آنالیز حرارتی مدل ساختمان مجهز به سقف سبز و مدیریت بهینه سازی انرژی

در این مقاله، مدلسازی و شبیه سازی مصرف انرژی برای یک ساختمان فرضی دو طبقه مجهز به سقف سبز در سه اقلیم مختلف ایران (بندر عباس: گرم و مرطوب، تهران: معتدل و خشک, تبریز: سرد و خشک) صورت گرفته است. هدف از این شبیه سازی تاثیرات سقف سبز بر روی کاهش بارهای حرارتی ساختمان و نیز نقش آن در کاهش شار گرمایی عبوری از سقف ساختمان می باشد. روش کار بدین صورت است که ابتدا این ساختمان در یک نرم افزار مدل سازی مدل شده است سپس این مدل سه بعدی به موتور شبیه ساز انرزی پلاس تحویل داده شده , سپس شبیه سازی برای زمان های مختلف انجام شده است. برای هر یک از سه شهر، یک ساختمان معمولی با سقف آسفالت و یک ساختمان کاملا مشابه که در لایه آخر بام به جای آسفالت دارای پوشش گیاهی است شبیه سازی شده و نتایج خروجی با یکدیگر مقایسه شده است. برای تامین بارهای حرارتی و برودتی ساختمان از پمپ حرارتی استفاده شده است.  نتایج شبیه سازی ها نشان داده است که با به کار گیری سقف سبز , حالت پایه مصرف سالیانه انرژی الکتریسیته در شهرهای تهران، تبریز و بندر عباس به ترتیب 3.16, 5.12 و 23 درصد کاهش پیدا می کند. با توجه به مقادیر بدست آمده, استفاده از سقف سبز در مناطق گرمسیر(بندر عباس) نسبت به مناطق سردسیر (تبریز) کارایی بیشتری دارد. دلیل آن تاثیر سقف سبز به عنوان یک خنک کننده بر عملکرد سیستم سرمایشی ساختمان مورد مطالعه می باشد. شهر بندرعباس به دلیل دارا بودن آب و هوای گرم و خشک نیاز زیادی به انرژی در فصل تابستان برای خنک سازی محیط دارد ولی با توجه به متعادل بودن دما در ماه های سرد سال و نیاز نداشتن به انرژی جهت گرمایش میزان مصرف انرژی در طول سال برای شهر بندرعباس نسبت به دیگر شهرها بسیار پایین تر است. همچنین  آزمون های حساسیت سنجی نشان داده است که مصرف انرژی ساختمان موصوف قویا به تغییرات پارامترهای ضخامت خاک و تراکم گیاهی ساختار سقف سبز وابسته است به طوری که هرچه ضخامت خاک مورد استفاده بیشتر باشد عایق حرارتی بهتری است و هرچقدر تراکم گیاهی بکار رفته بالاتر باشد قدرت بیشتری در ممانعت از تابش اشعه های خورشیدی دارد.