آسایش حرارتی موضعی
آسایش حرارتی موضعی
هدف تمامی سیستمهای تهویه مطبوع، ایجاد آسایش حراتی برای افراد حاضر در فضا میباشد. اما آسایش حرارتی دقیقا به چه معنا میباشد؟ آیا با تنظیم دمای محیط میتوان گفت که آسایش حرارتی برقرار شده است؟ اهمیت میزان رطوبت هوا در برقراری آسایش حرارتی چه میزان است؟ در صورتی که شرایط دمایی و رطوبتی یک فضا به گونهای باشد که یک فرد احساس رضایت کامل بکند، آیا میتوان گفت که تمامی افراد قطعا احساس رضایت میکنند؟ برای پاسخ به این سوالات نیاز است تا با مفهوم آسایش حرارتی به طور دقیق آشنا شویم. در واقع آسایش حرارتی به دو بخش عمده آسایش حرارتی کلی و آسایش حرارتی موضعی تقسیم میشود. در ادامه توضیحات مفصلی در ارتباط با آسایش حرارتی موضعی بیان شده است. مفاهیم مرتبط با آسایش حرارتی کلی نیز در بخش دیگر بیان شده است.
همانطور که در بخش آسایش حرارتی کلی بیان شد، به منظور ایجاد رضایت برای افراد حاضر در فضا لازم است تا آسایش حرارتی کلی در فضا برقرار باشد. ولی در بسیاری از موارد ممکن است شرایط آسایش حرارتی کلی فراهم باشد و تمام حرارت اضافی تولید شده در بدن به محیط انتقال پیدا کند ولی به دلیل وجود موارد دیگری، فرد احساس آسایش حرارتی نکند؛ به این شرایط عدم آسایش موضعی گفته میشود. از مهمترین عوامل نارضایتی موضعی میتوان به تابش نامتقارن، کوران، گرادیان نامطلوب دما و کف سرد یا گرم اشاره کرد.
تابش نامتقارن
تابش نامتقارن با اختلاف دمای سطوح اطراف فرد (دیوارها، پنجره، کف و سقف اتاق) در جهات مختلف اندازهگیری میشود؛ در صورتی که دمای سطوح اطراف با یکدیگر اختلاف زیادی داشته باشد، فرد احساس آسایش حرارتی نمیکند. برای مثال میتوان به شرایطی اشاره کرد که در فصل زمستان دمای اتاق مطلوب است ولی زمانی که فرد مقابل یک پنجره سرد میایستد، احساس نارضایتی میکند. احتمال بروز این اتفاق در استفاده از سیستمهای تهویه تابشی بالاست، زیرا این سیستمها دمای سطوح را تغییر میدهند و ممکن است اختلاف دمای زیادی ایجاد کنند؛ به همین دلیل استفاده از سیستم گرمایش تابشی سقفی در بسیاری از موارد پیشنهاد نمیشود. به همین دلیل باید در طراحی سیستمهای تهویه مطبوع این مورد را در نظر گرفت.
کوران
یکی دیگر از شرایط نارضایتی موضعی، وقوع پدیده کوران است. زمانی که سرعت هوا در اطراف بدن فرد بیش از حد افزایش پیدا کند، نرخ انتقال حرارت جابهجایی در آن قسمت شدیدا بالا میرود و دمای سطح پوست در آن ناحیه به شدت افت میکند، به همین دلیل فرد خواستار توقف سیستم سرمایش میشود. این عامل علاوه بر مناطق مسکونی، در اتومبیل، هواپیما، مترو و سایر مناطقی که هوا با سرعت زیادی در جریان است، مشاهده میشود. در بسیاری از موارد در صورتی که سرعت هوا در اطراف فرد کمتر از 0.2 متر بر ثانیه باشد، این مشکل به وجود نمیآید. بنابراین در طراحی سیستم تهویه مطبوع باید علاوه بر تنظیم دمای محیط، به سرعت جریان هوا نیز دقت بسیاری کرد.
گرادیان نامطلوب دما
با توجه به کاهش چگالی هوا با افزایش دما، معمولا با افزایش فاصله از کف اتاق، دمای هوا افزایش پیدا میکند. در صورتی که افزایش دما با شیب زیادی صورت بگیرد، ممکن است با این که فرد در حالت آسایش حرارتی کلی قرار دارد، در قسمت گردن احساس گرما و یا در قسمت پا احساس سرما بکند. به همین دلیل عدم آسایش موضعی ایجاد شود. برای اندازهگیری میزان نارضایتی موضعی باید اختلاف دمای بین سطح ارتفاعی مچ پا و گردن در نظر گرفته شود. برای کنترل این موضوع در برخی از سیستمهای تهویه مطبوع از دریچههای تزریق هوا در نزدیکی کف اتاق استفاده میکنند. البته طراحی این سیستمها به دقت بالایی نیاز دارد و باید این نکته را در نظر گرفت که تزریق هوا از کف اتاق عموما باعث ÷خش ذرات در محیط میشود.
کف سرد یا گرم
به دلیل تماس مستقیم پا با کف اتاق، دمای کف تاثیر بسیار زیادی بر احساس آسایش حرارتی فرد دارد. در صورتی که کف بیش از حد سرد و یا گرم باشد، میتواند باعث ایجاد عدم آسایش موضعی شود. برای مثال در زمستان، در صورتی که دمای کف سرد باشد، فرد احساس سرما میکند و به همین دلیل دمای محیط را افزایش میدهد؛ این عامل باعث بالا رفتن مصرف انرژی نیز میشود. محدوده مناسب دمای کف به جنس آن وابسته است ولی به طور کلی میتوان گفت دمای کف بین 22 تا 28 درجه سانتیگراد میتواند مناسب باشد. این عامل در طراحی سیستمهای گرمایش از کف نقشی اساسی ایفا میکند و یکی از پارامترهای کنترلی این سیستم میباشد.
مواردی که در بالا به آنها اشاره شد، مهمترین عوامل نارضایتی موضعی هستند. در انتها باید به این نکته توجه داشت که برای ایجاد شرایط آسایش حرارتی در اتاق باید علاوه بر ایجاد اسایش حرارتی کلی، به عوامل ایجاد نارضایتی موضعی نیز توجه داشت. در اینجا اهمیت انتخاب صحيح نوع فرآيند، طراحی مناسب سیستم تهویه مطبوع و انتخاب تجهیزات مناسب به خوبی نمایان میشود. در صورتي كه سيستم تهويه مطبوع مناسبی براي فضا انتخاب نشود و يا طراحي مناسبي انجام نشود، علاوه بر اينكه آسايش حرارتي را براي افراد تامين نميكند، باعث هدر رفت هزينه و انرژي فراواني ميشود.