در فرایند شبیه سازی و انجام محاسبات باید اصول زیر مورد رعایت قرار گیرد:
١٩-٧-٢-١ تعریف هندسه و مشخصات سطوح (جدارها)
در تعریف هندسه و جدارهای پوسته خارجی ساختمان، لازم است اصول زیر رعایت گردد:
- هندسه تعریف شده برای ساختمانهای طرح و مرجع باید کاملاً یکسان باشد؛
- در صورتی که پوسته خـارجی دارای شکسـتگی هـای متعـددی باشـد، توصـیه مـی شـود تـا حدامکان سادهسازی ، با تعریف سطوح معـادل، در جهـت کـاهش تعـداد سـطوح، صـورت گیرد.
- در صورتی که نسبت سطح جدارهای نورگذر به سطح نما بیشتر از ٤٠ درصد باشد، در مـدل ساختمان مرجع تنها ٤٠ درصد نما نورگذر در نظر گرفته میشود. برای ایـن منظـور، لازم است طول و عرض جدار نورگذر، با ثابت نگه داشتن نسبت بین آنها، کاهش یابنـد.
هر یک از جدارهای نورگذر ساختمان مرجع با مرکز جدارهای نورگذر ساختمان طرح باید منطبق باشد.
- جدارهای ساختمان مرجع باید واجد خصوصیات زیر باشند:
- جرم سطحی (کل ) هر یک از جدارهای ساختمان مرجع نباید بیش از ١٠ درصـد بـا جرم سطحی ساختمان طرح تفاوت داشته باشد؛
- ضخامت و ضریب هدایت حرارت هر یک از لایه ها (به استثنای لایـه عـایق حرارتـی ) نباید بیش از ١٠ درصد با مقادیر مربوط به ساختمان طرح تفاوت داشته باشد؛
- محل قرارگیری عایق حرارتی ساختمان مرجع و ساختمان طرح باید یکسان باشد؛
- در تعریف جدارهای پوسته خارجی ساختمان مرجع ، لازم است ضخامت و مشخصات فیزیکی حرارتی تمامی لایه ها، تا حدامکان دقیق و مطابق مراجـع در نظـر گرفتـه شده باشند؛
- با توجه به الزامات فوق، توصیه میشود تعریف لایه هـای مختلـف جـدارهای پوسـته خارجی ساختمانهای مرجع و طرح به صورت یکسان انجام شود، و تنها وجه تمایز ضخامت لایه عایق حرارتی باشد. در صورتی کـه جـدار خـارجی (بـا عـایق کـاری ) همگن باشد و بخش اعظم مقاومـت حرارتـی آن توسـط یـک لایـه اصـلی تـأمین شده باشد، لازم است جدار ساختمان مرجع نیز مشابه جدار ساختمان طـرح، ولـی با ضخامتی متفاوت تعریف شود.
١٩-٧-٢-٢ شبیه سازی و محاسبات عددی روشنایی طبیعی
در این مقررات، روش شـبیه سـازی بـر مبنـای شـاخص sDA (کفایـت نـور روز در فضـا) صـورت میگیرد. این شاخص به صورت درصدی از مساحت سطح کار بیان میشود، که در آن حداقل میزان شدت روشنایی موردنظر در طول ٥٠ % ساعات معین شده تأمین میگردد.
برای انجام محاسبات، باید از نرمافزارهای معتبر بـرای محاسـبه روشـنایی طبیعـی اسـتفاده شـود. ساختمانها باید مطابق با جدول ١٩-٧- ١، بنا به نوع کاربری آنها، دارای حداقل مساحتی از کف باشند تا حداقل شدت روشنایی موردنظر، در طول ٥٠ % ساعات معین شده، تأمین گردد.
برای انجام شبیه سازی های روشنایی طبیعی ، پیش فرضهای زیر باید در نظر گرفته شود:
- تمام محاسبات باید بر روی سطح کار در ارتفاع ذکر شـده در زیربنـد ١٩-٤-٢-٩-٢ از کـف تمامشده انجام شود.
- دوره زمانی که برای محاسبات روشنایی در نظر گرفته میشود، باید بر اساس نوع کاربری یـا تعداد ساعاتی که می توان از روشنایی طبیعی در طی روز بهره مند شـد، تعیـین شـود. ایـن محدوده زمانی باید مطابق با پیوست ٥ در نظر گرفته شود.
- با توجه به شاخص بیانشده، محاسبات شدت روشنایی برای یک فضا باید بـر اسـاس مقـادیر نقطه به نقطه روی یک شبکه فرضی انجام شود. این نقاط بایـد بـه صـورت پیوسـته روی شبکه فرضی در نظر گرفته شوند. فاصله افقی حداکثر بین نقاط در مرکز صفحه بایـد ۰/۶ متر باشد. فاصله از کنارههای دیوار نیز باید بین ۰/۳ تا ۰/۶ متر در نظـر گرفتـه شـود. ایـن شبکه نقاط باید در ارتفاع سطح کار مطابق زیربند ١٩-٤-٢-٩-٢ در نظر گرفته شود.
- نقاطی از شبکه فرضی که در طول سال، دارای شدت روشنایی حداکثر یک لوکس هسـتند و در مجاورت نقاطی با مقادیر بیشتر قرارگرفته اند باید از محاسبات خارج گردند.
- باید توجه داشت که فاصله بین نقاط این شبکه نباید با فاصله بین منابع روشـنایی مصـنوعی یکسان باشد.
- ضریب عبور نور مرئی شیشه های استفاده شده در ساختمان باید مطابق بـا مقـادیر واقعـی در محاسبات لحاظ شود.
- تمامی موانع و سایه اندازهای اطراف ساختمان، که فاصله آنها از نمـای سـاختمان مـوردنظر کمتر یا مساوی با دو برابر ارتفاع موانع هستند، باید در مدلسازی لحاظ شوند.
- مقادیر ضریب انعکاس اشیا خارجی ، نظیر طاقچه های نـوری و سـطوح مـنعکس کننـده، بایـد مطابق با مقادیر در نظر گرفتـه شـده در شـبیه سـازی هـا لحـاظ شـوند. در صـورت عـدم دسترسی به این مقادیر می توان از ضریب ۰/۳، به عنوان ضریب انعکاس استفاده نمود.
- ضریب انعکاس سطوح داخلی و خارجی باید مطابق با مشخصات فنی در نظر گرفته شده برای پوشش های جدارهای داخلی و خارجی و مبلمان به کاررفته در فضا در برنامه شبیه سـاز در نظر گرفته شود. در صورت عدم دسترسی به مقادیر ضریب انعکـاس، مـی تـوان از مقـادیر پیش فرض در جدول ١٩-٧- ٢ استفاده نمود.
- برای انجام شبیه سازی ، باید از نرمافزار معتبر که دارای الگوریتم دقیق برای انجام محاسبات روشنایی است ، استفاده شود. کاربر باید بتواند پارامترهای نسبتاً دقیقی را در نرمافزار مربوطه تعیین نماید. مهم ترین پارامترها و مقادیر آنها برای شاخص در نظرگرفته شده مطابق جدول ١٩-٧- ٣ است که باید در داخل نرم افزار تعیین گردد.
در این روش، به منظور ارزیابی خیرگی ناشی از نور طبیعی ، از شـاخص DGP اسـتفاده مـی شـود. باید ارزیابی خیرگی در فضاهایی که فعالیت هایی نظیـر خوانـدن، نوشـتن ، نگـاه کـردن بـه صـفحه مانیتور و ... رخ می دهد و امکان تغییر محل کاربر وجود ندارد انجام شود و نشان داده شود کـه در این فضاها در محل چشم ناظر، خیرگی آزاردهنده یا غیرقابل تحمل ایجاد نشده است . مقادیر مجاز خیرگی مطابق جدول ١٩-٧-٤ میباشد. پس از انجام محاسبات خیرگی ، مقدار این شاخص نبایـد در ٥ درصد دوره زمانی در نظر گرفته شده از ۰/۴۵ بیشتر شود.
١٩-٧-٢-٣ نیاز انرژی سالانه
نیاز انرژی سالانه یک ساختمان با تعیین بیلان انرژی ساختمان به دست می آید. برای ایـن منظـور، لازم است موارد زیر، در ارتباط با نیازهای انرژی ناشی از پارامترهای مختلف ، با دقت لازم، محاسبه گردد:
- انتقال حرارت ناشی از اختلاف دما در دورههای گرم و سرد سال،
- میزان انرژی کسب شده توسط تابش خورشید، با در نظر گرفتن فرم ساختمان، سایه انـدازی خود ساختمان (سایه بان ها، تورفتگی ها، شکستگی ها، ...) و دیگر موانع مجـاور، و همچنـین مشخصات نوری حرارتی سطوح مختلف کدر و نورگذر و تابش سطوح گرم خارجی ؛
- میزان انرژی تابیده شده به آسمان و سطوح سرد مجاور ساختمان؛
- میزان انرژی قابل دست یابی با سامانه های مختلف فعال و غیرفعـال نصـب شـده روی پوسـته خارجی (گلخانه خورشیدی ، دیوار ترمب ، ...)
١٩-٧-٢-٣-١ نیاز انرژی سالانه ساختمان طرح
لازم است محاسبه نیاز انرژی سالانه ساختمان طرح با رعایت اصول زیر انجام شود:
- شبیه سازی و انجام محاسبات عددی ، با استفاده از نرمافزارهای مورد تأیید؛
- انتخاب فایل های آبوهوایی و برنامه های زمانی بهرهبرداری و عملکـرد تجهیـزات منطبـق بـا شرایط پروژه
١٩-٧-٢-٣-٢ نیاز انرژی سالانه ساختمان مرجع
تعیین نیاز انرژی ساختمان مرجع نیز باید با فرایندی مشابه ساختمان طرح و با رعایت اصـول زیـر انجام شود:
- شبیه سازی و انجام محاسبات عددی ، با استفاده از نرمافزارهای مورد تأیید استفاده شده برای تعیین مصرف انرژی ساختمان طرح، و با داده های مشابه در خصوص شرایط (فایـل هـای ) آب و هوایی و برنامه های زمانی بهره برداری و عملکرد تجهیزات.
- مشخصات هندسی کاملاً مشابه مشخصات ساختمان طرح
- داده های مربوط به پوسته خارجی ساختمان مطابق مقادیر ارائه شده در بخش ١٩-٥-٢
- داده هــای مربــوط بــه تأسیســات مکــانیکی ســاختمان مطــابق مقــادیر ارائــه شــده در بخــش ١٩-٥-٣
- داده های مربوط به سیستم روشـنایی مصـنوعی و دیگـر تجهیـزات برقـی سـاختمان مطـابق مقادیر ارائه شده در بخش ١٩-٥-٤
- برای ساختمان مرجع ، کاهش نیاز حاصل از بهـرهگیـری از روشـنایی طبیعـی ، سـایبان هـا و سیستم های بر پایه انرژی های تجدیدپذیر ساختمان در نظر گرفته نمیشود.
بدیهی است درصورتی که هدف دست یابی به ساختمانهای کم انرژی یـا بسـیار کـم انـرژی مـدنظر باشد، لازم خواهد بود مقادیر مربوط به آن در شبیه سازی ها و محاسبات ملاك عمل قرار گیرد.
١٩-٧-٢-٤ شرایط پذیرش نتایج محاسبات
طراحی صورت گرفته زمانی قابل قبول تلقی میشود که میزان نیاز انرژی سالانه محاسبه شده برای ساختمان طرح از مصرف انرژی ساختمان مرجع کمتر باشد.
تصویر ۱
تصویر ۲
تصویر ۳
تصویر ۴