بطوركلي در طراحی و ساخت ساختمانهای کارامد بايد همواره ميان سرمايهگذاري و اقدامات بهينهسازي متناسب با درخواست مشتري تعادل لازم برقرار گردد. توجه به اين نكته لازم است كه در تمامي ساختمانهايي كه طراحي خوبي دارند، همواره كارايي انرژي مهمترين نقش را ايفا ميكند و بررسيها نشان ميدهد كه تمامي طرحهاي كارايي انرژي از نظر اقتصادي نيز در طول عمر مفيد ساختمان، كاملا مقرون به صرفه ميباشند. در يك نگرش كلي طراحی ساختمان با رويكرد انرژي مشتمل بر موارد زیر میباشد.
همانگونه که در شكل 1 نشان داده شده است موفقیت نهايي هر طرحي و دستيابي به اهداف تعيين شده بستگی به درك و اثر متقابل ميان پوسته ساختمان، تاسیسات و ساكنين دارد. اجراي موفق طرح جامع و برآورد نیازهاي طرح با تعامل اولیه و همکاری مشتری، مدیر پروژه، مهندسين معماري، مهندسين و كارشناسان انرژي و کارشناسان متره و برآورد و يك برنامهريزي صحيح ميسر ميگردد.
یکي از عوامل تأثیرگذار بر کارایی انرژی، شیوه بهرهبرداري از ساختمان توسط مدیریت و ساکنان میباشد. فعالیتها، ساعات استفاده و بهرهبرداري از ساختمان، تنظیمات سيستم کنترل و موارد مشابه در هنگام بهرهبرداري از ساختمان تغييرات بسيار زيادي خواهند داشت و در نتيجه مجهولات متعددي را در مرحله طراحی، پديد ميآورند. كه در طراحي با رويكرد انرژي با استفاده از شبيهسازي ديناميك ساختمان، تمامي این متغیرها مدنظر قرار گرفته و از طریق بهينهسازي طرحها، بهترین شیوه مدیریت ساختمان ایجاد ميگردد. توجه به اين مطلب ضروري است كه یک روش مدیریت مناسب که پاسخگوی نیاز ساکنان و کنترل ساختمان است، میتواند تاثير قابل ملاحظهاي بر مصرف انرژی، داشته باشد. در طراحي ساختمان با رويكرد انرژي تمامي جوانب مربوط به پوسته ساختمان، تاسیسات و خدمات ساختمان و فاکتورهای انسانی بررسي ميگردد و در خلاصه طرح، ترسيم و همچنين در قسمتهاي كليدي و مهم طراحي ساختمان تشريح ميگردد و متناسب با آن طراحي بمنظور تامين تمامي الزامات ساختمان صورت پذيرد. در شكل 2 و 3 بترتيب فرايند طراحي رايج ساختمان و طراحي با رويكرد انرژي آورده شده است، همانطور كه مشخص است جهت دستيابي به يك طرح مناسب لازم است تغييراتي در فرايند طراحي ساختمان بعمل آید.
در فرايند طراحي نوين، تيم طراحي مديريت اجراي طراحي و ساخت ساختمان را برعهده دارد كه با قسمتهاي مختلف بويژه مهندسين انرژي كه علاوه بر انجام تحليلهاي انرژي وظيفه ارزيابي فني و اقتصادي طراحي و ساخت ساختمان را برعهده دارند، تعامل دارد و با اين روش مديريت، ساخت ساختمانها با رويكرد انرژي تسريع ميگردد. در طراحي با رويكرد انرژي تمامي شرایط زیست محیطی، فاکتورهایی مانند آب و هوا و وضعیت کاربری، بهرهگيري از نور طبیعی، تهویه، ميزان اكتساب خورشید و شرايط سایه اندازی بررسي ميگردد. به عنوان مثال، تصمیم گیری برای شرایط روشنایی روز، به طور مستقیم در طراحی پنجرهها، سطح شیشهخور و نوع شیشه ها، تأثیرگذار میباشد. همچنین بر قابلیت ساختمان برای اكتساب ميزان گرماي خورشید تأثیر گذاشته و در نتيجه مواردي نظير كنترل ميزان اكتساب گرماي خورشيدي و يا تهويه مطبوع، ابعاد و ظرفيت تجهيزات مركزي و فضاي مورد نياز براي آنها، سيستم توزيع هوا و ... را متاثر مينمايد.
در جدول 1 نمونههايي از تاثير متقابل تاسيسات و معماري ساختمان آورده شده است. عدم توجه به اين پارامترها، افزايش مصرف انرژي و در نتيجه عدم امكان دستيابي به ردههاي بالاي انرژي در استاندارد برچسب انرژي ساختمان ميگردد.
در مطالعات اوليه در طراحي با رويكرد انرژي تمامي پارامترهاي تاثيرگذار نظير ابعاد زمين و ساختمان، اقليم، فرصتها و محدوديتها، بررسي و تاثير متقابل بخشهاي مختلف بر يكديگر تعيين ميگردد. شرایط زمین ساختمان بر ساخت تاثیرگذار بوده و میتواند به عنوان مزیت برای ترویج تهویه طبیعی و استراتژیهای استفاده از روشنایی روز، مورد استفاده قرار گیرد. در شكل 4 پارامترهاي اساسي در مطالعات اوليه براي تهيه يك طرح جامع با رويكرد انرژي آورده شده است.
در طراحي ساختمان با رويكرد انرژي، انتخاب جهت مناسب براي ساختمان و بهرهگيري از عوامل اقليمي به عنوان اولين گام جهت كاهش مصارف انرژي ساختمان ميباشد. در شكل 5 نمونهاي از پارامترهاي تاثيرگذار در اين بخش آورده شده است. موقعیت جغرافیایی، شرایط مکانی، منظره طبیعی، سایهاندازی و محیط اطراف ساختمانها به طرق مختلف در نماهای مختلف بر ساختمان و تاسیسات آن، تاثیرگذار میباشند. این اثرات میتواند با آرایش ساختمان و اضافه کردن چشم انداز به آن، بیشتر گردد.
انتخاب بهینه جهت گیری ساختمان بمنظور به حداکثر رساندن استفاده از روشنایی روز و به حداقل رساندن گرماي اکتسابی در تابستان و اتلافهای حرارتی در زمستان میتواند تاثیر به سزایی در کارآیی انرژی داشته باشد، به خصوص در صورتیکه استفاده از سيستمهاي تاسيساتي را متوقف نموده و یا به حداقل برساند. به عنوان مثال ميتوان گفت.
پوشش ساختمان در تعديل شرايط جوي و همچنين كارايي انرژي ساختمان بسيار موثر ميباشد. به طور کلی چهار عملکرد اصلی زیر از پوشش ساختمان مدنظر ميباشد و فرم كلي ساختمان نيز از طريق پارامترهايي نظير شكل، اينرسي حرارتي، عايقكاري، پنجرهها و شيشهها، شيوه تهويه و استرتژي بهرهگيري از روشنايي روز بر کارآیی انرژی ساختمان تاثیرگذار میباشد. براين اساس لازم است كه در مطالعات اوليه تمامي پارامترهاي فوق بررسي و در تهيه طرح اوليه ساختمان لحاظ گردد تا طرح نهايي ساختمان داراي كارايي انرژي مطلوبي باشد.
در شكل 6 تمامي پارامترهاي موثر در مصارف انرژي سيستمهاي گرمايش و سرمايش ساختمان آورده شده است كه در طراحي ساختمانهای کارامد بطور دقیق ارزیابی و بررسی می گردند.