منطقه بندی راحتی برای طراحی HVAC – بخش نهایی.

منطقه بندی راحتی برای طراحی HVAC – بخش نهایی
مترجم: مهندس نیره شمشیری
منبع: Ashri Monthly December 2018
مثال کلاسیک
شکل 3 یک مشکل طراحی منطقه بندی را نشان می دهد که طبقه میانی یک ساختمان بلند مرتبه اداری در نیمکره شمالی را نشان می دهد. شکل 3 برای طراحی با هزینه کم و شکل 4 برای طراحی با هزینه متوسط ​​و بالاتر است. تیغه های بیرونی شیشه زیادی دارند ، بنابراین مزایای گرمای خورشید بسته به زمان روز و سال ، هوا و قرار گرفتن در معرض نور خورشید بسیار زیاد است.
اتلاف گرما از پنجره ها در هوای سرد نیز بسیار زیاد است. اتاق های این ساختمان در اطراف هر طبقه قرار دارند. ساختمانی از این دست ممکن است دارای فضای اداری باشد ، اما معمولاً در آن اتاق های پستی ، کپی ، استراحت ، کنفرانس ، انبار ، خدمات ساختمان و اتاق های فناوری اطلاعات و همچنین فضاهای مجاور ، توالت و راهروها قرار دارد.
آسانسورها و پله ها اغلب در مرکز قرار دارند. به دلیل کمبود مزایای خورشیدی ، بسیاری از فضاهای مرکزی معمولاً با هم تقسیم می شوند. با این حال ، اگر فضاها برای ساکنان مختلف در نظر گرفته شده باشد ، باید به طور جداگانه منطقه بندی شوند
با توجه به دستاوردهای حرارتی از طریق محفظه ، محیط ساختمان معمولاً به منطقه بندی دقیق تری نسبت به مرکز نیاز دارد.
در مثالی که در شکل های 3 و 4 نشان داده شده است ، مزایای خورشید از طریق پنجره های بزرگ و همچنین هزینه های ساخت کم به احتمال زیاد بر تصمیمات منطقه بندی تأثیر می گذارد. در شرایط طراحی بدترین اتلاف گرما ، شب طوفانی سرد ، همه اتاق ها الگوی از دست دادن حرارت مشابهی دارند ، با این تفاوت که نفوذ هوا بسته به عوامل مختلفی متفاوت است.

با این حال ، هنگامی که انرژی خورشیدی در دسترس باشد ، رفتار فضاهای اطراف بسته به قرار گرفتن در معرض نور خورشید بسیار متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال ، در یک صبح سرد زمستانی ، ممکن است اتاق هایی که به سمت شرق هستند به دلیل مزایای گرمای خورشید ، گرمای زیادی نداشته باشند. در همان زمان ، اتاق هایی که رو به غرب قرار دارند به گرمایش زیادی نیاز دارند.
در بعد از ظهر ، با گرم شدن هوای خارج و شارژ توده های حرارتی ساختمان ، ممکن است اتاق های غربی به خنک سازی احتیاج داشته باشند ، در حالی که اتاق های شرقی در روزهای بسیار سرد به خنک سازی یا حتی گرمایش بسیار کمتری نیاز دارند.
شکل 3. طبقه میانی یک ساختمان اداری چند طبقه با هزینه کم. این مرکز یک منطقه حرارتی است ، در حالی که کل اتاق فقط به 5 منطقه تقسیم شده است. ساکنان اتاق های غیر گوشه ای گاهی ناراحت خواهند شد زیرا اتاق های گوشه ای که دو طرف آنها رو به بیرون است ، ترموستات می گیرند.
اتاقهای جنوبی یا شمالی در نیمکره شمالی باید اوج بارهای خنک کننده را در اوایل تا اواسط بعد از ظهر در نظر بگیرند و اوج آنها نباید با فضاهای شرقی یا غربی همراه باشد. اگر ساختمان در مناطق معتدل یا سردتر نیمکره شمالی باشد ، اتاقهای شمالی در زمستان هیچ تابش مستقیم آفتاب ندارند ، بنابراین بار آنها با سایر فضاها متفاوت است.
از نظر انرژی خورشیدی به تنهایی ، هر منطقه باید جداگانه و با میزان نور خورشید خود منطقه بندی شود. منطقه بندی هزینه بالاتر که در شکل 4 نشان داده شده است ، با نصب سیستم های مناسب ، باید رضایت بیشتر ساکنان و اختلاف کمتری در ترموستات آنها ایجاد کند.
نتایج
در محاسبات بار گذرا دستی و رایانه ای ، طراحان HVAC معمولاً قبل از روشن كردن بارهای جزئی باید مناطق گرمایی را انتخاب كنند. میزان مزایا و اتلاف گرما در اتاق ها نباید عاملی باشد برای انتخاب اینکه کدام اتاق ها باید برای تشکیل یک منطقه در یک گروه قرار بگیرند ، بلکه باید مشخصات آن مزایا باشد – جریان هوا یا آب به راحتی برای پاسخگویی به نیازها به مناطق تقسیم می شوند. از هر اتاق مطابقت دارد.

خوشبختانه ، از یک منظر ، بسته های نرم افزاری خاصی حداقل برای برآورد انرژی ، قابلیت منطقه بندی خودکار را اضافه کرده اند و پیچیدگی این الگوریتم ها با گذشت زمان افزایش می یابد.
در فصل “محاسبات بار گرمایش و سرمایش غیر مسکونی” آمده است: “مناطقی که برای محاسبه بار و تهویه مطبوع تعیین شده اند ، تأثیری در بار خنک کننده اتاق ندارند.
این نویسنده با احترام مخالفت می کند؛ طبق بحث ما در اینجا ، یک اتاق خاص بدون ترموستات منطقه ای ممکن است دارای دما ، رطوبت نسبی یا میزان تهویه متفاوت باشد و در نتیجه بارهای متفاوتی نسبت به اتاقی با شرایط داخلی مناسب داشته باشد. این فصل استدلال می کند که انتخاب منطقه بر اوج بارگذاری برای اندازه گیری سیستم تأثیر می گذارد ، و ممکن است یک سیستم با مناطق بزرگ ظرفیت کلی کمتری نسبت به همان ساختمان با سیستم های بزرگ بزرگ یک منطقه داشته باشد زیرا مناطق اوج در زمان های مختلف رخ می دهد.
تکثیر نرم افزار برای تعیین نه تنها راحتی بلکه تأثیرات انرژی گزینه های مختلف منطقه بندی ابزاری قدرتمند برای طراحان تهویه مطبوع خواهد بود.
بنابراین آیا منطقه بندی حرارتی یک هنر است یا یک علم؟ مانند آشپزی ، جواب هر دو است. یک طراح آگاه و باتجربه HVAC قبل از تصمیم گیری در مورد منطقه بندی ، کاربرد مورد نظر هر فضا و ساکنان ، پنجره ها و دیوارها ، سازه ها ، جهت های اصلی و مکانهایی را که در معرض آن است مطالعه می کند.
اگر از منطقه بندی خودکار در نرم افزار استفاده شود ، طراح باید از همان دانش ، مهارت و تجربه برای ارزیابی پیشنهادات خود استفاده کند. پس از ساخت ، مشاهدات و بازخورد طراحان در محل از کارفرمایان ، اپراتورها و ساکنان می تواند به بهبود تصمیمات مربوط به منطقه بندی در آینده و افزایش عملکرد ساختمان کمک کند.
شکل 4. طبقه متوسط ​​همان شکل 3 ، اما با بودجه کمتری در نتیجه می توان مناطق بیشتری را در اطراف مرکز تنظیم کرد. هر اتاق گوشه ای نمای بیرونی ، ترموستات و منطقه مخصوص به خود را دارد. اتاق های یک طرفه باید چند ساعت در مناطق خود ناراحتی داشته باشند.