پیمانکار رتبه یک تاسیسات

گل های آفتابگردان IBM با کنترل توان 2000 برابری خورشید
2016-12-29
ساختمانها به عنوان نیروگاه های مولد برق
2017-01-02
Show all

بررسی تاثیر تهویه طبیعی بر مصرف انرژی ساختمان(بخش دوم)

بررسی تاثیر کنترل تهویه با باز کردن پنجره ها بر مصرف انرژی ساختمان های مسکونی

(قسمت دوم)
گردآورنده: حسین حاجی زین العابدینی
دی ماه 95

در بخش اول به عملکرد حرارتی و انرژی ساختمان های مسکونی تحت تاثیر عوامل متعددی از جمله : ویژگی های معماری، طراحی تاسیساتی و نیز مطالبی پیرامون تأثیر رفتار ساکنین بر عملکرد حرارتی و انرژی در ساختمان ارائه شد، تا اینکه تعامل مناسبی در ارتباط با استفاده از دستگاه های تاسیسات مکانیکی تهویه مطبوع با کارکرد ترکیبی داشته باشند. و همچنین این موضوع که در برزیل، مردم دارای یک عادت فرهنگی هستند که با باز کردن پنجره ها از تهویه طبیعی استفاده می کنند. و درنهایت سه سناریو مختلف رفتار ساکنین با توجه به تبادل هوای  داخل  ساختمان با محیط بیرون  بیان شد که عبارتند از: تهویه در طول مدت صبح تا شب؛ سیستم تهویه با استفاده از کنترل خودکار و تهویه در طول مدت شب که در ادامه به بررسی هریک از سناریوها خواهیم پرداخت.

بررسی تاثیر تهویه طبیعی بر مصرف انرژی ساختمان(بخش دوم)تهویه صبح تا شب

در برزیل و در بسیاری از ساختمان های مسکونی، در طول صبح تا شب از تهویه طبیعی استفاده می شود بدون اینکه  ساکنین هیچگونه نگرانی در مورد میزان عملکرد حرارتی و انرژی تاسیسات مکانیکی تهویه مطبوع ساختمان داشته باشند. این سناریو شامل ساکنینی است که که بصورت معمول  از صبح تا شب از سیستم تهویه طبیعی ساختمان استفاده می کنند. در این سناریو استفاده از سیستم تهویه طبیعی، وقتی دمای محیط بیرون بیش از0C21 است و در بازه زمانی 7 صبح تا 12 شب مجاز است. این شرایط همچنین برای روزهای پایان هفته و روزهای تعطیل حفظ می شود. عملکرد ساکنین در این سناریو مستقل از دمای اتاق در نظر گرفته می شود و پنجره ها در طول این مدت همیشه باز خواهد بود.

بررسی تاثیر تهویه طبیعی بر مصرف انرژی ساختمان(بخش دوم)تهویه بصورت کنترل خودکار

در سناریوی تهویه بصورت کنترل خودکار، پتانسیل تهویه طبیعی بررسی می شود، و بر اساس دو معیار درجه حرارت مختلف، پنجره ها باز خواهند شد. در معیار نخست هنگامی تهویه مجاز است که درجه حرارت داخل اتاق برابر یا بالاتر از دمای هدف (Tint≥ Tsetpoint) است. درمعیاره دوم تهویه هنگامی مجاز است که درجه حرارت داخل اتاق بالاتر از درجه حرارت محیط خارج (Tint > Texterna) باشد. دراین سناریو، تهویه طبیعی با استفاده از یک سیستم خودکار و با  باز کردن پنجره ها انجام می شود و دمای نقطه هدف 0C21 در نظر گرفته می شود.

تهویه در شب

سناریوی استفاده از تهویه در شب مربوط به  خانواده ای است که تمام پنجره ها در طول دوره صبح تا عصر بسته است، پنجره ها تنها در شب باز می شوند. در این معیار هنگامی که درجه حرارت محیط بیرون بالاتر از 0C21 Text≥ Tsetpoint)) است و در بازه زمانی 6 عصر تا 12 شب قرار داریم، مجاز به استفاده از سیستم تهویه طبیعی هستیم.

نتایج

با توجه به اینکه سناریوهای تهویه (تهویه صبح تا شب، تهویه بصورت کنترل خودکار و تهویه در شب) به سه گروه تقسیم شدند، عملکرد ساختمان توسط یک شرکت مجری تاسیساتی تجزیه و تحلیل شد. این تجزیه و تحلیل با در نظر گرفتن تعداد ساعات آسایش حرارتی برای تهویه طبیعی اتاق ها و مصرف انرژی سیستم تاسیسات مکانیکی تهویه مطبوع (سرمایش و گرمایش) برای اتاق ها ( اتاق خواب و اتاق نشیمن) در استفاده طولانی مدت انجام شد.

بررسی تاثیر تهویه طبیعی بر مصرف انرژی ساختمان(بخش دوم)تعداد ساعت آسایش حرارتی برای تهویه طبیعی اتاق ها در جدول زیر ارائه شده است. مشاهده می شود که سناریوی انتقال حرارت از طریق پنجره ها کم و ظرفیت حرارتی ساختمان متوسط (تهویه با کنترل خودکار) دارای بیشترین تعداد ساعت آسایش برای تهویه طبیعی اتاق ها (اتاق خواب زوجین 3247 ساعت، اتاق خواب کودکان 3582 ساعت و اتاق نشیمن 3419 ساعت) است. در همین سناریو، موردی دارای کمترین ساعت راحتی است که انتقال حرارت ازطریق پنجره ها زیاد و ظرفیت حرارتی ساختمان کم ( اتاق خواب زوجین 2167 ساعت، اتاق خواب کودکان 2491 ساعت و اتاق نشیمن 2510 ساعت) است.

بررسی تاثیر تهویه طبیعی بر مصرف انرژی ساختمان(بخش دوم)با توجه به مقایسه انجام شده برای تهویه با کنترل خودکار، موردی که انتقال حرارت از طریق پنجره ها کم و ظرفیت حرارتی ساختمان متوسط است  نسبت به موردی که انتقال حرارت از طریق پنجره ها زیاد و ظرفیت حرارتی ساختمان کم است، افزایش ساعات آسایش شامل  1080 ساعت (33٪) برای اتاق زوجین، 1091 (30٪) ساعت برای اتاق خواب کودکان و 909 (27٪) ساعت برای اتاق نشیمن است.

در سناریو تهویه صبح تا شب، موردی که انتقال حرارت  از طریق پنجره زیاد و ظرفیت حرارتی ساختمان کم است منجر به کمترین تعداد ساعت راحتی برای تهویه طبیعی اتاق ها  (اتاق خواب زوجین 2095 ساعت، اتاق خواب کودکان 2438 ساعت و اتاق نشیمن 2466 ساعت) شد. در همین سناریو، موردی دارای بیشترین ساعت راحتی بود که انتقال حرارت از طریق  پنجره ها کم و ظرفیت حرارتی ساختمان متوسط (اتاق خواب زوجین 2902 ساعت، اتاق خواب کودکان 3042 ساعت و اتاق نشیمن 2915 ساعت) باشد. با مقایسه هر دو مورد، افزایش ساعات راحتی به اندازه  807 ساعت (28٪) برای اتاق خواب زوجین، 604 (20٪) ساعت برای اتاق خواب کودکان و 449 (15٪) ساعت برای موردی بود که انتقال حرارت از پنجره ها کم و ظرفیت حرارتی ساختمام متوسط است.

بیشترین تعداد ساعت راحتی برای تهویه طبیعی اتاق ها مربوط به سناریوی تهویه در شب مربوط به موردی است که انتقال حرارت از طریق پنجره کم و ظرفیت حرارتی ساختمان متوسط (اتاق خواب زوجین 3093 ساعت، اتاق خواب کودکان 3259 ساعت و اتاق نشیمن 3314 ساعت) است. برای همین سناریو، موردی دارای کمترین تعداد ساعت راحتی برای تهویه طبیعی اتاق است که انتقال حرارت از طریق پنجره زیاد و ظرفیت حرارتی ساختمان کم (اتاق خواب زوجین 2190 ساعت، اتاق خواب کودکان 2543 ساعت و اتاق نشیمن 2183 ساعت) است. تفاوت بین هر دو مورد 903 ساعت (29٪) برای اتاق خواب زوجین ، 716 (22٪) ساعت برای اتاق خواب کودکان و 1131 (34٪) ساعت برای اتاق نشیمن است.

برای تمام حالات، موردی که انتقال حرارت از طریق پنجره کم و ظرفیت حرارتی ساختمان متوسط است بیشترین تعداد ساعت راحتی برای تهویه طبیعی اتاق است و موردی که انتقال حرارت از طریق پنجره زیاد و ظرفیت حرارتی ساختمان کم است دارای کمترین تعداد ساعت راحتی است. نتایج نشان داد که حالات مختلف عملکرد ساکنین در شرایط بهره برداری از تهویه طبیعی و میزان نیاز به استفاده از تاسیسات مکانیکی تهویه مطبوع، دارای اثر قابل توجهی بر تعداد ساعت آسایش حرارتی در ساختمان های با ظرفیت حرارتی متوسط است. هر چند، برای ساختمان های با ظرفیت حرارتی کم، حالات مختلف عملکرد ساکنین منجر به کاهش ساعات راحتی می شود.

منبع:

Fabi, R.V. Andersen, S. Corgnati, B.W. Olesen, Occupants’ window opening behaviour: a literature review of factors influencing occupant behaviour and models, Build. Environ. 58 (0) (2012) 188–198.

Fabi, R. Andersen, S. Corgnati, B. Olesen, A methodology for modelling energy related human behaviour: application to window opening behaviourin residential buildings, Build. Simul. 6 (4) (2013) 415–427.

یک دیدگاه