بررسی مقایسه‌ای سرانه مصرف انرژی و ردپای کربن در ساختمان‌های ویلایی و آپارتمانی از طریق مدلسازی کامپیوتری و اعتبارسنجی آن با داده‌های میدانی

اسفندیاری, فاطمه; عابسی, عزیر; کوهی, مهتاب

doi:10.22065/jsce.2022.350016.2865

بررسی مقایسه‌ای سرانه مصرف انرژی و ردپای کربن در ساختمان‌های ویلایی و آپارتمانی از طریق مدلسازی کامپیوتری و اعتبارسنجی آن با داده‌های میدانی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

¹ کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی عمران،دانشگاه صنعتی نوشروانی بابل، بابل، ایران.

² استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران.

³ دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران،دانشگاه صنعتی نوشروانی بابل، بابل، ایران.

10.22065/jsce.2022.350016.2865

چکیده

ساختمان سازی و فعالیت‌های وابسته نقش بسزایی در ورود گازهای گلخانه به جو زمین دارند و همه ساله مقدار قابل توجهی کربن در نتیجه فرایندهای ساخت و ساز و تامین مصالح تولید و وارد محیط زیست می‌گردد. ردپای کربن صنعت ساختمان تنها به فرآیند ساخت و تهیه مصالح ساختمانی محدود نبوده و طول مدت بهره‌برداری و حتی بعد از آن را نیز در برمی‌گیرد. در این پژوهش سعی شده تا برآوردی از سرانه مصرف انرژی و ردپای کربن در طول مدت بهره‌برداری از ساختمان‌های ویلایی و آپارتمانی برای اقلیم مازندران ارائه شده و مورد بررسی مقایسه ای قرار گیرد. سه ساختمان ویلایی و آپارتمانی دو و پنج طبقه با ساختاری مشابه در شهرستان بابلسر انتخاب و از طریق مدلسازی کامپیوتری فرایند بهره-برداری در نرم‌افزار دیزاین‌بیلدر، از منظر مصرف انرژی و ردپای کربن تولیدی در طول یک سال به صورت مقایسه‌ای مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. نتایج مدلسازی‌ها نشان می‌دهد که در طول یک سال بهره‌برداری، به ترتیب 8490 ،4878 و 4881 کیلوگرم کربن به ازای هر فرد ساکن در ساختمان‌ ویلایی و آپارتمانی 2 و 5 طبقه تولید و وارد اتمسفر می شود. همچنین سرانه مصرف انرژی در ساختمان ویلایی به طور چشمگیری بیشتر از مقدار آن در ساختمان‌های آپارتمانی برآورد شده و این موضوع تفاوت قابل ملاحظه در پیامدهای محیط زیست ناشی از بهره‌برداری از ساختمان‌های ویلایی در مقایسه با ساختما‌ن‌های مسکونی با ساختار متراکم را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

سازه برای انرژی های تجدید پذیر

عنوان مقاله [English]

The comparative evaluation of per capita energy and carbon footprint in Vila houses and apartment buildings using computer modeling and its validation with field data

نویسندگان [English]

fatemeh esfandiari ¹
Ozeair Abessi ²
mahtab koohi ³

¹ civil faculty, babol noshirvani university of technology, babol, iran

² Assistant Professor, School of Civil Engineering,Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran

³ civil faculty, babol noshirvani university of technology, babol, iran.

چکیده [English]

Building and their related activities are important sources of the environmental pollutants, regarding the fact that during the process of building and materials manufacturing a considerable amount of carbon is produced and disposed to the atmosphere. Virtual carbon footprint related to this industry is not confined to the process of building and manufacturing, it actually includes the operation time and dismantling too. In this study, the per capita energy consumption and the carbon footprint of three buildings in Mazandaran province during one year of operation have been estimated and compared with each other. So, a house, two-story, and five-story apartments with the same structure in Babolsar have been modeled in Design-Builder, and energy consumption and carbon footprint during one year of operation have been assessed comparatively. The results of modeling indicate that along the one-year operation of the house, two-story and five-story apartments, 8490, 4878, and 4881kg carbon (kg per occupant) have been produced and released into the atmosphere. Furthermore, the per capita, energy consumption of the house has been estimated more than those of apartments significantly, and this fact illustrates a vast difference between the detrimental effects of houses and those of apartments during operation time on the environment.

کلیدواژه‌ها [English]

Carbon footprint
Green building
Modelling
Energy consumption
Concrete structures

مراجع

[1] Zimmer, A. and Ha, H., )2014(. Buildings and Infrastructure from a Sustainability Perspective. Sustainable and Healthy Communities Program-Theme 4.1, 1, pp.2016-09.

[2] Deru, M.P. and Torcellini, P.A., )2007(. Source energy and emission factors for energy use in buildings. Golden, CO: National Renewable Energy Laboratory.

[3] Wackernagel, M. and Rees, W. (1996). Our Ecological Footprint: Reducing Human Impact on the Earth. Canada: New Society Publishers, 113-127.

[4] Onat, Nuri Cihat, and Murat Kucukvar (2020). Carbon footprint of construction industry: A global review and supply chain analysis." Renewable and Sustainable Energy Reviews 124: 109783.

[5] Green Building, (2012). History of Green Building. [online] Available at: http://www marble- institute. com/ pdfs /. [Accessed 5 June. 2012].

[6] History of Green Building, (2012). Sunrise builders. [online] Available at: http://www.sunrisebuildersmqt. net/green- building/history-of-green-building.

[7] Yan, H. Shen, Q. Fan, LCH. Wang, Y. and Zhang, L. (2010). Greenhouse gas emissions in building construction: Acase study of One Peking in Hong Kong. Building and Environment, 45, 949-955.

[8] Teng, J. and Wu, X. (2014). Eco-footprint-based life-cycle eco-efficiency assessment of building projects. Ecological Indicators, 39, 160-168.

[9] Solís-Guzmán, J. Martínez-Rocamora, A. and Marrero, M. (2014). Methodology for determining the carbon footprint of the construction of residential buildings, Assessment of carbon footprint in different industrial sectors. Edited by Subramanian Senthilkannan Muthu, Springer, 1, 49-83.

[10] Moussavi, Z. and Akbarnezhad, A. (2015). Effects of structrul system on the life cycle carbon footprint of building. Energy and Building, 102, 337-346.

[11] Jin, H. and Ling, W. (2015). External wall structure of green rural hoses in Daqin, China, based on life cycle and ecological footprint theories. Frontiers of Architectural Research, 4, 212-219.

[12] Yu, M. Thomas, W. Crawford, R. and Tait, C. (2017). The carbon footprint of Aoustralias construction sector. Procedia Engineering, 180, 211-220.

[13] Kumar Pal, S. Takano, A. Alanne, K. and Siren, K. (2017). A life cycle approach to optimizing carbon footprint and costs of a residential building. Biulding and Environment, 123, 146-162.

[14] Fantilli, A. P., O. Mancinelli, and B. Chiaia (2019). The carbon footprint of normal and high-strength concrete used in low-rise and high-rise buildings." Case Studies in Construction Materials 11: e00296.

[15] DesignBuilder, D., (2021). 2.1 User's Manual. https://designbuilder.co.uk/

[16] EnergyPlus Essentials, (2021), EnergyPlus™ Version 9.5.0 Documentation, U.S. Department of Energy

[17] Energyplus Engineering Reference. (2018). U.S. Department of Energy, 10 October,

[18] Koohi, M. Abessi, O. (2019). Calculating the carbon footprint in Construction Industry, comparing a building with concrete and steel structure. International Conference on Civil, Architecture and Urban Development Management in Iran.

[19] Koohi, M. Abessi, O. (2019). Calculating the water footprint in Construction Industry, comparing a building with concrete and steel structure. International Conference on Sustainable Development and Urban Development.

[20] Aram, M. and Abessi, O. (2020). Optimal design of green buildings using computational fluid dynamics and climate simulation tools. International Journal of Environmental Science and Technology, 17, 917-932.