کاهش مصرف انرژی بیمارستان و ارائۀ یک سیستم انرژی پیشرفته با کمک نرم‌افزار Design-Builder

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموختۀ دکتری دانشکدۀ علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران

2 دانشیار گروه انرژی‌های نو و محیط زیست، دانشکدۀ علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران

10.22059/ses.2023.355512.1026

چکیده

در بیمارستان‌ها موضوع پایداری تأمین از انرژی، کنترل اقلیم داخلی و تهویۀ هوا اهمیت ویژه‌ای دارد که دلیل آن پیچیدگی‌های زیاد و ملاحظات دقیق از لحاظ آسایش و ایمنی است. از این‌رو، ارزیابی عملکرد سیستم‌های عرضۀ انرژی و اقدامات مربوط به بازدهی انرژی برای بخش‌های مختلف بیمارستان در مقایسه با سایر ساختمان‌ها از پیچیدگی‌های بیشتری برخوردار است. در این پژوهش سیستم انرژی یک بیمارستان به عنوان مورد مطالعه با استفاده از نرم‌افزار Design-Builder مدل‌سازی شده ‌و نتایج به‌دست‌آمده با استفاده از قبض‌های انرژی بیمارستان اعتبارسنجی شده است. سپس، سناریوهایی در راستای کاهش تقاضای انرژی حرارتی یا سرمایشی و بهبود کارایی سیستم‌های انرژی اولیه مطرح شده و میزان کاهش انرژی ناشی از آن‌ها با استفاده از نرم‌افزار برآورد شده است. این سناریوها که در راستای ارتقای سیستم انرژی مطرح شده‌اند؛ شامل استفاده از سیستم بازیابی حرارتی، بهبود درزبندی ساختمان، بهبود پوستۀ بنا و بهبود سیستم روشنایی است. برای انجام این پروژه،‌ بیمارستان غیاثی واقع در جنوب غرب تهران به عنوان مورد مطالعه انتخاب شده است. بر اساس مدل‌سازی انجام‌شده، سیستم انرژی فعلی بیمارستان سالانه GWh 08/3 برق و GWh 23/4 گاز مصرف می‌کند که با پیاده‌سازی سناریوهای مختلف انرژی می‌توان میزان مصرف سالانۀ حامل‌های انرژی را کاهش داد. بررسی‌ها و مدل‌سازی‌های انجام‌شده نشان داد ‌اضافه کردن سیستم بازیابی حرارتی می‌تواند باعث کاهش 30 درصدی مصرف گاز سیستم شود. از طرفی، بهبود سیستم روشنایی می‌تواند سبب صرفه‌جویی 22 درصدی در مصرف برق شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Reducing the Hospital’s Energy Consumption via Providing an Advanced Energy System with Design-Builder Software

نویسندگان [English]

  • Setare Peirow 1
  • Fatemeh Razi Astaraie 2
1 Faculty of New Sciences and Technologies, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Faculty of New Sciences and Technologies, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

In hospitals, the issue of energy conservation, indoor climate control, and air conditioning is of particular importance, due to the high complexity and strict considerations in terms of comfort and safety. Hence, energy performance evaluation and energy efficiency measures for hospital departments are more complex compared to other buildings. In this study, the energy system of a hospital has been modeled using Design-Builder software and the results have been validated by the hospital's energy bills. Then, several scenarios have been proposed in order to reduce the energy demand for heating or cooling and improve the efficiency of primary energy systems. The amount of energy conservation in each scenario has been estimated. Ghiasi Hospital, located in the southwest of Tehran, was selected as the case study. Based on the modeling step, the current energy system of the hospital consumes 3.08 GWh of electricity and 4.23 GWh of gas annually. Adding a thermal recovery system can reduce the gas consumption of the system by 30%. On the other hand, improving the lighting system can save 22% in electricity consumption.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Energy efficiency
  • Thermal recoveryHospital’s energy system
  • Design-Builder software

مراجع

  • H. Jahangir, S. Eslamnezhad, S. A. Mousavi, and M. Askari, “Multi-year sensitivity evaluation to supply prime and deferrable loads for hospital application using hybrid renewable energy systems,” J. Build. Eng., vol. 40, no. April, p. 102733, 2021, doi: 10.1016/j.jobe.2021.102733.
  • Ascione, N. Bianco, C. De Stasio, G. M. Mauro, and G. P. Vanoli, “Multi-stage and multi-objective optimization for energy retrofitting a developed hospital reference building: A new approach to assess cost-optimality,” Appl. Energy, vol. 174, pp. 37–68, 2016, doi: 10.1016/j.apenergy.2016.04.078.
  • Bawaneh, F. G. Nezami, M. Rasheduzzaman, and B. Deken, “Energy consumption analysis and characterization of healthcare facilities in the United States,” Energies, 2019, doi: 10.3390/en12193775.
  • Carbonari, R. Fioretti, M. Lemma, and P. Principi, “Managing energy retrofit of acute hospitals and community clinics through EPC contracting: The MARTE project.,” Energy Procedia, vol. 78, pp. 1033–1038, 2015, doi: 10.1016/j.egypro.2015.11.054.
  • Morgenstern, M. Li, R. Raslan, P. Ruyssevelt, and A. Wright, “Benchmarking acute hospitals: Composite electricity targets based on departmental consumption intensities?,” Energy Build., vol. 118, pp. 277–290, 2016, doi: 10.1016/j.enbuild.2016.02.052.
  • Gao, Y. Li, and Y. Ning, “The survey and analysis on the energy consumption of hospital buildings in Shandong province,” Procedia Eng., vol. 205, pp. 2485–2492, 2017, doi: 10.1016/j.proeng.2017.09.977.
  • Biglia, F. V. Caredda, E. Fabrizio, M. Filippi, and N. Mandas, “Technical-economic feasibility of CHP systems in large hospitals through the Energy Hub method: The case of Cagliari AOB,” Energy Build., vol. 147, pp. 101–112, 2017, doi: 10.1016/j.enbuild.2017.04.047.
  • Eisabegloo, M. Haghshenas, and A. Borzoui, “Comparing the results of thermal simulation of rasoulian house in Yazd by design builder software, with experimental data,” Int. J. Archit. Eng. Urban Plan. (ISSN 2322-4991), vol. 26, no. 2, pp. 121–130, 2016, doi: 10.22068/ijaup.26.2.121.
  • Jouhara, N. Khordehgah, S. Almahmoud, B. Delpech, A. Chauhan, and S. A. Tassou, “Waste heat recovery technologies and applications,” Therm. Sci. Eng. Prog., vol. 6, no. January, pp. 268–289, 2018, doi: 10.1016/j.tsep.2018.04.017.
  • Uriarte, A. Erkoreka, A. Legorburu, K. Martin-Escudero, C. Giraldo-Soto, and M. Odriozola-Maritorena, “Decoupling the heat loss coefficient of an in-use office building into its transmission and infiltration heat loss coefficients,” J. Build. Eng., vol. 43, p. 102591, 2021, doi: 10.1016/j.jobe.2021.102591.
  • Rabani, H. Bayera Madessa, and N. Nord, “Achieving zero-energy building performance with thermal and visual comfort enhancement through optimization of fenestration, envelope, shading device, and energy supply system,” Sustain. Energy Technol. Assessments, vol. 44, no. January, p. 101020, 2021, doi: 10.1016/j.seta.2021.101020.
فصلنامه سیستم های انرژی پایدار
دوره 1، شماره 4
مهر 1401
صفحه 329-339

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار