آسایش حرارتی چیست؟
یکی از مهمترین موارد در طراحی خوب ساختمان، تأمین آسایش حرارتی است. آسایش حرارتی حالتی است که فرد برای تغییر شرایط دمایی محیط هیج اقدام رفتاری را انجام ندهد. در تعریف استاندارد اشری (استاندارد ۵۵):آسایش دمایی شرایطی ذهنی است که احساس رضایت از شرایط دمایی محیط را بیان می‌کند. حفظ استاندارد آسایش دمایی برای ساکنان ساختمان، یکی از اهداف مهم مهندسان HVAC می‌باشد.
هدف از سیستم تهویه مطبوع تامین آسایش حرارتی است.
هدف از سیستم تهویه مطبوع در یک ساختمان، فراهم کردن آسایش حرارتی کامل برای ساکنان آن است. تهویه مطبوع به معنای تنظیم میزان مشخصی از گرمایش، سرمایش، رطوبت‌دهی، رطوبت‌زدایی، پاکسازی و گندزدایی است. از این رو و به منظور طراحی یک سیستم تهویه مطبوع مناسب، باید با عوامل موثر در تامین آسایش حرارتی آشنا شویم.
هفت عامل مهم در تامین آسایش حرارتی
۱- سطح فعالیت
بدن انسان شامل یک صد تریلیون سلول است در هر سلول و در هر ثانیه، هزاران واکنش شیمیایی رخ می‌دهد این سطح بالای فعالیت‌های شیمیایی درون سلول‌ها است که دمای بدن انسان را در 37 درجه سیلسیوس معادل 98.6 درجه فارنهایت ثابت نگه می‌دارد . به این فعالیت شیمیایی که وظایف حیاتی بدن را انجام می‌دهد، متابولیسم گفته می‌شود. به عبارت ساده، متابولیسم به سوزاندن غذاهایی مانند کربوهیدرات‌ها، چربی‌ها و پروتئین‌ها گفته می‌شود سرعت متابولیسم در حالت استراحت، نرخ متابولیک پایه (Basal Metabolic Rate) نامیده می‌شود. با افزایش فعالیت بدن، مثل راه رفتن و دویدن تولید حرارت متابولیک بدن افزایش می یابد سطح فعالیت، عاملی است که می‌تواند نرخ متابولیک را تا ده برابر نرخ متابولیک پایه افزایش دهد.
2- دمای هوا
در بحث آسایش حرارتی منظور از دمای هوا، دمایی است که شخص آن را از سر تا پا حس می کند و می تواند با زمان تغییر یابد دمای 23 تا 25 درجه سیلیسیوس تقریباً برای همه افراد، موجب آسایش حرارتی می‌شود برای برقراری آسایش حرارتی، اختلاف دمای سر و پاها نباید از مقدار 3 درجه سیلیسیوس تجاوز کند.
باید به این نکته توجه کرد که هیچ شرایط حرارتی خاصی وجود ندارد که در آن، همه افراد راضی باشند همیشه افرادی هستند که از شرایط موجود رضایت ندارند محدوده آسایش حرارتی براساس رضایت و مقبولیت 90 درصد افراد ایجاد می‌شود به عبارت دیگر، اگر فقط 10 درصد افراد از شرایط تهویه ناراضی باشند، احتمالاً آسایش حرارتی برقرار شده است. با بالا رفتن سن، متابولیسم کاهش می‌یابد ولی این عامل روی محدوده آسایش حرارتی تأثیری ندارد. تحقیقات نشان می‌دهد الگوها و معیارهای آسایش حرارتی در افراد جوان و سالخورده تفاوتی با هم ندارد. آزمایشاتی دیگر هم تأیید کرده که شرایط دلخواه از نظر آقایان و خانم‌ها، خیلی با یکدیگر متفاوت نیست. حتی در نقاط مختلف کره زمین و در فصل‌های متفاوت، تغییر قابل ملاحظه‌ای در محدوده آسایش حرارتی اتفاق نمی‌افتد. بنابراین، می‌توان یک معیار آسایش حرارتی را برای تمامی ساکنان زمین و در تمام فصول تجویز کرد.
افرادی که مشغول انجام کارهای سنگین بودند، در دماهای پایین‌تری آسایش حرارتی داشتند. از این رو، شدت فعالیت تأثیر مستقیمی روی عملکرد بدن و آسایش حرارتی دارد. اندام‌هایی مانند دست‌ها و پاها به راحتی تحت تأثیر هوای سرد قرار می‌گیرند و دمای آنها شاخص خوبی از آسایش حرارتی و عملکرد بدن فراهم می‌کند. براساس قرارداد، اگر دمای پوست دست برابر 20 درجه سیلیسیوس باشد، آسایش حرارتی به هم می‌خورد. در دمای 15 درجه سیلیسیوس ، فرد احساس سرمای شدید می‌کند و در دمای 5 درجه سیلیسیوس همراه با سرمای طاقت‌فرسا خواهد بود. در واقع، تا زمانی که دمای پوست در قسمت انگشت‌ها بالای 16 درجه سیلیسیوس باشد، دست‌ها قادر هستند کارها را به راحتی انجام دهند.
3- پوشش
لباس مانند یک عایق عمل می کند در هوای سرد با پوشیدن لباس می توانیم احساس راحتی داشته باشیم و از حرارت تولید شده بدن استفاده کنیم برای پیش بینی آسایش حرارتی باید از عادات پوششی منطقه مورد نظر اطلاع داشت یشتر افراد با لباس و در حالت استراحت، برای آسایش حرارتی به دمایی در بازه 23 درجه تا 27 سیلیسیوس نیاز دارند در صورت حذف لباس، این بازه به 29 درجه تا 31 درجه سیلیسیوس می‌رسد.
4- رطوبت
رطوبت نسبی هم تأثیر زیادی روی آسایش حرارتی دارد زیرا معیاری از توانایی هوا برای جذب رطوبت است و در نتیجه، مقدار گرمایی که یک فرد می‌تواند در محیط منتشر کند را تحت‌الشعاع قرار می‌دهد بالا بودن رطوبت نسبی، دفع گرما از طریق تبخیر را کاهش می‌دهد.در استاندارد ASHRAE55 حداکثر میزان رطوبت kg/g 0,012 یا kg/g 12 در نظر گرفته شده است با پایین آمدن رطوبت نسبی، سرعت تبخیر بیشتر می‌شود سطح دل‌پذیر رطوبت نسبی، در بازه 30 درصد تا 70 درصد قرار می‌گیرد و رطوبت نسبی 50 درصد، ایده‌آل‌ترین مقدار ممکن است. بیشتر مردم در این بازه احساس گرما یا سرما نمی‌کنند و نیازی نیست تا بدن برای تنظیم دما، سیستمهای تدافعی را به کار بیاندازد.
5 – شدت جریان هوا
عامل دیگری که اهمیت زیادی در آسایش حرارتی دارد، شدت جریان هوا است جریان شدید هوا می‌تواند موجب سرمایش ناخواسته در قسمت‌هایی از بدن شود جریان شدید هوا برای افرادی که لباس سبک پوشیده‌اند و در حال استراحت هستند، آسایش حرارتی را به هم می‌زند ولی در مقابل برای افرادی که در حال فعالیت سنگین هستند، این‌طور نیست. بنابراین، سرعت جریان هوا باید به قدری زیاد باشد که بتواند گرما و رطوبت را از مجاورت بدن خارج کند و همچنین به قدری آرام باشد که وزش آن احساس نشود به طور کلی اگر جریان هوا سرعتی بیشتر از 0,2 متر بر ثانیه داشته باشد می تواند برای ساکنان ناراحت کننده باشد.
6- انتظارات ساکنان
در استاندارد ASHRAE55 بین مکان هایی که ساکنان قادر به باز و بسته کردن پنجره آن ها هستند و مکان های مجهز به سیستم تهویه مطبوع تفاوت هایی وجود دارد. از این رو در استاندارد یاد شده ضوابط متفاوتی برای ساختمان های با تهویه طبیعی و ساختمان های مجهز به سیستم تهویه مطبوع در نظر گرفته شده است. این تفاوت زمانی بیشتر خودنمایی می کند که ساکنان توانایی کنترل دما را داشته باشند. مثلا اگر ساکنان بتوانند دمای اتاق را تنظیم کنند، رضایت بیشتری از شرایط داخل خواهند داشت.
7 – نوع سیستم تهویه
سیستم تهویه‌ای که به منظور فراهم کردن آسایش حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، باید قادر باشد شرایط لازم را به صورت یکنواخت در محیط زندگی ایجاد کند امروزه سیستمهای مکانیکی تهویه، بخش جدایی‌ناپذیر از سیستمهای تهویه و حرارتی در تمام ساختمان‌های تجاری، اداری، فروشگاه‌ها و انبارها هستند. فراهم کردن مقدار معینی از هوای تازه بیرون ، پاکسازی هوا از طریق فیلتر کردن و توزیع یکنواخت آن در تمام ساختمان، هدفی است که این سیستم‌ها دنبال می‌کنند. هوای تازه بیرون را می‌توان به طور طبیعی، بدون انجام هیچ کاری و فقط با باز گذاشتن پنجره‌ها، به داخل ساختمان هدایت کرد یا با استفاده از یک سیستم تهویه مکانیکی، آن را به اجبار به داخل ساختمان انتقال داد. حداقل هوای تازه مورد نیاز به عنوان خروجی یک سیستم تهویه در مکان‌های مختلف، به کنترل میزان گاز کربن دی‌اکسید و سایر آلاینده‌ها وابسته است. در مقاله سیستمهای تهویه مطبوع سرمایشی و گرمایشی می‌توانید با انواع این سیستم‌ها و نحوه عملکردشان آشنا شوید.
دیدگاهتان را بنویسید