محاسبه بار حرارتی و برودتی آپارتمان 3 طبقه

این پروژه شامل یک فایل ورد است که در 27 صفحه تمام محاسبات تهویه مطبوع یک ساختمان 3 طبقه با ذکر فرمولها و با جزییات کامل انجام شده است و همچنین در یک بخش دیگر، نحوه حل پروژه در نرم افزار کریر توضیح داده شده و همچنین نتایج حاصل از نرم افزار کریر بصورت جدول بندی آورده شده و تجهیزات پیشنهادی نیز بیان شده است.

چکیده پروژه تهویه مطبوع ساختمان 3 طبقه

این پروژه به طراحی و تحلیل سیستم تهویه مطبوع (HVAC) برای یک ساختمان اداری سه‌طبقه با مساحت کلی 900 متر مربع اختصاص دارد. هدف اصلی، محاسبه بار حرارتی و سرمایشی برای تأمین شرایط آسایش حرارتی داخلی در شرایط آب‌وهوایی فرضی است. در این تحلیل، تمامی عوامل مؤثر شامل انتقال حرارت از دیوارها، سقف، کف و پنجره‌ها، بارهای داخلی ناشی از افراد، تجهیزات و روشنایی، و همچنین بارهای ناشی از تهویه و نفوذ هوا در نظر گرفته شده است.

نتایج محاسبات نشان می‌دهد که بار حرارتی ساختمان در زمستان حدود 78.8 کیلووات و بار سرمایشی آن در تابستان حدود 198.6 کیلووات است. این مقادیر به‌عنوان مبنایی برای انتخاب سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی مناسب و طراحی تجهیزات HVAC بهینه استفاده می‌شود. همچنین، این پروژه نقش مهمی در بهبود بهره‌وری انرژی و ایجاد محیطی راحت برای کاربران ساختمان دارد.

این تحلیل با استفاده از اصول مهندسی حرارت و سیالات، استانداردهای طراحی HVAC، و روش‌های محاسباتی دقیق انجام شده است.

روش و اصولی که برای انجام این پروژه به کار گرفته شده است، به شرح زیر می باشد

اصول اصلی انجام پروژه تهویه مطبوع

اصول مهندسی حرارت و سیالات

طراحی سیستم‌های HVAC مبتنی بر اصول علمی مهندسی حرارت و سیالات است. این اصول شامل موارد زیر است:

• انتقال حرارت: بررسی چگونگی انتقال گرما از طریق دیوارها، سقف، کف، و پنجره‌ها به‌صورت هدایت (Conduction)، همرفت (Convection)، و تابش (Radiation).
• جریان سیال: تحلیل حرکت هوا در فضای داخلی ساختمان و همچنین محاسبه میزان هوای تازه و نفوذ هوا.
• ترمودینامیک: محاسبه انرژی موردنیاز برای حفظ دما و رطوبت در محدوده موردنظر با استفاده از قوانین اول و دوم ترمودینامیک.

استانداردهای طراحی HVAC

در این پروژه از استانداردهای بین‌المللی و محلی برای طراحی سیستم تهویه مطبوع استفاده شده است. این استانداردها شامل:

• ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers): برای تعیین دما و رطوبت داخلی مطلوب، بارهای حرارتی و سرمایشی، و میزان تهویه هوای تازه.
• EN 12831: استاندارد اروپایی برای محاسبه بار حرارتی ساختمان‌ها.
• استانداردهای ملی ساختمان: بسته به موقعیت جغرافیایی، ممکن است مقررات خاصی برای صرفه‌جویی در انرژی و تهویه مطبوع وجود داشته باشد.

روش‌های محاسباتی دقیق بارهای حرارتی و سرمایشی 

در این پروژه، برای محاسبه بارهای حرارتی و سرمایشی از روش‌های زیر استفاده شده است:

• محاسبات دستی: استفاده از فرمول‌های پایه برای بارهای هدایت، همرفت، و تابش.
• شبیه‌سازی کامپیوتری (در صورت لزوم): ابزارهایی مانند نرم‌افزارهای انرژی‌سازی (مانند Carrier HAP یا EnergyPlus) می‌توانند برای مدل‌سازی دقیق‌تر استفاده شوند.
• تقسیم‌بندی بارها: بارهای حرارتی و سرمایشی به اجزای مختلف (پوسته ساختمان، بارهای داخلی و نفوذ هوا) تقسیم شده‌اند تا بتوان هر کدام را به‌طور جداگانه تحلیل کرد.

بهبود بهره‌وری انرژی

یکی از اهداف اصلی این پروژه، کاهش مصرف انرژی در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی است. به همین منظور:

• از مصالح با عایق حرارتی مناسب (مانند دیوارهای عایق‌دار و پنجره‌های دوجداره) استفاده شده است.
• تهویه مکانیکی با محاسبه دقیق میزان هوای تازه و کاهش نفوذ هوای غیرضروری طراحی شده است.
• بارهای داخلی (مانند روشنایی و تجهیزات) با توجه به استانداردهای بهینه انرژی کنترل شده‌اند.

ایجاد محیط آسایش حرارتی

این پروژه با هدف فراهم کردن شرایط مناسب برای افراد داخل ساختمان انجام شده است. پارامترهایی که به‌طور خاص مورد بررسی قرار گرفته‌اند شامل:

• دما و رطوبت مطلوب: طراحی سیستم برای حفظ دمای داخلی 22 درجه سانتی‌گراد در زمستان و 24 درجه سانتی‌گراد در تابستان.
• جریان هوای کافی: تهویه مناسب برای تأمین اکسیژن کافی و خروج گازهای زائد.
• کنترل نویز و راحتی صوتی: انتخاب تجهیزات کم‌صدا و طراحی مسیرهای جریان هوا به‌گونه‌ای که آرامش کاربران حفظ شود.

به طور کلی، پاراگراف آخر تأکید دارد که این پروژه با دقت علمی و مهندسی بالا انجام شده است و تمام جوانب آسایش، بهره‌وری انرژی و پایداری محیطی در آن در نظر گرفته شده است.

مشخصات ساختمان پروژه

نوع ساختمان: ساختمان اداری

ابعاد:

15 متر × 20 متر × 3 متر (طول × عرض × ارتفاع هر طبقه)

تعداد طبقات: : 3

مکان: فرض بر شهری با آب‌وهوای فصلی (مثلاً نیویورک).

ظرفیت افراد: 50 نفر در هر طبقه.

مواد ساختمانی:

دیوارها: بتن 200 میلی‌متری با عایق 25 میلی‌متری.

سقف: بتن 150 میلی‌متری با عایق حرارتی.

پنجره‌ها: شیشه دوجداره با قاب آلومینیومی (20 درصد مساحت دیوارها).

کف: دال بتنی بدون عایق.

شرایط طراحی داخلی

دمای داخلی در زمستان: 22  درجه سانتی‌گراد

دمای داخلی در تابستان: 24 درجه سانتی‌گراد

رطوبت نسبی: 50 درصد

شرایط طراحی خارجی

دمای خارجی در زمستان: -5 درجه سانتی‌گراد

دمای خارجی در تابستان: 35 درجه سانتی‌گراد

Carrier HAP (Hourly Analysis Program)

کریر نرم‌افزاری پیشرفته برای انجام محاسبات بار حرارتی و سرمایشی و طراحی سیستم‌های تهویه مطبوع است. برای حل پروژه خود با استفاده از نرم‌افزار Carrier HAP، می‌توانید مراحل زیر را دنبال کنید:

مراحل حل پروژه در Carrier HAP

• ایجاد پروژه جدید

نرم‌افزار Carrier HAP را باز کنید.

از منوی اصلی، گزینه “File > New Project” را انتخاب کنید.

مشخصات پروژه مانند نام، مکان جغرافیایی (شهر و کشور) و نوع پروژه (بارگذاری یا سیستم) را وارد کنید.

• تعریف اطلاعات ساختمان

به بخش “Building Properties” بروید.

موارد زیر را برای ساختمان تعریف کنید:

ابعاد ساختمان: تعداد طبقات، مساحت هر طبقه، ارتفاع هر طبقه.