پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد
عنوان : مدل های آسایش حرارتی
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
فهرست
چکیده ……………………………………………………………………………………………………………………………. 3
فهرست علائم و اختصارات ……………………………………………………………………………………………………………….. 10
1-2- مروری بر مدلهای اصلی آسایش حرارتی ……………………….. 14
1-2-1- مدل ایستا برای آسایش و راحتی در ساختمان ………………………………… 14
1-3- ضرورت انجام این پروژه …………. 16
1-4- هدف از انجام این تحقیق …………… 16
فصل 2- مدل ایستا آسایش حرارتی… 18
2-4- استانداردهای آسایش حرارتی ایستا …………………………….. 30
2-4-1- استاندارد 55 انجمن مهندسی آمریکا [6] …………………… 30
2-4-1-2- روش گرافیکی برای محیطهای داخلی متداول ……………………… 31
2-4-1-3- مدل کامپیوتری برای کاربردهای داخلی متداول ………………………………….. 32
2-4-2- کتاب اصول انجمن مهندسان تهویه مطبوع آمریکا – آسایش حرارتی[4] …………………….. 33
2-4-3- استاندارد 7730 سازمان استاندارد [5] …………………………… 33
فصل 3- مدل سازگار آسایش حرارتی… 37
3-4- یک مدل مفهومی از سازگاری – حلقههای بازگشتی ……………………………………….. 41
3-4-1- بازخورد رفتاری- سازگاری رفتاری ……………………. 42
3-4-2- بازخورد فیزیولوژیکی – سازگاری فیزیولوژیکی ……………………………. 44
3-4-3- بازخورد روانشناختی- سازگاری و انتظارات …………………………………… 44
3-5- مروری بر کارهای گذشته ……………… 45
3-5-1- شواهد تجربی یا جعبه آب و هوایی …………………………………. 45
3-6- تفاوت مدل ایستا و سازگار ……………………. 55
4-2-1- میزان لباس پوشیدن در داخل ساختمان ………………………… 59
4-2-2- سازگاری نرخ متابولیک در داخل ساختمان ……………………………. 60
4-2-3- سازگاری سرعت هوا در داخل …………….. 61
4-2-4- اتلافات حرارتی از بدن …………. 62
4-2-5- ارتباط دمای اجرایی داخل و دمای بیرون………………………………… 62
4-3- نمودار جریانی انجام محاسبات برای بدست آوردن دمای آسایش…………………………….. 63
فصل 5- ارائه نتایج، بحث و جمعبندی… 72
5-1-1- محاسبه و ارائه مدل سازگار…………….. 73
5-1-1-1- تغییرات رأی متوسط سازگار……………. 73
5-1-1-2- دمای آسایش و بازهی شرایط آسایش و تغییرات آن نسبت به فاکتورهای دیگر …………………… 75
5-1-1-3- ارائه الگوریتم دمای آسایش با بهره گرفتن از سازگاری رفتاری ساکنین ……………………….. 76
5-1-1-4- تغییر شرایط سازگاری با افزایش سرعت متوسط هوا ……………………………………. 76
5-1-1-5- ارائه الگوریتم دمای آسایش برای حالت تغییر سرعت متوسط هوا نسبت به حالت سازگار. 80
5-1-2- آنالیز مصرف انرژی محیط …………. 82
5-1-2-1- ظرفیت کل سیستم تهویه مرکزی ………. 82
5-1-2-2- میزان بار سرمایشی محیط و انرژی مصرفی برای سرمایش محیط ……………………………………….. 83
5-2-1-1- ارائه الگوریتم سازگار با بهره گرفتن از نتایج بدست آمده از شبیهسازی ……………………… 91
5-2-1-2- مدیریت انرژی با بهره گرفتن از الگوریتم سازگار ……………………………………….. 94
5-2-1-3- آنالیز حساسیت الگوریتم نسبت به قیمت برق ……………………………….. 95
5-2-1-4- تأثیر استفاده از این طرح در توسعه و پیشرفت کشور ……………………………………………. 95
شکل 2‑1- میزان نارضایتی افراد با توجه به مقدار رأی متوسط [6] 24
شکل 2‑3- داده های سایکرومتریک از شرایط آسایش در یک محیط داخلی [6] 32
شکل 3‑1- مدل سازگار انتظارات حرارتی [8] 42
شکل 3‑2- نمودار ارتباط دمای خنثی در داخل با دمای هوای بیرون [19] 47
شکل 3‑3- دیاگرام مدل کنترلی یائو برای محاسبهی رأی متوسط سازگار. 52
شکل 3‑4- شواهد میدانی از دمای اجرایی آسایش بر حسب دمای متوسط ماهانه [26] 53
شکل 3‑5- شواهد میدانی بلژیک از دمای آسایش در اتاق خواب که به 4 ناحیه تقسیم شده [26] 54
شکل 3‑6- شواهد میدانی بلژیک از اتاق نشیمن و … در یک ساختمان مسکونی که به دو قسمت تقسیم میشود. 54
شکل 4‑5- دمای اجرایی داخل ساختمان به عنوان تابعی از دمای هوای متوسط بیرون [27] 63
شکل 4‑6- نمودار جریانی اولیه برای محاسبهی شرایط آسایش بر اساس مدل ایستا فنگر. 64
شکل 4‑7- نمودار جریانی مدل سازگار شرایط آسایش حرارتی.. 65
شکل 4‑8- دمای هوای خشک در ماه مرداد(ژولای) برای شهر تهران. 71
شکل 4‑9- رطوبت نسبی در ماه مرداد(ژولای) برای شهر تهران. 71
شکل 5‑1- مقدار رأی متوسط سازگار بر حسب دمای هوای متوسط بیرون در رطوبت 40%. 73
شکل 5‑2- میزان رأی متوسط سازگار براساس دمای هوای اجرایی داخل در رطوبت 40%. 74
شکل 5‑3- مقدار رأی متوسط در دمای 24 درجه سانتیگراد برای رطوبت متغیر از 10% تا 90%. 75
شکل 5‑4- بازهی مناسب برای آسایش حرارتی در ساختمان با تهویهی طبیعی در تابستان. 76
شکل 5‑5- مقدار رأی متوسط بر حسب دما برای حالات مختلف افزایش سرعت هوای متوسط در رطوبت 40%. 77
شکل 5‑6- مقدار رأی متوسط بر حسب افزایش سرعت هوای متوسط سازگار در دمای 5/26 درجه و رطوبت مختلف… 77
شکل 5‑7- مقدار رأی متوسط در دمای 5/26 درجه و رطوبتهای مختلف برای افزایش سرعت به مقدار سازگار آن. 78
شکل 5‑8- ارتباط عرض از مبدأ با سرعت… 78
شکل 5‑9- دمای آسایش در داخل بر حسب رطوبت و افزایش سرعت نسبت به حالت سازگار. 80
شکل 5‑10- بار سرمایشی موردنیاز برای محیط در حالت ایستا 90
شکل 5‑11- بار سرمایشی موردنیاز برای محیط در حالت سازگار. 90
جدول 2‑1- مقیاس 7نقطهای احساس حرارتی طبق استاندارد55 اشری.. 33
جدول 2‑2- سه سطح قابل قبول محیط حرارتی برای شرایط آسایش معمول. 35
جدول 4‑1- شرایط آب و هوایی تهران-مهرآباد در ماه مرداد(ژولای) 69
جدول 4‑2- میزان دریافت حرارت خورشیدی کل برای ساختمان. 70
جدول 5‑1- بازه دمای آسایش و سرعت متناظرآن درشرایط رطوبتی متفاوت… 75
جدول 5‑2- بازه دمای آسایش و سرعت متناظرآن درشرایط رطوبتی متفاوت برای افزایش سرعت هوای 1/0 79
جدول 5‑3- بازه دمای آسایش و سرعت متناظرآن درشرایط رطوبتی متفاوت برای افزایش سرعت هوا 5 1/0 79
جدول 5‑4- بازه دمای آسایش و سرعت متناظرآن درشرایط رطوبتی متفاوت برای افزایش سرعت هوا 2/0 79
جدول 5‑5- دمای آسایش در داخل بر حسب رطوبت و افزایش سرعت نسبت به حالت سازگار. 80
جدول 5‑6- ضرایب a ,b مشاهده شده در نمودار 5-5 که به عنوان تابعی از سرعت متوسط هستند. 81
جدول 5‑7- دمای آسایش سازگار به کار رفته در آنالیز انرژی برای ساختمان بر اساس الگوریتم سازگار. 82
جدول 5‑8- مقادیر بار سرمایشی اتاق خواب و انرژی موردنیاز برای تأمین آن برای حالت ایستا تک دما 83
جدول 5‑9- مقادیر بار سرمایشی اتاق خواب و انرژی مورد نیاز برای آن در حالت سازگار. 84
جدول 5‑10- مقادیر بار سرمایشی اتاق نشیمن(هال) و انرژی موردنیاز برای حالت ایستا تک دما 85
جدول 5‑11- مقادیر بار سرمایشی اتاق نشیمن(هال) و انرژی موردنیاز برای حالت سازگار. 86
جدول 5‑12- مقادیر بار سرمایشی آشپزخانه و انرژی موردنیاز برای حالت ایستای دما ثابت… 87
جدول 5‑13- مقادیر بار سرمایشی آشپزخانه و انرژی موردنیاز برای حالت سازگار. 88
جدول 5‑14- مقادیر بار سرمایشی واحد و انرژی موردنیاز برای حالت ایستای دما ثابت… 89
فصل 1- مقدمه و کلیات
1-1- مقدمه
بشر همواره برای ایجاد یک محیط راحت برای زندگی تلاش کرده است. ضرورت وجود مکانهای بسته و خانهها در ابتدا بدلیل همین میل به آسایش انسان بوده است، زیرا تغییرات آبوهوایی در طول روز، ماه یا سال مانع ایجاد شرایط آسایش پایدار در فضای آزاد میگردد. انعکاس این تمایلات به آسایش و رفاه همگام با کاهش هزینه در تاریخچه تغییر ساختمان ها از آغاز تا کنون مشاهده میگردد. از آنجا که معمولا مردم 16-20 ساعت از روز خود را در این مکان ها (مانند خانه، محل کار یا در رفت و آمد ) میگذرانند، امروزه ایجاد یک محیط حرارتی راحت یکی از پارامترهای مهم طراحی فضای داخلی و حتی دکوراسیون محسوب می شود.
آسایش حرارتی اولین بار در قرن 19 در آمریکا مورد بحث و تحقیق قرار گرفت و انجمن مهندسان حرارت و تهویه مطبوع آمریکا در آنجا با هدف مطالعه برای ایجاد محیط حرارتی مناسب برای رفاه تأسیس شد. به طور کلی، آسایش حرارتی شرایط ذهنی است که ایجاد رضایت نسبت به محیط حرارتی را بیان می کند [1]. همچنین، شرایط آسایش حرارتی هنگامی تأمین می شود که دمای بدن در بازهی محدودی واقع شود، رطوبت پوست کم باشد و تلاش فیزیولوژیکی بدن برای تنظیم حرارت به حداقل برسد. در چنین شرایطی است که افراد احساس حرارتی مطلوبی را تجربه می کنند و درصد نارضایتی حرارتی ایشان نسبت به محیط در محدوده مجاز قرار خواهد داشت.
بنابراین میتوان گفت شرایطی که آسایش حرارتی را ایجاد می کند، برای هر شخص می تواند متفاوت و وابسته به فاکتورهای مختلفی مانند پارامترهای فیزیکی، فیزیولوژیکی،ذهنی و … باشد. به همین دلیل، پیش بینی دقیق شرایط آسایش حرارتی بسیار دشوار است و طراحی سیستمهای تهویه مطبوع برای ایجاد آسایش حرارتی نیازمند بررسی تمام پارامترهای دخیل در آسایش حرارتی میباشد که بسیار مشکل است.
تاکنون تحقیقات بسیاری در این زمینه انجام شده و دانشمندان به نتایج قابل قبولی رسیده اند. از جمله مهمترین اقدامات تهیه مدلهای استاندارد آسایش حرارتی در ساختمان بوده که بدلایل مهندسی، پزشکی و اقتصادی مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. این مدل ها به دو گروه اصلی ایستا[1] و سازگار[2] تقسیم شده است.
1-2- مروری بر مدلهای اصلی آسایش حرارتی
1-2-1- مدل ایستا برای آسایش و راحتی در ساختمان
به طور ساده هدف از این مدل، مشخص کردن ترکیب فاکتورهای زیستی- حرارتی و فاکتورهای شخصیتی میباشد که شرایط محیطی قابل قبولی برای اکثر ساکنین داخل فضا تولید می کند. از جمله فاکتورهای محیطی تأثیرگذار میتوان به دما، حرارت تشعشعی، رطوبت و سرعت هوا اشاره کردو فاکتورهای شخصیتی شامل نوع فعالیت و نحوه لباس پوشیدن میباشد. پرواضح است که آسایش در محیط بسیار پیچیده است و در واقع عکسالعمل واکنشها و تأثیرگذاریهای همهی فاکتورهای مذکور و عوامل شخصیتی دیگر میباشد.
این مدل استاندارد شرایط محیطی قابل قبولی برای بزرگسالان سالم، در فشار اتمسفریک، تا ارتفاع حدود سه هزار متر، در فضای داخلی طراحی شده و برای سکونت انسان برای زمانی بیش از پانزده دقیقه میباشدکه در این زمان شرایط پایا برای آن شخص ایجاد شده است. همچنین این مدل در مورد فاکتورهای محیطی غیر حرارتی نظیر کیفیت هوا، آکوستیک و روشنایی و یا هرگونه آلودگی بیولوژیکی، شیمیایی و فیزیکی تأثیرگذار بر آسایش و سلامت سخنی به میان نیاورده است.
متغیرهای بسیاری هم از نوع فیزیولوژیکی و هم از نوع روانشناختی، برای هر کدام از افراد وجود دارد که رضایتمندی اشخاص در فضا را مشکل می کند. شرایط محیطی مورد نیاز برای آسایش و وسایل و تکنولوژیهای مورد نیاز آسایش برای همه یکسان نیست. هر چند مقادیر آزمایشگاهی و داده های جمعآوری شده، داده های آماری ضروری برای تعریف شرایطی را فراهم می کند که در آن، یک درصد مشخص از ساکنین احساس آسایش حرارتی می کنند نه همه آنها. از جمله محققانی که در این زمینه فعالیت داشتند میتوان به فنگر[3] و گایج[4] اشاره کرد که علاوه بر پیش بینی شرایط آسایش حرارتی بر اساس معادلات موازنه انرژی، سعی در سادهسازی معادلات و مدلسازیها نمودند. افراد دیگری نیز معادلات پیچیده و مدلهای پیشرفتهای برای پیش بینی شرایط آسایش ارائه کردند اما همین پیچیدگی مانع گسترش و کاربری مفید آنها برای طراحی سیستمهای تهویه مطبوع و مهندسان طراحی ساختمان میگردد. [2] [3]
1-2-2- مدل سازگار
یک راه دیگر در مقابل فرضیه آسایش سنتی – که به عنوان مدل سازگار آسایش حرارتی شناخته می شود – این مفهوم را دارد که مردم در ایجاد محیط حرارتی مناسبتر یک نقش ابزاری بازی می کنند. این موضوع همچنین با واکنش آنها با محیط یا بهبود رفتارها کسب می شود و یا فاکتورهای مرتبط و تاریخچه حرارتی آنها انتظارات و برتریهای حرارتی برای آن ها را تغییر میدهد.
علایق و تحقیقات در زمینه فرضیه سازگاری آسایشی اولین بار در اواسط دهه 70 در پاسخ به شوک نفتی[5] آغاز شد و اینرسی آن بدلیل افزایش نگرانیها حول تأثیر بشر روی محیط آب و هوایی جهانی اخیرا شدت گرفته است. مزایای بسیاری در بهبود درک تأثیر سازگاری بر آسایش حرارتی در محیط وجود دارد. این مزایا شامل استانداردها و مدلهای پیش بینی بهبود یافته، الگوریتمهای کنترل محیط پاسخگو و پیچیدهتر، فرصتهای افزایش یافته برای کنترل شخصی، بالارفتن سطوح آسایش حرارتی و مقبولیت در بین ساکنین، کاهش مصرف انرژی و تشویق کردن پاسخگویی آب و هوایی و طراحی ساختمان مسئول نسبت به محیط.
ترم عمومی (( سازگاری)) ممکن است به صورت گسترده به عنوان یک کاهش تدریجی پاسخ ارگانیسمی به تحریک محیطی مکرر تفسیر شود. زیرمجموعههای سازگاری شامل همه مکانیسم های فیزیولوژیکی سازگاری[6] به علاوه همه فرایندهای رفتاری[7] و روانشناختی[8] که ساکنین ساختمان برای بهبود تناسب هوای داخل با نیازمندیهای جمع شده و شخصی خود، متحمل میشوند.
از جمله محققانی که در این زمینه به فعالیت پرداختند میتوان به Auliciems ، Humphreys ، Nicole و De Dear اشاره کرد که سهم بسیاری در ایجاد و گسترش آن داشتند ]7،6،5،4 [
در تحقیقات آسایش حرارتی معاصر، یک انشعاب وفق ناپذیر قابل درک در تفکر ایستا و سازگار وجود دارد. مدل ایستا فرد را به عنوان یک دریافت کننده مجهول محرکهای حرارتی در نظر میگیرد. فرضیات بر این تفکر استوار است که محیط حرارتی داده شده منحصر به فیزیک انتقال حرارت و جرم است در حالیکه ثابت نگه داشتن دمای داخلی بدن به بعضی پارامترهای فیزیولوژیکی نیز نیازمند است. عموما فرض می شود که در تفکر ایستا، احساس حرارتی ( داغ، گرم، خنک، سرد) همانطور که توسط دمای پوست و تلفات حرارتی نهفته یا ترشدگی ناشی از عرق کردن اندازه گیری می شود، متناسب با میزان این پاسخهای فیزیولوژیکی است. اما باید توجه داشت که واکنشهای بین ساکنین و هوای داخل بسیار پیچیده است. در چنین مفهومی از ایستا این مدل به عنوان یک مدل آسایش حرارتی تک دما معرفی میگردد. اما مقداری درک آشتی جویانه در مدل بالانس حرارتی آن را به صورت جزئی سازگار کرده است، زیرا اکنون شامل تأثیرات متغیرهای حرارتی و نوع لباس پوشیدن که ساکنین را می تواند سازگار کند، میباشد.
اما در تفکر سازگار فرد به عنوان یک کنترلر می تواند محیط اطراف خود را در حد امکان بهبود بخشد . این تفکر سعی دارد پارامترهای رفتاری و ذهنی و … را – که نقش مؤثری در بدست آوردن آسایش حرارتی بدون استفاده از سیستمهای تهویه مطبوع و با کمترین مصرف انرژی دارد – در معادلات پیش بینی آسایش حرارتی بگنجاند.
[1] Static thermal comfort
[2] Adaptive thermal comfort
[3] Fanger
[4] Gagge
[5] Oil-Shock
[6] Acclimatization
[7] Behavioral
[8] Psychological
تعداد صفحه : 95
قیمت :14700 تومان
بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد
و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.
پشتیبانی سایت : * serderehi@gmail.com
در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.
14,700 تومانافزودن به سبد خرید