از پوسته ساختمان تا یک اتاق گرم؛ نسخه کارشناسی برای نجات تراز انرژی زم

به گزارش خبرنگار مهر، با فرا رسیدن فصول سرد سال و افت محسوس دمای هوا در بخش وسیعی از جغرافیای کشور، مسأله ناترازی گاز طبیعی و چالش تأمین پایدار انرژی برای بخش‌های مختلف مصرفی بار دیگر به کانون مباحث فنی و اقتصادی راه می‌یابد. در این ساختار، بخش خانگی و تجاری همواره بزرگ‌ترین مصرف‌کننده سوخت گاز در ماه‌های زمستانی است، تا جایی که در دوره‌های اوج سرما گاه تا هشتاد درصد از کل گاز شیرین تحویلی به شبکه سراسری در این بخش بلعیده می‌شود. چنین مصرف فزاینده‌ای نه‌تنها جریان گازرسانی به نیروگاه‌های حرارتی و صنایع مادر از جمله فولاد، پتروشیمی و سیمان را با محدودیت‌های شدید روبه‌رو می‌سازد، بلکه ثبات و پایداری شبکه ملی انتقال را نیز تحت فشار فزاینده قرار می‌دهد. این در حالی است که بازبینی داده‌های میدانی و تحلیل الگوهای مصرف اثبات می‌کند حجم هنگفتی از این گاز مصرفی، صرف گرمایش بهینه و ایجاد آسایش واقعی حرارتی در داخل منازل نمی‌شود، بلکه به‌دلیل ساختار معیوب کالبدی بناها، فقدان رعایت استانداردهای لازم در ساخت‌وساز، فرسودگی تأسیسات حرارتی و عادات رفتاری ناکارآمد، مستقیماً به جو تزریق شده و تلف می‌گردد. در نتیجه، ردیابی دقیق مبادی هدررفت انرژی در واحدهای مسکونی و فهم ساختاری این اتلاف، نخستین گام اجتناب‌ناپذیر در راستای تغییر این چرخه پرهزینه به شمار می‌رود.

منافذ نامرئی اتلاف؛ پوسته ساختمان چگونه گاز را می‌سوزاند؟

در ارزیابی تخصصی کالبد یک بنای مسکونی، پوسته خارجی ساختمان به عنوان حائل میان شرایط آب‌وهوایی بیرونی و فضای زیست داخلی شناخته می‌شود و هرگونه ضعف در این لایه، شبیه به روشن نگه‌داشتن یک سامانه حرارتی درون محیطی کاملاً باز عمل می‌کند. مطالعات ترموگرافی و تصویربرداری‌های حرارتی نشان می‌دهند که در و پنجره‌های غیراستاندارد، یکی از اصلی‌ترین مجاری اتلاف حرارت هستند؛ به‌طوری‌که پنجره‌های تک‌جداره یا قاب‌های فلزی و غیرعایق، عامل فرار بیش از بیست تا بیست‌وپنج درصد از کل انرژی حرارتی تولیدشده در خانه محسوب می‌شوند. هوابندی نامناسب درزهای پیرامونی پنجره‌ها و منافذ ورودی درها سبب ایجاد پدیده کشش هوا و تعویض بی‌رویه هوای گرم داخل با هوای بسیار سرد بیرونی می‌شود، رویدادی که سامانه‌های گرمایشی را وادار به کار مداوم با حداکثر ظرفیت می‌سازد. علاوه بر بازشوها، دیوارهای بیرونی فاقد عایق‌بندی بر اساس مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان و سقف‌های نفوذپذیر در طبقات فوقانی و کف طبقات متصل به پیلوت یا پارکینگ، به‌ترتیب سهمی معادل سی درصد و پانزده درصد از فرار حرارتی را به خود اختصاص می‌دهند. نبود عایق حرارتی پیوسته موجب تشکیل پل‌های حرارتی در اسکلت سازه، ستون‌ها و تیرها می‌گردد؛ جایی که انرژی با ضریب انتقال بالا تخلیه شده و برای جبران سرمای ناشی از آن، میزان تزریق گاز به مشعل‌ها ناگزیر افزایش می‌یابد.

فرسودگی تأسیسات گرمایشی؛ از موتورخانه‌های خاموش تا بخاری‌های کم‌بازده

در کنار نارسایی‌های ساختاری پوسته، خود سامانه‌های تبدیل و انتقال گرما به عنوان یکی از گلوگاه‌های پرهدررفت منابع گازی در مساکن مطرح هستند. در بخش عظیمی از مجتمع‌های آپارتمانی، موتورخانه‌های مرکزی با تجهیزات قدیمی، مشعل‌های غیرتنظیم و دیگ‌های رسوب‌گرفته مشغول به کارند، در حالی که لوله‌های آب‌گرم و کلکتورهای اصلی در فضاهای مشاع و موتورخانه‌ها به‌کلی بدون عایق رها شده‌اند. همین امر موجب می‌شود تا مقادیر فراوانی از گرمای تولیدشده پیش از آنکه اساساً به رادیاتورهای داخل منازل برسد، در زیرزمین و لایه‌های بتنی تلف شود. از سوی دیگر، نبود سامانه‌های پایش هوشمند حرارتی و ترموستات‌های محیطی متناسب با تغییرات دمای بیرون، موجب کارکرد یکنواخت و بیش‌ازحد این تأسیسات حتی در ساعات میانی روز می‌گردد. در واحدهایی نیز که از بخاری‌های گازسوز مستقل بهره می‌برند، فراوانی تجهیزات با رده‌های پایین انرژی از قبیل رده‌های E، F و G به مشکلی ساختاری تبدیل شده است؛ این رده‌های ضعیف نشان‌دهنده آن هستند که بیش از سی تا چهل درصد از انرژی شیمیایی گاز پیش از تبدیل به تابش یا همرفت مفید حرارتی، به‌صورت حرارت دودکش مستقیماً تلف شده و راهی فضای باز می‌شود، در حالی که نمونه‌های پیشرفته و چگالشی می‌توانند تا نود درصد گاز را به حرارت قابل استفاده تبدیل نمایند.

پویش «هر خانه، یک اتاق گرم»؛ همگرایی رفتارهای خرد برای حل بحران کلان

در شرایطی که اصلاحات زیرساختی مانند بهسازی کالبدی ساختمان‌ها و نوسازی سراسری ناوگان گرمایشی نیازمند زمان و سرمایه‌گذاری‌های سنگین مالی است، توجه به راهکارهای مدیریت تقاضا مبتنی بر رفتار مصرف‌کننده نقشی بسیار تعیین‌کننده ایفا می‌کند. در همین چارچوب، پویش‌هایی نظیر «هر خانه، یک اتاق گرم» معرفی شده‌اند که راهبردی اضطراری، کم‌هزینه و بلافاصله برای مهار مصرف فزاینده در روزهای بحرانی سرما به حساب می‌آیند. مبنای مفهومی این پویش بر این فرض ساده اما کارآمد متکی است که خانواده‌ها به جای توزیع همگن و تمام‌وقت گرما در تمامی ابعاد و اتاق‌های خالی منزل که بخش عمده روز فاقد سکنه هستند، تمرکز حرارتی را بر روی یک فضای مرکزی و اصلی قرار دهند. در این شیوه، با بستن درهای اتاق‌های خواب در ساعات غیرخواب، محدود ساختن دریچه‌های هوای گرم در فضاهای تردد، استفاده از پوشش لباس مناسب و پرده‌های ضخیم بر روی پنجره‌ها، می‌توان دمای محیط زیست اصلی را در دامنه آسایش نگاه داشت و بار تقاضای گاز را در کل ساختمان به‌شدت تنزل داد. محاسبات ترمودینامیکی و مهندسی انرژی نشان می‌دهد کاستن فقط یک درجه سانتی‌گراد از دمای میانگین خانه، کاهشی معادل پنج تا شش درصد در مصرف گاز آن واحد ایجاد می‌کند و اجرای الگوی اتاق گرم توان آن را دارد که مصرف هر خانوار را میان پانزده تا بیست‌وپنج درصد بدون افت سطح آسایش انسانی فروکشاند.

پیامد چنین دگرگونی رفتاری زمانی آشکار می‌شود که این گام‌های خرد خانگی در ضریب مقیاس کشوری ضرب شوند. حضور بیش از بیست‌وپنج میلیون مشترک گاز خانگی در کشور بدین معناست که مهار حتی دو مترمکعب مصرف روزانه در هر اشتراک، به منزله صرفه‌جویی بالقوه بالغ بر پنجاه میلیون مترمکعب گاز طبیعی در هر شبانه‌روز خواهد بود؛ حجمی که معادل تولید دو تا سه فاز کامل پارس جنوبی یا سوخت مصرفی چندین نیروگاه بزرگ برقی کشور در اوج بحران است. این حجم عظیم گاز ذخیره‌شده از طریق رفتارهای هم‌افزا، می‌تواند جریان مداوم خوراک واحدهای صنعتی و پتروشیمی را تضمین کرده، از سوختن سوخت‌های مایع آلاینده در نیروگاه‌ها پیش‌گیری نماید و مانع از بروز قطعی‌های ناخواسته گاز در انت‌های شاخه‌های شبکه در استان‌های سردسیر شود. بدین ترتیب، ترکیب آگاهی شهروندی پیرامون نقاط ضعف حرارتی مسکن با اقدامات داوطلبانه و هماهنگ فردی، ابزاری راهبردی و بسیار اثرگذار برای مدیریت منابع حیاتی انرژی کشور و تبدیل تهدید ناترازی فصلی به فرصتی برای ارتقای بازدهی جمعی فراهم می‌آورد.