بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله به مبحث پل حرارتی که از موارد بسیار مهم در مورد پایداریِ یک ساختمان می باشد و نیز به تجزیه و تحلِیاتلافِ حرارت از طریق اینگونه پل هابه منظورِ جلوگیری از هدر رفت انرژی گرمایشی در ساختمانهایی با ساخت جدید و با سازه بتنی ، پرداخته می شود. پل حرارتییکی از پارامترهای مهمِ محاسباتی در هنگام ارائه لیبل انرژی - ارائه لیبل انرژی از سال 2020 برای پروژه هائی با ساخت جدید ، در اروپا و امریکا الزامی می باشد. -
برای یک پروژه ساختمانی نیز هست . شناخت و ازبین بردن پل های حرارتی منجر به صرفه جویی در مصرف انرژی گرمایشی و کاهش انتشار گاز دی اکسید کربن در اتمسفر و نیز باعث پیشگیری از بوجود آمدن کپک و قارچ در سطوح داخلی به خصوص در آب و هوای مرطوب می شود.
در آنالیز پل حرارتی، با توجه به اینکه این آنالیز تغییر درجه حرارت در طول زمان را نشان می دهد، باید اینرسی حرارتیو درجه حرارتِ سطحیِ متریال ، مقاومت حرارتی مصالح را نیزدر نظر گرفت. به این دلیل ،ابتدا به تعاریف انواع پل های حرارتی، انتقال حرارتی خطی و نقطه ای و سپس به محاسبات آنها خواهیم پرداخت و در انتها با توجه به مقادیر عددی انتقال حرارت خطی که میزان اتلاف حرارت رااز یک پل حرارتیِ معین نشان می دهند،راهکارهایی را برای جلوگیری از آنها ارائه خواهیم داد،اما به دلیل حجم زادِی دتایل های کاربردی برای اینگونه پل ها ، تنها ، به ارائه تعداد محدودی راه حل و دتایل های اجرائی برای برطرف کردن این پل های حرارتی اکتفاشده است از جمله در موقعیت هائی نظیرِ دیوارهای پیرامونیِ یکنواخت ، دیوار های پیرامونی هندسی و درموقعتِیمکانیِاتصال بالکن به کفِ طبقات که از اهمیت بیشتری برخوردار هستند، میتوان نام برد.
مقدمه
می دانیم که دنیای امروز به دلیل استفاده بیش از اندازه و نادرست ازمنابع انرژی فسیلی با مشکلات فراوانی از قبیل گرم شدن کره زمین مواجه است که انتشار گازهای گلخانه ای - دی اکسید کربن ، متان،... - یکی از مهم ترین دلایل این گرم شدن، به حساب می آیند. حدود %35 از انتشار گازهای گلخانه ای مربوط به بخش ساختمان هستند. همینطور طبق تحقیقات انجام شده در اروپا %30 الی %40 از مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش در ساختمان استفاده می شود، که مقدار قابل ملاحظه ای است و با توجه به این حد از مقدار مصرف باید تا حد امکان از هدر رفت آن نیز جلوگیریشود.در کشورِ ما ایران که قوانینی برای محدود کردن مقدار مصرف انرژی گرمایشی از نظر محدودیت تعداد ساعات مصرف روزانه و یامصرف آن در تعدادِ محدودی از ماه های سال ، وجود ندارند، این مقدار مصرف به طور قطع بیشتر خواهد بود و به طبع آن هدر رفت بیشتری از انرژی گرمایشی را خواهیم داشت که به انتشار بیشتری از گازهای گلخانه ای منجر می شوند.
یک ساختمان در مکان و یمحلا ِپل های حرارتی، بیشترین اتلاف انرژی گرمایشی را خواهد داشت. اگر در ساختمان از هدر رفت انرژی جلوگیری کنیم به موازات آن مصرف کمتری از انرژی را نیز داریم .تمهیدات مربوط به برطرف کردن پل های حرارتی از مهمترین راهکارهای پیشگیری از به هدر رفتن انرژی گرمایشی می باشد. این تمهیدات، باید در مرحله طراحیِ یک پروژه یا ساختمان توسط مهندسین سازه ، معمار و تاسیسات در نظر گرفته شود تا بتوان از اتلاف حرارت که در آینده ایجاد می شود، جلوگیری کرد و همزمان شرایط بهینه و همراه با آسایش را از نظر درجه حرارت داخلی و رطوبت نسبی برای کاربران فراهم کرد.
این مساله در ساختمانهایی با کاربری مسکونی، از اهمیت بالاتری برخوردار است زیراکه در تمام ساعات شبانه روز مورد مصرف مداومهستند و بخصوص در شب ،که مقدارِ بیشتری از اتلاف گرما را به دلیل کاهش درجه حرارت خارجی خواهیم داشت. همچنین در تابستان به دلیل افزایش استفاده از سیستم های تهویه مطبوع ، نیاز داریم به استراتژی هایی برای بهبود عملکرد حرارتی، برای مقابله با افزایش تقاضای برق و ایجاد تعادل در ساختمان. فراهم کردن راه حل هایی برای برطرف کردن پل های حرارتی خود به عنوان بهترین عایق نه تنها برای اتلاف حرارت در فصل زمستان که برای محافظت ازگرمای تابستان و عایق آکوستیکی نیز مورد توجه می باشد.
راه حل های ارائه شده، به علت استفاده از متریال های سازگار با محیط زیست خود از پارامترهای متناسب با معماری پایدار به حساب می آیندمانند به کار بردنِ پشم شیشه یا پشم گوسفند به عنوان عایق که کاملا قابل بازیافت و بدون ضرر برای محیط زیست می باشند و یا استفاده از استیل یا فولاد زد زنگ ،که می توان مجدد از آنها در جایی دیگر وکاربردی دیگر در ساختمان و یا دیگر صنایع استفاده کرد.نباید فراموش کرد که بیشترین حجم زباله های تولید شده در دنیا مربوط به زباله های ساختمانی می باشد که از تخریب آنها بوجود می آید پس بهتر است تا حد امکان از متریال های پایدار برای ساختمان سازی بهره ببریم تا حجم این گونه زباله ها و تاثیرات مخرب آنها بر محیط زیست را کاهش دهیم.
روش تحقیق : این مقاله ، ماحصل تحقیق کتابخانه ای ، انجام پروژه های عملی،نتایج بدست آمده از نرم افزارهای مرتبط و آموزش های آکادمیک در رابطه با دروس فیزیک ساختمان و کارگاه های آموزشی در رابطه با بلِی انرژی برای ساختمان های موجود و جدید، می باشدکه. حاصل کار یک مقاله تحلیلی می باشد از تمامِ اطلاعات موجود که به زبان فارسی ترجمه شده است.
پل حرارتی:
پل حرارتی چیست؟
تعریفی که در مبحث نوزدهم مقررات ملی - صرفه جوئی در مصرف انرژی - برای پل های حرارتی آمده،اینگونه است:
نقاطی از ساختمان که به علت عدم تداوم و یکپارچگی عایق حرارت پوسته خارجی ساختمان باعث افزایش میزان انتقال حرارت می گردند.
اما این تعریف یک بیان ساده و مختصر راجع به پل حرارتی می باشد. زیراکه پل حرارتی،لزوما به دلیل عدم یکپارچگیِ عایق حرارتی بوجود نمی آید، بلکه دلایل دیگر از جمله هندسه متفاوت در پوسته خارجی، تلاقیِ مصالح متنوع با ویژگی های مختلف در یک نقطه از ساختمان، ضخامت های مختلف در پوسته خارجی ساختمان و ... همگی می توانند باعث ایجاد پل حرارتی شوند.اکنون یک تعریف جامع تر از پل حرارتی را خواهیم داشت:
پل حرارتی ویا بازده حرارتی از یک ساختمان،یک تابع از عملکرد حرارتی از عناصر مسطح - به عنوان مثال، دیوار، سقف، پنجره ها - و تلفات حرارتی محلی است، که می تواند در اطراف عناصر مسطح و توسط اجزای ساختمان که هدایت گرما در آنها رخ می دهد، اتفاق بیافتد. این هدایت گرما زمانیکه درجه حرارت بیرون کمتر و یا بیشتر از سطوح داخلی باشد بوجود می آید. این مناطق که دارای جریان گرمای محلی یا شارگرمائیِ بالا می باشند، عموما به عنوان پل حرارتی شناخته می شوند و می توانند تاثیر قابل توجهی بر روی عملکرد حرارتیِ پوسته ساختمان و مصرف انرژی داشته باشند.
پل حرارتی را می توان با استفاده از دوربین های تصویر برداری حرارتی مخصوص نشان داد که در آن پلهای حرارتی به عنوان مناطقی با درجه حرارت بالاتر، - هنگامی که از خارج ساختمان دیده شوند - ظاهر می شوند که به رنگ قرمز یا نارنجی رنگ مشاهده خواهند شد.در ادامه دو نمونه از پل های حرارتی که یکی از آنها به شکلی نادرست و دیگری به شکلی مناسب عایق بندی شده است را میبینیم. در شکل 1 مکانهائی را که درجه حرارت بالاتری در اطراف درب، پنجره و دال بالکن دارا می باشند، نشان داده شده است.
دمای پایین سطح خارجی دیوارها حاکی از آن است که این مناطق به خوبی عایق بندی شده اند، به طوری که اتلاف حرارت کمتری از سطح داخل به خارج وجود دارد. مناطق با درجه حرارت پایین به طور معمول به رنگهای آبی یا سبز دیده می شوند . بدون دوربین های مخصوص نیز در مواقعیکه اطرافِ ساختمان از محیط خارج نیز قابل رویت باشدمی، توان ردِ ستون ها و کف طبقات و دیوار ها را از یکدیگر تمییز داد ، که این خود یکی از سادهرینت نمونه های پل حرارتیِ قابل مشاهده در ساختمان می باشد.
شکل -1 نمایی از یک ساختمان مسکونی با پل های حرارتی در اطراف پنجره ها ، درب ها در بالکن.
