ارزیابی نقش بام سرد در بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش بار سرمایشی در مدارس متوسطه مناطق گرم و خشک ایران: بررسی موردی آبادان، دزفول و مسجدسلیمان

نویسندگان

1 گروه معماری،واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه معماری، واحد تهران جنوب،دانشگاه آزاد اسلامی،تهران، ایران

3 گروه معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

4 گروه معماری،واحدتهران شمال،دانشگاه آزاد اسلامی،تهران،ایران

doi
10.82459/jsps.2025.1222360
چکیده

در سال‌های اخیر، افزایش مصرف انرژی و چالش‌های مرتبط با آسایش حرارتی در ساختمان‌های آموزشی مناطق گرم و خشک ایران، توجه پژوهشگران و سیاست‌گذاران را به سوی راهکارهای اقلیمی و کم‌هزینه جلب کرده است.بر اساس اهداف ذکرشده، پرسش های پژوهش نیز به صورت زیر تعریف شده است: بام سرد تا چه اندازه بر کاهش مصرف انرژی و بار سرمایشی مدارس در مناطق گرم و خشک ایران مؤثر است؟ اثرات بام سرد بر شاخص‌های آسایش حرارتی (PMV، PPD و دمای اپراتیو) در مدارس مورد مطالعه چگونه است؟ چگونه می‌توان اثرات منفی احتمالی ناشی از بام سرد مانند افزایش بار گرمایشی زمستان را کاهش داد؟ بر این اساس، فرضیه‌های تحقیق نیز شامل این موارد است: اول، استفاده از بام سرد موجب کاهش معنی‌دار مصرف انرژی سرمایشی می‌شود؛ دوم، بام سرد شرایط آسایش حرارتی داخلی را بهبود می‌بخشد. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی تأثیر بام سرد بر بهینه‌سازی مصرف انرژی و ارتقای آسایش حرارتی، سه مدرسه متوسطه در شهرهای آبادان، دزفول و مسجدسلیمان را به عنوان نمونه موردی انتخاب نموده است. در این مطالعه، با بهره‌گیری از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی انرژی (Energy Plus و design Builder)، پارامترهایی چون دمای اپراتیو، شاخص میانگین رأی حرارتی (PMV)، درصد افراد ناراضی (PPD) و رطوبت نسبی داخلی، برای هر مدرسه در سناریوهای قبل و بعد از اجرای بام سرد اندازه‌گیری و تحلیل شده است. نتایج نشان داد که اجرای بام سرد موجب کاهش قابل توجهی در مصرف انرژی سرمایشی (تا ۳۰ درصد)، کاهش دمای سطح خارجی بام (حدود ۳۵ درصد)، بهبود شاخص‌های آسایش حرارتی (کاهش PMV و PPD تا ۸۰ درصد) و افزایش رطوبت نسبی داخلی گردیده است.در پاسخ به پرسش‌های پژوهش نیز می‌توان نتیجه گرفت که بام سرد نه‌تنها قادر است نیاز سرمایشی ساختمان‌های آموزشی مناطق گرم و خشک را به طور معناداری کاهش دهد، بلکه بهینه‌سازی مصرف انرژی، افزایش عمر مفید سازه سقف و ارتقای کیفیت محیط آموزشی را نیز به دنبال دارد. یافته‌ها حاکی از آن بود که بام سرد موجب کاهش چشمگیر دمای داخلی و شاخص دمای اپراتیو شده و رضایت حرارتی کاربران ساختمان را افزایش داده است. هرچند اثر جانبی افزایش جزئی بار گرمایشی در زمستان مشاهده گردید، اما با اتخاذ تدابیر مناسب در حوزه عایق‌بندی و مدیریت حرارتی ساختمان، این اثر منفی کاملاً قابل کنترل و جبران خواهد بود. این یافته‌ها مؤید آن است که بام سرد به عنوان یک راهکار مؤثر و اقتصادی می‌تواند در کاهش هزینه‌های انرژی و ارتقای کیفیت محیط آموزشی مدارس مناطق گرم و خشک نقش کلیدی ایفا کند و تعمیم این رویکرد به سایر ساختمان‌های آموزشی مشابه، توصیه می‌شود.