نقش سیستم های اولیه در حمایت از اهداف انرژی صفر

دستیابی به گواهینامه انرژی صفر نشان دهنده اوج عملکرد ساختمان پایدار است.این استاندارد دقیق نیاز به ساختمان دارد تا انرژی زیادی از منابع تجدید پذیر تولید کند زیرا آنها در طول یک دوره 12 ماهه مصرف می کنند، در حالی که استراتژی های طراحی، رفتار اشغالگرانه و انتخاب های مادی همه کمک می کنند، ستون فقرات هر ساختمان انرژی صفر در سیستم های اولیه آن قرار دارد.

گواهینامه انرژی LEED، که توسط شورای ساختمان سبز ایالات متحده (USGBC) اداره می شود، بر سیستم رتبه بندی LEED موجود استوار است، نیاز به حداقل دو سال از داده های مداوم انرژی، نشان دادن استفاده از انرژی منبع خالص صفر، این بدان معنی است که سیستم های اولیه نه تنها باید به صورت جداگانه کارآمد باشند، بلکه به طور یکپارچه برای به حداقل رساندن بارهای و به حداکثر رساندن افزایش در مورد این مقاله تجدید پذیر، توضیح می دهد.

درک سیستم های اولیه در طراحی ساختمان

سیستم های حقوقی اجزای اصلی انرژی بر مصرف و تولید انرژی در داخل ساختمان هستند، آنها از سیستم های ثانویه (مانند بارهای پلاگین یا آسانسور) متفاوت هستند که به طور مستقیم محیط زیست را تحت تاثیر قرار می دهند یا انرژی های تجدید پذیر تولید می کنند.

  • [[[ویرایش] [HVAC] - بزرگترین مصرف کننده انرژی در اکثر ساختمان های تجاری.
  • نورپردازی - معمولا دومین بار بزرگ، اما به شدت تحت تاثیر کنترل و نور روز.
  • سیستم های انرژی تجدید پذیر - در محل، اغلب فتوولتائیک (PV) آرایه.
  • ساخت Envelope [FLT 1] - جداکننده فیزیکی بین داخلی و خارجی، از جمله دیوارها، سقف ها، پنجره ها و عایق.
  • ] ذخیره سازی انرژی و مدیریت - باتری، ذخیره سازی حرارتی و کنترل های هوشمند که عرضه و تقاضا تعادل دارند.

این سیستم ها وابسته به هم هستند، به عنوان مثال، یک پاکت ساختمان با عملکرد بالا، جذب انرژی و انرژی تجهیزات HVAC را کاهش می دهد که به نوبه خود ظرفیت لازم سیستم انرژی تجدید پذیر را کاهش می دهد، به طور مشابه، کنترل های نورپردازی خودکار که به سنسورهای اشغالی گره خورده اند می توانند با کاهش گرما داخلی، بار خنک کننده را کاهش دهند، بنابراین درک جامع از تعاملات سیستم اولیه برای موفقیت انرژی صفر است.

سیستم های اصلی کلیدی حمایت از انرژی صفر

سیستم های HVAC با کیفیت بالا

سیستم های HVAC 40 تا 60 درصد کل استفاده از انرژی ساختمان را در ساختمان های تجاری معمولی نشان می دهند.برای پروژه های انرژی صفر، طراحان باید فراتر از تجهیزات کد-حداقل فشار دهند.

  • پمپ های حرارتی (GHPs): این سیستم ها از دمای پایدار زمین برای ارائه گرمایش و خنک سازی با ضریب های بسیار بالا عملکرد (COP از 4.0-6.0) استفاده می کنند. GHPs مصرف برق را 30 تا 60٪ در مقایسه با پمپ های حرارتی معمولی هوا کاهش می دهد.
  • سیستم های جریان غیر قابل انکار (VRF) : VRF اجازه می دهد تا به طور همزمان حرارت و خنک کننده در مناطق مختلف، بازیابی گرما از مناطق که نیاز به خنک سازی و هدایت آن به مناطق که نیاز به گرمایش دارند.
  • ] انرژی بازیابی وانیلاتورها (ERVs): ERVها گرما و رطوبت را از هوای کامل به هوای تازه پیش شرط ورودی جذب می کنند، و انرژی لازم برای تهویه هوا را کاهش می دهند.
  • سیستم های هوای باز (DOAS): تهویه مطبوع از حلقه حرارتی اجازه می دهد هر سیستم به کار در بهره وری اوج است. DOAS با ERV یکی از اصلی ترین طرح های انرژی صفر است.

استراتژی های کنترل به همان اندازه مهم هستند. تهویه تحت کنترل تقاضا (DCV) مصرف هوای فضای باز را بر اساس سطوح CO2 در زمان واقعی تنظیم می کند، در حالی که economizers خنک کننده آزاد را هنگامی که شرایط در فضای باز مطلوب است، همه اجزای HVAC باید به یک سیستم اتوماسیون ساختمان مرکزی (BAS) برای بهینه سازی مداوم گره خورده است.

سیستم های پیشرفته نورپردازی

بارهای نورپردازی به طور چشمگیری با استفاده از LED های گسترده کاهش یافته است، با این حال، دستیابی به انرژی صفر LEED نیاز به بیش از وسایل کلیدی دارد:

  • برداشت نور روز: سنسور عکس کم یا خاموش چراغ های الکتریکی در هنگام نور کافی در دسترس است. دفاتر برنامه باز می توانند انرژی روشنایی را 20 تا 60٪ با کنترل نور روز مناسب کاهش دهند.
  • اشغال و سنسور های Vacancy: این سنسورها در فضاهای خالی خاموش می شوند.
  • ]Task / چراغ روشن: ارائه سطح نور محیط پایین (به عنوان مثال، 30-40 پا-candles) با نورپردازی قابل تنظیم در ایستگاه های کاری کاهش می یابد وات کلی در حالی که بهبود رضایت اشغالگر.
  • بالا-اعتبار Luminaires: انتخاب وسایل با اثربخشی بیش از 150 لومن در هر وات در حال حاضر امکان پذیر است.کنترل هایی مانند کم کردن مداوم استفاده از انرژی بیشتر.

نورپردازی همچنین بر بارهای خنک کننده تأثیر می گذارد. LED ها گرمای کمتری نسبت به منابع کم سن و یا فلورسنت تولید می کنند که به طور مستقیم تقاضای HVAC را کاهش می دهند.در ساختمان های انرژی صفر، سیستم نورپردازی به عنوان یک سیستم کم قدرت و قابل کنترل طراحی شده است که استراتژی HVAC را تکمیل می کند.

سیستم های انرژی تجدید پذیر

در محل تولید تجدید پذیر یک نیاز برای LEED Zero Energy است. متداول ترین انتخاب پشت بام یا آرایه های فتوولتائیک خورشیدی (PV) است.برای پاسخگویی به متریک خالص صفر، سیستم تجدید پذیر باید مصرف کل انرژی منبع سالانه را جبران کند.

  • برآورد: ظرفیت آرایه PV باید بر اساس داده های آب و هوایی تاریخی محاسبه شود، ساخت مدل های انرژی و زیان های بهره وری انتظار (شکل، بهره وری اینورتر، تخریب) حداقل 5 تا 10 کیلووات در هر 1000 فوت مربع معمول است، اما هر پروژه نیاز به تجزیه و تحلیل دقیق دارد.
  • جهت گیری و Tilt: آرایه های جنوبی در زاویه شیب برابر با بازده عرض جغرافیایی حداکثر تولید سالانه. شرق / غرب می توانند تطبیق مجدد بهتر برای ساختمان با صبح و شب قله.
  • Integration با ذخیره سازی: ذخیره سازی باتری اجازه می دهد تا تولید اضافی در طول روز به استفاده در شب، بهبود نسبت خود-consumption ساختمان (به عنوان مثال، مخازن آب سرد) همچنین می تواند بارهای را تغییر دهد.
  • توربین های بادی، حرارتی برای آب گرم داخلی یا مبادله زمین گرمایی می توانند مکمل یا جایگزینی PV که در آن شرایط سایت مطلوب است.

USGBC نیاز دارد که انرژی تجدید پذیر در ردپای ساختمان یا در محل در مرز پروژه تولید شود.خرید یا جبران های خارج از محل واجد شرایط برای گواهی نامه انرژی LEED Zero نیستند.این باعث می شود که PV دقیق و یکپارچه سازی با سایر سیستم های اولیه بحرانی است.

ساخت Envelope Performance

پاکت ساختمان اولین خط دفاع در برابر افزایش گرما و از دست دادن است، حتی کارآمدترین سیستم HVAC نمی تواند بر یک پاکت نشتی و ضعیف عایق شده غلبه کند.برای LEED Zero Energy، پاکت باید طراحی شود تا به حداقل رساندن تخلیه حرارتی و نفوذ هوا عناصر کلیدی شامل:

  • عایق بندی مداوم: نصب عایق در خارج از چارچوب ساختاری پل های حرارتی را از طریق پرش و جوست حذف می کند. R-values R-20 به R-40 برای دیوارها و R-40 برای سقف ها در طرح های صفر انرژی رایج است.
  • High-Performance Windows: پنجره های سه گانه، کم پوشش با آرگون یا krypton پر به ارزش های U زیر 0.25 Btu /h ·ft2 ⁇ F. Shading (کمترین کورها، بیش از حد) افزایش گرمای خورشیدی.
  • تست درب باید به نرخ نشت زیر 0.1m /ft2 در 75 Pa.range تمام نفوذها، مفاصل و انتقال ضروری است.
  • سقف های کول و سقف سبز: سقف انعکاسی اثر جزیره گرما را کاهش می دهد و بارهای خنک کننده را کاهش می دهد. سقف سبز مزایای عایق اضافی و مدیریت طوفان را فراهم می کند.

یک پاکت بهینه شده ظرفیت تهویه مطبوع مورد نیاز را کاهش می دهد که به نوبه خود اندازه و هزینه سیستم انرژی تجدید پذیر را کاهش می دهد.این چرخه فضیلت یک ویژگی از طراحی انرژی صفر صفر مقرون به صرفه است.

ذخیره سازی انرژی و سیستم های مدیریت

با سیستم های اولیه بسیار کارآمد و نسل های آنلاین، قطعه نهایی مدیریت ناسازگاری زمانی بین تولید انرژی و مصرف باتری، ذخیره سازی حرارتی و کنترل های هوشمند کمک می کند تا به صورت ساعتی، روزانه و فصلی به صورت آنلاین به صفر برسند.

  • سیستم های باتری لیتیومیوم (FLT 1) انرژی خورشیدی اضافی را برای استفاده در طول اوج شب یا روزهای ابری ذخیره می کنند.
  • آب یا ذخیره یخ باعث می شود که زمان خنک کننده به ساعات خارج از محیط، کاهش هزینه تقاضا و اجازه می دهد خنک کننده در شب هنگامی که دمای محیط پایین تر (افزایش بهره وری).