بلاگ

مفاهیم اولیه در آسایش حرارتی بخش سوم

مفاهیم اولیه در آسایش حرارتی بخش سوم

نویسنده: بهنام آسایش   |   دسته بندی: انرژی تجدیدپذیر   |   تاریخ انتشار: 11 تیر 1400

با توجه به استاندارد ASHRAE 55، درک افراد از آسایش حرارتی تا حد قابل توجهی به تجربه قبلی وابسته است. برای مثال، در یک روز خیلی گرم با دمای 40 درجه سانتی‌گراد هنگامی که وارد ساختمانی با هوای 28 درجه سانتی‌گراد می‌شوید؛ احساس راحتی می‌کنید اما پس از گذشت نیم ساعت، به تدریج احساس گرما میکنید.

این استاندارد ساختمان‌ها را برای بررسی آسایش حرارتی به دو دسته تقسیم می‌کند:

- ساختمان‌هایی که فضاهای آن با پنجره‌های بازشو تهویه می‌شوند.

  •  - ساختمان‌هایی که فضاهای آن با سیستم‌های مکانیکی تهویه می‌شوند.

دسته اول: ساختمان‌هایی که فضاهای آن با پنجره‌های بازشو تهویه می‌شوند

افرادی که در ساختمان‌های با تهویه طبیعی هستند؛ انتظارات کمتری برای رسیدن به بازه دمایی آسایش دارند که علت آن وابسته بودن شرایط هوای داخل به دمای هوای خارج و کنترل پنجره هاست. در عوض با تغییر در پوشش خود شرایط آسایش را فراهم می‌کنند. شکل صفحه بعد حدود قابل قبول دماهای داخلی و دمای متوسط ماهیانه هوا را با شرایط زیر نشان می‌دهد :

-فعالیت به میزان 1 تا 1/3 مت

-عدم تماس مستقیم فرد با آفتاب

-سرعت هوای کمتر از 0/2 متر برثانیه

-بدون لحاظ کردن نوع خاصی از پوشش

این حدود قابل قبول، منطقه آسایش حرارتی گفته می‌شود. متوسط دمای هوا و دمای تشعشعی را دمای عملکرد داخلی می نامند. همچنین متوسط دمای ماهیانه خارجی، برابر با متوسط دمای هر ساعت هوای خارج است و این اطلاعات را می‌توان از سازمان‌های دولتی نظیر هواشناسی تهیه کرد.

این منحنی تنها تا متوسط دمای ماهیانه 10 درجه سانتی‌گراد را نشان میدهد که بیانگر عدم ایجاد آسایش حرارتی قابل قبول توسط پنجره‌های بازشوی کنترلی، در اقلیم‌های سرد در فصل زمستان است. همچنین این منحنی حدود دمای عملکردی آسایش را با پذیرفتن 80% افراد (وضعیت نرمال) و باند باریک‌تری برای ایجاد یک استاندارد بالاتر آسایش یا همان پذیرفتن 90% افراد، نشان می‌دهد. برای مثال، در مکانی که حداکثر دمای متوسط ماهانه آن در فصل تابستان 20 درجه سانتی‌گراد است، بازه دمایی قابل قبول برای 80% افراد بین  20/5 تا 27/5 درجه سانتی‌گراد قرار دارد. توجه داشته باشید که وضعیت نرمال نشان می‌دهد که 20% افراد (1نفر در هر 5 نفر) شرایط گرمایی را قابل قبول نمی‌دانند.

حدود قابل قبول دمای داخلی و دمای تشعشعی

دسته دوم: ساختمان‌هایی که فضاهای آن با سیستم‌های مکانیکی تهویه می‌شوند

فضاهایی که با سیستم‌های مکانیکی تهویه شده اند، به سه کلاس تقسیم می‌شوند :

-کلاس A (آسایش زیاد)

-کلاس B (آسایش نرمال)

-کلاس C (آسایش استاندارد)

استاندارد ASHRAE 55، تنها شامل منحنی‌های آسایش حرارتی برای فضاهای کلاس B است. برای محاسبه شرایط آسایش برای کلاس‌های A  و C طراح از برنامه کامپیوتری پایه که در ضمیمه D این استاندارد ارائه شده است، استفاده می‌کند. لازم به ذکر است که حدود حرارتی کلاس B (شرایط نرمال) براساس پذیرفتن 80% افراد است.

حدود قابل قبول دمای داخلی و دمای تشعشعی و رطوبت فضاها برای تأمین معیارهای فوق‌الذکر

معیارهای آسایش حرارتی کلاس B

این استاندارد چارت سایکرومتریکی را با شرایط قابل قبول فضای کلاس B در شکل ارایه می‌کند:

-فعالیت به میزان 1 تا 1/3 مت

-لباس به میزان 0/5 تا 1 کِلو

-سرعت هوای کمتر از 0/2 متر بر ثانیه

عدم تماس مستقیم با نور آفتاب

برای فضاهایی که در تابستان داشتن سطح پوشش 0/5 کلو قابل قبول و رطوبت طراحی بین 40 تا 50 % است، منطقه آسایش حرارتی بین خطوط پر این چارت است.

به خاطر داشته باشید که این چارت بیانگر شرایط قابل قبول 80% افراد است، هر چند در حالت ایده آل 100% افراد این شرایط گرمایی را قابل قبول می‌دانند. در بیشتر موارد برخی از افراد محدودیت‌هایی نسبت به پوشیدن لباس دارند. حالت ایده‌آل (اما بسیار پرهزینه) تامین آسایش حرارتی، این است که دمای آسایش هر فرد را به صورت جداگانه تامین کنیم، به همین دلیل حالت نرمال را برای تامین شرایط آسایش انتخاب می‌کنیم.

محدوده قابل قبول دمای عملکرد و متوسط سرعت هوا برای منطقه آسایش نشان داده شده در شکل قبل، در نسبت رطوبت 10 %

مدیریت تحت شرایط کمتر از شرایط ایده‌آل

چارت‌های قبل براساس شرایط ایده ال هستند، شرایطی که همیشه وجود ندارند. استاندارد ASHRAE جزییات قابل توجهی از محدودیت‌های شرایط غیر ایده‌آل را در نظر می‌گیرد که آنها را به طور خلاصه معرفی می‌کنیم.

سرعت هوا:  افزایش سرعت جریان هوا در مجاورت یک جسم، باعث خنکی آن می‌شود. حتی می‌توان با این افزایش سرعت هوا، حدود دمایی منحنی آسایش را تا   3 درجه سانتی‌گراد افزایش داد و زمانی که سرعت هوا تحت کنترل فرد و کمتر از 0/8 متر بر ثانیه باشد، در واقع بدین معناست که منحنی آسایش را تا  3 درجه سانتی‌گراد به سمت راست جابجا می‌کند.

کوران: عدم آسایش ناشی از کوران هوا به دمای هوا، سرعت و اغتشاش جریان هوا بستگی دارد. در حالت کلی هر چقدر جریان هوا آرام‌تر باشد، کمتر موجب صلب آسایش می‌شود، در حقیقت باعث جلب توجه نمی‌شود. مردم نسبت به کوران هوای سرد بسیار حساس‌تر ازکوران هوای گرم هستند.

منطقه آسایش تابستانی و زمستانی
منطقه آسایش بر اثر وزش باد (در صورت استفاده از پنکه) به سمت راست نمودار سایکرومتریک جا به جا می شود.
منطقه آسایش در صورت استفاده از تهویه طبیعی (باز کردن پنجره) جا به جا می شود.

مدیریت تحت شرایط کمتر از شرایط ایده‌آل

اختلاف دمای عمودی: این اختلاف دما بین کف و سقف به دلیل چگالی کمتر هوای گرم و تمایل به بالا رفتن آن است که باعث خنک شدن بخش پایینی یک فضا می‌شود. بسیاری از ساختمان‌های مناطق سرد به دلیل جنس نامناسب کف یا عایق ضعیف آن دارای زمینی سرد هستند که هوای سرد، درست در فاصله‌ی کمی از آن قرار دارد. این اختلاف دمای هوا از سر تا پا تا زمانی قابل قبول است که از 3 درجه سانتی‌گراد تجاوز نکند.

دمای سطح زمین:  این دما برای افرادی که کفش پوشیده‌اند و روی زمین ننشسته‌اند باید در بازه‌ 19 درجه سانتی‌گراد تا 29 درجه سانتی‌گراد باشد. کمیت (حداکثر دمای کف) باعث ایجاد محدودیت‌هایی در مقدار گرمای تولید شده توسط زمین گرم یا سیستم‌های گرمایش از کف می‌شود. باید توجه کرد که زمین سرد می‌تواند تامین شرایط آسایش حرارتی را غیر ممکن سازد.

مدیریت تحت شرایط کمتر از شرایط ایده‌آل

سیکل تغییرات دما: فضایی که توسط یک ترموستات قطع و وصلی (که دارای عکس العمل کندی در برابر تغییرات دما است)، کنترل می‌شود، بازه‌ی دمایی زیادی را در یک زمان کوتاه تجربه می‌کند. این قضیه به معنای تغییر دمای ناگهانی هوا است که موجب سلب آسایش ساکنان می‌شود. درکل وقتی سیکل تغییر دما به صورت نسبتاً منظم با سیکل زمانی کمتر از 15 دقیقه تغییر کند، نباید اختلاف دما بیشتر از 1 درجه سانتی‌گراد شود.

تغییرات دمای تشعشعی: تغییرات دمای تشعشعی در بازه‌ی معینی قابل قبول است. در حالت کلی، مردم یک دیوار گرم را به طور کامل می‌پذیرند، ولی سقف‌های گرمی که دمای تشعشعی‌شان بیش از 5 درجه سانتی‌گراد از دمای تشعشعی کل بالاتر است از منابع سلب آسایش حرارتی به حساب می‌آیند. یک سقف با عایق ضعیف در اقلیم‌های گرم و آفتابی، به دلیل دمای تشعشعی زیاد، موجب عدم آسایش حرارتی می‌شود.

 

برچسب ها

  • آسایش حرارتی
  • PMV
  • شبیه سازی آسایش حرارتی
  • ضریب لباس
  • شاخص آسایش حرارتی
  • فنگر
  • سرعت هوا

دیدگاه کاربران

ارسال دیدگاه شما

برای ثبت دیدگاه لطفا وارد وبسایت شوید.