اصول محاسبات بار برودتي

[ایلقار]

اصول محاسبات بار برودتي باربرودتي مقدار گرمايي است كه ساختمان در روز طرح فصل تابستان در واحد زمان مي گيرد. برخلاف بار حرارتي ساختمان كه عوامل بوجود آورنده آن محدود است، مؤلفه هاي تشكيل دهنده بار برودتي متعدد و شامل عوامل مختلف در داخل و خارج ساختمان مي باشد. قدم اول در طراحي سيستم هاي برودتي، بررسي اوليه شرايط ساختمان مي باشد.
1)تعيين شرايط آب و هوايي، طرح خارج
2)تعيين شرايط طرح داخل طبق منحني آسايش
3)جنس ديوارها و مقاومت حرارتي
4)جهت ساختمان در مقابل باد يا خورشيد
5)موقعيت ساختمان نسبت به ساختمانهاي اطراف
6) نحوه تابش آفتاب
7)مشخصات پنجره ها (ابعاد، قاب، مواد تشكيل دهنده، تعداد جدارشيشه ها )
8)تعداد افراد حاضر در ساعت طرح و نوع فعاليت و مدت زمان حضور
9)سيستم روشنايي
10)مشخصات وسائل برق و حرارتي
11)مشخص بودن بهره برداري از فضا
12)تعيين مسير كانال كشي ها و جايگاه تجهيزات
13)بررسي نحوه نصب تجهيزات
14)تعيين مشخصات سيستم هاي برق و آب
15)سيستم فاضلاب
16)بررسي فنداسيون ها
17)بررسي كدهاي بين المللي و محلي براي اجراي پروژه

4-2- اجزاء باربرودتي:
مشابه بار حرارتي، بار برودتي هم براي ساعت و روز طرح در تابستان مطرح مي شود و به صورت گرماي
محسوس و نهان خواهد بود كه مي توان آن را به دو قسمت كلي تقسيم كرد :

الف )بارهاي دريافتي از خارج ساختمان:
1) بار تابش خورشيدي بر پنجره ها
2) بار تابش خورشيد بر جدار غير شفاف ساختمان
3) اختلاف دماي داخل و خارج ساختمان
4) بار نفوذ هواي خارجي

ب) بارهاي توليد شده در داخل ساختمان:
1) بار برودتي ناشي از حضور افراد (تعريق (نهان) ، تشعشع و همرفت )
2) بار سيستم روشنايي
3) باردستگاه ها و وسائل حرارتي (حرارت بصورت محسوس و نهان است) در صورت استفاده از هود مناسب، به مقدار قابل توجهي از اين بار كم مي شود.
4) بار موتورهاي الكتريكي (يخچال و….)،حرارت توليدي محسوس است.
5) بار لوله ها و تانكهاي داغ
6) بارهاي متفرقه (عبور كانال از منطقه و …)
4-3-حرارت خورشيدي
فاصله خورشيد تا زمين در نيمكره شمالي در تابستان كمتر از زمستان است و براي نيمكره شمالي كه ما در آن قرار داريم خورشيد در زمستان كمترين فاصله تا زمين و در تابستان بيشترين فاصله را دارد . اما علت اينكه در زمستان انرژي كمتري نسبت به تابستان به زمين مي رسد، تابش خورشيد به زمين در زمستان بصورت مايل و در تابستان بصورت عمود است. در زمستان گرچه فاصله خورشيد تا زمين كمتر از فصول ديگر سال است، اما به علت تابش مايل، بيشتر انرژي آن در برخورد با لبه بيروني اتمسفر (يا جو زمين) بازتابش يا جذب شده و از شدت تابش آن به زمين كاسته مي شود.
در زاويه 30 درجه تابش، بيشترين تابش از شيشه ها وارد فضاي داخل مي شود. زيرا چنانچه زاويه تابش از30 درجه كمتر باشد حرارت بيشتري توسط اتمسفر جذب مي شود و اگر بيشتر از30 درجه باشد درصد بيشتري از انرژي تابيده شده بازتابش مي شود.
بخش بزرگي از اشعه هاي خورشيدي در برخورد با ذرات مختلف به فضاي ماورا اتمسفر باز تابش ميکند و يك بخش هم توسط خود اتمسفر جذب مي شود. بخشي از اشعه خورشيد هم در داخل محيط پراكنده مي شود. حرارت خورشيدي وارد شده به شيشه پنجره ها، بستگي به موقعيت آن در روي سطح زمين، روز، ساعت، جهت و موانع مختلف بستگي دارد.
4-4- عكس العمل شيشه ها :
شيشه هاي معمولي بخش كوچكي از حرارت خورشيدي را جذب (5تا 6 درصد)و بقيه را بازتابش يا عبور مي دهند كه مقدار آن بستگي به زاويه تابش دارد. در زاويه 30 درجه، انرژي دريافتي اتاق از طريق شيشه ها بيشينه است.
مقدار حرارت خورشيدي دريافتي از يك شيشه معمولي در يك ساعت با زاويه تابش30 درجه براي جهت هاي مختلف پنجره (شمالي، جنوبي، غربي يا شرقي)، ماه هاي مختلف سال، تمام ساعات روز و به ترتيب عرضهاي جغرافيائي30 و40 درجه شمالي آورده شده است. در مقادير اين جداول، انتقال حرارتي که در اثر اختلاف دماي هواي دو طرف شيشه از ضخامت آن عبور کرده و وارد اتاق مي شود، لحاظ نشده است.
شرايط استفاده شده در جداول 4-1 و 4-2 :
1) قاب پنجره چوبي (%85 پنجره شيشه و مابقي چوب است)
2) عدم وجود مه و گرد و غبار در هوا
3) ارتفاع سطح دريا
4) نقطه شبنم در نظر گرفته شده

مقادير Bold نوشته شده در جداول مذكور، بيان كننده حرارت خورشيدي دريافتي بيشينه در آن ماه براي جهتي است كه پنجره در معرض آن است. مقادير Bold كه در داخل مستطيل نوشته شده، بيان كننده حرارت خورشيدي دريافتي بيشينة ساليانه براي جهتي است كه پنجره در معرض آن قرار دارد.
در مرجع کتاب جامع کرير، براي عرضهاي جغرافيايي مختلف، جداول مشابه داده شده است. (شهرهاي ايران بين حدود 30 و 40 درجه شمالي قرار دارند.)

4-5-شيشه هاي غير معمولي و وسائل توليد سايه:
شيشه هاي غير معمولي اغلب حرارت خورشيدي بيشتري جذب مي كنند زيرا:
الف)ممكن است داراي ضخامت بيشتري باشند.
ب) ممكن است مخصوصا از جنس جاذب حرارت ساخته شده باشند