بخشی از مقاله
چکیده
درحال حاضر در کشور ایران حدود چهل درصد از کل مصرف انرژی مربوط به بخش ساختمان میگردد که مقدار قابل توجهی از آن صرف گرمایش و سرمایش آن میشود در نتیجه علاوه بر مصرف بیرویه سوختهای فسیلی، آلودگی محیط زیست را نیز بهمراه دارد. در این مقاله جهت صرفه جویی در مصرف سوخت و کاهش مشکلات زیست محیطی با ارائه ایده استفاده از انرژی خورشیدی جهت به حرکت درآوردن خود به خودی هوا در داخل ساختمان توسط دودکش خورشیدی و استفاده از گرمای نهان تبخیر آب جهت ایجاد سرمایش که در ورودی ساختمان انجام میگیرد بدون استفاده از نیروی محرکه یا مصرف سوختهای فسیلی میتوان در مناطق گرم و خشک محیطی مطبوع با دمای مناسب و رطوبت لازم فراهم نمود برای این منظور با معرفی ناحیه محاسباتی به صورت دو بعدی و بکارگیری معادلات حاکم برجریان مغشوش و اعمال روشهای عددی مناسب نتایج مطلوبی حاصل شده است.
مقدمه
دور نمایی از اتمام ذخایر فسیلی جهان در طی چند دهه آینده و همچنین موضوع جهانی شدن و به دنبال آن افزایش رقابت بین کشورهای جهان باعث شده است تا بهینه سازی مصرف انرژی، بعنوان یک سیاست استراتژیک از سوی اقتصادانان و دولتمردان کشور-های جهان مطرح گردد و با اختصاص بودجههایی که صرف تحقیقات و پژوهش در زمینه جایگزین کردن انرژیهای نو به جای سوختهای فسیلی میشود، هر ساله روشهای جدیدی برای بهینه سازی انرژی در جهان مطرح میشود.
در سالهای اخیر، بحث استفاده از انرژی های نو جهت گرمایش و سرمایش ساختمان، نظر مهندسین و معماران را به خود معطوف ساخته است با توجه به این موضوع که بخش وسیعی از کشور در ناحیه آب و هوایی گرم قرار دارد اجرای روشهای مناسبی جهت کاهش هزینه های سرمایش ساختمان قابل تأمل است . با توجه به اقلیم بیابانی شهرهای کویری نظیر یزد و داشتن تابستانهای طولانی و گرم و خشک، بکارگیری اصول بهینه سازی انرژی در ساختمان ضروری است مقاله حاضر، به طراحی یک ساختمان با سیستم سرمایشی طبیعی - استفاده از انرژی باد و خورشید - در شهرهای کویری میپردازد.
نتایج جالب بدست آمده حاکی از آن است که میتوان هزینه اولیه جهت بکار بستن اصول بهینه سازی انرژی در ساختمان را، در سالهای بعد از طریق کاهش هزینه در مصرف سوخت و یا برق جبران نمود و با دیدی حساب شده، میتوان ساختمان سازی متکی به رعایت اصول بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان را، از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه دانست.
گرمای طاقت فرسای تابستان در مناطق کویری ایران و عدم دسترسی راحت به منابع انرژی ناشی از سوختهای فسیلی در گذشته باعث شده که انسان به فکر تهویه طبیعی و خودبخودی ساختمانها بدون استفاده از انرژی های فسیلی بیفتد .در این راستا بناهای برج مانند باریک و بلند چهار پهلو و شش پهلو یا هشت پهلو به نام بادگیر[2] را ساخته است. این سازه ها بر فراز بامها احداث میشوند که در عین زیبایی و زینت بخشیدن به ساختمان نقش تهویه خودبهخودی فضای داخل ان را نیز به عهده دارند.
امروزه به دلیل مصرف بیرویه سوختهای فسیلی و افزایش چشمگیر آلودگی محیط زیست فکر بازسازی و احیا و برطرف نمودن معایب بادگیرهای سنتی و پیدا نمودن جایگزین برای آنها معقول و منطقی به نظر میرسد. از طرفی در این مناطق تعداد ساعات آفتابی در طول سال زیاد بوده میتوان از این تابش خورشید به عنوان یک منبع انرژی پاک استفاده نموده و با احداث دیوارهای ترومبی یا دودکش خورشیدی جریان خودکار هوا را داخل ساختمان برقرار نماییم.
در داخل بادگیر با ایجاد شناوری منفی - هوای سرد وسنگین - جریان هوا به سمت پایین و در داخل دیوار ترومبی - دود کش خورشیدی - باگرم شدن هوا شناوری مثبت بوجود آمده هوا به سمت بالا به حرکت در می آید، در این پژوهش با قراردادن سیستمهای تبخیری مناسب - پاشش آب - در محل ورود هوا به داخل ساختماننظیر شکل 1می توانیم فضای مطبوع و راحتی را در داخل از نظر دما و رطوبت بوجود آوریم.[3]
در این مقاله در نظر است به روش عددی ضمن بکارگیری معادلات حاکم بر حرکت سیال درحالت دوبعدی و دائم، تاثیر هواکش های سقفی درتهویه و نقش رطوبت ناشی از اضافه نمودن پاشش آب در مسیر حرکت هوا در عملکرد سرمایشی ساختمان مطالعه گردد و تاثیر دودکش خورشیدی و دبی هوای در گردش ایجاد شده توسط آن مورد ارزیابی قرار گیرد و سرانجام با ارائه راهکارهای مناسب زمینه استفاده این تجهیزات در معماری جدید فراهم شود، گفتنی است در این راستا مقدار قابل توجهی در مصرف انرزی صرفه جویی به عمل میآید.
SRmR عبارت چشمه می باشد که ازجریان اصلی حذف یا اضافه میگردد و در ارتباط با پدیده تبخیر آب یا چگالش آن میباشد .[4] در رابطه فوق ρ جرم حجمی هوا میباشد که در ورود کمترین مقدار را دارد و با پاشش آب داخل آن افزایش میابد و باعث سنگین شدن آن میگردد، این پدیده مطلوب بوده، یک نوع شناوری منفی ایجاد گردیده، باعث میگردد هوای سنگین به سمت پایین به حرکت درآید. با محاسبه رطوبت مطلق و همچنین فشار کل و فشار جزئی بخار آب و هوای خشک در هر گره، جرم حجمی کل ویا جزءهای بخار آب و هوای خشک قابل محاسبه میباشد.
