اولویت راهکارهای بهسازی نما به منظور بهره‌وری انرژی در ساختمان‌های اداری موجود شهر تهران

در شهر تهران، ساختمان‌های نوساز تنها بخش کوچکی از کل ساختمان‌های شهر را شکل می‌دهند و پرداختن به ساختمان‌های موجود که سهم بیشتری از انرژی را به مصرف می‌رسانند اهمیت ویژه‌ای‌ دارد. نمای ساختمان به‌عنوان عضوی که بیشترین تبادل انرژی را میان فضای درون و بیرون انجام می‌دهد سهم بسزایی در کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌های موجود دارد. لذا استفاده از راهکارهای بهسازی نما می‌تواند به شکل موثری به کاهش مصرف انرژی لازم برای سرمایش و گرمایش در ساختمان‌های موجود بیانجامد. پژوهش حاضر می‌کوشد تا با بررسی میزان کاهش مصرف انرژی از طریق بهسازی نما، به تاثیر و اولویت‌های پارامترهای عایق حرارتی، نوع پنجره و سایه‌بان جهت بهره‌وری انرژی در ساختمان‌های اداری موجود با جهت‌گیری جنوبی در شهر تهران پی ببرد. به عبارت دیگر پرسش از میزان تاثیر پارامترهای بهسازی است. این پژوهش بر این فرض استوار است که استفاده از سایه‌بان نسبت به سایر پارامترها تاثیر بیشتری در کاهش مصرف انرژی در جنوب دارد. با توجه به اینکه رویکرد روش‌شناختی پژوهش حاضر کمّی است، از راهبرد شبیه‌سازی و مدلسازی پارامتریک با استفاده از نرم‌افزار راینو و استفاده از افزونۀ گرسهاپر با تکیه بر موتور‌های شبیه‌سازی انرژی‌پلاس و اوپن استودیو و افزونه‌های ‌هانی بی و لیدی‌باگ استفاده ‌شده‌ است. همچنین از روش بررسی مقایسه‌ای برای مقایسۀ مصرف انرژی ساختمان پس از بهسازی نما با حالتی پایه از ساختمان‌های اداری استفاده ‌شده ‌است. نتایج نشان می‌دهند با انتخاب صحیح پارامترهای بهسازی، می‌توان مصرف انرژی در ساختمان‌های اداری ناکارآمد را به کمتر از نصف وضعیت فعلی رساند. همچنین در نماهایی با ضریب تبادل حرارتی بالا، اولویت‌ پارامترها برای کاهش مصرف انرژی کل به ترتیب با نصب سایه‌بان با عمق مناسب، افزودن عایق حرارتی و تعویض پنجره است. درمقابل در نماهایی با ضریب تبادل حرارتی کمتر، استفاده از پنجرۀ مناسب پس از سایه‌بان در اولویت قرار دارد.

Prioritization of Façade Retrofit Measures to Achieve Energy Efficiency in Existing Office Buildings in Tehran

Addressing the problems of the inefficient existing buildings is of great importance in Tehran, where only a few buildings in the city are newlybuilt constructions. The existing building stock accounts for large energy consumption, and the problems of existing buildings are mostly related to the poor performance of the building envelope. The building façade, as the most significant part of the building envelope, considerably contributes to large thermal transmittance in existing buildings. As a result, studying the building envelope and especially the building façade can lead to considerable energy demand reduction in the building sector. Therefore, using façade retrofit measures can potentially reduce cooling and heating demand in existing buildings. This research tries to prioritize the façade retrofit measures based on their efficiency in reducing energy demand by adding thermal insulation, replacing windows, and adding shading to the south façade of the existing office buildings in Tehran. In other words, this research investigates the efficiency of the façade retrofit measures. It is hypothesized that using shading has more impact on reducing energy demand in south facades. This study is quantitative research drawing upon a parametrically performed simulation run by Energy Plus and Open studio in Rhino software with the help of Grasshopper plugin. The objectives were analyzed using Honeybee and Ladybug plugins. Also, a comparative study method was used to compare the energy consumption levels in retrofit scenarios and a reference model. The results show that adding shading is the most effective measure in facades with high heat transfer coefficients. In these facades, adding thermal insulation takes precedence over window replacement. Shading is still the most effective measure in facades with lower heat transfer coefficients; however, the window replacement should be prioritized to thermal insulation in retrofitting the existing façade with a higher heat transfer coefficient.