلاید 24:

اسلاید 25:

اسلاید 26: مداوم چگونگی کاربری ساختمان منقطع عواملی که در عایق کاری موثرند: داخلخارجداخلخارج

اسلاید 27: اقلیم (به منظور بخاربندی عایقهای جاذب رطوبت) ، قرار دادن یک لایه بخاربند در طرف گرم لایه مزبورعواملی که در عایق کاری موثرند:

اسلاید 28: اصلاح پلهای حرارتیعواملی که در عایق کاری موثرند:

اسلاید 29: نوع عایق در دسترس عواملی که در عایق کاری موثرند:

اسلاید 30: نوع عایق در دسترسعواملی که در عایق کاری موثرند:

اسلاید 31: نوع عایق در دسترسعواملی که در عایق کاری موثرند:

اسلاید 32: نوع عایق در دسترسعواملی که در عایق کاری موثرند:

اسلاید 33: نوع عایق در دسترسعواملی که در عایق کاری موثرند:

اسلاید 34: دیوار نوع 1 : برای مناطقی که فاقد کج باران هستند. گونه بندی دیوارها از نظر عملکرد در مقابل کج باران

اسلاید 35: دیوار نوع 2 : برای مناطقی با بارش سالیانه کم و کج باران های خفیفگونه بندی دیوارها از نظر عملکرد در مقابل کج باران

اسلاید 36: دیوار نوع 3 : برای مناطقی که در معرض کج بارانهای شدید قرار دارند.گونه بندی دیوارها از نظر عملکرد در مقابل کج باران

اسلاید 37: دیوار نوع 4 : برای مناطقی که در معرض کج بارانهای خیلی شدید و مقاوم قرار دارند.گونه بندی دیوارها از نظر عملکرد در مقابل کج باران

اسلاید 38: انرژی های جایگزین: انرژی خورشیدی نانوتکنولوژی ها انرژی زمین گرمایی (ژئوترمال) انرژی باد انرژی بیوگس انرژی الکتریکی انرژی هسته ای

اسلاید 39: با تشکر از توجه و همراهی شما