طراحی سیستم های گرمایشی در تاسیسات مکانیکی ساختمان

آسایش و راحتی، هدف سیستم های گرمایشی

هدف از تامین و نصب سیستم گرمایشی در اجرای تاسیسات مکانیکی هنگام ساخت خانه‌ها و تامین آب خانگی داخلی، ایجاد شرایط بهتر و آسایش لازم برای ساکنان است.

آنچه در اینجا از اهمیت بیشتری برخوردار است شامل موارد زیر است:

۱- دمای اتاق

اگرچه اندازه‌گیری دمای اتاق با یک دماسنج بسیار خوب نیست، اما ساده‌ترین روش اندازه‌گیری در دسترس است. سیستم‌های گرمایش در تاسیسات مکانیکی ساختمان های مسکونی معمولا برای دمای اتاق 18-20 ºC طراحی شده‌اند و این در اکثر موارد کافی است. البته ناگفته نماند که افراد سالخورده یا بیمار برای دستیابی به آسایش همسان با افراد جوان‌تر ممکن است نیاز به دمای بالاتری در محیط زندگی خود داشته باشند. تفاوت دما در یک اتاق نباید بیش از حد زیاد باشد.

۲- درجه حرارت سطوح اتاق

مساله مطرح در اینجا انتقال حرارت از سطوح گرم به سرد است. به طور مثال فردی که نزدیک به یک پنجره سرد نشسته است، حرارت را به پنجره می‌فرستد و بعد از مدتی شرایط ناخوشایندی را تجربه خواهد کرد چرا که تمام سطوح با دمای پایین‌تر، گرمای تابشی را از سطوح گرم‌تر دریافت می‌کنند. به دلیل وجود پدیده گرمای تابشی، یک اتاق با سطوح سرد زیاد، نسبت به یک اتاق با سطوح سرد کمتر، آسایش کمتری را فراهم می‌کند. برای افزایش میزان آسایش و راحتی، درجه حرارت سطوح سرد باید به دو طریق افزایش داده شود: افزایش درجه حرارت اتاق و یا بهبود عایق. یکی از راه‌های بهبود عایق در ارتباط با پنجره‌ها جایگزینی پنجره‌های دوجداره با پنجره‌های معمولی است. برای افزایش عایق کاری و ضریب انتقال حرارت در سقف‌ها و دیوار‌های کناری به حداقل میزانی از پشم شیشه نیاز است.

۳- جریان معکوس هوا یا وارونگی دما

در جریان معکوس، هوا با سطحی که دمای پایین‌تری دارد تماس پیدا کرده، دمای خود را از دست داده و سنگین‌تر شده و به سطوح پایین‌تر سقوط می‌کند و برعکس آن، هوا با دمای بالاتر و در واقع گرم‌تر به سطوح بالاتر صعود می‌کند. از آنجا که پنجره‌ها در فضای خانه پایین‌ترین میزان دما را دارند، وارونگی دما بیشتر در پیرامون پنجره‌ها رخ می‌دهد، با این حال علاوه بر پنجره‌ها، تمام سطوحی که دمای پایینی دارند می‌توانند مسبب جریان معکوس هوا باشند. میزان وارونگی دما همواره به میزان اختلاف دما در محیط بستگی دارد. جریان هوای سرد همواره در سطوحی متوقف می‌شود که مانع از ادامه جریان شوند. بنابراین نصب رادیاتورها در زیر پنجره‌ها به شرط اینکه تمام سطح زیرین پنجره را پوشش دهد، می‌توانند مانع از ایجاد وارونگی دما شوند. انتشار گرما از طریق تابش به یک سطح سرد و برای کاهش انتشار سرما اغلب یک اقدام اشتباه است. اقدامات مشابه در مورد تابش گرما و همچنین تابش سرما نیز صادق است. بنابراین برای ایجاد تعادل، بهتر است دمای سطوح را افزایش داد.

۴- تهویه مطبوع

وجود سیستم تهویه مطبوع در تاسیسات مکانیکی ساختمان مسکونی موجب حذف ناخالصی‌هایی همانند ذرات کوچک، بو و رطوبت موجود در اتاق‌ها و رطوبت حاصله از فعالیت‌های انسان همچون آشپزی و به‌کارگیری لوازم پخت و پز در طول روز می‌شود. به‌کارگیری لوازمی همچون دوش‌ها در تاسیسات ساختمان های مسکونی موجب افزایش میزان تولید رطوبت می‌شود، بنابراین تهویه موثر و کارامد همواره نیاز است. یکی از ارزانترین و ساده‌ترین راه‌ها برای ایجاد تهویه مطلوب در یک فضا بازکردن پنجره است. در صورتی که اقدام لازم برای عایق‌بندی پنجره‌ها در طول زمستان صورت نگیرد وجود درزها و نشت هوا برای ایجاد تهویه و حذف رطوبت کافی است.

۵- تأثیر باد

تغییرات هوا زمانی در ساختمان افزایش می‌‌یابد که باد در فضا در جریان باشد. اگر بخواهید دمای اتاق در سطح تعیین شده حفظ شود، باید دمای رادیاتور را بالاتر ببرید. در هنگام اجرای تاسیسات مکانیکی ساختمان، رادیاتورها را عموما در محل‌هایی که تلفات گرما بیشتر است، نصب می‌کنند.

۶- توزیع گرما

در اصل، دمای اتاق باید در تمام اتاق‌های یک ساختمان یکسان باشد. اگر دیوارهای جانبی و سقف عایق نباشند، حفظ دما در اتاق‌هایی با سقف و دیوارهای جانبی مختصرتر اتفاق می‌افتد.

۷- سیستم آب گرم داخلی

هر آپارتمان باید به سیستم آب گرم خانگی در آشپزخانه و سیستم تخلیه فاضلاب در حمام دسترسی داشته باشد.

۸- گردش آب گرم

هنگامی که آب در یک شیر آب گرم خانگی برای یک مدت طولانی بدون استفاده باقی می‌ماند، دمای خود را تدریجا از دست داده و دمای اتاق را می‌گیرد، بنابراین اولین فردی که به آب گرم نیاز دارد مجبور می‌شود مقدار زیادی از آب را قبل از اینکه آب داغ به شیر برسد، باز گذاشته و هدر دهد. اگر یک لوله کوچک به موازات شیر آب گرم قرار داده شود و به بالای شیر متصل شود، گردش گرانشی به وجود می‌آید و آب گرم همیشه در دسترس قرار خواهد گرفت.

عوامل کاهش دما در یک ساختمان شامل:

• اتلاف گرما
• تهویه
• آب خانگی

محاسبه زیان‌های نشت حرارت:

اتلاف گرما در بیشتر مواقع از طریق دیوارها، کف، سقف‌ها، پنجره‌ها و درها، که ناشی از تفاوت درجه حرارت در فضای باز و در محیط است، رخ می‌دهد. اندازه‌گیری میزان اتلاف حرارت باید در مقایسه دمای فضای باز و در محدوده جغرافیایی خاص، به عنوان مثال -10ºC و دمای اتاق در اتاق 18-20ºC محاسبه شود. مقدار اتلاف حرارت محاسبه شده همواره به طور قابل توجهی بالاتر از ارزش واقعی آن است. هنگام راه اندازی سیستم تاسیسات مکانیکی ساختمان مسکونی، میزان اتلاف دمای واقعی به عنوان مقدار پایه‌ای برای تنظیمات مورد استفاده قرار می‌گیرند.