تایپیک مرجع محاسبات تاسیسات مکانیکی ساختمان

[BaBak.Turk]

با سلام
در این تایپیک قصد داریم در مورده محاسبات تاسیساتی یک ساختمان در طراحی بیشتر به صورت عملی و اجرایی با همدیگه به تبادل نظر بپردازیم .برای این امر مرجع های متفاوتی هست که من خودم می خام در این مورد کتاب سید مجتبی طباطبایی رو برای دانلود در این تایپیک بگذارم تا همگی قدم به قدم با محاسبات آشنا بشیم.موضوع های این تایپیک عموما ازقرار زیر خواهد بود:
تحلیل سایکرومتری فرآیند
محاسبات بار سرمایشی و گرمایی ساختمان
تقسیم بندی سیستم های تاسیسات تهویه مطبوع
معیارهای طراحی
طرح و محاسبه سیکل تبرید و تهویه
طراحی لوله کشی تهویه تبرید
معیارهای طراحی تاسیسات اماکن خاص
گازرسانی
......

دانلود کتاب محاسبات تاسیسات ساختمان"مهندس طباطبایی"

 

[BaBak.Turk]

مطالبی آموزشی عالی و زیبا گرد آوری شده توسط مهندس اسماعیل بوستانی رو اینجا قرار میدم تا همگی استفاده بکنند.


داده های اطلاعاتی حاصل از اقلیم همچون دمای خشک، دمای مرطوب وفشار بخار در روی نمودار مشخص می شوند و سپس با استفاده از این داده ها به تجزیه و تحلیل انها پرداخته و در نهایت شرایط اقلیمی و اصولی را که برای طراحی باید استفاده شود مشخص می شود.باید توجه داشت که این نمودار را می توان به طور جداگانه برای هر شهر تنظیم نمود تا دقت اصول تعیین شده بالا رود.علایم تعیین شده در نمودار:

 

[BaBak.Turk]

N محدوده ی منطقه ی اسایش.
N’ محدوده ی شرایط قابل تحمل.
M محدوده ی شرایطی که استفاده ازمصالح ساختمانی متناسب بااقلیم، درایجادمنطقه ی اسایش درداخل ساختمان موثر است..
M’ محدوده ی شرایط قابل تحمل در صورت استفاده از مصالح متناسب با اقلیم.
V محدوده ی استفاده ازکوران درساختمان های معمولی.
V’ محدوده ی استفاده از کوران در ساختمانهایی که برای استفاده از تهویه ی طبیعی طراحی شده اند.
EC محدوده ی استفاده از کولر ابی در ساختمانهای معمولی.
EC’ محدوده ی استفاده از کولر ابی در ساختمانهایی که به طورموثرعایق کاری حرارتی شده وسطح خارجی انها نیزسفیدرنگ است .
AC محدوده ی شرایطی که تنها استفاده از تهویه ی مطبوع موثر است.
D محدوده ای که به دستگاه رطوبت زن نیاز است .
W محدوده ای که علاوه بر تهویه ی مطبوع، استفاده از دستگاه رطوبت گیر نیز لازم است.
H محدوده ی تاثیرمصالح در گرمایش ساختمان .
H’ محدوده ی استفاده از مصالح متناسب با اقلیم در گرمایش ساختمان.


منبع: انجمن علمی مهندسی تاسیسات حرارتی و برودتی

 

[BaBak.Turk]

منحنی مشخصات هوا یا همان نمودار سایکومتریک دارای اطلاعات زیر است:

• دمای خشک Dry-bulb Temperature
• دمای مرطوب Wet-bulb Temperature
• دمای نقطه شبنم Dew point Temperature
• آنتالپی مخصوص Specific Enthalpy
• حجم مخصوص Specific Volume
• رطوبت مخصوص Specific Humidity
• رطوبت نسبی Relative Humidity
• ضریب حرارت محسوس Sensible Heat Factor

دمای حباب خشک (DBT) درجه حرارتی است که ما با یک دماسنج استاندارد اندازه گیری می کنیم بطوری که هیچ گونه آبی و رطوبتی بر روی سطح آن نباشد. بطور معمول وقتی مردم درجه حرارت هوا را می گویند در حقیقت به Dry-Bulb اشاره می کنند. چندین مقیاس اندازه گیری بطور معمول برای این دما استفاده می شود، در سیستم Inch-Pound در اتمسفر استاندارد نقطه انجماد آب بر مبنای درجه حرارت فارنهایت 32 درجه می باشد و همچنین درجه حرارت نقطه جوش آب برابر با 212 درجه می باشد. در سیستم بین المللی SI در اتمسفر استاندارد نقطه انجماد آب بر مبنای درجه حرارت سیلیسیوس 0 درجه می باشد و همچنین درجه حرارت نقطه جوش آب برابر با 100 درجه می باشد.
Dry-Bulb Temperature در نمودار سایکرومتریک در محور X ها قرار گرفته است و همانطور که در شکل مشاهده می شود خطوط دما ثابت توسط خط های عمودی نمایش داده شده است.

 

[BaBak.Turk]

دمای حباب مرطوب (WBT) درجه حرارتی است همراه با رطوبت هوا. این دما معمولا توسط دماسنج جیوه­ای که با دستمال و یا نخ مرطوب پوشانده شده باشد اندازه گیری می شود. بخاطر اثر سرمایشی تبخیری، درجه حرارت حباب مرطوب همیشه پایین تر از درجه حرارت حباب خشک هوا است و تنها در مواقع اشباع با یکدیگر برابر می شوند (یعنی رطوبت نسبی 100%)
دمای حباب مرطوب (WBT) با رطوبت نسبی درجه حرارت حباب خشک در ارتباط است. اگر رطوبت نسبی پایین و دما بالا باشد رطوبت به سرعت تبخیر می گردد، بنابر این اثر سرمایشی بیشتر قابل توجه است نسبت به زمانی که رطوبت نسبی بالا باشد که در این صورت میزان تبخیر بسیار پایین تر خواهد بود.
خطوط حباب مرطوب هوا در نمودار بصورت خط های مورب که از سمت بالا-راست تا سمت پایین-چپ ادامه دارد نمایش داده می شوند. در حقیقت همان خطوط آنتالپی ثابت هستند اما مقدارشان در بالای آنها نوشته شده و خوانده می شود.واحد اندازه گیری دمای حباب تر بر اساس درجه سیلیسیوس و فارنهایت می باشد.

 

[BaBak.Turk]

انتالپی Enthalpy مقدار انرژی حرارتی در هوا با توجه به حرارت محسوس و حرارت نهان است. در حقیقت حرارت محسوس و نهان نوعی انرژی به حساب می آیند، که حرارت محسوس ، حرارت(انرژی) هوا با توجه به دمای هوا است و حرارت نهان، حرارت(انرژی) هوا با توجه به رطوبت هوا است. مجموع حرارت محسوس و نهان را انتالپی هوا می نامند. آنتالپی بر حسب بی تی یو بر پوند (Btu/Lb) حباب خشک هوا یا کیلوژول بر کیلوگرم (Kj/Kg) حباب خشک هوا بیان می شود.
خطوط اتالپی همانطور که عرض شد در ادامه خطوط حباب تر هستند و مقدار آن در بالا سمت چپ در کنار خطوط و منحنی سایکرومتریک به نمایش در می آید. همانند شکل.

 

[BaBak.Turk]

رطوبت نسبي (RH) مقياسي است براي اندازه گيري مقدار آبي که هوا در يک دماي خاص مي تواند در خود نگه دارد. دماي هوا (Dry-Bulb) در اين مورد براي ما مهم است زيرا هواي گرمتر رطوبت بيشتري نسبت به هواي سردتر در خود نگه مي دارد. به عنوان يک قاعده کلي، بيشترين مقدار آبي که هوا ميتواند دو برابرش را به ازاي هر 20 درجه فارنهايت افزايش دما در خود نگه دارد.
همانطور که در پيوست مشاهده ميکنيد خطوط رطوبت نسبي از پايين و سمت چپ نمودار آغاز شده و با قوس به بالا و سمت راست چارت امتداد يافته. خط رطوبت نسبي 100% و در حقيقت هواي اشباع به عنوان بالاترين خط در نظر گرفته شده است.
خط رطوبت نسبي 0 % پايين تر از مقياس بندي دماي خشک هوا قرار گرفته و در منحني رسم نشده است.
ميدانيم که هوا با افزايش دما مي تواند آب بيشتري را به بخار تبديل کند، هوايي که داراي رطوبت نسبي 60 % شامل 60 درصد از آبي است که بصورت بالقوه ميتواند در آن دما در خود نگه دارد.
از آنجايي که رطوبت نسبي به طور قابل ملاحظه اي با ماي خشک هوا در ارتباط است معمولا در کنار هم آنها را ذکر مي کنند، بطور مثال (Tdb=70 f and RH= 50%)
نکته اي که وجود دارد اين است که ما نبايد رطوبت نسبي را با رطوبت مطلق که مشخص کننده مقدار واقعي رطوبت موجود در هوا است (بر حسب پوند رطوبت\پوند هواي خشک lb/lb of dry air) اشتباه بگيريم.
رطوبت نسبي مقياسي براي اندازه گيري اين است که چه مقدار رطوبت در حال حاضر در هوا موجود است و مقايسه آن با اينکه چه مقدار رطوبت هوا مي تواند در آن دما در خود نگه دارد، در حقيقت RH يک درصد است.

 

[BaBak.Turk]

رطوبت مطلق Absolute Humidity يا نسب رطوبت در حقيقت مقدار بخار هوا است که بر حسب پوند بخار آب بر پوند هواي خشک بيان مي گردد(البته بر جسب گرم هم ميتوان گفت ، lb of moisture/lb of dry air).
هوا در يک دماي خاص توانايي نگهداري مقدار خاصي رطوبت را دارد و به آن رطوبت اشباع مي گويند.همانطور که در شکل هم مشاهده مي کنيد خطوط آن بصورت افقي در امتداد چارت و از پايين تا بالا بر حسب مقدار هستند.

 

[BaBak.Turk]

دمای نقطه شبنم Dew Point نشان دهنده ی دمایی است که آب موجود در هوای مرزوب شروع به تقطیر می کند. وقتی هوا سرد می شود، رطوبت نسبی افزایش پیدا می کند تا زمانی که به اشباع برسد و تقطیر صورت گیرد. در واقع تقطیر بر روی سطحی صورت می گیرد که دمایش پایین تر از دمای نقطه شبنم باشد.
همانطور که در شکل مشاهده می کنید، خطوط نقطه شبنم بصورت افقی در امتداد سایکرومتریک به نمایش در آمده اند، در نقطه شبنم دمای حباب خشک و حباب تر هوا کاملا یکی هستند.
نقطه شبنم رابطه نزدیکی با دمای کم شب دارد! وقتی دمای هوا به Dew Point افت می کند، انرژی بصورت شبنم منجمد یا به شکل قطره شبنم به هوا بر می گردد و دما روی دمای نقطه شبنم ثابت می گردد. دمای نقطه شبنم مستقیما به مقدار واقعی رطوبت هوا وابسته است و در طی روز خیلی تغییر نمی کند، مگر اینکه یک جبهه هوا از یک منطقه دیگر حرکت کند و مقدار زیادی رطوبت به محیط بیافزاید و یا کم کند.
از این رو نقطه شبنم اندازه گیری شده در طول ساعات روز می تواند به عنوان برآورد درجه حرارت کم شب استفاده شود.

 

[BaBak.Turk]

حجم مخصوص هوا Specific Air Volume حجمی است که وزن معینی از هوا اشغال می کند در یک مجموعه از شرایط خاص. حجم مخصوص هوا در حقیقت بر عکس چگالی هوا می باشد، از اینرو زمانی که دمای هوا افزایش میابد، چگالی آن کاهش میابد به دلیل اینکه مولکول ها جنبش بیشتری پیدا می کنند و فضای بیشتری را اشغال می کنند (طبق قانون بویل)، بنابر این حجم مخصوص وقتی افزایش میابد که دما افزایش پیدا کند.
هوای گرم به دلیل چگالی کمتری که از هوای سرد دارد باعث می شود که بالا بیاید ، این پدیده به عنوان رانش حرارتی ( thermal buoyancy) شناخته شده است، با استدلالی مشابه نتیجه گرفته می شود که هوای گرمتر دارای حجم مخصوص بیشتری است و در نتیجه سبک تر از هوای سرد است(حجم مخصوص همانطور که ذکر گردید بر عکس چگالی می باشد).
حجم مخصوص هوا از نسبت رطوبت (Humidity Levels) و فشار کلی اتمسفر نیز تاثیر می پذیرد. هرچه بخار موجود در هوا بیشتر باشد حجم مخصوص هوا نیز بیشتر خواهد شد و با افزایش فشار اتمسفر ( و درنتیجه افزایش چگالی هوا ) حجم مخصوص کم می شود.
واحد اندازه گیری حجم مخصوص فوت مکعب بر پوند هوای خشک است (cubic feet/lb of dry air).
همانطور که در شکل نیز مشاهده می کنید خطوط حجم مخصوص هوا بصورت شیبدار از پایین تا بالای منحنی بصورت ممتد کشیده شده اند.

 

[BaBak.Turk]

فشار بخار Vapor Pressure: بخار آب يکي از چندين گاز ترکيب (constituents) هوا مي باشد، ديگر گازهاي اصلي نيتروژن، اکسيژن و دي اکسيد کربن مي باشد، که هريک فشار خود را بر محيط نسبت به مقدار گاز موجود اعمال مي کنند که مجموع اين فشار ها، فشار کلي يا بارومتريک هوا را ايجاد مي کنند. وقتي تفاوتي در غلظت يکي از گازهاي مابين بوجود مي آيد، بر فشار آن گاز تاثير مي گذارد. و این باعث روان شدن قسمتی از گاز از نقطه غلظت بالا به نقطه غلظت پایین می گردد. هنگامی که بین دو ماده اختلاف فشار جزئی (فشار هر یک از گازها در فضای بسته Partial Pressure) وجود دارد گاز درگیر شده از میان ماده پخش خواهد شد تا فشار جزئی آن گاز متعادل گردد.
حال این نسبت پخش شدگی توسط اختلاف فشار جزیی، طول مسیر جریان و نفوذ پذیری ذره گاز درگیر معتدل که از طریق آن جریان در حال وقوع است تعیین می گردد.
وقتی آب از حالت مایع به گاز تبدیل می شود، یعنی وقتی که بصورت تبخیر به هوا تبدیل می شود، مولکول های آبی که در بخار هستند انبساط پیدا می کنند. بنابر این فشار هوا مستقیما به تعداد مولکول های گاز بر متر مکعب فضا وابسته هستند و فشار بخار حاصل تعداد مولکول های بخار آب بر متر مکعب می باشد. بنابر این اگر رطوبت بخار هوا بیشتر باشد فشار بخار هوا نیز بیشتر می گردد.
پس میتوان اینطور جمع بندی کرد که فشار بخار به صورت خطی به رطوبت مطلق محیط مربوط است و آنرا (در فایل پیوست) به صورت خط های افقی در منحنی مشاهده می کنیم و مقدار آن سمت راست منحنی به نمایش در می آید. واحد اندازه گیری فشار بخار نیز اینچ آب یا پاسکال است.

فشار بخار تاثیرش مستقیما بر نسبت تبخیر می باشد، اگر فشار بخار هوای موجود خیلی زیاد باشد، برای مولکول های آب سخت تر است که آزادانه از سطح مایع کنده شده و به عنوان بخار به هوا بپیوندد، به این دلیل است که در محیط های مرطوب تبخیر به کندی صورت می گیرد.

 

[BaBak.Turk]

مثال: اتاقی تهویه شده در فشار مطابق با سطح دریا داریم که دمای طرح داخل آن 75 درجه فارنهایت و رطوبت نسبی آن برابر با 50% می باشد، مقادیر زیر را می خواهیم بیابیم:

• نسبت رطوبت
• انتالپی
• حجم مخصوص
• دمای نقطه شبنم
• دمای حباب تر

راه حل:
از آنجایی که شرایط در سطح دریا است از یک نمودار سایکرومتریک استاندارد با فشار 14.697psi می بایست استفاده کنیم تا محاسبات دقیق بدست آید.

1- با توجه به دمای خشک محیط از روی نمودار افقی پایین منحنی خط 75 درجه فارنهایت را پیدا می کنیم و خط را بصورت عمودی در نمودار طی می کنیم تا منحنی رطوبت نسبی 50% را قطع کنیم، این نقطه نشان دهنده شرایط اتاق می باشد که با نقطه 1 نمایش داده شده است.

2- از نقطه 1 خطی به صورت افقی و به سمت راست منحنی رسم می کنیم تا به مقیاس نسبت رطوبت برسیم (با میانیابی W=0.0093lb/lb می شود) .

3- با توجه به تعریف خطوط انتالپی از نقطه 1 خطی موازی با آن در منحنی رسم می کنیم تا به مقدار انتالپی در مرز منحنی برسیم (h1 = 28.1 Btu/lb).

4- از نقطه یک خطی موازی با خط حجم مخصوص رسم می کنیم و به مقیاس حجم در حاشیه منحنی برخورد می کنیم (v = 13.67 ft3/lb).

5- از نقطه یک خطی افقی به سمت چپ منحنی رسم می کنیم تا منحنی اشباع ادامه می دهیم و مقدار دمای نقطه شبنم را می خوانیم(Tdew = 55°F).

6- خطی به موازی خطوط حباب تر رسم می کنیم و پس از برخورد با منحنی اشباع مقدار دمای حباب تر محیط را می خوانیم(Twb = 62.5°F).

​

 

[BaBak.Turk]

این آموزش را میتوانید در یک فایل به همراه نرم افزار این دانلود نمایید:

سایکرومتریک داده های اطلاعاتی حاصل از اقلیم همچون دمای خشک، دمای مرطوب وفشار بخار در روی نمودار مشخص می شوند و سپس با استفاده از این داده ها به تجزیه و تحلیل انها پرداخته و در نهایت شرایط اقلیمی و اصولی را که برای طراحی باید استفاده شود مشخص می شود.باید توجه داشت که این نمودار را می توان به طور جداگانه برای هر شهر تنظیم نمود تا دقت اصول تعیین شده بالا رود.

در این ارسال شما می توانید آموزش استفاده از نمودار سایکرومتریک را دانلود کنید. نرم افزار ساده سایکرومتریک هم در فایل ضمیمه شده است که همیشه همراه کتاب خواهد بود.
منبع: www.hvrac.ir

 

[BaBak.Turk]

محاسبات سرانگشتی بار سرمایی اتاق ها در ساختمان های مختلف

محاسبات سرانگشتی بار سرمایی اتاق ها در ساختمان های مختلف

نوع ساختمان	بار سرمایی Btu/h.ft[SUP]2[/SUP]
منازل مسکونی	15 تا 25
مدارس و مراکز آموزشی	45 تا 60
ادارات و دفاتر کار	30 تا 40
اتاق جلسات و میتینگها	60 تا 120
اتاق های بیمارستان و درمانگاه	30 تا 40
سالنهای بزرگ تئاتر و نمایش	60 تا 80
اتاقهای کامپیوتر	120 تا 150