Tall building Conference highrise and energy Presentation1 ...facultymembers.sbu.ac.ir/.../2015/...and-energy-Presentation1-9-Copy… · ﺪﻨﻠﺑ يﺎﻫ نﺎﻤﺘﺧﺎﺳ

بلند مرتبه سازي و انرژينگاهی به ساختمان هاي بلند مرتبه از منظر انرژيکارگروه معماريدکتر محمد تحصیلدوست

ياولین کنفرانس بلند مرتبه ساز

انرژيبلند مرتبه سازي و



qاثرات زیست محیطی ساختمان ھای بلندq حیات و انرژی نھانھزینه ھای ساختمان، چرخهq انرژی و کالبد ساختمان ھای بلندqشھر، انرژی، و ساختمان ھای بلندqایده ھای نو در انرژی برای ساختمان ھای بلند


فهرست

qاثرات زیست محیطی ساختمان ھای بلندq حیات و انرژی نھانھزینه ھای ساختمان، چرخهq انرژی و کالبد ساختمان ھای بلندqشھر، انرژی، و ساختمان ھای بلندqایده ھای نو در انرژی برای ساختمان ھای بلند


فهرست

اثرات زیست محیطی ساختمان هاي بلند


مقادیر بیشتر تراکم منابع و مصارف •نسبت سطح و حجم •امکان بھره گیری از تابش •سرعت باالتر باد •تمرکز مصرف انرژی•فاصله تولید و مصرف انرژی •ھزینه ھای ساخت باالتر •طول عمر باالتر بنا •کاھش تابش انعکاسی موثر •امکان بازیافت حرارتی •فرم ھای ایرودینامیک •سطح اشغال کمتر •تاثیر بر جریان ھای باد •تاثیر بر جزایر حرارتی شھری •آسانسورھا •شفت ھای عمودی •• ...

بھره گیری از تھویه طبیعی•اثرات نفوذ ھوا•

اثر دودکشی شفت ھا•لزوم ایجاد فشار مثبت•

استفاده از توربین باد•

اقتصادی بودن استفاده از فن آوری•استفاده از نماھای دو پوسته•

استفاده از سیستم ھای ھوشمند•

سرانه باالتر فضای سبز•امکان بھره گیری از زمین گرمایی•

فاصله بیشتر ساختمانھا•جزایر حرارتی شھری کمتر•ایجاد دره ھای شھری کمتر•

qاثرات زیست محیطی ساختمان ھای بلندq نھانحیات و انرژی ھزینه ھای ساختمان، چرخهq انرژی و کالبد ساختمان ھای بلندqشھر، انرژی، و ساختمان ھای بلندqایده ھای نو در انرژی برای ساختمان ھای بلند


فهرست

qھزینه ھای ساختمانq یک ساختمان بلند به نسبت کل ھزینه ساخت اولیهھزینه ھای

% 25-10سازه و فونداسیون•% 40-25تاسیسات برق و مکانیک•%25-10نما•%10-5نازک کاری داخلی•

q پوند در ھر مترمربع 3000-2000ھزینه ساخت کل

q انرژی نھفتهو بھره برداری ھزینهسال چندین برابر انرژی مجموع نھان مصالح آن 50انرژی مصرفی یک ساختمان بلند طی§

هزینه هاي ساخت، چرخه حیات و انرژي نهان


qھزینه ھای ساختمانqسیستم ھای سازهqمصالحqمنابع و انرژی

qتاثیر سیستم سازه بر انرژی نھانسیستم مقابله با نیروھای عمودی و افقی•سیستم سقف•فونداسیون•


هزینه هاي ساخت، چرخه حیات و انرژي نهان

q فونداسیون و تاثیر بر عوامل زیست محیطی:حجم مصالح بکار رفته و خاکبرداری •)شمع ھا(نویز و ویبره •مصرف انرژی •تولید زباله •تاثیر بر ساختمان ھای اطراف •تاثیر بر خدمات و جریان ھای زیر زمینی •آلودگی آب زیر زمینی •

انرژی نھان مصالح اجزای مختلف ساختمان انرژی نھان مصالح مختلف


بر ) شامل تمام اجزاء سازه(انرژی نھان کل سازه حسب تعداد طبقات با سه سیستم مختلف سقف

انرژی نھان ھر متر مربع فضای خالص قابل واگذاری

هزینه هاي ساخت، چرخه حیات و انرژي نهانqتاثیر سیستم سازه و مصالح بر انرژی نھان

تولیدی دی اکسید کربن % 40-50 %)72در شھر لندن ( شھرھا مصرف انرژی % 40-50 ساختمانیتولید مصالح جھت : مصرفی انرژی% 5-6 ساخت و ساز: مصرفی انرژی% 2 –0.5 ساختمانیتولید مصالح جھت : جھانی بودجه% 20-25


هزینه هاي ساخت، چرخه حیات و انرژي نهانqھزینه ھای ساختمانqسیستم ھای سازهqمصالحqمنابع و انرژی

به دلیل احجام بزرگ ومقادیر زیاد مصالح و مصرف، ساختمان ھای بلند در نگاه اول•اغلب دور از پایداری در معماری دانسته می شوند

.است (Embodied Energy)روش بررسی انرژی نھته ••EE :انرژی مجموع درطول چرخه حیات ساختمان


بلنددر ساختمان هاي انرژي نهان

مصالح§فوالد §

مگاژول 31000تولید ھر تن فوالد نورد گرم §مگاژول 11000تولید ھر تن فوالد نورد گرم بازیافتی §کاھش انرژی نھفته% 30استفاده از فوالدھای با مقاومت باال تا §کاھش انرژی نھفته% 35استفاده از نانوکربن ھا به جای فوالد تا §

بتن§درصد دی اکسید کربن جھان ناشی از تولید بتن 5-7§)CO2تن 1.2-1(مگاژول 7500-4000تولید ھر تن سیمان §به ترتیب Ground blast-furnaceو PFA (Pulverised fuel ash ): مواد جایگزین سیمان §

مگا ژول بر ھر تن 1000-700و 150-400


و انرژي در ساختمان هاي بلندمنابع

برابر انرژی مصرفی ساخت 10: انرژی مصرفی ساختمان ھای موجود طی ھر سال برابر انرژی نھان مصالح آن 10-5 :سال 50انرژی مصرفی یک ساختمان بلند اداری طی



فهرست

qانرژی

qکاھش مصرف انرژی

استفاده از پوسته ھای کارامد§تھویه طبیعی§آسانسورھا§مدیریت تجھیزات§§Retrofitqتولید انرژی

سلولھای فوتو ولتائیک§توربین ھای بادی§زیست توده ھا§فراوری انرژی از صاعقه§piezoelectricفراوری انرژی از طریق §


چندین سال 50 طول در ساختمان یک مصرفی انرزيبلندهاي انرژي و کالبد ساختمان آن ساخت مصالح تمام نهان انرژي برابر

نماھای دو پوسته§تھویه طبیعی§نماھای فعال§سایبان ھای خارجی§سایبان ھای داخلی§عایق ھای حرارتی §§ ...

پنجره ھا و شیشه ھا§شیشه ھای ھوشمند§

ھوابندی اجزاء§بازیافت حرارتی§PCMعایق ھای §PVسلول ھای §

برابری در مصرف انرژی برامده از نوع پوسته و روش 15اختالف اافزایش مصرف انرژی در واحد فض: افزایش ارتفاع ساختمان

رژیافزایش تمام پارامترھای مصرف ان: بزرگتر شدن ساختمان


مد بلند؛ استفاده از پوسته هاي کاراساختمان هاي انرژي و کالبد



نسبت بیشتر سطح نما به حجم موجب اتالف حرارتی: در ساختمانھای بلند تر و الغر تر.بیشتر به نسبت دریافت کمتر است اما نور طبیعی بیشتری دریافت می شود


کمتر از بار حرارتی طبقات % 15و % 10متری به ترتیب 140و 70بار حرارتی طبقات در ارتفاع . نزدیک زمین است

q به ازای ھر متر ارتفاع بصورت خطی است% 0.1کاھش بار سرمایشی در ارتفاع تقریباً معادلq به ازای ھر متر ارتفاع بصورت خطی است% 0.12در زمستان این افزایش بار درحدود



: 1973تا 1950ترکاھش سطح عایق پوسته بواسطه شفافیت بیش§افزایش دریافت و اتالف انرژی§

:تا امروز 1979بھبود عملکرد حرارتی پوسته خارجی§کاھش مصرف انرژی کل§



بلند مرتبھ مصادیقی از ساختمان ھای)ھیبریدی( با تھویھ طبیعی

Torre Cube, GuadalajaraMexico City

بلند؛ تهویه طبیعیساختمان هاي انرژي و کالبد

qآسانسورھا

)در ساختمان ھای کوتاه% 3-1(مصرف انرژی ساختمان ھای بلند % 10-5: آسانسورھا§

Twinو Double Decker: کاھش سرانه فضای شفت ھا§، مسیر یابی، و طبقات انتقالیShutle ،zoning: روشی ھایی برای بھره وری و مدیریت §، کاھش شتاب، بازیافت انرژی حین پایین آمدن و برنامه %)30(موتور ھای سرعت متغیر§

مصرف انرژی را کاھش میدھد% 50ریزی ھوشمند تا


Distribution of starts according to passenger loads and runningdistances during up-peak (a), and daily mixed traffic (b)

Energy consumption according to passenger loads and travel distances in up direction (a), and in down direction (b)

بلند؛ آسانسورهاساختمان هاي انرژي و کالبد


Energy savings gained with group control systems using ORPand ESP call allocation principles during mixed traffic (a), and duringactive hours of a day (b). The results apply to all the tested elevatorGroup

ESP: Enhanced Spacing PrincipleORP: Optimum Routing Principle

عالوه بر روش ھای ORPو ESPبا روش ھای کنترلی VVVF وSCD وMX و % 20در زمانھای غیر پیک

. انرژی مصرفی کاھش می یابد% 15بصورت کلی

Simulated elevator energy consumption with SCD, V3F and MXtechnologies during the day in the example building

SCD: DC motors with static converterVVVF: Variable Voltage Variable FrequencyMX: EcoDisc

(Kone, 2010): ساختمان ھای بلندنتیجھ مدلسازی در

•VVVF 30-40 %کاھش مصرف انرژی•MX 65-75 % کاھش مصرف انرژی

بلند؛ آسانسورهاساختمان هاي انرژي و کالبد


70% 68% 67%

58%57% 55%

53% 50% 50%

47%

33%

64% 60%65%

62%58%

52% 54%50% 48%

43%

30%

US

Canadian= Solid Opportunity Score

بلند؛ مدیریت انرژيساختمان هاي انرژي و کالبد


Efficient Envelope/Retrofit:

سازی مدل در حرارتی انرژی نیاز کاھش مقدار گرم، سرد، ھای اقلیم در مختلف ھای نمونھ اثر بر استادارد ھای روش مبنای بر معتدل ساختمان اجزاء حرارتی رفتار اصالح

الس در مربع متر در ساعت وات کیلو حسب بر

ه بنابلند؛ اصالح رفتار حرارتی پوستساختمان هاي انرژي و کالبد

Min: 120 kwh/m2a reductinon

q ندانرژی قابل استفاده در ساختمانھای بل) و کاھش مصرف و اتالف(راھکارھای افزایش دریافت:


بلند ، تولید و استحصال انرژيهاي انرژي و کالبد ساختمان

سلولھای فوتو ولتائیک§توربین ھای بادی§بیو گازھا –زیست توده ھا §نماھای فعال§نماھای چند پوسته§تھویه طبیعی§بازیافت حرارتی §

آبگرم فاضالب ھا§عایق ھای دینامیکی§دودکش ھای تجھیزات§نفوذ ھوا§

مواد تغییر فاز دھنده§نور انتخابی –نور سرد –نور روز §شیشه ھای ھوشمند§عایق ھای نانو§§ ....


توربین هاي باديبلند؛ ساختمان هاي انرژي و کالبد



فهرست

هنسبت پر و خالی ، تراکم، سای§§UHI وUrban Dome


ساختمان هاي بلندشهر، انرژي و






بلندساختمان هاي شهر، انرژي و :تراکم و ابعاد ساختمان بر اقلیم خرد محلی تاثیر دارد

ایط شردو ارتفاع یکنواخت یا متغیر توزیعتراکم یکسان و دو شھر با ...)حرکت ھوا، جزایر حرارتی، دسترسی به تابش، (اقلیمی متفاوت

خواھند داشت

تا (سرعت باد بر اثر سایه باد ناشی از احجام بزرگ ساختمانی : حرکت ھوا . حداقل نصف می شود) برابر ارتفاع آنھا 15

.آرایش و فواصل ساختمان ھای بلند اھمیت می یابد•.اندایجاد جریان ھای محلی ساختمان ھای بلند موجب

درجه 5درجه و در طول شب بیش از 2-1در طول روز : جزایر حرارتی شھری سانتیگراد اختالف دما

و جزایر حرارتی شھری لزوماً بد نیستند اما باید در طراحی و اقلیم بررسیلحاظ شوند

شرایط باد §دمای ھوا §تابش§

نور طبیعی §غلظت مه §تابش معکوس §

)باال( 2003تا 1947متوسط دمای روز و شب ھنگ کنک طی سالھای )پایین( 2003و 1968ساعت در مرکز شھر و منطقه بلند مرتبه ھنگ کنگ 12سرعت باد متوسط در



3946000

3956000

5160

00

5260

00

5360

00

5460

00

10

17

19

11 12

13

14

16

20

8

15

7

18

9

6

21

3

22

1

254

4000 0 4000kP ּ◌

N

Thermal property16.1 - 18.918.9 - 2222 - 23.323.3 - 24.624.6 - 26.326.3 - 2828 - 29.729.7 - 31.431.4 - 32.632.6 - 33.833.8 - 3535 - 36.236.2 - 3739.3 - 44.3

Tehran.s hp

زین نسبت تراکم جمعیتی به مصرف بن§در شھرھای مختلف


ساختمان هاي بلندشهر، انرژي و اکارامدی مصرف بنزین با تراکم بلند مرتبه ھ§کارامدی سیستم ھای حمل و نقل عمومی با §

تراکم بلند مرتبه ھا



فهرست

§Bioclimatic skyscrapers


ایده هاي نو در ساختمان هاي بلند

•Environmentalists Scale Europe's Tallest Building to Protest Arctic Oil And Gas Drilling

•SOM's Timber Towers Could Cut the Carbon Footprint of Tall Buildings by 75 %



Foster + Partners' New Green Complex for Singapore



Melbourne's Tallest Residential Tower Will Feature a Botanic-Like Green Glass Facade



UNStudio to Renovate Seoul's Hanwha Headquarters With Photovoltaic LED FaçadeResponsible Facade


Vertical gardensایده هاي نو در ساختمان هاي بلند

Clearpoint Tower in Sri Lanka Jean Nouvel ,"living, breathing Eden"



BIOS-FIN: A Biofiltration Building Facade System That Turns Algae into Fuel



Honeycomb-Shaped 'Beehive' Solar Panels Could Energize Building Facades



ANARA TOWER: Dubai’s Titanic Turbine-Shaped Superstructure, aiming for LEED silver certification



Daniel Libeskind’s Soaring Green Garden Tower for NYC



INDIA TOWER: India’s Greenest Skyscraper



MAD Architects Unveil Urban Forest Skyscraper For China



Bank of America The First LEED Platinum SkyscraperTHE WORLD’S MOST SUSTAINABLE SKYSCRAPER



Bank of America The First LEED Platinum SkyscraperTHE WORLD’S MOST SUSTAINABLE SKYSCRAPER



Sheth Tower // Iris Bay // Dubai // UAE // Atkins


Utilization of Biomass Energy inایده هاي نو در ساختمان هاي بلندHigh-Rise Buildings

از برابر نیمی و سلول ھای فوتو ولتائیک انرژی حاصل از برابر Pearl Riverاز زیست توده ھا در برج انرژی حاصل.آن استتوربین ھای بادی انرژی حاصل از دارند ومنبع خورشیدی ... ) حاصل از چوب، گیاھان ، الشھ ھا، فضوالت حیوانات، دور ریز غذاھا، و ( زیست توده ھا

. بازپس می دھنددی اکسید کربن معادل آنچھ در فرایند زیست و فوتو سنتز جذب کرده اند ساختمان بلند دور ریز ھا را نیز مدیریت مینماید زیست توده ھا در

.انرژی مورد نیاز را تامین می نمایند% 5توده ھا در ساختمان ھای بلند حداقل زیست

Components of office waste



غیر فعال DNAبرج Vincent Callebaut

با انرژی ھای تجدید پذیر در چین که تولید انرژی آن بیش از مصرف

.آن است carbon-neutral(بدون اثر کربنی

footprint ( و با بازیافت کامل دورریزھا


ایده هاي نو در ساختمان هاي بلند(SOM)برج الماسی سئول

ساختار نمای چند الیه•تھویه طبیعی تمام فضاھا•حداکثر دریافت تابش در زمستان•سیستم ھای فعال ذخیره حرارتی•سیستم ھای ویژه باکس سازه ای برای •

درصدی مصالح مصرفی سازه 25کاھش برای سرد و گرم CHILLED BERAMسیستم •

کردن کفھا که موثر تر از سیستم ھای مکانیکی ھوا و پنجره ھا و دمای تابشی

.است


ایده هاي نو در ساختمان هاي بلند NLبرج مولد انرژی باد در تایوان ،

Architectsمگاوات برق برای 6توربین بادی 600

شھر تولید می کنندکاربری ھای اداری، سکوی دید، سالن نه ھمایش، موزه، پارکینگ و کاربری نشا

شھری



اولین برج اداری با : Elithisبرج انرژی مثبت ، فرانسه ،

Arte Charpentier Architects

NET ZEROنه تنھا عملکرد ENERGY دارد بلکه انرژی مازاد

.بر مصرف تولید می کندیک ششم گازھای گلخانه ای ساختمان ھای اداری مرسوم

.را تولید می کنداز چوب و عایق ھای بازیافتی

.ساخته شده استان پانل خورشیدی بعنوان سایب 330

.در بام داردتشعشعات حرارتی ساختمان

بازیافت و در داخل آن بازمصرف می.شود


ایده هاي نو در ساختمان هاي بلند:در توکیو SHIMUZUبرج

کمترین انتشار حرارتی دی اکسید کربن •و خاموش شدن راکتورھای اتمی با ھدف کاھش مصرف 2011پس از زلزله سال •

انرژی و بدون افزایش ظرفیت تولید آن

کمتر از ساختمان ھای % 62( پوند دی اکسید کربن در ھر فوت مربع 25انتشار •)اداری توکیو

درجه فارنھایت با مبدلھای حرارتی سقف 68شبکه آب : ویژه HVACسیستم •)کاھش دی اکسید کربن% 30(حساس به حرارت دریافتی از ساکنین و تجھیزات

کیلووات ساعت مصرف برق روشنایی 84000فوت مربع سلول خورشیدی 6500•لوور ھای متحرک، کاھش تابش ناخواسته، افزایش نور روز : نمای ھوشمند •

دی اکسید کربن ناشی از روشنایی% 90کاھش : LEDدریافتی، چراغ ھای با استفاده از بھبود سیستم ھای ذخیره % 70کاھش انتشار کربن تا : 2015•

انرژی صفر کردن انتشار دی اکسید کربن : ھدف •


ایده هاي نو در ساختمان هاي بلندOregon Sustainability Centerبرج با انرژی صفر

ع بدون مصرف انرژی ، بدون مصرف مناب: ایده اصلی ، بدون اثر مخرب زیست محیطی ) انرژی و آب(

ر بکار گیری انواع روش ھای سرمایش طبیعی ، نوایبان طبیعی، تھویه طبیعی، مصالح تجدید پذیر، س

ھا، سنسورھا، پانل ھای خورشیدی، بازیافت آب خاکستری، جمع آوری آب باران، فضاھای سبز

LEEDشناخته شده بعنوان گام بعدی



ترن ھای با سرعت باال2075ایده ای برای سال

ی در ترکیب با ایده ھای ترافیکپایدار برج ھای آینده

کارگروه معـماري

1985تهران، 2009تهران،

Documents

Tall building Conference highrise and energy Presentation1 ...facultymembers.sbu.ac.ir/.../2015/...and-energy-Presentation1-9-Copy… · ﺪﻨﻠﺑ يﺎﻫ نﺎﻤﺘﺧﺎﺳ