برآورد بار برودتی ساختمان

/, مطالب کاربردی/برآورد بار برودتی ساختمان

برآورد بار برودتی ساختمان

برآورد بار برودتی ساختمان-قسمت چهارم

6-13 نفوذ هوا در تابستان

در تابستان، باد علت اصلی نفوذ هوای خارج به داخل ساختمان است. اثر معکوس دودکش ممکن است در ساختمان های بلند رخ دهد که در این صورت آن نفوذ هوا را در طبقات باا افزایش می دهد. معمولا نفوذ هوا از طریق درب هایی که به هوای خارج باز می شوند زیاد است. همچنین ورود و خروج ساکنان ساختمان موجب نفوذ هوا ه داخل ساختمان می شود.

به طور کلی نفوذ هوا در فصل تابستان کمتر از زمستان است. اما در ساختمان هایی که شیشه خارجی زیاد دارند و همچنین در مناطق بادخیز لازم است نفوذ هوا در تابستان نیز بررسی شود. اگزوزفن که هوای داخل ساختمان را به خارج تخلیه می کند، نفوذ هوا را افزایش می دهد. اما، دستگاه هواساز که هوای خارج را به داخل دمیده و موجب افزایش فشار هوای داخل ساختمان می شود، مقدار نفوذ را کاهش می دهد.

اگر هوای ساختمان دارای فشار مثبت است، نفوذ هوا را فقط برای طبقات بالا در نظر می گیرند. هوایی که به وسیله اگزوزفن به خارج تخلیه می شود، معمولا از طریق نفوذ از درزها جیگزین می شود، لازم است این نفوذ از درزهایی انجام شود که مشکل ایجاد نکند. نفوذ هوا در تابستان معمولا موجب افزایش گرمای محسوس و گرمای نهان ساختمان می شود. ورود رطوبت زیاد موجب کاهش نقطه شبنم دستگاه می شود. چگونگی محاسبه بار برودتی حاصل از نفوذ هوا در فصل چهارم کتاب بیان شده است.

6-14 تهویه

جزئیات محاسبه هوای مورد نیاز برای تهویه و بارهای محسوس و نهان تهویه در فصل چهارم تشریح شده است. یادآوری می شود که چنانچه هوای تهویه از طریق دستگاه هواساز تامین می شود بار هویه به بار دستگاه هواساز اضافه می شود(به جز درصد کوچکی از آن که به وسیله ضریب عبور مشخص می شود). در صورتیکه  از سیستم فن کویل استفاده شود تمام بار تهویه به بار اتاق اضافه می شود. پس از تعیین حجم هوای مورد نیاز برای تهویه، آن با حجم هوای نفوذ مقایسه و در صورتی که کوچکتر باشد، نیاز به تهویه نخواهد بود و در صورت بزرگتر بودن آن، تفاضل آنها حجم تهویه ساختمان را تشکیل خواهد داد.

هوای تهویه می تواند به صورت مکانیکی (اجباری) وارد و به طور طبیعی خارج شود یا برعکس طبیعی وارد و مکانیکی خارج شود و یا هم ورود و هم خروج هوا مکانیکی باشد.

6-15 گرمای حاصل از حضور افراد

بدن انسان با توجه به ترکیباتی که در آن صورت می گیرد، برای حفظ دمای خود در حدود 37 درجه سانتیگراد پیوسته نیاز به تبادل گرما با محیط خارج دارد. در تابستان مقدار گرمای خارج شده از بدن بستگی به نوع فعالیت فرد دارد. در حالت عادی بدن یک فرد بالغ در ساعت حدود 50 کیلوکالری گرمای محسوس و 50 کیلو کالری گرمای نهان با محیط خارج مبادله می کند. گرمای نهان به صورت تبخیر از سطح پوست و نیز از طریق تنفس به هوای خارج داده می شود. در مکانهای پرجمعیت مانند سالن اجتماعات، رستورانها و غیره بار برودتی حاصل از افراد قابل توجه می شود. در محاسبه بار حرارتی در فصل زمستان بار ناشی از حضور افراد به عنوان ضریب اطمینان در نظر گرفته می شود. در صورت تراکم زیاد افراد، این بار در زمستان نیز مورد بررسی قرار می گیرد.

6-16 بار برودتی سیستم روشنایی

چراغها توان الکتریکی دریافتی را به حرارت محسوس تبدیل می کنند. گرمای تولید شده به سه طریق به فضای اتاق داده می شود:

1)تابش به سطوح اطراف                   2)جابه جایی به هوای محیط                         3)هدایت به اجسام مجاور

اگر w توان الکتریکی مصرفی لامپ (معمولی یا فلئورسنت) باشد، مقدار گرمای تولید شده از روابط زیر به دست می آید:

Btu/hr

Btu/hr

در روابط فوق ضریب 3.4 برای تبدیل وات به Btu/hr و ضریب 1.25 برای وارد کردن اثر توان مصرفی در تذانس لامپ فلورسنت در محاسبات تولید گرما استفاده شده است. در لامپ های معمولی حدود 10% توان دریافتی لامپ به روشنایی (اشعه با طول موج خاص که حرارت نمی باشد) و بقیه به صورت حرارت در داخل حباب تبدیل می کند که 80% توا لامپ به وسیله تابش و فقط 10% توسط جابه جایی و هدایت به محیط اطراف منتقل می شود. چراغ های فلورسنت حدود 25% از توان دریافتی را به روشنایی تبدیل می کنند و حدود 25% به وسیله تابش به سطوح جدار از اطراف منتقل می شود، 50% باقیمانده از طریق هدایت و جابه جایی منتقل می شود. چنانکه در بالا بیان شد، علاوه بر اینها حدود 25% کل توان لامپ به صورت حرارت در ترانس لامپ مهتابی ظاهر می شود.

6-17 بار برودتی وسایل و تجهیزات

بیشتر وسایل و تجهیزات آشپزخانه ها، رستورانها، آزمایشگاهها و غیره هم گرمای نهان و هم گرمای محسوس به محیط اطراف خود می دهند. وسایل برقی مانند خشک کن ها و وسایل پخت و پز نیز ممکن است در انجام خدمات خود گرمای نهان به محیط بدهند. در اثر احتراق هیدروکربن ها نیز رطوبت تولید می شود.

برای انتقال گرما و گازهای مضر تولید شده به وسیله تجهیزات به خارج معمولا از هود استفاده می شود. یک هود با طراحی مناسب حدو 50% از گزمای تولیدی را به خارج هدایت می کند. برای اینکه هود موثر باشد لازم است فاصله کمی با دستگاه داشته باشد. هودهایی که در سقف نصب شوند بازده پایینی خواهند داشت. هودهایی که به طور طبیعی گازها را به خارج انتقال می دهند ضعیف می باشند و بهتر است از اگزوز فن استفاده شود. البته، این نفوذ هوا را افزایش خواهد داد. سعت هوا در یک هود با طراحی مناسب حدود 35 سانتی متر بر ثانیه است. بازده یک هود با طراحی مناسب 50% است.

تجهیزات مورد استفاده در ساختمان ها ممکن است گازسوز، برقی و یا ا بخار گرم شوند. گرمایی که به وسیله هریک از تجهیزات تولید می شود را می توان از کاتالوگ سازنده و یا از جداول مخصوص به دست آورد. این تجهیزات ممکن است به طور خودکار و یا دستی کنترل شوند. معمولا گرمای تولیدی از تجهیزات خودکار کمتر از وسایل با کنترل دستی می باشد. در موقع محاسبه بار برودتی تجهیزات باید توجه شود که در ساعت طرح کدامیک از وسایل و تجهیزات مشغول به کار می باشند.

6-18 انباشتگی گرمای تابشی- بار برودتی واقعی ساختمان

چنانچه بار برودتی ساختمان را مساوی گرمای لحظه ای وارد شده به آن فرض کرده و دستگاهها و سیستم تهویه مطبوع را براساس بار لحظه ای محاسبه و انتخاب کنیم، تجربه نشان می دهد دستگاه اضافه ظرفیت خواهد بود و ساختمان را بیش از آنچه که هدف طرح است، سرد می کند.مطالعات انجام شده نشان می دهد که دلیل آن می تواند انباشته شدن حرارت تابشی دریافتی در مطالح داخل ساختمان باشد. جدول زیر درصد انواع گرمای دریافتی ساختمان را نشان می دهد.

 

منبع گرمای دریافتی درصد تابشی درصد جابه جایی
خورشیدی بدون محافظ(پرده) داخلی 100
خورشیدی با محافظ داخلی 58 42
چراغهای معمولی 80 20
چراغهای فلورسنت 50 50
افراد(40% باقیمانده نهان است) 40 20
نفوذ و تهویه 100
انتقال حرارت 60 40
ماشین آلات و تجهیزات

(به دمای سطح آنها بستگی دارد)

20-80 80-20

مشاهده می شود، بخش بزرگی از گرمای ورودی به ساختمان به صورت تابشی است. اما، تمام این انرژی تابشی با ورود به ساختمان بلافاصله به بار برودتی یعنی باری که لازم است فورا به وسیله سیستم تهویه مطبوع به خارج برده شود، تبدیل نمی شود. زیرا انرژی تابشی با برخورد به اجسام داخل ساختمان از جمله جدار ساختمان، قسمتی جذب اجسام و جداره ها شده و دمای آنها را به بیش از دمای هوای مجاور آنها می رساند.حرارت جذب شده سپس به تدریج و با تاخیر زمانی به هوای اتاق برگشت کرده و شکل یک بار برودتی را به خود می گیرد. (البته ممکن است مقداری از آن به صورت هدایت از ساختمان به خارج منتقل شده و به بار برودتی تبدیل نشود.) نتیجه آنکه بین زمان ورود انرژی تابشی به ساختمان و زمان تبدیل به بار برودتی شدن آن فاصله می افتد.

این فاصله زمانی می تواند موجب شود که انرژی تابشی زمانی تبدیل به بار برودتی شود که مجموع بقیه بارها بیشینه نمی باشد. بنابراین، انباشتگی یا ذخیره گرما در مصالح ساختمان موجب کاهش بار برودتی بیشینه می شود. با کاهش یافته را بار برودتی واقعی می نامند. می توان بار برودتی واقعی را با استفاده از جداولی که ضریب انباشتگی بارهای تابشی مختلف را می دهند تعیین کرد. شکل 4-6 نمونه ای از انبار شدن شدن بار برودتی لحظه ای و نیز بار واقعی را نشان می دهد.

بار واقعی برای سیستم تهویه مطبوع

شکل 4-6 بار واقعی برای سیستم تهویه مطبوع

 

جدول 1-6 حرارت خورشیدی دریافتی از طریق شیشه معمولی برای عرض جغرافیایی 30 درجه

حرارت خورشیدی دریافتی از طریق شیشه معمولی برای عرض جغرافیایی 30 درج

 

جدول 2-6 حرارت خورشیدی دریافتی از طریق شیشه معمولی برای عرض جغرافیایی 40 درجه

حرارت خورشیدی دریافتی از طریق شیشه معمولی برای عرض جغرافیایی 40 درجه

 

جدول 3-6 ضرایب تخفیف حرارت خورشیدی از طریق شیشه های مختلف با و بدون کرکره داخلی 30 درجه

ضرایب تخفیف حرارت خورشیدی از طریق شیشه های مختلف با و بدون کرکره داخلی 30 درجه

جدول 4-6 ضرایب جذب، انتقال و بازتابش برای انواع شیشه و وسایل سایه کننده

ضرایب جذب، انتقال و بازتابش برای انواع شیشه و وسایل سایه کننده

 

جدول 5-6 زوایای ارتفاع و سطح افق خورشیدی

زوایای ارتفاع و سطح افق خورشیدی 

نمودار 1-6 ضرایب سایه از پهلو، بالا و ساختمان های مجاور

ضرایب سایه از پهلو، بالا و ساختمان های مجاور

 

جدول 6-6 اختلاف دمای معادل برای دیوارهای ساختمان

اختلاف دمای معادل برای دیوارهای ساختمان

 

جدول 7-6 اختلاف دمای معادل برای بام ساختمان

اختلاف دمای معادل برای بام ساختمان

 

جدول 8-6 تصحیحیات برای دماهای معادل

دماهای معادل

 

جدول 9-6 گرمای حاصل از حضور افراد

گرمای حاصل از حضور افراد

 

برگرفته از کتاب مهندسی تهویه مطبوع و حرارت مرکزی، دکتر محمد مقیمان

دانلود کامل PDF

 

مطالب مرتبط

برآورد بار برودتی ساختمان-قسمت اول

برآورد بار برودتی ساختمان-قسمت دوم

برآورد بار برودتی ساختمان-قسمت سوم

توسط |2019-07-25T09:52:31+03:30جولای 25th, 2019|مطالب آموزشی, مطالب کاربردی|بدون ديدگاه

در باره نویسنده :

ثبت ديدگاه