کاهش مصرف انرژی ساختمان‌ها با ترکیب آتریوم و انرژی خورشیدی

پژوهشگران دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان رشته‌ای دانشگاه تهران، در پژوهشی با عنوان «Optimizing solar energy-based energy consumption in atrium-designed residential buildings: An economic, environmental, and energy-centric evaluation» که با همکاری دکتر علی روغنی عراقی و دکتر محمدحسین جهانگیر از اعضای هیأت علمی دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان رشته‌ای دانشگاه تهران و نسرین رشوند و حسین یوسفی از دانشجویان دانشگاه در مجله علمی معتبر Results in Engineering منتشر شد، به بررسی نقش طراحی آتریوم و استفاده از انرژی خورشیدی در بهینه‌سازی مصرف انرژی ساختمان‌های مسکونی پرداختند.

این پژوهش با تمرکز بر ارزیابی هم‌زمان ابعاد اقتصادی، زیست‌محیطی و انرژی، راهکارهایی برای کاهش مصرف انرژی و ارتقای پایداری در بخش ساختمان ارائه می‌دهد.

افزایش تقاضای جهانی انرژی و محدودیت منابع سوخت‌های فسیلی، ضرورت بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان‌ها را بیش از پیش آشکار کرده است. این پژوهش با بررسی طراحی آتریوم و استفاده از سامانه‌های خورشیدی، به دنبال ارائه راهکارهایی برای کاهش مصرف انرژی و بهبود کیفیت محیط داخلی است.

در این مطالعه عملکرد ترکیبی آتریوم و پنل‌های فتوولتائیک در ساختمان‌های مسکونی مورد بررسی قرار گرفته و چهار اقلیم مختلف شامل گرم و مرطوب، گرم و خشک، معتدل مرطوب و سرد تحلیل شده است. همچنین تأثیر ارتفاع ساختمان در سه سطح ۲، ۵ و ۱۰ طبقه ارزیابی شده و تحلیل‌ها با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی انرژی انجام شده است.

نتایج پژوهش نشان می‌دهد که استفاده از آتریوم می‌تواند مصرف سالانه انرژی را تا حدود ۲۹.۴۹ درصد کاهش دهد. میزان انتشار دی‌اکسیدکربن نیز تا حدود ۳۲.۹۹ درصد کاهش می‌یابد. عملکرد آتریوم در اقلیم‌های سرد بهتر بوده و ترکیب آن با پنل خورشیدی در اقلیم‌های گرم و مرطوب بیشترین کارایی را دارد. ارزیابی اقتصادی ۲۰ ساله نشان داد اجرای آتریوم در برخی سناریوها دارای ارزش فعلی خالص مثبت است.

این مطالعه با بررسی هم‌زمان طراحی معماری، شرایط اقلیمی و فناوری انرژی خورشیدی، شکاف موجود در پژوهش‌های پیشین را پوشش داده و نشان می‌دهد رویکرد یکپارچه می‌تواند عملکرد انرژی ساختمان را به‌طور قابل توجهی بهبود دهد.

بر اساس نتایج این پژوهش، طراحی اقلیم‌محور ساختمان همراه با استفاده از آتریوم و فناوری خورشیدی، راهکاری مؤثر برای کاهش مصرف انرژی، کاهش انتشار کربن و افزایش بهره‌وری اقتصادی در بخش ساختمان محسوب می‌شود و می‌تواند به توسعه معماری پایدار کمک کند.