ساختمان سبز ،ساختمان انرژی صفر

ساختمان انرژی صفر (Zero-Energy Building یا Zero net energy)، به ساختمان هایی اطلاق می شوند که مصرف سالانه انرژی آنها صفر و آلاینده‌های کربنی تولید نمی کنند. در دنیای امروز، با توجه به محدود بودن منابع سوخت فسیلی، ساختمان ها، صنایع و دیگر ارگانها به سمت استفاده از دیگر انرژی های موجود در زمین مانند انرژی خورشیدی، بادی، بیولوژیکی و آبی حرکت نموده اند.
ایده و اصل مصرف انرژی خالص صفر به دلیل اینکه برداشت از انرژی‌های تجدیدپذیر وسیله و راهکاری برای حذف آلاینده‌ها و گازهای گلخانه ای است، توجه بسیاری را به خود معطوف داشته است. امروزه، طرحهای مرتبط با اصول “انرژی صفر” به دلیل افزایش هزینه‌های سوختهای فسیلی و تأثیرات مخرب آنها بر روی محیط زیست و شرایط آب و هوایی و بر هم زدن تعادل اکولوژیک، بسیار کاربردی و از محبوبیت خاصی برخوردار شده اند.

این ساختمان می تواند از شبکه تأمین انرژی جدا و مستقل باشد. بدین ترتیب، انرژی به صورت محلی و از طریق ترکیبی از فن آوری‌های تولید انرژی‌های نو از قبیل خورشیدی، بادی و بیو سوخت ها تأمین می گردد. این در حالیست که با استفاده از تکنولوژی‌های خاص برای سیستم‌های روشنایی و گرمایش و سرمایش فوق پربازده، در مصرف هرچه کمتر انرژی تلاش شده است. به عبارت دیگر، در یک ساختمان انرژی صفر قبل از تولید انرژی پاک به بهینه سازی مصارف انرژی در بخش های مختلف ساختمان پرداخته شده است و با استفاده هوشمندانه از تکنولوژی های تجدید پذیر، تعادل میان تولید و مصرف انرژی برقرار می گردد.

در حال حاضر، بخش ساختمان های اداری و مسکونی در حدود ۴۰ درصد از مصرف انرژی‌های فسیلی کشور را بخود اختصاص داده است. اگرچه ساختمان‌های با مصرف انرژی صفر حتی در کشورهای پیشرفته امروز بسیار کمیاب و حتی نایاب می باشند، اما به دلیل مستقل بودن از سوختهای فسیلی و کمک در کاهش آلاینده‌های کربنی، در حال رشد بوده و توجه بسیاری را به خود جلب نموده است.

ساختمان سبز (Green Building) به دسته ای از ساختمان ها گفته می شود که در برابر حفظ منابع زیست محیطی در طول عمر یک ساختمان از زمان طراحی و احداث تا بهره برداری و بازسازی متعهد می باشند. در این ساختمان های دوستدار طبیعت، علاوه بر اینکه استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در آن اولویت دارد و مصرف انرژی آن ناچیز می باشد، مصالح آن نیز از منظر زیست محیطی مورد ارزیابی قرار می گیرد. هدف نهایی ساختمان سبز ، استفاده بهینه از منابع و کاهش تأثیر منفی ساختمان بر روی محیط زیست می باشد. ساختمانهای انرژی صفر یکی از اهداف کلیدی ساختمان‌های سبز را به صورت کامل محقق ساخته و باعث کاهش آلاینده‌ها و گازهای گلخانه ای در طول مدت استفاده از ساختمان خواهند شد. با این وجود نمی توان آنها را در تمامی زمینه‌ها از قبیل کاهش زباله و ضایعات و یا استفاده از مواد قابل بازگشت به طبیعت، “سبز” تلقی نمود.

یکی از مهمترین اهداف ساختمان سبز و ساختمان انرژی صفر کاهش مصرف انرژی گرمایشی، سرمایشی و الکتریکی و همچنین افزایش بازده انرژی ساختمان می باشد. به منظور کاهش مصرف انرژی و ایجاد ساختمان سبز، بایستی طراحان ساختمان، اتلافات انرژی موجود در ساختمان را کاهش دهند. درنتیجه راهکار موجود استفاده از پنجره هایی با عملکرد بسیار بالا و عایقکاری دیوارها، بام و کف ساختمان می باشد.
استراتژی که در احداث ساختمان سبز توسط مهندسین انرژی بکاربرده می شود، طراحی ساختمان با دیدگاه استفاده از انرژی خورشید است که اغلب در ساختمان های با مصرف بهینه انرژی اجرا می گردد. در این ساختمان ها موقعیت پنجره ها، دیوارها، ایوان ها، سایبان ها و درخت ها بایستی طوری جهت یابی شود که موجب ایجاد سایه در تابستان و بیشترین بهره خورشیدی در زمستان گردد. علاوه بر آن مکان مناسب پنجره می تواند باعث افزایش میزان نور روشنایی روز (Daylighting) و کاهش مصرف انرژی الکتریکی روشنایی در طول روز گردد. استفاده از تکنولوژی های انرژی خورشیدی فعال (Active solar) و غیر فعال (Passive solar) ، انرژی الکتریکی خورشیدی (Photovoltaic)، استفاده از فضای سبز بر روی بام ساختمان (Roof garden) از جمله راهکارهای موثر در این بخش محسوب می شود.

استفاده از سیستم مدیریت یکپارچه ساختمان (BMS) از دیگر راهکارهایی است که در این گونه ساختمان ها نقش بسزایی ایفا می کنند. این سیستم با اعمال کنترل بر روی بخش های مختلف ساختمان اعم از تاسیسات حرارتی و برودتی، روشنایی، اعلام حریق، درب های ساختمان و … امکان مدیریت و کاهش مصارف انرژی را فراهم می سازد. بعنوان مثال ساختمانی که مجهز به کنترلرهای دقیق دما و رطوبت هوا با قابلیت تنظیمات زمان کارکرد و دیگر پارامترها است، می تواند تا ۲۰ درصد در مصرف انرژی صرفه جویی نماید.

افزایش کیفیت آسایش محیط داخل ساختمان نیز یکی از اهداف پر اهمیت در ساختمان سبز می باشد. کیفیت آسایش محیط داخل (IEQ) شامل سه بخش عمده زیر می باشد:
• کیفیت هوای داخل ساختمان (IAQ) به¬منظور کاهش ترکیبات آلی فرار
• کیفیت حرارتی ساختمان
• کیفیت روشنایی ساختمان

کیفیت هوای داخل ساختمان شامل پاک بودن هوا از آلاینده های هوا اعم از volatile organic compounds و آلاینده های میکروبی است که نیازمند سیستم های تهویه مطبوع مجهز به فیلترهای هوا و درزبندی مناسب ساختمان است. همچنین کنترل رطوبت هوا ضمن اهمیت در آسایش حرارتی از رشد میکروبی و قارچ ها جلوگیری می کند. دمای مطلوب ساکنین ساختمان، سرعت جریان هوای تهویه مطبوع نسز از جمله مواردی است که در کیفیت حرارتی ساختمان نقش بسزایی دارد. همچنین تامین شدت روشنایی محیط، کیفیت نور و رنگ نور در ساختمان سبز مورد ارزیابی قرار می گیرد.