تتجه جهود الباحثين إلى تعزيز كفاءة الطاقة من خلال عدد من المحاور؛ من بينها تحسين أداء أنظمة تهوية وتكييف المباني في محاولة لتحقيق التوازن بين توفير الكهرباء، وخلق بيئة داخلية صحية ومستدامة في الوقت نفسه.
وفي هذا الإطار، توصل الباحث المصري الدكتور إبراهيم رضا، بالتعاون مع فريق بحثي من جامعتي شيربروك وكونكورديا الكنديتين، إلى تقنية، اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة، لتحسين أداء التهوية وتعزيز كفاءة طاقة المباني.
ويضم الفريق البحثي الكندي كلًا من الدكتور ليون وانج، والدكتور تيد ستاتوبولوس، والدكتور أندرياس اثيينيتس، والمهندس إسلام علي من جامعة كونكورديا، والدكتور داهاي تشي من جامعة شيربروك.
تحسين جودة الهواء
يقول الباحث في دراسات جودة الهواء الداخلي وتعزيز كفاءة الطاقة في المباني بكلية الهندسة بجامعة شيربروك الكندية الدكتور إبراهيم رضا، إن تعزيز أنظمة التهوية يُسهِم في تعزيز كفاءة الطاقة من خلال تحسين تدفق الهواء وتقليل الكهرباء اللازمة لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء.
وأضاف رضا، في تصريحات خاصة إلى منصة الطاقة المتخصصة، أنه يمكن لأنظمة التهوية المُصممة جيدًا تحسين جودة الهواء الداخلي وتحقيق الاستدامة الشاملة للمبنى عن طريق الحد من الأثر البيئي المرتبط باستهلاك الكهرباء.
وتابع أن معايير البناء الأخضر تعطي الأولوية لجودة الهواء الداخلي كونه عنصرًا حاسمًا لتقليل الانبعاثات الكربونية وضمان إمدادات ثابتة من الهواء النقي لتوفير مساحات تعزز صحة قاطني المباني ورفاهيتهم.
تقييم أداء التهوية
أوضح الباحث المصري أنه بعد مرور 3 أعوام على جائحة كورونا ووفاة أكثر من 7 ملايين شخص -وفقًا لتقارير منظمة الصحة العالمية- بات تقييم أداء تهوية المباني أمرًا ضروريًا أكثر مما مضى لتقليل مخاطر الانتقال الفيروسي المحمول جوًا.
وأشار إلى أن التقييم الدقيق لأنظمة التهوية وقياس معدلات تغير الهواء لا يزالان يمثلان تحديًا كبيرًا للباحثين حول العالم.
وفي هذا الصدد؛ سلط رضا الضوء على أن طريقة التحلل بوساطة غاز التتبع (Decay method using tracer gas) تُعد إحدى أكثر الطرق انتشارًا لقياس معدلات تغير الهواء داخل المباني؛ نظرًا إلى سهولة استعمالها.
ولكنها غير دقيقة لأنها تفترض أن غاز التتبع يُخلط مع الهواء بشكل مثالي أو بنسبة عالية، وهو ما لا يحدث غالبًا؛ ما يجعل هذه الطريقة تعطي قيمًا أقل من قيم معدلات تغير الهواء الحقيقية.
حل فعّال ودقيق
قال الباحث الدكتور إبراهيم رضا، في تصريحاته إلى منصة الطاقة المتخصصة، إنه لإيجاد حلول للفرضية السابقة طُورت بعض نماذج الخلط مثل عامل الخلط (Mixing factor, K)، وفعالية توزيع المنطقة (zone distribution effectiveness, Ez) لتقليل عدم اليقين في هذا الافتراض.
ولكن -وفق الباحث- قيم عوامل الخلط قد أُعدت بطرق ذاتية وتقريبية وغير متسقة وفقًا لبعض المعايير العالمية مثل الجمعية الأميركية لمهندسي التدفئة والتبريد وتكييف الهواء والرابطة الأميركية للصحة الصناعية.
ودفع هذا الأمر فريقًا بحثيًا مشتركًا من كلية الهندسة بجامعتي شيربروك وكونكورديا في كندا إلى تقليل عدم اليقين في هذا الافتراض، وتقييم أداء تهوية المباني وقياس معدلات تغير الهواء بطريقة فعالة ودقيقة، لتعزيز كفاءة الطاقة في المباني.
وطور الفريق البحثي طريقة تحلل مُعدلة جديدة (MDM)، دمج خلالها مؤشر التوحيد المقترح (Ui) في طريقة التحلل الأصلية لتحديد كمية خلط الهواء غير الموحد ومن ثم تحسين تقدير معدلات تغير الهواء.
التحقق من الفرضية
تحقق الفريق البحثي من صحة الطريقة المقترحة بالتطبيق على فصل دراسي بأحد المباني المؤسسية التابعة لجامعة شيربروك باستعمال ثاني أكسيد الكربون بمثابة غاز تتبع.
وتمكّن من قياس الاختلافات المكانية لتركيزات ثاني أكسيد الكربون في مواقع مختلفة باستعمال نظام آلي لتحليل تركيزات غاز التتبع.
وفي وقت لاحق، قارن الفريق البحثي معدلات تغير الهواء المُقدرة بوساطة كل من طريقة التحلل الأصلية وطريقة التحلل المعدلة مع معدلات تغير الهواء المُقاسة.
ووجد الباحثون أن مؤشر التوحيد المُقترح قلل بشكل كبير من الخطأ الناجم عن افتراض الخلط الموحد لمعدلات تغير الهواء المقدرة باستعمال طريقة التحلل الأصلية من 26% إلى 3% المقدرة من قبل طريقة التحلل المُعدلة.
لذلك؛ يمكن استعمال طريقة التحلل المُعدلة عوضًا عن الطريقة الأصلية لتحسين أداء التهوية وتعزيز كفاءة الطاقة في المباني، ومن ثم ترشيد استهلاك الكهرباء لخلق بيئة صحية ومستدامة تدعم مبادئ المباني الخضراء.
موضوعات متعلقة..
- تحسين كفاءة الطاقة بالمساجد ذات الأسقف المقببة.. بحث مصري جديد
- تعزيز كفاءة الطاقة وخفض الكربون يحقّقان فوائد اقتصادية واجتماعية
- باحث مصري يتوصل لتقنية جديدة تعزز كفاءة الطاقة في المنازل
اقرأ أيضًا..
- تحذير من تعليق صادرات الغاز المسال الأميركي.. ووزارة الطاقة تطمئن الحلفاء
- أسعار الألواح الشمسية.. واقعها وأبرز العوامل المؤثرة في تحديدها (تقرير)
- تعليق صادرات الغاز المسال الأميركي من المحطات الجديدة.. بايدن يقلب الطاولة على أوروبا
- نقص الكهرباء يهدد الزراعة في واحة المُغرة المصرية.. والطاقة الشمسية غير كافية (تحقيق)
