تاسیسات ساختمان
تأسیسات ساختمان به بیان ساده ایجاد شرایط مطلوب جهت سکونت است. استفاده مناسب از آب، برق، گاز، علائم هشداردهنده، تهویه، تخلیه فاضلاب، ایجاد سیستم سرمایشی و گرمایشی، ارتباط بین داخل و خارج ساختمان، تماس تلفنی، حمل و نقل بین طبقاتو… موضوعاتی هستند که به آنها تأسیسات ساختمان گفته می شود. در ادامه قصد داریم مبحث گرمایشی ساختمان را مورد بررسی قرار دهیم.
گرما و چگونگی آن
گرما نوعی انرژی است که به حرکت مولکولی اجسام بستگی دارد . می دانیم تمام مواد از مولکولهای بسیار کوچکی تشکیل شده اند که به طور دائم و با سرعت در حرکتند . با افزایش درجه حرارت یک ماده ، حرکت مولکولی آن بیشتر می گردد و با کاهش درجه حرارت ، حرکت مولکولی نقصان می یابد . چنانچه تمام حرارت یک ماده گرفته شود ( مثلا در صفر مطلق ) ، حرکت مولکولی آن کاملاً متوقف می گردد .
انتقال حرارت
جریان حرارت از ماده ای با درجه حرارت بیشتر به ماده ای با درجه حرارت کمتر را انتقال حرارت گویند . به طور کلی حرارت به سه طریق منتقل می شود :
۱- هدایت Conduction
۲ – جابه جایی (وزش) Convection
۳ – تشعشع ( تابش ) Radiation
با وجود اینکه اغلب اوقات حرارت از سه طریق منتقل می شود ، ولی بهتر است برای سهولت محاسبه ، مطالعه درباره ی هریک از روشهای فوق ، به طور جداگانه صورت گیرد .
جریان انتقال حرارت یکی از مسائل مهم و اساس طرح تأسیسات حرارتی و بردوتی بوده و با محاسبه ی مقدار انتقال حرارت (تلفات حرارتی ساختمانها ) است که می توان قدرت ماشین آلات و ظرفیت و اندازه ی ( سایز ) وسایل گرم کننده و سرد کننده ، همچنین مشخصات لوله های حامل و ناقل حرارت را به دست آورد . جریان حرارت نیز دو شکل خاص دارد :
الف ) جریان حرارتی یکنواخت
در این حالت مقدار حرارت انتقالی در زمانهای مختلف ثابت بوده و تغییر نمی کند . مانند جریان انتقال حرارت از جداری که درجه حرارت دو طرف آن در طول زمان انتقال ثابت بماند که البته مثال عملی آن کمتر پیش می آید .
ب ) جریان حرارتی غیریکنواخت
در این حالت مقدار جریان حرارت بر حسب زمان تغییر نموده و ثابت نیست . مانند انتقال حرارت از سطح داخلی یک دیوار گرم به سطح خارجی آن که این سطح برحسب تغییر شدت تابش آفتاب و یا تغییر سرعت وزش باد و عوامل دیگر در هر لحظه شرایط حرارتی مختلف داشته و در نتیجه مقدار جریان حرارتی نسبت به زمان تغییر می کند . که محاسبات آن مشکل و حتی غیر مقدور است . در محاسبات تلفات حرارتی ساختمانها ، منظور از محاسبه تعیین مقدار تلفات حرارتی در حالت خاصی است که هوای خارج ، بدترین وضع و شرایط نامناسب فصل را دارا می باشد . و همچنین شرایط حرارتی داخل ساختمان نیز باید پایا فرض شود . بنابراین محاسبات انتقال حرارت از نوع جریان یکنواخت فرض خواهد شد .
انتقال حرارت از طریق هدایت
چنانچه گفته شد ، انتقال حرارتی از ناحیه گرمتر به ناحیه سردتر جسم صورت می گیرد . حال اگر این انتقال انرژی از نقطه ای به نقطه دیگر در اثر برخورد یا تماس مستقیم ذرات جسم ( مولکولها ) صورت گیرد ، گویند انتقال حرارت از طریق هدایت انجام گرفته است .
انتقال حرارت از طریق جابجایی
در این روش ، انتقال حرارت توسط حرکت و جابجایی مولکولهای سیال ( گاز یا مایع) صورت می گیرد . انتقال حرارت جابجایی منحصراً در گازها و مایعات که مولکولهای آنها قابلیت حرکت دارند ، امکان پذیر است . در مورد انتقال گرما به طریق جابجایی نمی توان مانند هدایت حرارتی ، رابطه ای ساده به دست آورد ، زیرا مقدار گرمای مبادله شده بین سیال ( گاز یا مایع ) و سطح جسم جامد به عوامل متعددی مانند : صاف بودن سطح ، عمودی یا افقی قرار گرفتن سطح ، چگالی سیال ، گرمای ویژه ، ضریب انتقال حرارتی سیال ، سرعت سیال و غیره بستگی دارد . به طور کلی مقدار گرمایی که به روش جابجایی بین یک سطح و سیال مبادله می شود متناسب است با مساحت این سطح و اختلاف دمای سطح جامد و دمای متوسط سیال ناقل .
انتقال حرارت از طریق تابش ( تشعشع)
تابش عبارت از جریان دائمی انرژی از سطح خارجی هر جسم در هر دمای دلخواه است . این نوع انرژی را انرژی تابشی می نامند و یکی از انواع امواج الکترومنیتیک ( مانند امواج نورانی ، رادیویی ، اشعه X و غیره ) می باشد . این امواج با سرعت نور منتظر می شوند و هرگاه به جسمی برخورد کنند که در برابر اشعه حرارتی شفاف نباشد ( نظیر : کف دست ، دیوار و .. ) جذب آنها شده و به حرارت تبدیل می شوند . این امواج از هوا و خلاء عبور می کنند . در هنگام عبور از هوا ، قسمتی از آنها جذب هوا می شود .
عایقها
عایقها به اجسامی می گویند که دارای قابلیت حرارتی (K) خیلی کم باشند . هادی مطلق یا عایق مطلق وجود ندارند و در واقع هادی یا عایق بودن اجسام نسبی است . به طور کلی موادی که برای عایق کردن مورد استفاده قرار می گیرند ، خصوصیات مشابهی با مصالح ساختمانی دارند . در ساختمان مولکولی بیشتر مواد غیرفلزی سلولهای بیشماری شامل هوا یا گازهای دیگر وجود دارد . با افزایش درجه حرارت قابلیت هدایت حرارتی (K) متوالیاً افزایش می یابد. این افزایش عمدتاً از افزایش فعل و انفعال مولکولی در داخل سلولهای ماده است . اگر سلولها بینهایت کوچک باشند اثرات وزش با اهمیت تلقی نمی شود . یکی دیگر از خصوصیات عایقها چگالی آنهاست . به طور مثال یک ماده تراکم پذیر مانند پشم شیشه اگر به طور آزاد قرار گیرد ، عایق بهتری خواهد بود نسبت زمانی که همان ماده به طور متراکم یا چگالی کنار هم قرار گیرد.
سیستم های حرارت مرکزی
نصب بخاری در هر اتاق برای ساختمانهایی که اتاقهای زیادی دارند مشکلات زیادی از نظر بهره برداری ، نگهداری و کیفیت کار پیش می آورد . در چنین ساختمان هایی باید سیستم های حرارت مرکزی ایجاد شود . در این سیستم ، گرما در محلی به نام موتورخانه یا اتاق مکانیکی تولید شده ، توسط سیال واسطه ای جذب و به اتاق های مختلف هدایت می شود . این سیال واسطه ممکن است آب ، بخار آب و یا هوا باشد .
دستگاههای پخش کننده گرما
دستگاههای پخش کننده گرما وسایلی هستند که از آنها برای جبران تلفات حرارتی ساختمان و گرم نگه داشتن محل موردنظر استفاده می شود . در این دستگاهها سیال گرم ( آب گرم ، آب داغ و یا بخار ) جریان داشته ، گرمای خود را از طریق سطح تبادل کننده حرارت ، به محیط منتقل می کند .
رادیاتور
دستگاههای پخش کننده گرما وسایلی هستند که از آنها برای جبران تلفات حرارتی ساختمان و گرم نگه داشتن محل مورد نظر استفاده می شود . در این دستگاهها سیال گرم ( آب گرم ، آب داغ و یا بخار ) جریان داشته ، گرمای خود را از طریق سطح تبادل کننده حرارت ، به محیط منتقل می کنند .
برای مطالعه متن کامل کتاب « تأسیسات ساختمان »، از بخش دانلود استفاده نمائید :
مطالب مرتبط
نظرات
برچسب ها
دیدگاه خود را بنویسید
دیدگاهتان را بنویسید
