امکان سنجی ساخت ساختمان انرژی صفر در منطقه سرد و نیمه خشک ایران (مطالعه موردی : شهر مشهد)

زمینه و هدف: این مطالعه به امکان سنجی و طراحی ساختمان انرژی صفر در اقلیم سرد و نیمه خشک می پردازد. در این مطالعه با استفاده از سیستم ها و تکنیک های معماری غیرفعال خورشیدی برای استفاده حداکثری از انرژی های تجدیدپذیر، مقدار انرژی مصرفی کاهش داده می شود. روش بررسی: مطالعه موردی یک ساختمان مسکونی یک طبقه به مساحت 100 مترمربع با 4 نفر ساکن در آب وهوای سرد و خشک شهر مشهد در شمال شرق ایران است. برای شبیه سازی گرمایی، اطلاعات آب وهوایی (دمای هوا، ساعت آفتابی، باد، بارش و تابش ساعتی خورشید) منطقه مورد مطالعه از ایستگاه هواشناسی منطقه و پایگاه داده های آب وهوایی نرم افزارmeteonorm تهیه شد. برای شبیه سازی و تحلیل گرمایی دینامیکی سازه، نرم افزار designbuilder به کار گرفته شده است. یافته ها: نتایج این شبیه سازی کاهش 30 درصدی مصرف انرژی سالانه  ساختمان را با رعایت اصول طراحی غیرفعال (انتخاب جهت بهینه، دیوار ترامب، سایه بان، انتخاب عایق مناسب) از  kwh2544.3 به  kwh1776  نشان می دهد. سپس با داشتن انرژی مورد نیاز سالانه، به طراحی سیستم فتوولتائیک خورشیدی با نرم افزار pvsyst پرداخته شد و انرژی استحصالی سالانه سیستم  kwh2629.1 برآورد شده است. بحث و نتیجه گیری: مقایسه تطبیقی مقادیر یاد شده با اعمال ضریب اطمینان 1.4، نشان می دهد ساخت ساختمان انرژی صفر دراقلیم سرد و خشک امکان پذیر است و برای نیل به ساخت پایدار و سازگار با محیط زیست، گامی موثر به حساب می آید.

The Feasibility of Construction of Zero-Energy Building in the Cold and Semi-Arid Climate (Case Study: Mashhad)

Background and Objective: The objective of this study is to evaluate and design a zero energy building in cold and dry climates. In this study, energy consumption will be reduced by using of the solarpowered systems and techniques for the use of maximum energy from renewable sources. Method: A residential building is evaluated as a case study. This building includes one floor with an area of 100 square meters with 4 people in cold and dry climate of Mashhad in the north east of Iran. For thermal simulation, weather information (temperature, air, sunshine, wind, rain, and sunlight) is obtained from the weather station and climate database and the Meteonorm software. Design Builder software is used to simulate and analyze the dynamic heat of the structure. Findings: The results of this simulation show that 30% of the annual energy consumption of the building, taking into account the principles of inactive design (optimal selection, wall truss, shade, appropriate fitting) will be reduced from 2544.3 KWh to 1776 KWh. Subsequently, with the annual energy requirement, PVSyst software is designed to design a photovoltaic solar system with an annual energy of 2629.1 KWh. Discussion and Conclusion: The comparative comparison of equation values by applying a 1.4 coefficient of confidence indicates that construction of zeroenergy building is possible in a cold and dry climate and is created to achieve sustainable and environmentally sustainable.