برآورد بار برودتی ساختمان

//برآورد بار برودتی ساختمان

برآورد بار برودتی ساختمان

برآورد بار برودتی ساختمان-قسمت دوم

6-6 حرارت خورشیدی دریافتی از شیشه معمولی پنجره ها

در جدول 1-6 و 2-6 مقدار حرارت خورشیدی دریافتی از یک فوت مربع شیشه معمولی در یک ساعت با زاویه تابش 30 درجه را برای جهت های مختلف پنجره، ماههای مختلف سال، تمام ساعات روز و به ترتیب عرض های 30 و 40 درجه شمالی نشان داده می شوند. مقادیر داده شده در جداول 1-6 و 2-6 شامل حرارت تابش های مستقیم و پخش و نیز آن قسمت از حرارت جذب شده توسط شیشه و وارد شونده به اتاق می باشند. در مقادیر جداول 1-6 و 2-6 انتقال حرارتی که در اثر اختلاف دمای هوای دو طرف شیشه از ضخامت آن عبور کرده و وارد اتاق می شود، منظور نشده است. جداول 1-6 و 2-6 براساس شرایط زیر ساخته شده است:

  • قاب پنجره چوبی است (85% پنجره شیشه و بقیه آن چوب)
  • عدم وجود مه و گرد و غبار در هوا
  • دمای نقطه شبنم سطح دریا 66.8 درجه فارنهایت.

در شرایطی غیر از آنچه که بیان شد، باید با استفاده از ضرایب تصحیح ارائه شده در سطر پایین جداول 1-6 و 2-6، مقادیر خوانده شده از این جداول تصحیح گردد. همچنین لازم به ذکر است که:

  • مقادیر درشت نوشته شده در جداول 1-6 و 2-6 بیان کننده حرارت خورشیدی دریافتی بیشینه در آن ماه برای جهتی است که پنجره در معرض آن است.
  • مقادیر درشتی که در داخل یک مستطیل نوشته شده بیان کننده حرارت خورشیدی دریافتی بیشینه سالیانه برای جهتی است که پنجره در معرض آن است. (لازم به توضیه است که در کتاب هندبوک کریر جداول مشابه برای عرض های جغرافیایی از صفر درجه تا 50 درجه داده شده است. با توجه به اینکه شهرهای ایران در عرضهای جغرافیایی بین حدود 30 و 40 درجه شمالی است، در این کتاب از این دو جدول استفاده شده است).

6-6-1 توضیحات برای مقادیر جداول 1-6 و 2-6

در بخش 6-6 شرایطی که بر اساس آنها جداول 1-6 و 2-6 ساخته شده اند را دیدیم. در صورتیکه شرایط محل مورد نظر با شرایط جدول مذکور متفاوت باشد، لازم است مقادیر خوانده شده از دو جدول فوق تصحیح گردد.

تصحیح برای قاب فلزی: برای حالتی که قاب پنجره فلزی است یا به طور کلی پنجره قاب نداشته باشد مقادیر خوانده شده از جدول 2-6 در مقدار  ضرب می شود.

تصحیح برای ارتفاع: منطقه در ارتفاع حدود 1000 فوت از سطح دریا قرار دارد. طبق آنچه در سطر آخر جدول 2-6 بیان شد لازم است برای هر 1000 فوت اختلاف ارتفاع از سطح دریا مقدار 0.7 درصد مقادیر خوانده شده از جدول 2-6 به آنها اضافه شود.

تصحیح برای نقطه شبنم: در صورت کاهش دمای نقطه شبنم از 66.8 یا تقریبا 67 درجه فارنهایت، برای هر 10 درجه فارنهایت کاهش، مقدار 7% عدد خوانده شده لز جدول به آن اضافه می شود و در صورت افزایش از مقدار فوق برای هر 10 درجه فارنهایت افزایش، مقدار 7% آن از آن کسر می گردد، بنابراین:

71.8-66.8=5⁰F

= ضریب تصحیح نقطه شبنم

تصحیح برای مه (گرد و غبار): با توجه به اینکه گفته شده مقدار مه در منطقه قابل توجه است، بنابراین 15% مقادیر خوانده شده از جدول باید از آنها کسر گردد:

0.85=1-0.15= ضریب مه

در نتیجه، حرارت خورشیدی دریافتی از یک فوت مربع پنجره در یک ساعت به صورت زیر تصحیح می شود:

158.5 = (0.85)(0.965)(1.007)(1.17)(164)= حرارت خورشیدی دریافتی تصحیح شده

6-7 شیشه های غیرمعمولی

شیشه های غیر معمولی اغلب

حرارت خورشیدی بیشتری جذب می کنند زیرا:

الف: ممکن است دارای ضخامت بیشتر باشند.

ب: ممکن است مخصوصا از جنس جاذب حرارت ساخته شده باشند.

بنابراین به طور کلی این شیشه ها ورود حرارت خورشیدی را به داخل اتاق کاهش می دهند. در شکل 2-6 عکس العمل شیشه 52% جاذب حرارت در مقابل شعاع خورشید با زاویه 30 درجه نشان داده شده است.

 

 

شکل 2-6 عکس العمل شیشه 52% جاذب حرارت در مقابل شعاع خورشیدی

با توجه به شکل 2-6 حرارت خورشیدی وارد شده به اتاق به صورت زیر به دست می آید:

=حرارت وارد شده به اتاق (0.4*0.52R) + 0.43R

بنابراین ضریب دریافتی حرارت خورشیدی از طریق شیشه 0.52 جاذب حرارت نسبت به شیشه معمولی می شود:

این ضریب تخفیف در اعداد خوانده شده از جداول 1-6 و 2-6 ضرب می شود تا حرارت خورشیدی دریافتی از شیشه 52% جاذب حرارت به دست آید. ضرایب تخفیف برای شیشه های مختلف در جدول 3-6 داده شده است.

6-8 وسایل تولید سایه

این وسایل برای جلوگیری از تابش مستقیم خورشید به داخل ساختمان و به طور کلی برای کاهش گرمای دریافتی از خورشید استفاده می شوند. وساتیل سایه کننده ممکن است در داخل یا خرج ساختمان نصب شوند. اثر وسیله سایه کننده بستگی به توانایی آن در دور نگهداشتن حرارت خورشیدی از فضای مورد نظر دارد. تمام وسایل سایه کننده قسمت مهمی از حرارت خورشیدی را بازتابش یا جذب می کنند و مقدار کمی را برای عبور باقی می گذارند. وسایل سایه کننده واقع در خارج از اتاق بسیار موثرتر از وسایل سایه کننده داخل است. زیرا اولا تمام حرارت خورشیدی بازتابش شده دور می شود، ثانیا گرمای جذب شده آن به هوای خارج پراکنده می شود. وسایل سایه کننده داخلی گرمای جذب شده خود را ناچارا به هوای داخل اتاق می دهند و قسمتی از حرارت خورشیدی بازتابش شده به وسیله آنها نیز به هوای اتاق برمی گردد.

6-8-1 محاسبه ضریب تخفیف برای پنجره با وسیله سایه کننده داخلی

به طور کلی ضریب تخفیف یا ضریب سایه برای ترکیب شیشه معمولی با یک وسیله سایه کننده داخلی مانند پرده یا کرکره از رابطه زیر به دست می آید:

ضریب تخفیف

که در رابطه بالا:

a = ضریب جذب انرژی خورشیدی

t = ضریب انتقال انرژی خورشیدی

r = ضریب بازتابش انرزی خورشیدی

g = شیشه

sd = وسیله سایه کننده

0.88=ضریب تبدیل برای شیشه معمولی

مقادیر a، t و r برای انواع مختلف وسایل سایه کننده در جدول 4-6 داده شده است.

تذکر 1: برای پرده های پارچهای رابطه 1-6 به علت وجود هوای گرم بین شیشه و پرده به صورت زیر تغییر می کند:

تذکر 2: ضریب انتقال حرارت u برای شیشه معمولی که با پرده 100% پوشیده شده باشد، به صورت زیر می شود:

U=0.80

در جداول 3-6 و 4-6 ضرایب تخفیف برای انواع شیشه و ترکیب آنها با پرده کرکره داخلی داده شده است. جدول 3-6 براساس شرایط زیر ساخته شده است:

  • ضرایبمقاومت لایه هوای داخل و خارج شیشه برای سرعت باد در داخل 100 تا 200 فوت بر دقیقه و در خارج 5 مایل در ساعت.
  • زاویه تابش اشعه خورشید 3 درجه (آن زاویه ای است که در آن حرارت خورشیدی در بیشتر جهت ها بیشینه می شود).
  • تمام وسایل سایه کننده کاملا کشیده شده باشند.
  • کرکره های افقی متحرک در زاویه 45 درجه قرار داشته باشند.

مقادیر به دست آمده از جداول 3-6 و 4-6 برای ضرایب تخفیف در اعداد خوانده شده از جداول 1-6 و 2-6 (در صورت لزوم بعد از تصحیح ) ضرب می شود تا حرارت خورشیدی دریافتی برای انواع شیشه و نیز ترکیب آنها با پرده و کرکره تعیین شود.

6-9 سایه ناشی از جدار خارجی پهلو و بالای پنجره ها

تما پنجره ها کم و بیش به وسیله جدار نزدیک آنها سایه می شوند.سایه ناشی از عوامل خارجی موجب کاهش حرارت خورشیدی دریافتی پنجره ها می شود زیرا قسمت های سایه شده تحت اثر تابش مستقیم خورشید قرار نداشته و فقط حرارت تابش پخش بر آنها موثر است. مقدار سایه بستگی به موقعیت خورشید در آسمان نسبت به ساختمان دارد. بنابراین برای تعیین سطح سایه ایجاد شده روی پنجره ها ابتدا ازم است محل و موقعیت خورشید در فضا مشخص شود. موقعیت خورشید در آسمان به وسیله دو زاویه مشخص می شود:

  • زاویه ارتفاع (اوج) خورشیدی
  • زاویه سطح افق (سمت) خورشیدی

دو زاویه مذکور در شکل 3-6 نشان داده شده است.

  • زاویه ارتفاع خورشیدی زاویه ای است در یک صفحه قائم بین یک شعاع مستقیم خورشید و یک صفحه افقی که از نقطه واقع در روی زمین می گذرد.
  • زاویه سطح افق خورشیدی زاویه ای است که در یک صفحه افقی بین جهت شمال و صفحه قائمی که از خورشید و نقطه روی زمین می گذرد.

محل خورشید نسبت به نمای یک دیوار به وسیله زاویه ارتفاع خورشیدی و زاویه سطح افق خورشیدی دیوار تعیین می شود. زاویه سطح افق خورشیدی دیوار عبارت است از زاویه ای در سطح افقی بین عمود بر دیوار و صفحه قائمی که از خورشید و نقطه روی زمین می گذرد.

شکل 3-6 زوایای خورشیدی

زوایای خورشیدی در جدول 5-6 برای ساعات مختلف روز در همه ماههای سال داده شده است. سایه ایجاد شده در کنار پنجره می تواند از زاویه سطح افق خورشیدی دیوار و سایه ایجاد شده در بالای پنجره می تواند از ترکیب زاویه ارتفاع خورشیدی سطح افق خورشیدی دیوار بدست آید.

نمودار 1-6 برای تعیین ضرایب سایه از پهلو و بالای پنجره ها که به وسیله جدار اطراف و سایبان های بالای پنجره ایجاد می شود، ساخته شده است.

6-9-1 تعیین ضرایب سایه از نمودار 1-6

روش تعیین سایه از پهلو و سایه از بالا با استفاده از نمودار 1-6 به شرح زیر است:

  1. زوایای سطح افق خورشیدی و ارتفاع خورشیدی را از جدول 5-6 تعیین کنید.
  2. زاویه سطح افق خورشیدی را روی مقیاس واقع در قسمت بالایی چارت مشخص کنید.
  3. به طور افقی پیش روید تا به جهت مورد نظر (شمال، جنوب، جنوب شرقی…) برسید.
  4. به طور قائم پایین روید تا به مقیاس ضریب سایه از پهلو برسید و ضریب سایه از پهلو را بخوانید.
  5. عمق جدار مجاور پنجره (از نقشه پلان) را در ضریب خوانده شده از مقیاس سایه از پهلو ضرب کنید تا عرض سایه از پهلو به دست آید.
  6. زاویه ارتفاع خورشیدی را روی مقیاس پایین نمودار 1-6 (سمت چپ) پیدا کنید.
  7. به طور افقی حرکت کنید تا به خط شیبدار (45 درجه) مربوط به ضریب سایه از پهلو که در شماره 4 به دست آمد برسید.
  8. به طور قائم پایین روید تا مقیاس ضریب سایه از بالا قطع شود.
  9. عمق سایبان را در ضریب خوانده شده از مقیاس ضریب سایه از بالا ضرب کنید تا عرض سایه از بالا به دست آید.

 

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

ادامه مطلب…

دانلود کامل PDF

 

مطالب مرتبط

برآورد بار برودتی ساختمان-قسمت اول

برآورد بار برودتی ساختمان-قسمت سوم

جدول ها

 

توسط |2019-07-25T10:02:36+03:30جولای 15th, 2019|مطالب آموزشی|بدون ديدگاه

در باره نویسنده :

ثبت ديدگاه