Annual net-zero electricity feasibility of Riyadh villas depends more on subdivision into separate dwellings than on the 2024 massing rules
यह अध्ययन दर्शाता है कि रियाद के विला के लिए, संपत्तियों को कई आवासों में विभाजित करना 2024 के मासिंग नियम परिवर्तनों की तुलना में वार्षिक नेट-जीरो बिजली स्थिति प्राप्त करने में काफी अधिक प्रभाव डालता है, जो मुख्य रूप से फ्लोर एरिया बढ़ाते हैं लेकिन सेटबैक बाधाओं के कारण सौर पैनल क्षमता में सीमित लाभ प्रदान करते हैं।
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सऊदी अरब के धूप से सराबोर शहरों में, एकल-परिवार वाले घर, जिन्हें स्थानीय रूप से 'विला' के रूप में जाना जाता है, आवास का प्रमुख रूप हैं। इन संरचनाओं को अत्यधिक गर्मी को बाहर रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जबकि अंदर ठंडक बनाए रखने के लिए वे एयर कंडीशनिंग पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं, एक ऐसी प्रक्रिया जो देश की बिजली का एक बड़ा हिस्सा उपभोग करती है। जैसे-जैसे देश अपने ऊर्जा उपयोग को अपने पर्यावरणीय लक्ष्यों के साथ संतुलित करने की कोशिश कर रहा है, एक महत्वपूर्ण प्रश्न उभरा है: क्या ये घर साल भर में खुद को पूरी तरह से बिजली देने के लिए अपनी छत पर लगे सौर पैनलों से पर्याप्त बिजली उत्पन्न कर सकते हैं? यह अवधारणा, जिसे 'नेट-जीरो एनर्जी' (शुद्ध-शून्य ऊर्जा) के रूप में जाना जाता है, इस बात पर निर्भर करती है कि एक घर कितनी ऊर्जा का उपयोग करता है और उसकी छत कितनी धूप पकड़ सकती है, इसके बीच एक नाजुक संतुलन। हालाँकि, इमारत का आकार और उसके निर्माण को नियंत्रित करने वाले नियम इस संतुलन में बड़ी भूमिका निभाते हैं। एक छत जो बड़ी तो है लेकिन स्वयं इमारत या पड़ोसियों द्वारा भारी छायांकित है, वह एक छोटी, धूप वाली छत की तुलना में बहुत कम बिजली पैदा करेगी।
2024 में, सऊदी सरकार ने इन विलाओं के निर्माण के नियमों को अपडेट किया, जिससे बड़े घरों की अनुमति मिली और एक ही भूखंड को अलग-अलग, स्वतंत्र अपार्टमेंट में विभाजित करने की अनुमति दी गई। इसका उद्देश्य आवास घनत्व को बढ़ाना और अधिक रहने की जगह प्रदान करना था। एक शोधकर्ता ने यह परीक्षण करने के लिए एक अध्ययन शुरू किया कि क्या ये नए, बड़े और अधिक घने घर अभी भी उस लक्ष्य को प्राप्त कर सकते हैं जिसमें वे अपनी बिजली स्वयं उत्पन्न कर सकें। उन्होंने रियाद के एक विशिष्ट विला का एक विस्तृत डिजिटल मॉडल बनाया और हजारों विविधताओं का अनुकरण (सिमुलेशन) किया ताकि यह देखा जा सके कि नए नियम सौर ऊर्जा उत्पादन की मात्रा और घर की आवश्यकता वाली ऊर्जा के बीच के संतुलन को कैसे प्रभावित करते हैं। उन्होंने नए नियमों की विशिष्ट आवश्यकताओं को भी ध्यान में रखा, जैसे कि रखरखाव के लिए सौर पैनलों और छत के किनारों के बीच अनिवार्य अंतराल, और इमारत के अपने ऊपरी स्तरों तथा पड़ोसी संरचनाओं द्वारा डाली जाने वाली छाया।
शोधकर्ता ने पाया कि नए निर्माण नियम, हालांकि अधिक फर्श क्षेत्र जोड़ने में सफल रहे, लेकिन उन्होंने सौर पैनलों के लिए बहुत अधिक जगह नहीं जोड़ी। क्योंकि नियम यह आवश्यक बनाते हैं कि इमारतें संपत्ति की सीमाओं से एक निश्चित दूरी पर रहें, इसलिए मुख्य रहने वाला क्षेत्र अक्सर कुल भूखंड के आकार के बजाय इन अंतरालों द्वारा सीमित होता है। जब नए नियमों ने ऊपरी-स्तर के विस्तार को बड़ा करने की अनुमति दी, तो इसने वास्तव में उस मुख्य छत को ढक दिया जहाँ सौर पैनल रखे जा सकते थे। फलस्वरूप, एक एकल-परिवार वाले घर के लिए, अपनी जरूरतों को पूरा करने के लिए पर्याप्त बिजली उत्पन्न करने की क्षमता नए नियमों के तहत बहुत कम बदली। सौर ऊर्जा उत्पादन और ऊर्जा उपयोग का अनुपात केवल एक मामूली अंतर से बदला, जिसका अर्थ है कि नए नियमों ने एकल-परिवार वाले विला के ऊर्जा स्वतंत्रता के मार्ग में न तो विशेष रूप से मदद की और न ही बाधा डाली।
हालाँकि, कहानी तब नाटकीय रूप से बदल गई जब शोधकर्ता ने यह देखा कि क्या होता है जब एक एकल विला को कई अलग-अलग घरों में विभाजित किया जाता है। अध्ययन से पता चला कि एक भूखंड में रहने वाले परिवारों की संख्या खुद इमारत के आकार से कहीं अधिक महत्वपूर्ण थी। जब एक घर को तीन अलग-अलग आवासों में विभाजित किया गया, तो बिजली की कुल मांग आसमान छू गई क्योंकि प्रत्येक परिवार को अपने स्वयं के कूलिंग, उपकरणों और गर्म पानी की आवश्यकता थी, फिर भी सौर पैनलों के लिए उपलब्ध छत का क्षेत्रफल वही रहा। सिमुलेशन ने दिखाया कि एक भूखंड जो एक नेट-जीरो एकल-परिवार घर का समर्थन करने के लिए पर्याप्त बड़ा था, वह अचानक तीन परिवारों के लिए बहुत छोटा हो गया, यहाँ तक कि सबसे कुशल उपकरणों के साथ भी। 400 वर्ग मीटर के भूखंड के लिए, एक एकल घर आसानी से नेट-जीरो स्थिति प्राप्त कर सकता था, लेकिन दो और परिवारों को जोड़ने से आवश्यक भूमि का आकार काफी बढ़ गया, एक ऐसे बिंदु तक जहाँ उपलब्ध छत का क्षेत्रफल संयुक्त मांग को पूरा करने के लिए पर्याप्त बिजली उत्पन्न नहीं कर सका।
शोधकर्ता ने यह भी खोजा कि उपयोग किए जाने वाले एयर कंडीशनिंग सिस्टम का प्रकार परिणामों में बड़ा अंतर पैदा करता है। उनके मॉडलों ने सुझाव दिया कि यदि घरों में उन्नत, वेरिएबल-स्पीड सिस्टम के बजाय मानक, सिंगल-स्पीड कूलिंग यूनिट्स का उपयोग किया जाता है, तो ऊर्जा की मांग अधिक होगी, जिससे नेट-जीरो स्थिति तक पहुँचना और भी कठिन हो जाएगा। सबसे चुनौतीपूर्ण परिदृश्यों में, जहाँ छत पानी की टंकियों और एयर कंडीशनिंग इकाइयों से भरी हुई थी, शोधकर्ता ने पाया कि तीन परिवार 400 वर्ग मीटर के भूखंड पर नेट-जीरो ऊर्जा प्राप्त नहीं कर सकते थे, जब तक कि वे अपने रहने के स्थान का एक बड़ा हिस्सा त्याग न दें। विशेष रूप से, इसे संभव बनाने के लिए, ऊपरी-स्तर के विस्तार को बहुत छोटा करना होगा, जिससे उस अतिरिक्त फर्श क्षेत्र का बलिदान होगा जिसे नए नियमों द्वारा प्रदान करने के लिए बनाया गया था।
अंततः, अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि इन घने, विभाजित घरों को ऊर्जा-स्वतंत्र बनाने की कुंजी निर्माण नियमों में नहीं, बल्कि इस बात में है कि छत की योजना शुरुआत से ही कैसे बनाई जाती है। शोधकर्ता ने पाया कि सबसे प्रभावशाली कारक यह था कि रखरखाव के रास्तों और उपकरणों को ध्यान में रखने के बाद छत का वास्तव में कितना हिस्सा उपयोग योग्य है। यदि छत सेवाओं या स्वयं इमारत की संरचना से अव्यवस्थित है, तो सौर ऊर्जा की क्षमता तेजी से गिर जाती है। निष्कर्ष बताते हैं कि विभाजित विलाओं के लिए नेट-जीरो घर के रूप में काम करने के लिए, वास्तुकारों और योजनाकारों को छत को एक समर्पित ऊर्जा-उत्पादक सतह के रूप में प्राथमिकता देनी चाहिए, शायद सभी यांत्रिक उपकरणों को छायांकित क्षेत्रों में समूहित करके शेष छत को पैनलों के लिए खाली छोड़ देना चाहिए। इस सावधानीपूर्वक योजना के बिना, आवास का बढ़ता घनत्व संभवतः उस बिजली को उत्पन्न करने की क्षमता से आगे निकल जाएगा जिसकी उसे चलाने के लिए आवश्यकता होती है।
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