HVAC system operation strategies for energy conservation and thermal comfort in commercial buildings in Saudi Arabia

Abstract

ﺗﺆ دي اﻟﺰﻳﺎدة اﻟﺜﺎﺑﺘﺔ ﻓﻲ ﻃﻠﺐ و اﺳﺘﻬﻼك اﻟﻄﺎﻗﺔ إﻟﻰ ﺣﺪوث ﻧﻘﺺ ﺷﺪﻳﺪ ﻓﻲ اﻟﺘﻴﺎر اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﻣﺎ ﻟﻢ ﺗﺴﺘﺜﻤﺮ ﻣﻮارد إﺿﺎﻓﻴﺔ ﻓﻲ ﺗﻮﻟﻴﺪ وﺗﻮزﻳﻊ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ . ﻓﻔﻲ ﻣﻌﻈﻢ دول اﻟﻌﺎﻟﻢ وﻣﻨﻬﺎ اﻟﻤﻤﻠﻜﺔ اﻟﻌﺮﺑﻴﺔ اﻟﺴﻌﻮدﻳﺔ ﻳﺴﺘﻬﻠﻚ ﻗﻄﺎع اﻟﺒﻨﺎء اﻟﺠﺰء اﻷآﺒﺮ ﻣﻦ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ .ﺗﺴﺘﻬ ﺣﻴﺚ ﻠﻚ اﻟﻤﺒﺎﻧﻲ اﻟﺘﺠﺎرﻳﺔ ﺟﺰء هﺎم ﻣﻦ اﻟﻄﺎﻗﺔ ﻓﻲ هﺬا اﻟﻘﻄﺎع وﻧﺘﻴﺠﺔ ﻟﻠﺨﺼﺎﺋﺺ اﻟﺘﻲ ﺗﺘﻤﻴﺰ ﺑﻬﺎ اﻟﻤﺒﺎﻧﻲ اﻟﺘﺠﺎرﻳﺔ ﻋﻦ ﻏﻴﺮهﺎ ﻓﺈﻧﻬﺎ ﺗﻌﺘﺒﺮ ﻣﻦ أهﻢ اﻟﻤﺼﺎدر ﻟﺘﺮﺷﻴﺪ اﻻﺳﺘﻬﻼك اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ . ﺗﺘﻤﻴﺰ اﻟﻤﻤﻠﻜﺔ ﻳ اﻟﻌﺮﺑﻴﺔ اﻟﺴﻌﻮدﻳﺔ ﺑﻮﺟﻮد ﻣﻨﺎخ ﻗﺎﺳﻲ ﺣﺎر ﻣﻤﺎ ﺠﻌﻞ اﺳﺘﺨﺪام ﺿﺮورﻳ أﺟﻬﺰة اﻟﺘﻜﻴﻴﻒ أﻣﺮا ﺎ ﻓﻲ ﻣﻌﻈﻢ ﻓﺼﻮل اﻟﺴﻨﺔ . e ﻓﻘﺪ وﺟﺪ أن اﺳﺘﺨﺪام أﺟﻬﺰة اﻟﺘﻜﻴﻴﻒ ﻳﺴﺘﻬﻠﻚ ﻣﺎ ﻳﻘﺎرب ﻣﻦ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻤﺴﺘﻬﻠﻜﺔ ﻓﻲ اﻟﻤﺒﺎﻧﻲ وﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﻓﺈن ﺗﻄﺒﻴﻖ اﺳﺘﺮاﺗﺠﻴﺎت ﺗﺸﻐﻴﻠﻴﺔ ﻣﺪروﺳﺔ ُﻳْﻤِﻜُﻦ َأْن اﺳﺘﻬﻼك ﺗﺆدي إﻟﻰ ﺗﺨﻔﻴﺾ اﻟﻄﺎﻗﺔ . وﻓﻲ اﻟﻤﻘﺎﺑﻞ ﻓﺈن اﺳﺘﺨﺪام اﺳﺘﺮاﺗﻴﺠﻴﺎت ﻏﻴﺮ ﻣﺪروﺳﺔ ﻗﺪ ﺗﺆدي إﻟﻰ ﺗﺪهﻮر ﻧﻮﻋﻴَﺔ اﻟﺤﺮارﻳﺔ اﻟﺮاﺣﺔ . ﻓﻔﻲ هﺬﻩ اﻟﺪراﺳﺔ ﺗﻢ ﺑﺎﺧﺘﻴﺎر ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﻣﻦ اﻟﻤﺒﺎﻧﻲ اﻟﺘﺠﺎرﻳﺔ ﻟﺘﺤﺪﻳﺪ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ وﺗﻘﻴﻴﻢ اﻷداء اﻟﺤﺮاري ﻟﻬﺎ . وﻟﺘﺤﻘﻴﻖ اﻟﻬﺪف اﻟﻤﻨﺸﻮد ﻣﻦ اﻟﺒﺤﺚ ,وﺧﺼﺎﺋﺺ ﻓﻘﺪ ﻗﻤﻨﺎ ﺑﺠﻤﻊ اﻟﻤﻌﻠﻮﻣﺎت اﻟﺨﺎﺻﺔ ﺑﻨﻮﻋﻴﺔ اﻟﻬﻴﻜﻞ اﻹﻧﺸﺎﺋﻲ وأﻧﻈﻤﺔ اﻟﺒﻨﺎء وﺧﺼﺎﺋﺺ اﻟ اﻟﺴﻌﻮدﻳﺔ ﺘﺸﻐﻴﻞ ﻟﺨﻤﺴﺔ ﻣﺠﻤﻌﺎت ﺗﺠﺎرﻳﺔ ﻓﻲ اﻟﻤﻨﻄﻘﺔ اﻟﺸﺮﻗﻴﺔ ﻟﻠﻤﻠﻜﺔ اﻟﻌﺮﺑﻴﺔ . ﻓﻘﺪ ﺷﻤﻠﺖ اﻟﺪراﺳﺔ اﻟﻘﻴﺎم ﺑﺈﺟﺮاء دراﺳﺔ ﺗﺤﻠﻴﻠﻴﺔ وﻋﻤﻞ ﻗﻴﺎﺳﺎت ﻣﻴﺪاﻧﻴﺔ وﻣﺴﺢ اﺳﺘﺒﻴﺎﻧﻲ ﻟﻠﻮﻗﻮف ﻋﻠﻰ اﻟﺤﺎﻟﺔ اﻟﺤﺮارﻳﺔ ﻟﻠﺠﻮ اﻟﺪاﺧﻠﻲ . وﻣﻦ ﺛﻢ ﺗﻢ اﺧﺘﻴﺎر ﻧﻤﻮذج ﻣﺒﻨﻰ ﺗﺠﺎري ﻣﻦ اﻟﻤﺒﺎﻧﻲ اﻟﺨﻤﺴﺔ ﻟﺪراﺳﺘﻪ دراﺳﺔ ﺗﺤﻠﻴﻠﻴﺔ دﻗﻴﻘﻪ ﺑﺎﺳﺘﺨﺪام ﺑﺮﻧﺎﻣﺞ ﻟﺤﺴﺎب اﻟﻄﺎﻗﺔ .Visaual DOE اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ واﻟﻤﺴﻤﻰ وﺣﺘﻰ ﻧﺘﻤﻜﻦ ﻣﻦ اﻟﻮﺻﻮل ﻟﻨﺘﺎﺋﺞ ﻋﻤﻠﻴﺔ ودﻗﻴﻘﺔ آﺎن ﻻ ﺑﺪ ﻣﻦ اﻟﻘﻴﺎم ﺑﻤﻘﺎرﻧﺔ ﺑﻴﻦ آﻤﻴﺔ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ اﻟﺤﻘﻴﻘﻴﺔ اﻟﻤﺴﺘﻬﻠﻜﺔ وﺗﻠﻚ اﻟﻨﺎﺗﺠﺔ ﻣﻦ اﻟﺒﺮﻧﺎﻣﺞ , ﺣﻴﺚ آﺎن اﻟﻔﺮق ﻓﻲ ﺣﺪود وﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﻓﺈن ا ﻣﻘﺒﻮﻟﺔ ﻟﻨﺘﻴﺠﺔ آﺎﻧﺖ . اﻻﻗﺘﺼﺎدﻳﺔ ﺻﻨﻔﺖ إﺳﺘﺮاﺗﻴﺠﻴﺎت ﺗﺸﻐﻴﻞ أﺟﻬﺰة اﻟﺘﻜﻴﻴﻒ واﻟﺘﺒﺮﻳﺪ ﻋﻠﻰ أﺳﺎس ﻗﻴﻤﺘﻬﺎ . ﻓﻌﻠﻰ ﺳﺒﻴﻞ اﻟﻤﺜﺎل ﺻﻨﻒ اﻟﺘﺤﻜﻢ ﺑﻤﻘﻴﺎس اﻟﺤﺮارة واﻟﻤﻨﻈﻢ اﻟﺤﺮاري اﻟﻠﻴﻠﻲ و اﻟﺘﺤﻜﻢ ﺑﺎﻟﻤﺮوﺣﺔ ﻣﻦ اﻹﺳﺘﺮاﺗﻴﺠﻴﺎت اﻟﺘﻲ ﻻ ﺗﺤﺘﺎج إﻟﻰ اﺳﺘﺜﻤﺎر ﻣﺎﻟﻲ ﺣﻴﺚ أﻧﻬﺎ ﺣﻘﻘﺖ ﺗﻮﻓﻴﺮ ﻃﺎﻗﺔ ﻣﺎ ﻳﻘ %7 %و 0.5 ﺎرب ﻣﻦ %اﻟﻤﺴﺘﻬﻠﻜﺔ 10 و ﻣﻦ إﺟﻤﺎﻟﻲ اﻟﻄﺎﻗﺔ . وﺣﻴﺚ أن اﻟﻤﺒﻨﻰ اﻟﺘﺠﺎري ﻓﻲ هﺬﻩ اﻟﺪراﺳﺔ ﻟﻪ ﻧﻈﺎم ﺗﻜﻴﻴﻒ ﻣﻨﻔﺮد ﻓﻘﺪ ﺗﻢ اﺧﺘﺒﺎر وﺗﻘﻴﻴﻢ ﺧﻤﺲ أﻧﻈﻤﺔ ﺗﻜﻴﻴﻒ . ﻣﻦ هﺬا اﻟﺘﻘﻴﻴﻢ وﺟﺪﻧﺎ أن ﻧﻈﺎم اﻟﺘﻜﻴﻴﻒ اﻟﻤﻌﺘﻤﺪ ﻋﻠﻰ ﻧﻈﺎم وﺣﺪة اﻟﻤﺮوﺣﺔ واﻟﻤﺒﺮد ﺑﻤﺎﺳﻮرﺗﻴﻦ ﻳﺆدي إﻟﻰ ﺗﺮﺷﻴﺪ اآﺒﺮ ﻟﻠﻄﺎ ﻗﺔ ﻳﻠﻴﻪ اﻟﻮﺣﺪات اﻟﻤﻌﺘﻤﺪة ﻋﻠﻰ ﺗﻐﻴﻴﺮ آﻤﻴﺔ اﻟﻬﻮاء . وﻓﻲ اﻟﻤﻘﺎﺑﻞ وﺟﺪﻧﺎ أن أداء أﻧﻈﻤﺔ اﻟﻮﺣﺪات اﻟﻤﻌﻠﺒﺔ ﻳﺴﺘﻬﻠﻚ آﻤﻴﺔ آﺒﻴﺮة ﻣﻦ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ . إﺿﺎﻓﺔ إﻟﻰ ذﻟﻚ اﻟﺴﻠﺒ ﻓﻘﺪ ﺗﻢ دراﺳﺔ إﺳﺘﺮاﺗﻴﺠﻴﺎت ﺗﺸﻐﻴﻠﻴﺔ ﻣﻦ ﺷﺄﻧﻬﺎ ﺗﺮﺷﻴﺪ اﻟﻄﺎﻗﺔ دون اﻟﺘﺄﺛﻴﺮ ﻲ ﻋﻠﻰ اﻟﺮاﺣﺔ اﻟﺤﺮارﻳﺔ ﻟﻤﺴﺘﺨﺪﻣﻲ اﻟﻤﺒﻨﻰ