• بازدید : 44 views
  • بدون نظر
این فایل در ۲۷صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

با افزایش روز افزون جمعیت و همچنین كاهش منابع انرژی، مصرف بهینه انرژی امری بدیهی می باشد. در این راستا نقش سیستم های گرمایشی بهینه ساختمان ها و مجتمع های مسكونی در كنترل و بهینه سازی مصرف انرژی مهم و قابل تامل می باشد. انتقال حرارت به صورت تشعشعی (تابشی) سهم زیادی در فرآیند گرمایشی آن دارد‏‏‎، در مقایسه با سایر سیستمهای حرارتی نه تنها در صرفه جویی و بهینه سازی مصرف انرژی بلكه در مقوله رفاه و آسایش ساكنان ساختمان ها دارای نقاط قوت بسیاری می باشد
در سالهای اخیر ، سیستم گرمایشی از كف در كشورهای اروپائی و آمریكا بسیار متداول شده است و دلیل این گسترش روزافزون بهینه بودن مصرف انرژی ، توزیع یكسان گرما در تمامی سطح و فضا و دوری از مشكلات موجود در سایر روش ها ، به عنوان مثال سیاه شدن دیوارها ، گرفتگی و پوسیدگی لوله ها و… می باشد
سيستم گرمايش كفي در جهان جديد نمي باشد و بصورت بسيار ابتدايي و ساده مورد استفاده قرار مي گرفته است .در واقع براي اولين بار گرمايش كفي در حدود ۶۰ سال بعد از ميلاد يعني روم باستان مورد استفاده قرار گرفته است.
 روميان با سوزاندن چوب و ايجاد گازهاي متشعل و عبور دادن اين گازها از كانالهاي هوايي موجود در كف ساختمان اقدام به گرم كردن كف منازل خود مي كردند . اين روش مدتهاي مديدي مورد استفاده قرار گرفته است.
 هم اكنون نيز همين سيستم گرمايشي مورد استفاده قرار مي گيرد با اين تفاوت كه نحوه عمل مقداري تغيير كرده است و بجاي گاز داغ از آب گرم و بجاي كانالها از لوله هاي مخصوص استفاده مي كنند.امروزه با پيشرفت تكنولوژي هزينه نصب سيستم گرمايش كفي كاهش يافته است و با استفاده از لوله هاي PEX ديگر مشكلات مربوط به لوله هاي مسي وفلزي و پلي بوتيلن را نخواهيم داشت . 
لوله هاي پلي بوتيلن (PB) مدتها در اين روش مورد استفاده قرار مي گرفت اما بدليل وجود مشكلاتي مانند نشتي آب، كم كم جاي خود را به لوله هاي جديد تر دادند .
امروزه لوله هاي پليمري جديدي بنام تجاري PEX كه از جنس پلي اتيلن مشبك شده مي باشند مورد استفاده قرار مي گيرند. كه مانند لوله هاي PB نصب آنها بسيار آسان خواهد بود اما بخاطر ساختار مشبك آن خواص بهتري از خود نشان مي دهند و مشكلات لوله هاي پلي بوتلين را ندارند .
لوله هاي PEX براي اولين بار در سال ۱۹۷۱ توسط شركت ويرسبوي سوئد توليد و به جهانيان عرضه شد . اين لوله ها بعد از مدت كوتاهي توانستند جايگزين لوله هاي قبلي شوند. هم اكنون شركت ويرسبو سوئد بزرگترين طراح و مجري سيستم گرمايش كفي در تمام جهان مي باشد .
از سال ۱۹۹۰ توليد توليد اين لوله در آمريكا آغاز شد و هم اكنون بيش از ۵۰% از تمام سيستمهاي گرمايش كفي بكار رفته در اين كشور از لوله هاي PEX ويرسبو استفاده مي كنند . 
 سيستم حرارتي گرمايش از كف كه انتقال حرارت به صورت تشعشعي (تابشي) سهم زيادي در فرآيند گرمايشي آن دارد، درمقايسه با ساير سيستمهاي حرارتي نه تنها در صرفه جويي و بهينه سازي مصرف انرژي بلكه در مقوله رفاه و آسايش ساكنان ساختمان ها داراي نقاط قوت بسياري مي باشد. در سالهاي اخير، سيستم گرمايشي از كف در كشورهاي اروپائي و آمريكا بسيار متداول شده است و دليل اين گسترش روزافزون بهينه بودن مصرف انرژي، توزيع يكسان گرما در تمامي سطح و فضا و دوري از مشكلات موجود در ساير روش ها ، به عنوان مثال سياه شدن ديوارها، گرفتگي و پوسيدگي لوله ها و… مي باشد. استفاده از روش گرمايش از كف جهت گرمايش محل سكونت از ديرباز به طرق مختلف انجام مي گرفته است. 
 بطوريكه رومي ها زير كف را كانال كشي كرده و هواي گرم را از آن عبور مي دادند و كره اي ها دود حاصل از سوخت را قبل از اينكه از دودكش عبور كند از زير كف انتقال مي دادند. در سال ۱۹۴۰ نيز فردي بنام سام لويت براي اين منظور لوله هاي آب گرم را در زير كف قرار داد. دركشور ايران نيز درمناطق كوهستاني و سردسير ازجمله آذربايجان اين روش مورد استفاده قرار مي گرفته، كه بيشترين مورد استفاده آن درحمام ها بود.
 به طور كلي سه نوع روش گرمايش از كف موجود است:
۱٫ گرمايش با هواي گرم
۲٫ گرمايش با جريان الكتريسيته
۳٫ گرمايش با آب گرم
به دليل اينكه هوا نمي تواند گرماي زيادي را درخود نگاه دارد روش هواي گرم در موارد مسكوني چندان به صرفه نيست و روش الكتريكي نيز فقط زماني مقرون به صرفه است كه قيمت انرژي الكتريكي كم باشد.درمقايسه با دو روش ذكر شده، سيستم گرمايش با آب گرم ( هيدروليك) مقرون به صرفه تر و خوشايندتر مي باشد. 
 
بدين خاطر سالهاي متوالي در سراسر دنيا مورد استفاده قرار گرفته است. روش گرمايش از كف به عنوان راحت ترين، سالم ترين وطبيعي ترين روش براي گرمايش شناخته شده است. همانطور كه افراد دريك روز سرد زمستاني توسط تشعشع خورشيد احساس گرما مي نمايند دراين روش نيز گرما را بوسيله انتقال حرارت تشعشعي(تابشي) از كف دريافت مي كنند و يقيناً احساس آسايش بيشتري خواهند نمود. در اين سيستم گرمايشي معمولاً دماي آب گرم موجود در لوله هاي كف خواب بين ۳۰ تا۶۰ درجه سانتي گراد مي باشد كه درمقايسه با ساير روشهاي موجود، كه دماي آب بين ۵۴ تا ۷۱ درجه سانتي گراد است، ۲۰ تا۴۰ درصد در مصرف انرژي صرفه جوئي مي شود. در ساختمان هائي كه داراي سقف بلند مي باشند استفاده از سيستم گرمايش از كف باعث كاهش مصرف انرژي و صرفه جوئي در مصرف سوخت مي شود، به اين خاطر كه در ساير روشها (مانند رادياتور و بخاري) هواي گرم در اثر كاهش چگالي سبك شده و به سمت سقف مي رود و اولين جائي را كه گرم مي كند سقف مي باشد (اين موضوع به طور واضح درسمت چپ شكل زير مشخص مي باشد). 
 به علت بالا بودن دماي هوا در كنار سقف ميزان انتقال حرارت آن به سقف از هرجاي ديگر بيشتر است و اين عامل باعث اتلاف مقدار زيادي انرژي مي شود. 
در روش گرمايش از كف ابتدا قسمت پائين كه مورد نياز ساكنين است گرم مي شود وهوا با دماي كمتري به سقف مي رسد، كه اين يكي از مزاياي اصلي اين سيستم مي باشد. يكي ديگر از مزاياي استفاده از روش گرمايش از كف كه امروزه بسيار مورد توجه واقع مي شود آسايش و راحتي افراد مي باشد، به طوريكه آسايش و راحتي فرد در محل سكونتش بدون اينكه از هر بابت داراي محدوديت باشد فراهم مي شود. در نظر بگيريد
 
 كه بدن شما در يك اتاق بگونه اي گرم شود كه شما در هنگام استراحت هيچگونه هواي گرمي را استنشاق نكنيد وتنفس شما بسيار ملايم صورت گيرد، اين بهترين روش گرم كردن در يك آپارتمان و يا يك منطقه صنعتي است. همه اعضاي بدن شما بخصوص پا كه بيشترين فاصله را با قلب دارد هميشه گرم خواهد ماند و اين براي انسان بسيار مطلوب خواهد بود. 
همانگونه كه قبلاً اشاره شد در گرمايش بوسيله رادياتور يا بخاري دماي قسمت پائين اتاق سردتر از بالاي آن مي باشد كه اين حالت براي كودكان كه داراي اندام كوچكي هستند ناخوشايند است، بطوريكه افزايش البسه آنها براي جلوگيري ازبيماري، آزادي كودكانه آنها را محدود مي كند. سيستم گرمايش از كف برخلاف رادياتور كه هواي محل سكونت را به دليل گرماي بيش ازحد خشك مي كند،رطوبت را درحد متعادل نگه مي دارد. همانطور كه مي دانيد بيشتر افراد از كثيف شدن ديوارها و محيط زندگي در اثر استفاده ازمنابع گرمايي همچون بخاري و رادياتور احساس نارضايتي مي كنند. از آنجا كه درسيستم گرمايش از كف جريان هوا به آرامي از پايين به بالا مي باشد بنابراين ديوار ها پاكيزه مي مانند. همين امر در مورد افرادي كه داراي آلرژي (حساسيت) هستند بسيار مورد اهميت است زيرا كه محيط زندگي عاري ازهرگونه محرك خواهد شد. استفاده از اين سيستم در مكانهايي همچون آشپزخانه و حمام كه كف آنها معمولاً خيس و مرطوب است مناسب بوده و باعث خشك شدن كف مي شود. مسئله مهم ديگر اينكه در اين روش رطوبت زمين كه دربعضي ازمنازل منجر به بروز بيماريهاي مفصلي مي شود از بين رفته و باعث كاهش درد بيماران مبتلا به ناراحتي هايي از قبيل رماتيسم خواهد شد. 
 
همچنين از رطوبت ديوارها و كپك زدن آن كه شكل خوشايندي ندارد جلوگيري مي شود و ديگر اينكه در اين سيستم جايي براي رشد و تكثير حشرات موزي وجود ندارد. يكي ديگر از فوايد سيستم گرمايش از كف اين است كه ديگر فضاي منزل يا محل كار توسط دستگاههاي رادياتور و بخاري اشغال نمي شود و به همين منظور آزادي بيشتري در تغيير دكوراسيون محل زندگي خواهيد داشت. شايد به نظر آيد كه به هنگام نصب سيستم كف خواب ديگر نمي توانيد پوشش مورد علاقه تان را براي كف انتخاب كنيد! ولي اين طور نيست. مطمئن باشيد كه شما مي توانيد براي پوشش كف منزل خود از هر نوع مصالحي ازجمله سنگ، سراميك، كاشي پاركت چوب وفرش نيز استفاده كنيد 
 
بدون اينكه تأثيري درگرماي مطلوب محيط شما بگذارد. يكي ديگر از مزاياي استفاده از سيستم گرمايش از كف در روشهاي ذوب برف مي باشد بطوريكه از اين روش براي ذوب يخ يا برف موجود در پياده روها، لنگرگاههاي بارگيري، جاده ها، ورودي ساختمانها و بيمارستانها، باند فرود هواپيما و زمينهاي ورزشي از جمله زمين فوتبال وغيره كه دسترسي آسان و سريع به محل الزامي است مي توان استفاده كرد. بطوريكه اين روش علاوه بركاهش هزينه هاي برف روبي و نمك پاشي، در حفظ ساختار موارد گفته شده بسيار موثر خواهد بود.
انواع منبع تامين کننده حرارتي ممکن
سيستمهاي گرمايش از کف همانند سيستم رادياتور قابليت اتصال به انواع منابع تامين کننده حرارتي را دارا ميباشند. ولي با توجه به راندمان بالاي گرمايش کفي دماي مورد نياز به بيشتر از ۵۰ درجه نميرسد. از طرف ديگر دماي مورد نياز سيستم آبرساني حد اقل ۶۰ درجه مي باشد. در نتيجه در ساختماني که از گرمايش کفي استفاده مي کند نياز به دو مدار با درجه حرارت متفاوت ضروري است که به روشهاي ذيل ممکن مي باشد استفاده از پکيج استفاده از موتورخانه با ۲ ديگ کوچک استفاده از موتورخانه با يک ديگ و مبدل حرارتي استفاده از موتورخانه با يک ديگ و الکترو والو با مدار باي پاس مدل سازي اتلاف گرماي سيستم گرمايش کف با استفاده از يک مدل دو بعدي متصل به زمين گزارش حاضر، يک مدل شبيه سازي دو بعدي از اتلاف گرما و حرارت را توسط يک ورقه روي پايه، براي سيستم حرارتي کفي، معرفي مي کند. وظيفه اين سيستم مدل سازي تأثير آرايش و شکل کف پي ساختمان در کارايي سيستم گرمايش است. اين مدل مي تواند براي طراحي خانه هاي داراي پتانسيل مناسب براي سيستم حرارتي کف با توجه به اتلاف گرما از طريق شکل و ترکيب کف و پي ساختمان، استفاده شود. 
 
بررسي ها نشان مي دهد که براي يافتن ميزان دقيق اتلاف گرما به زمين، مدل متحرک سيستم کف مهم است اما مهمتر از آن، تأثير بسزايي است که پي ساختمان در اتلاف انرژي ساختمان ها که توسط سيستم حرارت کفي گرم مي شوند، دارد. نتيجه اين مدل سازي مي تواند در طراحي خانه هايي با سيستم حرارتي کفي لحاظ گردد.
مدل شبيه سازي انرژي ساختمان
مدل سازي اتلاف گرماي سيستم گرمايش کف مي تواند در يک مدل شبيه سازي شرايط حرارتي يک اتاق با گرمايش کف استفاده شود. بدين منظور مدل انتقال گرما را با خصوصيات مواد ثابت و پايدار مد نظر مي گيرند. ديوارها، سقف، کف و پنجره ها با استفاده از يک متر حجمي کنترل محدود با يک طرح تهويه مجازي، مدل سازي مي شوند. در اين مدل، سيستم تهويه يک سيستم متعادل ساده است که داراي بازيافت گرما مي باشد. اطلاعات آب و هواي ساعت به ساعت (اندازه گيري شده يا از يک طرح منبع سالانه) نيز به عنوان ورودي استفاده مي شود.
بدين ترتيب، مدل در يک برنامه شبيه سازي با مدل هايي براي ديوارها،( شامل توضيح داخلي تشعشعات خورشيدي)، سقف، کف، تهويه، اتاق و اطلاعات آب و هوا با نام FHSim براي شبيه سازي گرمکن کف، بکار گرفته مي شود. با استفاده از اين برنامه، گرمکن کف، مي تواند جزئيات به مصرف انرژي و اتلاف گرما به زمين را مشخص سازد.
پيش بيني دقيق جريان گرما و حرارت نشان دهند? اين مطلب است که ساختمان هاي بزرگ مي توانند به خوبي بعنوان مدل قرار داده شوند که اين کار بر پايه ويژگي بعد آنها استوار مي باشد. علاوه بر اين بهتر است که شبيه سازي ديناميکي حرارت در لوله هاي گرمکن کف براي محاسبه دقيق اتلاف گرما به زمين، در صورتيکه هم ميانگين دقيق و هم ماکزيمم جريان گرما نياز باشد، استفاده گردد. معمولاً مقدار متوسط حرارت کف گرم شده نياز است. اما تخمين اين مقدار دشوار مي باشد زيرا اين مقدار به ليست طويلي از فاکتورها وابسته است که شامل ميزان مصرف انرژي خانه و مقاومت حرارتي بين سيستم گرمايي کف واتاق مي باشد که حتي اشتباهات کوچک در اين تخمين باعث ايجاد تفاوت هاي بزرگ در اتلاف گرماي پيش بيني شده به زمين مي گردد. مدل استفاده شده در اين مقاله مي تواند براي مدل سازي تأثير پي و ساختمان کف در مصرف انرژي و اتلاف گرما به زمين توسط اتصال مدل کف به يک اتاق سنجيده و استفاده شود. با استفاده از اين مدل جامع، شبيه سازي ديناميکي اتاق و سيستم گرمايي کف قابل اجرا مي باشد. در اين مدل تأثير عايق در ساختمان کف و پي در مصرف انرژي خانه مهم نشان داده شده است. اما اِشکال مدل اين است که کند بوده و به تعداد داده هاي زيادي نيازمند است. در هر حال اين مدل مي تواند به عنوان گامي به طرف اجراي سيستم هاي گرمکن کف قلمداد گردد.
موارد بهینه سازی در ساختمانها :     
موارد بهینه سازی به طور اختصار عبارتند از : 
۱-عایقکاری حرارتی پوسته خارجی ساختمان 
۲- مواد و مصالح مورد استفاده برای عایقکاری حرارتی پوسته خارجی ساختمان 
۳- پنجره ها 
۴- درزگیری 
۵- عایقکاری حرارتی پوسته ساختمان 
۶- جزئیات اجرایی ‍: عایقکاری دیوارها ، عایقکاری سقفها ، عایقکاری کفها 
۷- اقدامات بهینه سازی در طراحی تأسیسات ساختمانها
۸- مقایسه هزینه های اقدامات بهینه سازی و سایر هزینه های موجود در ساختمانها
۱ – عایقکاری حرارتی پوسته خارجی 
ساختمان به واسطه نوع مصالح مصرفی و گونگی قرارگیری اجزاء پوسته خارجی می تواند دمای داخل خود را تا مدتی حفظ نماید به دلیل اینکه همواره ساختمان با محیط اطراف خود مشغول تبادی دمایی است در تابستان گرمای بیرون از طریق سقف ، دیوارها و پنجره ها به داخل ساختمن نفوذ می کند و در زمستان هوای داخل ساختمان که با صرف هزینه و مصرف سوخت گرم گردیده است از طریق پنجره ها و سقف و کف با بیرون تبادل حرارتی نموده و فضای داخل سرد می شود و ما دوباره باید برای گرم کردن آن سوخت مصرف کنیم .
اقدامات بهینه سازی سعی بر آن دارند که این تبادل گرمایی بین فضای کنترل شده داخل ساختمان و فضای بیرون را به حداقل برسانند .
۲- مواد و مصالح مورد استفاده برای عایقکاری حرارتی پوسته خارجی ساختمان 
برای عایقکاری حرارتی پوسته خارجی ساختمان اعم از دیوارها ، سقفها و کف ها می توان از انواع عایقهای حرارتی طبق جزئیات پیشنهادی که در ضمائم ذکر گردیده استفاده نمود این عایقها شامل موارد ذیل می گردد : 
ـ فوم (پلی یورتان)
ـ یونولیت (پلی استایرن)
 ـ پشم سنگ 
ـ پشم شیشه 

عتیقه زیرخاکی گنج