دانلود مقاله تاسیسات ساختمان

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله تاسیسات ساختمان دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:120

چکیده:

انتقال حرارت هدایتی از یک جدار ساده:
جداره‌های ساختمان برحسب اینکه دمای داخل آن کمتر یا بیشتر از دمای خارج باشد، همواره مقداری حرارت را به صورت هدایت به ساختمان وارد یا از آن خارج می‌کنند. مقدار این انتقال حرارت برای یک جدار ساده از فرمول زیر به دست می‌آید:
 
که در آن:
شدت جریان گرمایی در واحد زمان [Btu/hr]              = H
ضریب هدایت حرارتی جدار [Btu. In/ft2 . hr. F]      = K
مساحت جدار [ft2]                 = A
دمای سمت گرمتر [F]                = t1
دمای سمت سردتر[F]               = t2
ضخامت جدار       [in]           = X
اکنون به فرمول فوق توجه کنید، شباهت تامی بین آن و فرمول شدت جریان الکتریکی   مشاهده می‌شود، بنابراین مقاومت حرارتی واحد سطح جدار را می‌توانیم به صورت زیر تعریف کنیم:                                                                    
انتقال حرارت از جدار مرکب:
جداره‌های ساختمان اغلب از لایه‌های مختلف با مواد مختلف تشکیل می‌شوند، بطوریکه دیگر جدارة ساده تلقی نگردیده بعنوان جدارة مرکب شناخته می‌شوند. مقاومت حرارتی جدار مرکب برابر خواهد بود با حاصل جمع مقاومت لایه‌های تشکیل دهندة آن:
  مقاومت حرارتی جدار مرکب
در جریان حرارتی بین هوای خارج و هوای داخل ساختمان همواره لایة بسیار نازکی از هوا در طرفین جدار ساختمان وجود دارد که به سطح چسبیده و همچون یک مقاومت حرارتی در برابر جریان حرارت عمل می‌نماید. ضریب هدایت حرارتی واحد سطح این لایة بسیار نازک را به f و مقاومت آن را که به مقاومت فیلم هوا مرسوم است به  نشان می‌دهند و مقدار آن بستگی به سرعت جریان هوا دارد.
1- دمای طرح خارج ـ دمای طرح خارج عبارتست از میانگین حداقل دمای هوای خارج در زمستان یا حداکثر دمای هوای خارج در تابستان که توسط سازمان هواشناسی طی چند سال ثبت گردیده است.
2- دمای طرح داخل ـ شرایط طرح داخل از نظر دما و رطوبت نسبی، در ساختمانهای مسکونی و تجاری بر پایة شرایط آسایش انسان و در ساختمانهای صنعتی و کارخانجات معمولاً براساس مقتضیات محصول تولیدی آنها بگونه‌ای تعیین می‌گردد که به کیفیت محصول لطمه‌ای وارد نیاید. در تعیین شرایط طرح داخل در ساختمانهای مسکونی و تجاری، علاوه بر توجه به احساس راحتی ساکنین باید دقت نمود که تغییر شرایط طرح در بخش‌های مختلف ساختمان نسبت به یکدیگر یا نسبت به هوای خارج بصورت ملایم و تدریجی صورت گیرد تا بر روی سلامتی انسان اثرات زیانبخش نداشته باشد. از طرفی چنانکه قبلاً ذکر شد، رطوبت نسبی نیز در چگونگی کیفیت هوا و احساس راحتی ساکنین نقش مهمی دارد. با افزایش دمای خشک برای آنکه در احساس راحتی ساکنین تغییری ایجاد نشود، باید رطوبت نسبی را کاهش داد و بالعکس، بعبارت دیگر، در دو محیط با دو دمای خشک متفاوت می‌توان یک احساس را در انسان ایجاد نمود مشروط بر آنکه رطوبت نسبی نیز به نسبت عکس دمای خشک تغییر کند.
پروسة تولید و انتقال حرارت در یک سیستم حرارت مرکزی بدین صورتم است که گرمای لازم جهت جبران تلفات حرارتی ساختمان توسط یک دیگ در داخل اتاقی بنام موتورخانه، بر روی آب یا بخار سوار شده توسط لوله‌های ناقل به مبدل‌های گرمایی مستقر در اتاق‌ها از قبیل رادیاتور یا کنوکتور منتقل می‌گردد. مادة ناقل حرارت پس از انجام تبادل حرارتی در اتاق مجدداً به دیگ برگشت داده می‌شود تا چرخة فوق بار دیگر تکرار می‌گردد. تمام مراحل این عملیات را می‌‌توان با وسایلی از قبیل ترموستات و غیره بطور مؤثری کنترل نمود.
سیستم‌های حرارت مرکزی را از جنبه‌های گوناگونی می‌توان طبقه‌بندی نمود که در مباحث آینده با هر یک از آنها آشنا خواهیم شد:
1- از نظر مادة ناقل حرارت ـ آبگرم، آب داغ، بخار، هوای گرم.
2- از نظر چگونگی توزیع گرما در اتاقها ـ با جابجایی طبیعی هوا (رادیاتور ـ کنوکتور)، با جابجایی اجباری هوا (فن کویل)، تشعشعی.
3- از نظر چگونگی گردش آب در سیستم ـ با گردش طبیعی، با گردش اجباری (توسط پمپ).
نفوذ طبیعی هوا عموماً تحت تأثیر یکی از عوامل زیر صورت می‌گیرد:
الف ــ سرعت باد ـ سرعت باد باعث ایجاد فشار در سمت مشرف به باد و همچنین خلاء ملایمی در سمت داخل ساختمان شده سبب نفوذ هوای خارج از درز درها، پنجره‌ها و غیره به داخل می‌گردد.
ب ــ خاصیت دودکشی ـ اختلاف دمای فضاهای داخل و خارج ساختمان و نتیجتاً اختلاف چگالی هوا داخل و خارج باعث صعود هوای گرم از طریق راه‌پله‌ها و آسانسورها و سایر قسمت‌هایی که می‌توانند حالت دودکش داشته باشند شده نفوذ هوای خارج را به داخل ساختمان موجب می‌شود. در زمستان نفوذ هوا از پایین ساختمان و رانش هوا از بالای ساختمان و در تابستان برعکس خواهد بود.
مقدار هوای نفوذی بستگی دارد به میزان کیپ بودن درها و پنجره‌ها، ارتفاع ساختمان، کیفیت روکار ساختمان، جهت و سرعت وزش باد و یا مقدار هوایی که برای تهویه یا تعویض در نظر گرفته می‌شود. تهویة هوا به منظور تأمین اکسیژن مصرف شده توسط ساکنین و یا خروج دود و گرد و غبار ناشی از بعضی وسایل در مکانهایی مثل کارخانجات، امری ضروری است. این مهم ممکن است به طور طبیعی با بازکردن درها و پنجره‌ها و یا به صورت اجباری توسط بادزن صورت گیرد. با ورود هوای خارج مقداری از حرارت داخل ساختمان بصورت گرمای نهان در اثر اختلاف رطوبت نسبی داخل و خارج و مقداری نیز به صور ت گرمای محسوس ناشی از اختلاف دماهای خشک داخل و خارج، تلف می‌گردد.
ضرایب اضافی در محاسبات تلفات حرارتی :
در محاسبات ذکر شده، شرایط برای همة جداره‌ها یا اتاقها قطع نظر از موقعیت آنها نسبت به جهات جغرافیایی، یکسان فرض شده است، حال آنکه در واقع چنین نیست. مثلاً جدارة جنوبی اتاق به دلیل اینکه بیشتر در معرض تابش آفتاب قراردارد گرمتر از جداره‌های شمالی، شرقی و غربی می‌باشد و تلفات حرارتی کمتری خواهد داشت. همچنین اتاق‌های طبقات بالارت بدلیل افزونی سرعت هوا در آن طبقات، دارای تلفات حرارتی بیشتری نسبت به اتاقهای پایین می‌باشند. بری ملحوظ داشتن  این شرایط، ضرایب اضافی در محاسبات وارد می‌شودند که مقادیر آنها برای جهت و ارتفاع در جدوال **** ارائه گردیده است. مضاف بر آنها، همواره بین 5 تا 10 درصد ضریب اطمینان جهت جبران اشتباهات محاسباتب، برای هر اتاق در نظر گرفته می‌شود. از طرفی، برخی از ساختمانها مانند مدارس یا مساجد، فقط در ساعات مشخصی از شبانه روز و یا روزهای خاصی از هفته رگم می‌شوند، بدیهی است که پس از خاموشی سیستم، مدتی طول خواهد کشید تا ساختمان از حالت سرد به شرایط مطلوب برسد. برای سرعت بخشیدن به عمل گرمایش ساختمان، باید تلفات حرارتی آنرا به میزان قابل ملاحظه‌ای بیشتر در نظر گرفت تا به همان مسبت ظرفیت دستگاههای مولد گرما افزون گردد.
بار حرارتی اتاق (QR) :
حاصل جمع تلفات حرارتی جداره‌ها و هوای نفوذی، بار حرارتی اتاق را که مبنای انتخاب مبدل حرارتی اتاق از قبیل رادیاتور یا فن کویل و غیره خواهد بود، بدست می‌دهد که با احتساب ضریب اطمینانی که برای جبران اشتباه در محاسبه در نظر می‌گیریم خواهیم داشت:
ضریب اطمینان × (QR=(Q1+Q2
بار حرارتی کل اتاق  QR : [Btu/hr]
بار حرارتی جداره‌ها  Q1 : [Btu/hr]
بار حرارتی هوای نفوذی Q2 : [Btu/hr]
دمای آبگرم مصرفی:
دمای آبگرم برحسب مورد مصرف آن، متفاوت است. مثلاً دمای آبگرم برای مصارف معمولی مثل شیر دستشویی یا ظرفشویی یا رخت‌شویی با آبگرمی که دمای بیشتری دارد کار می‌کنند. در بعضی صنایع لازم است بالاترین دمای ممکن در فشار اتمسفر را برای آبگرم مصرفی در نظر گرفت. البته با بالا رفتن دمای آبگرم، میزان تلفات حرارتی از لوله‌های حامل آن بیشتر می‌شود که این خود می‌تواند عامل محدود‌کننده‌ای در بالا بردن دمای آبگرم باشد. مقدار آبگرم مصرفی و ظرفیت آبگرمکن
برای تعیین میزان آبگرم مصرفی در ساختمانهای مختلف، جداولی توسط انجمن‌های مهندسین تأسیسات کشورهای اروپایی و آمریکا در کتب راهنما ارائه گردیده است.
جدوال مذکور، میزان مصرف آبگرم را برخسب نوع ساختمان و مقدار لازم برای هر یک از ساکنین یا وسایل بهداشتی مورد استفاده در ساختمان ارائه می‌دهند. قبل از استفاده از این جداول، بهتر  است با چند اصطلاح مهم در ارتباط با آنها آشنا شویم:
1- ضریب تقاضا- میزان آبگرمی که در جداول برای مصارف مختلف پیشنهاد می‌گردد، حداکثر مقداری است که بر پایة استفادة مستمر در تمام ساعات روز تعیین گردیده است، ولی بدیهی است که میزان تقاضا برای آبگرم در تمام ساعات یکسان نیست بلکه در ساعاتی از روز این مقدار حداکثر و در ساعاتی دیگر حداقل و حتی صفر است. از طرفی تمام وسایل بهداشتی موجود در ساختمان درآن واحد و به طور همزمان مشغول بکار نیم باشند، لذا انجام محاسبات مربوط به آبگرم مصرفی اعم از اندازه‌گذاری لوله ها، حجم منبع و بار حرارتی آبگرم مصرفی برمبنای حداکثر مصرف، معقول به نظر نمی‌رسد.
ظرفیت حرارتی آبگرمکن که عبارتست از مقدار آبی که در یک ساعت توسط آبگرمکن گرم می‌شود، حداقل برابر خواهد بود با مقدار واقعی مصرف آبگرم ساختمان در ساعت. مقادیر حداکثر آبگرم مصرفی را بترتیب برحسب نوع وسایل بهداشتی ومیزان لازم برای هر نفر در ساعت، ارائه می‌دهند.
ضریب ذخیرة منبع- برای تعیین حجم نبع آبگرم مصرفی، ضریبی تحت ضریب ذخیرة منبع که با ضرب کردن آن در مقدار واقعی مصرف آبگرم، حجم منبع آبگرم بدست می‌آید. موضوع قابل توجه در مورد منابع آبگرم مصرفی اینست که پس از مصرف 70 تا 75 درصد آبگرم موجود در منبع، بقیة آب منبع سرد خواهدشد، بنابراین باید حجم منبع آبگرم در نظر گرفت. عموماً در صورتیکه تقاضا برای آبگرم یکنواخت نباشد به منبع ذخیرة بزرگتری احتیاج باشد، می‌توان منبع ذخیرة کوچکتری اختیار نموده در عوض ظرفیت حرارتی آبگرمکن را افزایش داد. امّا حتی المقدور باید منبع ذخیره را بزرگتر در نظر گرفت، زیرا این امر باعث کاهش بار حرارتی دیگ و کوچکتر شدن اندازة سطح حرارتی آبگرمکن خواهدشد.
حرارت مرکزی با آب گرم- فشار این سیستم در حدود فشار جو است، لذا دمای آب گرم ناقل حرارت با توجه به نقطة جوش آب در ارتفاعی که سیستم در آن کار می‌کند تعیین می‌گردد که معمولاً از 190F تجاوز نمی‌نماید. این سیستم را می‌توان بنوبة خود برحسب چگونگی گردش آب به ترتیب زیر طبقه‌بندی نمود:
الف- سیستم با جریان طبیعی – که در آن گردش آب در اثر نیروی ترموسیفون نناشی از اختلاف وزن مخصوص آبگرم رفت و برگشت و بدون کمک عامل خارجی (پمپ) صورت می‌گیرد. بدلیل محدود بودن تیروی ترموسیفون و عدم توانایی ان برای مقابله با افت فشار زیاد در مسیر لوله‌کشی، این سیستم تنها برای ساختمانهای کوچک قابل استفاده است. دمای آب رفت در این سیستم معمولاً بین 180F , 140F و اختلاف دمای آب رفت و برگشت حدود 25F تا 40ب در نظر گرفته می‌شود.
سیستم باجریان اجباری- در این سیستم انرژی لازم برای گردش آب و غلبه بر افت فشارهای مسیر توسط یک پمپ تأمین می‌گردد، لذا سرعت گردش آب بیشتر بوده اختلاف دمای آب رفت وبرگشت را می‌توان تقلیل داد. منابترین اختلاف دمای آب رفت و برگشت برای این سیستم حدود 20F می‌باشد. دمای آب رفت در این سیتم بین 170F تا 190F در نظر گرفته می‌شود.