اصول محاسبات بارهای برودتی

[Mr. Specific 43573]

بار برودتی مقدار گرمایی است که ساختمان در روز طرح فصل تابستان در واحد زمان می گیرد. برخلاف بار حرارتی ساختمان که عوامل بوجود آورنده آن محدود است، مؤلفه های تشکیل دهنده بار برودتی متعدد و شامل عوامل مختلف در داخل و خارج ساختمان می باشد. قدم اول در طراحی سیستم های برودتی، بررسی اولیه شرایط ساختمان می باشد.

1) تعیین شرایط آب و هوایی، طرح خارج

2) تعیین شرایط طرح داخل طبق منحنی آسایش

3) جنس دیوارها و مقاومت حرارتی

4) جهت ساختمان در مقابل باد یا خورشید

5) موقعیت ساختمان نسبت به ساختمانهای اطراف

6) نحوه تابش آفتاب

7) مشخصات پنجره ها (ابعاد، قاب، مواد تشکیل دهنده، تعداد جدارشیشه ها)

8) تعداد افراد حاضر در ساعت طرح و نوع فعالیت و مدت زمان حضور

9) سیستم روشنایی

10) مشخصات وسائل برق و حرارتی

11) مشخص بودن بهره برداری از فضا

12) تعیین مسیر کانال کشی ها و جایگاه تجهیزات

13) بررسی نحوه نصب تجهیزات

14) تعیین مشخصات سیستم های برق و آب

15) سیستم فاضلاب

16) بررسی فنداسیون ها

17) بررسی کدهای بین المللی و محلی برای اجرای پروژه

 

4-2- اجزاء باربرودتی:

مشابه بار حرارتی، بار برودتی هم برای ساعت و روز طرح در تابستان مطرح می شود و به صورت گرمای محسوس و نهان خواهد بود که می توان آن را به دو قسمت کلی تقسیم کرد:

 

الف) بارهای دریافتی از خارج ساختمان:

1) بار تابش خورشیدی بر پنجره ها

2) بار تابش خورشید بر جدار غیر شفاف ساختمان

3) اختلاف دمای داخل و خارج ساختمان

4) بار نفوذ هوای خارجی

 

ب) بارهای تولید شده در داخل ساختمان:

1) بار برودتی ناشی از حضور افراد (تعریق (نهان) ، تشعشع و همرفت)

2) بار سیستم روشنایی

3) باردستگاه ها و وسائل حرارتی (حرارت بصورت محسوس و نهان است) در صورت استفاده از هود مناسب، به مقدار قابل توجهی از این بار کم می شود.

4) بار موتورهای الکتریکی (یخچال و….)،حرارت تولیدی محسوس است.

5) بار لوله ها و تانکهای داغ

6) بارهای متفرقه (عبور کانال از منطقه و …)

4-3- حرارت خورشیدی

فاصله خورشید تا زمین در نیمکره شمالی در تابستان کمتر از زمستان است. اما علت اینکه در زمستان انرژی کمتری نسبت به تابستان به زمین می رسد، تابش خورشید به زمین در زمستان بصورت مایل و در تابستان بصورت عمود است. در زمستان گر چه فاصله خورشید تا زمین کمتر از فصول دیگر سال است، اما به علت تابش مایل، بیشتر انرژی آن در برخورد با لبه بیرونی اتمسفر ( یا جو زمین) بازتابش یا جذب شده و از شدت تابش آن به زمین کاسته می شود.

در زاویه 30 درجه تابش، بیشترین تابش از شیشه ها وارد فضای داخل می شود. زیرا چنانچه زاویه تابش از30 درجه کمتر باشد حرارت بیشتری توسط اتمسفر جذب می شود و اگر بیشتر از30 درجه باشد درصد بیشتری از انرژی تابیده شده بازتابش می شود.

بخش بزرگی از اشعه های خورشیدی در برخورد با ذرات مختلف به فضای ماورا اتمسفر باز تابش میکند و یک بخش هم توسط خود اتمسفر جذب می شود. بخشی از اشعه خورشید هم در داخل محیط پراکنده می شود. حرارت خورشیدی وارد شده به شیشه پنجره ها، بستگی به موقعیت آن در روی سطح زمین، روز، ساعت، جهت و موانع مختلف بستگی دارد.

4-4- عکس العمل شیشه ها:

شیشه های معمولی بخش کوچکی از حرارت خورشیدی را جذب ( 5 تا 6 درصد) و بقیه را باز تابش یا عبور می دهند که مقدار آن بستگی به زاویه تابش دارد. در زاویه 30 درجه، انرژی دریافتی اتاق از طریق شیشه ها بیشینه است.

مقدار حرارت خورشیدی دریافتی از یک شیشه معمولی در یک ساعت با زاویه تابش30 درجه برای جهت های مختلف پنجره (شمالی، جنوبی، غربی یا شرقی)، ماه های مختلف سال، تمام ساعات روز و به ترتیب عرضهای جغرافیائی30 و40 درجه شمالی آورده شده است. در مقادیر این جداول، انتقال حرارتی که در اثر اختلاف دمای هوای دو طرف شیشه از ضخامت آن عبور کرده و وارد اتاق می شود، لحاظ نشده است.

شرایط استفاده شده در موارد 4-1 و 4-2 :

1) قاب پنجره چوبی (%85 پنجره شیشه و مابقی چوب است)

2) عدم وجود مه و گرد و غبار در هوا

3) ارتفاع سطح دریا

4) نقطه شبنم در نظر گرفته شده

 

4-5- شیشه های غیر معمولی و وسائل تولید سایه:

شیشه های غیر معمولی اغلب حرارت خورشیدی بیشتری جذب می کنند زیرا:

الف) ممکن است دارای ضخامت بیشتری باشند.

ب) ممکن است مخصوصاً از جنس جاذب حرارت ساخته شده باشند.