بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
تحلیل یک سوله صنعتی با نماي دوپوسته در تهران
چکیده
در سالهاي اخیر استفاده از نماي دوپوسته در ساختمان ها رواج بیشتري یافتهاست. به نماهائی از ساختمان که از چند لایه تشکیل شده است نماهاي دوپوسته میگویند. این نوع نماها علاوه بر اینکه بارهاي گرمایشی و سرمایشی را کاهش میدهند، عایقهاي صوتی مناسبی بوده و از لحاظ طراحی، نماهاي بسیار زیبایی به شمار میروند. در بعضی از سوله هاي صنعتی از نماهاي شیشه اي استفاده میشود. این نماهاي شیشه اي تأثیر زیادي در بار سرمایشی و گرمایشی سوله ها دارند. در این مقاله به بررسی استفاده از نماي دو پوسته به جاي نماي شیشه اي در سوله ها پرداخته شده و تأثیر این نوع نما بر بارهاي سرمایشی و گرمایشی در تهران براي یک سوله تیپ مورد بررسی قرار گرفتهاست. این شبیه سازي با استفاده از نرم افزار انرژي پلاس انجام شده است. نتایج این شبیه سازي نشان میدهد که مصرف سالیانه انرژي در سوله ها با بکارگیري نماي دوپوسته در جهت جنوبی بیشترین کاهش را خواهد داشت.
کلمات کلیدي: سوله صنعتی، نماي دوپوسته ، مصرف انرژي
-1مقدمه
میزان مصرف انرژي در جهان امروز بعد از بحرانهاي افزایش قیمت نفت به یکی از چالشهاي اساسی براي کشورهاي در حال توسعه تبدیل شده است. در سالهاي اخیر افزایش نگرانیها در خصوص اثرات زیست محیطی مصرف انرژيهاي فسیلی و گرم شدن کره زمین اهمیت این موضوع را دو چندان کردهاست. از سوي دیگر، سهم بخش ساختمان در مصرف انرژي قابل توجه است. هنگام بحث در خصوص مصرف انرژي در ساختمان ،غالباً ساختمان هاي مسکونی و اداري-تجاري مدنظر بوده و کمتر به ساختمان هاي صنعتی نظیر سوله ها، کارگاهاي کوچک و بزرگ و کارخانهها و ... توجه میشود در حالی که بدلیل نوع ساخت و مصالح بکار رفته میزان مصرف انرژي در اینگونه ساختمان ه غالباً زیاد است.
ساختمان هایی که در آنها از نماي شیشه اي استفاده شده است به جهت زیباشناسی، ایجاد شفافیت، منظر زیبا و نورگیري طبیعی همواره مورد توجه معماران بودهاست.از آنجا که از شیشه ها به عنوان پوسته خارجی بیشترین اتلاف حرارت در ساختمان صورت میگیرد، عملکرد ساختمان ها با نماي شیشه اي با سیاست کلی صنعت ساختمان در بخش کاهش مصرف انرژي منطبق نیست. بنابراین باید راه حلی یافت که ضمن حفظ زیبایی نما و تامین نور طبیعی، اتلاف انرژي را به حداقل رساند 1]و.[2 سیستم نماي دو پوسته 1، میتواند پاسخی مناسب براي رفع این مشکل محسوب گردد. به نماهائی از ساختمان که از چند لایه تشکیل شده است، نماهاي دو پوسته میگویند. این نوع نماها علاوه بر اینکه بارهاي گرمایشی و سرمایشی را کاهش میدهند عایقهاي صوتی مناسبی نیز هستند. بنابراین میتوان سوله هایی که داراي نماي شیشه اي هستند را با سوله هاي با نماي دوپوسته جایگزین نمود. عملکرد نماهاي دو پوسته در فصول مختلف بدین صورت است که در فصل گرم بر اثر تابش خورشید هواي داخل شکاف به مرور گرم شده و در اثر اختلاف چگالی ناشی از اختلاف دما در داخل شکاف جریانی از هوا به وجود میآید. با باز کردن دریچه اي از پایین و دریچه اي از بالا اثر مکشی بسیار قوي به وجود آمده و هواي خنک با سرعت بیشتري به فضاي داخل شکاف کشیده و جریانی قابل ملاحظه در داخل نماي دوپوسته به وجود میآید که به سرمایش ساختمان در فصل گرم کمک میکند. سایه انداز هایی که در بین دوپوسته قرار میگیرند، براي جذب و یا انعکاس تشعشعات ناخواسته خورشیدي مورد استفاده قرار میگیرند. گرماي جذب شده توسط سایه انداز را میتوان با جابجایی هوایی که در بین سطوح حرکت میکند، از شکاف خارج نمود.
نماي دوپوسته در فصل سرد میتواند به دو شکل به کاهش بار حرارتی کمک نماید:
الف) سیستم نماي دو پوسته کاملاً بسته بوده و جریانی در شکاف وجود نداشته باشد. در این حالت در اثر تشعشع خورشید و پدیده گلخانه اي هواي داخل شکاف گرم شده و با گرم شدن هواي داخل شکاف تلفات تشعشعی، هدایتی و جابجایی کاهش می یابد. ب) هوا از فضاي داخل ساختمان به درون شکاف دمیده شود. در این حالت هواي گرم داخل ساختمان وارد شکاف دوپوسته شده و در اثر تشعشع خورشید و پدیده گلخانه اي گرمتر شده و از طریق کانال کشی به داخل ساختمان باز میگردد .[2] هر دو حالت الف و ب باعث کاهش اتلاف حرارت در فصل سرد میشوند.
کارهاي زیادي در زمینه نماهاي دوپوسته انجام شده است. در سال 2001 چیو و همکارانش اولین تحلیل پارامتریک در نماهاي دوپوسته را انجام دادند.[3] در سال 2002 زولنر و همکارانش آزمایشی تجربی در زمینه انتقالحرارت و عدد ناسلت در نماي دوپوسته ارائه کردند .[4] در سال 2004 گراتیا و همکارش تحلیلی از نماي دوپوسته در نماي جنوبی یک ساختمان براي پیدا کردن بهترین عملکرد حرارتی در طول مدت 8 شبانهروز انجام دادند .[5] در سال 2004 پاسکواي آنالیزي از انرژي ذخیره شده و یا تلف شده در ساختمان هاي بلند با نماي دوپوسته ارائه داد .[6]در سال 2006 چو و هانگ تاثیر عمق حفره نماي دوپوسته را بر اثر دودکشی آن مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند.[7] در سال 2008 حقیقت و اداجیرو نماي دوپوسته را به روش ایرزونال 2 شبیه سازي کرده و نتایج منطبقی نسبت به نتایج تجربی به دست آوردند .[8]در سال 2009 چان و همکارانش عملکرد نماي دوپوسته را از لحاظ انرژي در ساختمان مورد بررسی قرار دادند آنها به بررسی نماي دو پوسته در جهات مختلف و مقایسه حالت دوپوسته با تک جداره به کمک نرم افزار انرژي پلاس پرداختند.[9]
در این مقاله در ابتدا نماي دو پوسته تعریف و انواع آن به اجمال آورده میشود. در ادامه میزان مصرف انرژي سرمایشی-گرمایشی براي یک سوله معمولی در مقایسه با همان سوله با بکارگیري نماي دو پوسته در آب و هواي تهران با استفاده از نرم افزار Energy Plus که یکی از اصلیترین نرمافزارهاي موجود در زمینه تحلیل انرژي در ساختمان است، محاسبه شده و میزان صرفه جویی انرژي در حالتهاي گوناگون بررسی میگردد.
-2تعریف نماي دو پوسته
موسسه تحقیقات ساختمان بلژیک3 در سال 2002 سیستم نماي دو پوسته را به صورت ذیل تعریف کرده است .[10]
با توجه به شکل 1 نماي دو پوسته اي با دارا بودن حداقل دو پوسته بین فضاي داخل ساختمان و محیط خارجی از سایر نماها متمایز می شود. در حد فاصل این دو پوسته مسیري براي جریان هوا تعبیه شده است . پوسته خارجی نما به طور کامل شیشه اي می باشد کهمعمولاً از شیشه سخت تهیه می گردد . پوسته داخلی اغلب به طورکاملاً شیشه اي نیست و شیشه بکار رفته در آن از نوع عایق است.
فضاي خالی بین دو پوسته که به شکاف4 معروف است می تواند کاملاً به طور طبیعی یا به کمک فن و یا به صورت ترکیبی از این دو تهویه گردد .
عرض این فضا بنا به عملکرد و کاربرد لازم میتواند از 20 سانتیمتر تا 2 متر پهنا داشته باشد. این پهنا به روشی که نما نگهداري میشود وابسته است. پنجرههایی در داخل نماي داخلی تعبیه شده که ساکنین در هر طبقه می توانند جهت تهویه اتاق خود از آن استفاده نمایند. همچنین در فضاي بین دو پوسته غالباً از وسایل سایه انداز که به شکل کرکره هاي افقی بوده وعموماً به صورت اتوماتیک کار میکنند استفاده می شود. این سایه اندازها شدت نور ورودي به داخل ساختمان را کنترل کرده و انرژي تابشی خورشید را جذب یا منعکس میکنند.
-3طبقه بندي نماي دو پوسته
نماهاي دو پوسته به سه روش متفاوت طبقه بندي میشوند این روشهاعموماً به شرایط ناحیه شکاف و نحوة جریان هوا در آن مربوط میشود. در ادامه این سه روش تشریح میشوند .[11]
(1 روش اول در طبقه بندي نماي دوپوسته بر اساس نحوه جریان هوا در داخل فضا یا شکاف بین دو پوسته بوده که این طبقه بندي به چهار صورت زیر امکانپذیر است.
الف )جریان هواي داخل از طریق شکاف به بیرون دفع می شود. ب ) هوا از داخل وارد شکاف شده و به داخل تخلیه شود ج ) هواي تازه از بیرون به داخل شکاف فرستاده شده و به درون ساختمان تخلیه شود د) هوا از خارج وارد شکاف شده و به خارج تخلیه شود
در شکل شماره 2 این چهار حالت نشان داده شده است.
(2 روش دوم براي طبقه بندي نماي دوپوسته بر اساس نیروي محرك جریان هوا در میان شکاف بین دو پوسته میباشد . این طبقه بندي به دو شکل زیر انجام میگیرد.
- سیستم هاي تهویه به صورت مکانیکی: در این سیستم ها جریان هوا توسط فن تولید می شود که قابل تنظیم بوده و می-توان آن را با دقت بالا کنترل نمود.
- سیستم هاي تهویه به صورت طبیعی: در این حالت، نیروهاي محرك بر مبناي جابهجایی طبیعی و اختلاف فشار هوا صورت می پذیرد. در این حالت نرخ جریان هوا مقدار معینی ندارد و بستگی به شرایط آب و هوایی دارد. این حالت میتواند در شرایط آب و هوایی خیلی گرم اثر مثبتی در کاهش بار سرمایشی ساختمان داشته باشد.
(3 سومین روش براي طبقه بندي نماي دوپوسته بر اساس نماي خارجی آن است مطابق با شکل 3 در این روش نیز چهار حالت وجود دارد که به طور مختصر تشریح میشوند.
- نماي چند طبقه اي:5 در این حالت نماي خارجی بصورت یکدست بوده و بین دو پوسته ، جدا کننده افقی یا عمودي وجود ندارد. تهویه هوا از طریق دریچه هاي موجود در کف و سقف هر طبقه انجام می شود.
- نماي دالانی:6 در این حالت نماي خارجی در هر طبقه به وسیله جداکننده هاي افقی به چند دالان تقسیم می شود که هدف از انجام این کار بوجود آمدن عایق صوتی، ایمنی بیشتر در برابر آتش سوزي و تسهیل حرکت هوا می باشد.
- نماي جعبه اي یا پنجره اي:7 در این حالت نماي خارجی به بخش هاي کوچکتر و مستقلی تقسیم می شود که هر کدام از آنها میتوانند همانند پنجره عمل کنند.
- نماي جعبه ستونی:8 در این حالت یک ردیف از عناصر جعبه- پنجره اي در نماي خارجی قرار گرفته اند که این عناصر با یک ستون عمودي در نما مربوط می باشند. این ستون عمودي میزان خروج هوا از طریق دریچه هاي بالا را افزایش می دهد.
-
-4 مدلسازي
-1-4مدل سازي ریاضی
براي محاسبه میزان مصرف انرژي در این مطالعه از نرم افزار Energy Plus این نرم افزار بر اساس روش بالانس حرارتی عمل میکند و در صورت نیاز به محاسبه جریان هوا با روش Air Zonal محاسبات مربوط به جریان هوا و انتقال حرارت را انجام میدهد. در این نرم افزار براي شبیه سازي جابجایی طبیعی در شکاف از روش Air Zonal استفاده شده است. در این شبیه -سازي فضاي داخل شکاف به روش Air Zonal و دیگر فضاها به روش بالانس حرارتی تحلیل شده اند
روش Air Zonal در نرم افزار انرژي پلاس تحت عنوان Air Flow Network بوده که از سه مرحله تشکیل شده است. در مرحله اول فشار و جریان هوا در هر گره مشخص می-شود. در مرحله دوم دما و رطوبت هر گره مشخص شده ونهایتاً در مرحله آخر بار نهان و محسوس در هر فضا به دست آمده و براي تعیین بار سیستم HVAC درمعادلات بالانس حرارتی فضا وارد میشود. جزئیات کامل مربوط به محاسبات مرحله اول و دوم ، نحوه محاسبه بارهاي محسوس ونهان ، شرایط همگرایی ، معادلات تکرار، دماي فضا و تمامی معادلات مورد نیاز در روش Air Flow Network در مرجع مهندسی نرم افزار Energy Plus موجود است. به عنوان مثال چند نمونه از معادلات استفاده شده در ادامهشمارهآورد شده است. معادله 1 که جریان جرمی را به اختلاف فشار مربوط میکند معادله توانی نامیده میشود [12].
براي محاسبه اختلاف فشار از معادله شماره 2 که همان معادله برنولی است استفاده میشود. علاوه بر دو معادله شماره 1 و 2 از معادله بقاي جرم نیز استفده میشود.
معادلات شماره 1 تا 3 به یکدیگر کوپل شده و به روش عددي مقادیر جریان جرمی به دست میآید. با توجه به معلوم بودن جریان جرمی هوا دماي هر گره از رابطه زیر به دست میآید.
-2-4مدل سازي هندسی
نماي کلی سوله در نظر گرفته شده در دادهشکل شماره 4 نشان شده که ابعاد این سوله 19*27 متر است.
تحلیل یک سوله صنعتی با نماي دوپوسته در تهران
چکیده
در سالهاي اخیر استفاده از نماي دوپوسته در ساختمان ها رواج بیشتري یافتهاست. به نماهائی از ساختمان که از چند لایه تشکیل شده است نماهاي دوپوسته میگویند. این نوع نماها علاوه بر اینکه بارهاي گرمایشی و سرمایشی را کاهش میدهند، عایقهاي صوتی مناسبی بوده و از لحاظ طراحی، نماهاي بسیار زیبایی به شمار میروند. در بعضی از سوله هاي صنعتی از نماهاي شیشه اي استفاده میشود. این نماهاي شیشه اي تأثیر زیادي در بار سرمایشی و گرمایشی سوله ها دارند. در این مقاله به بررسی استفاده از نماي دو پوسته به جاي نماي شیشه اي در سوله ها پرداخته شده و تأثیر این نوع نما بر بارهاي سرمایشی و گرمایشی در تهران براي یک سوله تیپ مورد بررسی قرار گرفتهاست. این شبیه سازي با استفاده از نرم افزار انرژي پلاس انجام شده است. نتایج این شبیه سازي نشان میدهد که مصرف سالیانه انرژي در سوله ها با بکارگیري نماي دوپوسته در جهت جنوبی بیشترین کاهش را خواهد داشت.
کلمات کلیدي: سوله صنعتی، نماي دوپوسته ، مصرف انرژي
-1مقدمه
میزان مصرف انرژي در جهان امروز بعد از بحرانهاي افزایش قیمت نفت به یکی از چالشهاي اساسی براي کشورهاي در حال توسعه تبدیل شده است. در سالهاي اخیر افزایش نگرانیها در خصوص اثرات زیست محیطی مصرف انرژيهاي فسیلی و گرم شدن کره زمین اهمیت این موضوع را دو چندان کردهاست. از سوي دیگر، سهم بخش ساختمان در مصرف انرژي قابل توجه است. هنگام بحث در خصوص مصرف انرژي در ساختمان ،غالباً ساختمان هاي مسکونی و اداري-تجاري مدنظر بوده و کمتر به ساختمان هاي صنعتی نظیر سوله ها، کارگاهاي کوچک و بزرگ و کارخانهها و ... توجه میشود در حالی که بدلیل نوع ساخت و مصالح بکار رفته میزان مصرف انرژي در اینگونه ساختمان ه غالباً زیاد است.
ساختمان هایی که در آنها از نماي شیشه اي استفاده شده است به جهت زیباشناسی، ایجاد شفافیت، منظر زیبا و نورگیري طبیعی همواره مورد توجه معماران بودهاست.از آنجا که از شیشه ها به عنوان پوسته خارجی بیشترین اتلاف حرارت در ساختمان صورت میگیرد، عملکرد ساختمان ها با نماي شیشه اي با سیاست کلی صنعت ساختمان در بخش کاهش مصرف انرژي منطبق نیست. بنابراین باید راه حلی یافت که ضمن حفظ زیبایی نما و تامین نور طبیعی، اتلاف انرژي را به حداقل رساند 1]و.[2 سیستم نماي دو پوسته 1، میتواند پاسخی مناسب براي رفع این مشکل محسوب گردد. به نماهائی از ساختمان که از چند لایه تشکیل شده است، نماهاي دو پوسته میگویند. این نوع نماها علاوه بر اینکه بارهاي گرمایشی و سرمایشی را کاهش میدهند عایقهاي صوتی مناسبی نیز هستند. بنابراین میتوان سوله هایی که داراي نماي شیشه اي هستند را با سوله هاي با نماي دوپوسته جایگزین نمود. عملکرد نماهاي دو پوسته در فصول مختلف بدین صورت است که در فصل گرم بر اثر تابش خورشید هواي داخل شکاف به مرور گرم شده و در اثر اختلاف چگالی ناشی از اختلاف دما در داخل شکاف جریانی از هوا به وجود میآید. با باز کردن دریچه اي از پایین و دریچه اي از بالا اثر مکشی بسیار قوي به وجود آمده و هواي خنک با سرعت بیشتري به فضاي داخل شکاف کشیده و جریانی قابل ملاحظه در داخل نماي دوپوسته به وجود میآید که به سرمایش ساختمان در فصل گرم کمک میکند. سایه انداز هایی که در بین دوپوسته قرار میگیرند، براي جذب و یا انعکاس تشعشعات ناخواسته خورشیدي مورد استفاده قرار میگیرند. گرماي جذب شده توسط سایه انداز را میتوان با جابجایی هوایی که در بین سطوح حرکت میکند، از شکاف خارج نمود.
نماي دوپوسته در فصل سرد میتواند به دو شکل به کاهش بار حرارتی کمک نماید:
الف) سیستم نماي دو پوسته کاملاً بسته بوده و جریانی در شکاف وجود نداشته باشد. در این حالت در اثر تشعشع خورشید و پدیده گلخانه اي هواي داخل شکاف گرم شده و با گرم شدن هواي داخل شکاف تلفات تشعشعی، هدایتی و جابجایی کاهش می یابد. ب) هوا از فضاي داخل ساختمان به درون شکاف دمیده شود. در این حالت هواي گرم داخل ساختمان وارد شکاف دوپوسته شده و در اثر تشعشع خورشید و پدیده گلخانه اي گرمتر شده و از طریق کانال کشی به داخل ساختمان باز میگردد .[2] هر دو حالت الف و ب باعث کاهش اتلاف حرارت در فصل سرد میشوند.
کارهاي زیادي در زمینه نماهاي دوپوسته انجام شده است. در سال 2001 چیو و همکارانش اولین تحلیل پارامتریک در نماهاي دوپوسته را انجام دادند.[3] در سال 2002 زولنر و همکارانش آزمایشی تجربی در زمینه انتقالحرارت و عدد ناسلت در نماي دوپوسته ارائه کردند .[4] در سال 2004 گراتیا و همکارش تحلیلی از نماي دوپوسته در نماي جنوبی یک ساختمان براي پیدا کردن بهترین عملکرد حرارتی در طول مدت 8 شبانهروز انجام دادند .[5] در سال 2004 پاسکواي آنالیزي از انرژي ذخیره شده و یا تلف شده در ساختمان هاي بلند با نماي دوپوسته ارائه داد .[6]در سال 2006 چو و هانگ تاثیر عمق حفره نماي دوپوسته را بر اثر دودکشی آن مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند.[7] در سال 2008 حقیقت و اداجیرو نماي دوپوسته را به روش ایرزونال 2 شبیه سازي کرده و نتایج منطبقی نسبت به نتایج تجربی به دست آوردند .[8]در سال 2009 چان و همکارانش عملکرد نماي دوپوسته را از لحاظ انرژي در ساختمان مورد بررسی قرار دادند آنها به بررسی نماي دو پوسته در جهات مختلف و مقایسه حالت دوپوسته با تک جداره به کمک نرم افزار انرژي پلاس پرداختند.[9]
در این مقاله در ابتدا نماي دو پوسته تعریف و انواع آن به اجمال آورده میشود. در ادامه میزان مصرف انرژي سرمایشی-گرمایشی براي یک سوله معمولی در مقایسه با همان سوله با بکارگیري نماي دو پوسته در آب و هواي تهران با استفاده از نرم افزار Energy Plus که یکی از اصلیترین نرمافزارهاي موجود در زمینه تحلیل انرژي در ساختمان است، محاسبه شده و میزان صرفه جویی انرژي در حالتهاي گوناگون بررسی میگردد.
-2تعریف نماي دو پوسته
موسسه تحقیقات ساختمان بلژیک3 در سال 2002 سیستم نماي دو پوسته را به صورت ذیل تعریف کرده است .[10]
با توجه به شکل 1 نماي دو پوسته اي با دارا بودن حداقل دو پوسته بین فضاي داخل ساختمان و محیط خارجی از سایر نماها متمایز می شود. در حد فاصل این دو پوسته مسیري براي جریان هوا تعبیه شده است . پوسته خارجی نما به طور کامل شیشه اي می باشد کهمعمولاً از شیشه سخت تهیه می گردد . پوسته داخلی اغلب به طورکاملاً شیشه اي نیست و شیشه بکار رفته در آن از نوع عایق است.
فضاي خالی بین دو پوسته که به شکاف4 معروف است می تواند کاملاً به طور طبیعی یا به کمک فن و یا به صورت ترکیبی از این دو تهویه گردد .
عرض این فضا بنا به عملکرد و کاربرد لازم میتواند از 20 سانتیمتر تا 2 متر پهنا داشته باشد. این پهنا به روشی که نما نگهداري میشود وابسته است. پنجرههایی در داخل نماي داخلی تعبیه شده که ساکنین در هر طبقه می توانند جهت تهویه اتاق خود از آن استفاده نمایند. همچنین در فضاي بین دو پوسته غالباً از وسایل سایه انداز که به شکل کرکره هاي افقی بوده وعموماً به صورت اتوماتیک کار میکنند استفاده می شود. این سایه اندازها شدت نور ورودي به داخل ساختمان را کنترل کرده و انرژي تابشی خورشید را جذب یا منعکس میکنند.
-3طبقه بندي نماي دو پوسته
نماهاي دو پوسته به سه روش متفاوت طبقه بندي میشوند این روشهاعموماً به شرایط ناحیه شکاف و نحوة جریان هوا در آن مربوط میشود. در ادامه این سه روش تشریح میشوند .[11]
(1 روش اول در طبقه بندي نماي دوپوسته بر اساس نحوه جریان هوا در داخل فضا یا شکاف بین دو پوسته بوده که این طبقه بندي به چهار صورت زیر امکانپذیر است.
الف )جریان هواي داخل از طریق شکاف به بیرون دفع می شود. ب ) هوا از داخل وارد شکاف شده و به داخل تخلیه شود ج ) هواي تازه از بیرون به داخل شکاف فرستاده شده و به درون ساختمان تخلیه شود د) هوا از خارج وارد شکاف شده و به خارج تخلیه شود
در شکل شماره 2 این چهار حالت نشان داده شده است.
(2 روش دوم براي طبقه بندي نماي دوپوسته بر اساس نیروي محرك جریان هوا در میان شکاف بین دو پوسته میباشد . این طبقه بندي به دو شکل زیر انجام میگیرد.
- سیستم هاي تهویه به صورت مکانیکی: در این سیستم ها جریان هوا توسط فن تولید می شود که قابل تنظیم بوده و می-توان آن را با دقت بالا کنترل نمود.
- سیستم هاي تهویه به صورت طبیعی: در این حالت، نیروهاي محرك بر مبناي جابهجایی طبیعی و اختلاف فشار هوا صورت می پذیرد. در این حالت نرخ جریان هوا مقدار معینی ندارد و بستگی به شرایط آب و هوایی دارد. این حالت میتواند در شرایط آب و هوایی خیلی گرم اثر مثبتی در کاهش بار سرمایشی ساختمان داشته باشد.
(3 سومین روش براي طبقه بندي نماي دوپوسته بر اساس نماي خارجی آن است مطابق با شکل 3 در این روش نیز چهار حالت وجود دارد که به طور مختصر تشریح میشوند.
- نماي چند طبقه اي:5 در این حالت نماي خارجی بصورت یکدست بوده و بین دو پوسته ، جدا کننده افقی یا عمودي وجود ندارد. تهویه هوا از طریق دریچه هاي موجود در کف و سقف هر طبقه انجام می شود.
- نماي دالانی:6 در این حالت نماي خارجی در هر طبقه به وسیله جداکننده هاي افقی به چند دالان تقسیم می شود که هدف از انجام این کار بوجود آمدن عایق صوتی، ایمنی بیشتر در برابر آتش سوزي و تسهیل حرکت هوا می باشد.
- نماي جعبه اي یا پنجره اي:7 در این حالت نماي خارجی به بخش هاي کوچکتر و مستقلی تقسیم می شود که هر کدام از آنها میتوانند همانند پنجره عمل کنند.
- نماي جعبه ستونی:8 در این حالت یک ردیف از عناصر جعبه- پنجره اي در نماي خارجی قرار گرفته اند که این عناصر با یک ستون عمودي در نما مربوط می باشند. این ستون عمودي میزان خروج هوا از طریق دریچه هاي بالا را افزایش می دهد.
-
-4 مدلسازي
-1-4مدل سازي ریاضی
براي محاسبه میزان مصرف انرژي در این مطالعه از نرم افزار Energy Plus این نرم افزار بر اساس روش بالانس حرارتی عمل میکند و در صورت نیاز به محاسبه جریان هوا با روش Air Zonal محاسبات مربوط به جریان هوا و انتقال حرارت را انجام میدهد. در این نرم افزار براي شبیه سازي جابجایی طبیعی در شکاف از روش Air Zonal استفاده شده است. در این شبیه -سازي فضاي داخل شکاف به روش Air Zonal و دیگر فضاها به روش بالانس حرارتی تحلیل شده اند
روش Air Zonal در نرم افزار انرژي پلاس تحت عنوان Air Flow Network بوده که از سه مرحله تشکیل شده است. در مرحله اول فشار و جریان هوا در هر گره مشخص می-شود. در مرحله دوم دما و رطوبت هر گره مشخص شده ونهایتاً در مرحله آخر بار نهان و محسوس در هر فضا به دست آمده و براي تعیین بار سیستم HVAC درمعادلات بالانس حرارتی فضا وارد میشود. جزئیات کامل مربوط به محاسبات مرحله اول و دوم ، نحوه محاسبه بارهاي محسوس ونهان ، شرایط همگرایی ، معادلات تکرار، دماي فضا و تمامی معادلات مورد نیاز در روش Air Flow Network در مرجع مهندسی نرم افزار Energy Plus موجود است. به عنوان مثال چند نمونه از معادلات استفاده شده در ادامهشمارهآورد شده است. معادله 1 که جریان جرمی را به اختلاف فشار مربوط میکند معادله توانی نامیده میشود [12].
براي محاسبه اختلاف فشار از معادله شماره 2 که همان معادله برنولی است استفاده میشود. علاوه بر دو معادله شماره 1 و 2 از معادله بقاي جرم نیز استفده میشود.
معادلات شماره 1 تا 3 به یکدیگر کوپل شده و به روش عددي مقادیر جریان جرمی به دست میآید. با توجه به معلوم بودن جریان جرمی هوا دماي هر گره از رابطه زیر به دست میآید.
-2-4مدل سازي هندسی
نماي کلی سوله در نظر گرفته شده در دادهشکل شماره 4 نشان شده که ابعاد این سوله 19*27 متر است.
