بخشی از مقاله
چکیده:
لایه های هوایی موجود در سقفهای سنتی، بر تبادل حرارتی سقف تاثیر دارد. در این تحقیق، با استفاده از نرم افزار محاسباتی کریر، تاثیر این لایههای هوایی، بر تلفات حرارتی و برودتی ساختمان بررسی میشود. برای اینمنظور، دو نمونه سقف گنبدی - با فاصله هوایی متفاوت - در نظر گرفته شده و با مقایسه تلفات حرارتی و برودتی آنها با سقفهای مسطح امروزی، تاثیر این لایههای هوایی بررسی شدهاند.
نتایج، نشان میدهد که مجموع کل تلفات حرارتی و برودتی در یک سال، برای سقف مسطح با آجر توپر فشاری نسبت به سقف سنتی با یک لایه هوایی، حدود %26/4 و نسبت به سقف سنتی دارای دو لایه هوایی، حدود %36 بیشتر است. همچنین نتایج مشابهی برای تلفات حرارتی و برودتی در پیک بار حرارتی و برودتی، برای سقفهای با آجر فشاری توپر و با آجر سفالی - دارای حفرههای هوایی - نیز به دست آمد. بر اساس این نتایج میتوان توجیه کرد که چرا ساختمانهائی با معماری سنتی، هم در زمستان و هم در تابستان، میتوانند شرایط آسایش مناسبتری را فراهم کنند.
مقدمه
در معماری سنتی، برای کاهش تلفات حرارتی ساختمان روشهای مختلفی در نظر گرفته میشود. یکی از این روشها، استفاده از لایههای هوائی، در جدارهها و سقف ساختمان است. در این تحقیق تاثیر این لایه های هوائی بر تلفات حرارتی و برودتی ساختمان، بررسی میشود. این تحلیل به صورت پویا و وابسته به زمان انجام میشود. تحلیل پویا نسبت به تحلیل ایستا، نتایج دقیقتری ارائه میکند. در تحلیل ایستا، دمای هوای بیرون ساختمان به صورت یک عدد ثابت منظور میشود در حالی که در تحلیل پویا، دمای واقعی هوای بیرون در هر ساعت از شبانه روز، در نظر گرفته میشود. در این تحقیق، تلفات حرارتی یک نمونه سقف سنتی با یک لایه هوائی - و یا با دو لایه - محاسبه شده و با تلفات حرارتی همین سقف با مصالح ساختمانی رایج مقایسه شده است.
پیشینه پژوهش
در بیشتر کشورها، حدود30 تا40 درصد از انرژی مصرفی، مربوط به تامین شرایط آسایش در ساختمان های مسکونی است. به همین دلیل نیز روشهای متعددی برای کاهش تلفات حرارتی و برودتی در این ساختمانها، مورد توجه قرار گرفته است .استفاده از لایههای هوائی در جدارههای خارجی ساختمان، یکی از روشهای است که از دیرباز در معماری سنتی ایران رعایت شده و نمونهای از آن در شکل1 ارائه شده است
استفاده از در و پنجره دو جداره - با فاصله هوائی بین دو جداره - نمونه دیگری از کاربرد لایه هوائی برای کاهش تلفات حرارتی و برودتی است
عربزاده و کاظمزاده، با استفاده از نرم افزار ASEAM تاثیر پارامترهایی مثل: جنس مصالح در دیوارهای خارجی و عایق کاری آنها، نوع مصالح در سقف و عایقکاری آن، نوع شیشه و اندازه پنجرهها را در بار حرارتی برودتی ساختمان بررسی کردهاند
شیخزاده و همکاران به بررسی کاهش تلفات حرارتی، با استفاده از عایقهای حرارتی و همچنین ایجاد فاصله هوایی در جدارههای خارجی ساختمان، پرداختند. در تحقیق آنها، تلفات حرارتی برای یک ساختمان مسکونی نمونه، در سه حالت عادی، عایقکاری شده و استفاده از فاصله هوایی در جدارهها، محاسبه شده و تاثیر عایقکاری و یا ایجاد فاصله هوایی بر تلفات حرارتی در ساختمان مشخص شده است
ثقفی و حاجیزاده عملکرد حرارتی دیوار خارجی ساخته شده از بلوکهای سفالی دارای لایه هوایی را مورد توجه قرار دادند. آنها با استفاده از نرمافزار فلوئنت و شبیهسازی بلوکهای سفالی، مشخصاتکمّی و کیفی حرارتی آنها را استخراج و با هم مقایسه کردهاند. نتایج به دست آمده نشانگر تاثیر زیاد هندسهی بلوکها، بر مقاومت حرارتی آنها است. ثقفی و همکاران با تحلیل نتایج به دست آمده، راهکارهایی برای طراحی بلوکهای سفالی بهینه، ارائه کردهاند
فلوریدس از نرمافزار TRNSYS، برای شبیهسازی انرژی مصرفی در یک ساختمان استفاده کرده است. در این بررسی، پارامترهای مؤثر بر تلفات حرارتی، برودتی و سایر پارامترهای موثر بر میزان مصرف انرژی ساختمان - مثل عایقکاری جدارههای خارجی، بار تابشی خورشید، انواع شیشه و جهت احداث ساختمان - مورد توجه قرار گرفته و میزان صرفهجویی اقتصادی ناشی از بهینهسازی مصرف انرژی محاسبه شده است
بالاراس در تحقیقی مشابه، از نرمافزار EPIQR برای محاسبه مقدار بار سرمایشی و گرمایشی فضاهای داخلی یک ساختمان نمونه، بر میزان مصرف انرژی استفاده کرده است
محمدکاری و ابراهیمپور، بهینهسازی هندسه بلوکهای سفالی دارای فاصله هوائی را برای کاهش انتقال حرارت و صرفه جویی در مصرف انرژی انجام دادند. در این پژوهش تاثیر عوامل مختلفی از جمله نحوه قرارگیری و ابعاد حفرههای هوا بررسی شده است. نتایج این تحقیق نشان میدهد که مقاومت حرارتی با هندسه ی بلوک، ارتباط نزدیکی دارد
با توجه به موارد فوق، در این تحقیق، تاثیر فاصله هوایی در تلفات حرارتی و برودتی سقفهای سنتی مد نظر قرار گرفته است. برای این منظور، با استفاده از نرمافزار ساعتی کریر، یک سقف گنبدی در دو حالت - با یک فاصله هوایی و با دو فاصله هوایی - ، با سقف مسطح در دو حالت - با آجر فشاری و با آجر سفالی - ، از نظر تلفات حرارتی و برودتی مقایسه شدهاند.
