بار گرمایی در ساختمانها
بارگرمایی در ساختمانها به طرق مختلف از محیط گرم ساختمان در فصل زمستان به هوای سرد بیرون منتقل می شود که به آن اتلاف گرما گفته می شود همچنین بار گرمایی نیز مقدار گرماییست که برای ثابت نگه داشتن دمای هوا در داخل ساختمان به وسیله دستگاههای گرمایی تولید میشود.بارگرمایی دستگاهها معادل اتلاف گرمایی می باشد بهمین دلیل اغلب به جای یکدیگر مورد استفاده قرار می گردد، بنابراین برای تعیین ظرفیت دستگاههای گرم کننده یا بار گرمایی آن نیاز به محاسبه اتلاف گرمایی شامل می باشد که شامل موارد زیر می باشد:
Q = U.A.( ΔT ) ΔT
۱- اتلاف گرمایی از جدارها اعم از دیوارها، پنجره ها، درها، سقف و کف
۲- اتلاف گرمایی در اثر ورود هوای سرد از طریق درزهای درها و پنجره ها
شرایط طرح هوای داخل
با توجه به فرمولی کلی H=UA(Ti-To) یکی از عوامل تعیین کننده اتلاف گرمایی، دانستن دمای هوای داخل ساختمان می باشد.
شرایط طرح هوای خارج
دما هوای خارج (To) نه تنها سردترین دمای ممکن بر آن شهرها است بلکه To میانگین دما در سردترین شرایط در سالهای مختلف برای حل مربوط است.
اتلاف گرمایی از دیوار، پنجره ها و درها
برای محاسبه اتلاف گرمایی از دیوار از فرمول H=UA(Ti-To) استفاده میکنیم که در این فرمول Ti دمای هوای داخل اتاق و To دمای هوای طرف دیگر می باشد.
در زمانی که فضای مجاور اتاق مورد محاسبه، فضای گرم نباشد، اختلاف دمای اتاق مورد نظر و فضای گرم نشده به طور تقریبی برابر است با ۵/. * (Ti-To) خواهد بود.
A سطح خالص دیوار بر حسب متر مربع که برابر است با (A1-A2 )
A1 سطح کل دیوار
A2 سطح در و پنجره
U ضریب کلی انتقال گرما
اتلاف گرمایی از سقف
در فرمول H=UA(Ti-To)
اتلاف گرمایی از کف و دیوارهای متصل به زمین
روش اول:
انتقال گرما از کف طبقات میانى ساختمان که سقف طبقه دیگر می باشد، همانند انتقال گرما از سقف و با رابطه Q = U.A.( ΔT ) قابل محاسبه است.
اما انتقال حرارت از کف متصل به زمین براساس درجه حرارت زمین محاسبه مى شود . مقدار انتقال حرارت از کف متصل
به زمین و دیوار متصل به زمین به ازاى هر متر مربع سطح کف یا دیوار متصل به زمین در جدول ۴ داده شده است. بطوریکه ابتدا منطقه اى را که محاسبات براى آن انجام می گیرد را از نظر سردسیر، معتدل یا گرمسیر بودن باید مشخص می کنیم سپس مساحت کف یا دیوار متصل به زمین را در این اعداد ضرب کرده تا اتلاف حرارتی بدست آید.
روش دوم:
انتقال گرما از کف طبقات میانى ساختمان که سقف طبقه دیگر است، همانند انتقال گرما از سقف مى باشد و با رابطه
.قابل محاسبه است Q = U.A.( ΔT )
اتلاف گرمایی در اثر نفوذ هوا از درزها
- تلفات گرمایى ساختمان فقط در اثر انتقال گرما از جدارها) دیوار، در، پنجره، سقف و کف( نمی باشد . ورود هواى سرد و خروج هواى گرم نیز باعث اتلاف گرما می شود . از آنجا که هم درجه حرارت و هم رطوبت مطلق هوای خارج از هوای محیط داخل متفاوت است، لذا هوای نفوذی از خارج به داخل ساختمان هم بار محسوس و هم بار نهان به بار کل ساختمان اضافه خواهد نمود.
مقادیر موجود در فرمول های فوق به راحتی قابل محاسبه می باشند ولی پارامتر CFM که همان دبی هوای نفوذی می باشد به دو روش قابل محاسبه است:
روش اول
-
روش درزی:
در این روش ابتدا طول درز های پنجره و درب های سمتی از ساختمان را که بیشترین سطح مرتبط با هوای خارج را دارد بر حسب فوت اندازه گرفته و سپس بر اساس نوع پنجره و از طریق جداول ۵ مربوطه مقدار هوای نفوذی را بر حسب CFM بدست می آوریم. ) این روش دقت بالایی ندارد و دیگر منسوخ گردیده است.
روش دوم
-
روش حجمی:
در این روش مقدار هوای نفوذی از خارج به داخل ساختمان بر اساس تعداد دیوار هایی که در مجاورت هوای خارج قرار داشته و دارای پنجره یا درب هستند بدست می آید. اگر V حجم ساختمان بر حسب فوت مکعب باشد، مقدار هوای نفوذی بر حسب CFM LDFHAN
اتلاف حرارتی ناشی از رطوبت زنی
- فرآیند عبور هوا از روی یک کویل گرمایشی با کاهش رطوبت نسبی هوا همراه است. لذا معمولا برای درجه حرارت طرح داخل معادل ۷۱ تا ۷۵ درجه فارنهایت، رطوبت نسبی ۱۵ تا ۲۵ درصد خواهد بود و این در حالی است که رطوبت نسبی برای شرایط آسایش افراد ۴۱ تا ۵۱ درصد است. در زمستان ها معمولا برای جلوگیری از کاهش رطوبت نسبی، گرم کردن هوا با رطوبت زنی همراه خواهد بود.
ضرایب تصحیح در محاسبات بار های گرمایشی
- محاسبات بار گرمایشی و تلفات گرمایى ساختمان هایى را که تا کنون انجام دادیم بایستى با توجه به شرایط ویژه آن ساختمان تصحیح کرده و درصدى به اتلاف گرمایى اضافه نمائیم تا محاسبات داراى دقت بیش ترى باشند .این درصد اضافى را ضریب تصحیح مى نامیم.
چگونه ضریب جهت را در محاسبات اعمال کنیم؟
- محاسبه اتلاف گرمایی جدارها، درب و پنجره
- محاسبه ضریب جهت بر اساس موقعیت درب، پنجره و جدار ها
- حاصل ضرب اتلاف حرارتی جدار در ضریب جهت
- جمع مقدار بدست آمده با اتلاف حرارتی جدار ها
- ضریب موقعیت
این ضریب را براى جدارهاى خارجى که در معرض وزش باد بوده و بادگیر مى باشند در نظر می گیریم .مقدار ضریب
موقعیت ۵ تا ۱۰ درصد است. بادگیر بودن جدارها بستگى به جهت وزش باد دارد که در شهرهاى مختلف با هم تفاوت دارد .بطور مثال جهت وزش باد در شهر تهران معمولاً از جنوب غرب به شمال شرق شهر است .جهت وزش باد با تغییر وضعیت آب و هوایى می تواند تغییر کند.
ضریب تناوب:
- تمام ساختمان ها ۲۴ ساعته مورد استفاده قرار نمى گیرند مانند مدارس که فقط روزها مورد استفاده قرار مى گیرند .اتلاف گرمایى این گونه ساختمان ها را باید با در نظر گرفتن ضریب تناوب محاسبه کنیم.
- ضریب تناوب براى ساختمان هایى که فقط روزها گرم مى شوند ۱۰ تا ۱۵ درصد است .برخى از این ساختمان ها عبارتند از: مدارس، اداره ها و دفاتر عمومى و خصوصى
- ضریب تناوب براى ساختمان هایى که به طور مرتب و هر روز از آ نها استفاده نمی شود مثلاً در طول هفته یک یا دو روز از آن استفاده مى شود برابر ۲۵ تا ۳۰ درصد است. نمونه هایى از این ساختمان ها عبارت است از :کلیساها، سالن اجتماعات
- ضریب تناوب براى ساختمان هایى که براى مدت طولانى مورد استفاده قرار نمى گیرند و گرم هم نمى شوند را تا ۵۰ درصد در نظر مى گیرند .برخى از این ساختمانها عبارتند از :حسینیه ها.