بررسی اثر پدیدۀ کوران برروی فاکتورهای آسایش حرارتی در ساختمانی‌‌ با دیوار شیشه‌ای

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 3، دوره 33، شماره 1 - شماره پیاپی 25، دی 1400، صفحه 35-52   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jacsm.2021.70588.1030

نویسندگان

علیرضا عرب سلغار¹؛ نوروز حیدری¹؛ محمد شفیعی^{* 1}؛ افشین ایرانمنش²

¹گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولی عصر(عج) رفسنجان، ایران،

²گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولی عصر(عج) رفسنجان، ایران،

چکیده

 استفاده از پنجره‌های بزرگ در ساختمان‌های مدرن یکی از طرح‌های محبوب در بین معماران و طراحان ساختمان است ولی افزایش مصرف انرژی در ساختمان به‌دلیل تشدید درفت ناشی از پنجره‌های بزرگ از جمله محدودیت‌ها در مقابل اجرای این طرح می‌باشد. هم‌چنین عدم امکان استفاده از سیستم‌های گرمایشی سنتی در محل پنجره‌ها از مشکلات دیگر فرا روی اجرای این طرح می‌باشد. در این مطالعه رویکرد استفاده از سیستم گرمایش جابه‌جایی اجباری با هدف کاهش اثرات کوران در قالب سه چیدمان مختلف از دمندۀ هوای گرم که دارای جانمایی الف) در زیر پنجره، ب) در دیوارهای جانبی و ج) به‌صورت ترکیبی در زیر و بالای پنجره قرار گرفته‌است بااستفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی شبیه‌سازی شده‌است. بررسی نتایج بااستفاده از مقایسۀ توزیع دما و توزیع سرعت هوا برای هر سه چیدمان انجام شد و هم‌چنین آنالیز آسایش حرارتی بااستفاده از مدل فنگر برای هر سه حالت انجام گرفت. نتایج نشان دادند که حالت سوم با داشتن دمندۀ ترکیبی که در آن از دمنده‌هایی در پایین و بالای پنجره استفاده شده‌است دارای مطابقت قابل قبولی با استانداردهای آسایش حرارتی اشری و ایزو 7730 است، به‌طوری‌که در ارتفاع حساس مچ پا و ناحیۀ تنفسی در حالت نشسته و ایستاده، شاخص‌های مورد تحلیل در آسایش حرارتی در محدودۀ تعریف‌شدۀ استاندارد قرار گرفته‌است.

کلیدواژه‌ها

آسایش حرارتی؛ کوران؛ پوستۀ شیشه‌ای؛ دینامیک سیالات محاسباتی

مراجع

1. Arabsolghar, A., and Arabsolghar, M., "Comparative Study of Mechanical Characteristic of Mini Implants through Implementation of Real Working Condition Using Finite Element Method", Research in dental sciences, 14, pp. 40-48, (2017).
2. Marino, C., Nucara, A., and Pietrafesa, M., "Does Window-to-Wall Ratio Have a Significant Effect on the Energy Consumption of Buildings? A Parametric Analysis in Italian Climate Conditions", Building Engineering, Vol. 13, pp. 169-183, (2017).
3. Persson, M. L., Roos, A., and Wall, M., "Influence of Window Size on the Energy Balance of Low Energy Houses", Energy and Buildings, Vol. 38, pp. 181-188, (2006).
4. Kesik, T., and Eng,P., "The Glass Condo Conundrum", University of Toronto, Ontario, Canada, (2011).
5. O'Brien, W., & Bennet, I., "Simulation-Based Evaluation of High-Rise Residential Building Thermal Resilience", Ashrae Transactions, Vol. 122, No. 1, pp. 113-142, (2016).
6. Bennet, I. E., and O’Brien, W., Field Study of Thermal Comfort and Occupant Satisfaction in Canadian Condominiums", Architectural Science Review, 60, No. 1, pp. 27-39, (2017).
7. Heiselberg, P., Draught Risk from Cold Vertical Surfaces", Building and Environment, Vol. 29, No. 3, pp. 297-301, (1994).
8. Kahsay, M. T., "Optimization of Window Confirguration in Buildings for Sustainable Thermal and Lighting Performance", pp. 58-67, (2019).
9. Zukowski, M. A., "New Formula for Determining a Minimum Recommended Value of Inlet Air Velocity from UFAD System to Prevent Occupants from Draught Risk", Building and environment, Vol. 42, No. 1, pp. 171-179, (2007).
10. Liu, S., Schiavon, S., Kabanshi, A., and Nazaroff, W. W., "Predicted Percentage Dissatisfied with Ankle Draft", Indoor Air, Vol. 27, No. 4, Pp. 852-862, (2017).
11. Schiavon, S., Rim, D., Pasut, W., and Nazaroff, W. W., "Sensation of Draft at Uncovered Ankles for Women Exposed to Displacement Ventilation and Underfloor Air Distribution Systems", Building and environment, Vol. 96, Pp. 228-236, (2016).
12. Schellen, L., Timmers, S., Loomans, M. G. L. C., Nelissen, E., Hensen, J. L. M., & van Marken Lichtenbelt, W., "Downdraught Assessment During Design: Experimental and Numerical Evaluation of a Rule of Thumb", Building and environment, Vol. 57, Ppp. 290-301, (2012).
13. Ploskic, A., & Holmberg, S., "Heat Emission from Thermal Skirting Boards: An Analytical Investigation", 5th International Workshop on Energy and Environment of Residential Buildings/3rd International Conference on Built Environment and Public Health, Guilin, PEOPLES R CHINA, MAY 29-31, 1354-1361, (2009).
14. Ploskić, A., and Holmberg, S., "Heat Emission from Thermal Skirting Boards", Building and Environment, Vol. 45, No. 5, pp. 1123-1133, (2010).
15. Jurelionis, A., and Isevičius, E., "CFD Predictions of Indoor Air Movement Induced by Cold Window Surfaces", Civil Engineering and Management, 14, No.1, Pp. 29-38, (2008).
16. Bauman, F., and Webster, T., "Outlook for Underfloor Air Distribution", ASHRAE Journal, pp. 234-247, (2001).
17. Alajmi, A. F., Abou-Ziyan, H. Z., and El-Amer, W., "Energy Analysis of Under-Floor Air Distribution (UFAD) System: An Office Building Case Study", Energy Conversion and Management, 73, pp. 78-85, (2013).
18. Xue, Y., and Chen, Q., "Influence of Floor Plenum on Energy Performance of Buildings with UFAD Systems", Energy and buildings, Vol. 79, Pp. 74-83, (2014).
19. Alajmi, A. F., Baddar, F. A., & Bourisli, R. I., "Thermal Comfort Assessment of an Office Building Served by Under-Floor Air Distribution (UFAD) System– A Case Study", Building and environment, Vol. 85, pp. 153-159, (2015).
20. Nada, S. A., El-Batsh, H. M., Elattar, H. F., & Ali, N. M., "CFD Investigation of Airflow Pattern, Temperature Distribution and Thermal Comfort of UFAD System for Theater Buildings Applications", Building Engineering, Vol. 6, Pp. 274-300, (2016).
21. Shokrollahi, S., Hadavi, M., Heidarinejad, G., and Pasdarshahri, H., "Multi-Objective Optimization of Underfloor Air Distribution (UFAD) Systems Performance in a Densely Occupied Environment: A Combination of Numerical Simulation and Taguchi Algorithm", Building Engineering, Vol. 32, P. 101495, (2020).
22. De Dear, R., Xiong, J., Kim, J., & Cao, B.A., "Review of Adaptive Thermal Comfort Research Since 1998", Energy and Buildings, Vol. 214, P. 109893, (2020).
23. Fanger, P. O., "Thermal Comfort. Analysis and Applications in Environmental Engineering", Danish Technical Press, Copenhagen, Denmark, pp. 96-108, (1970).
24. ASHRAE, "Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy, The American Society of Heating Refrigerating and Air-Conditioning Engineers", Special Publications, Atlanta, GA, pp. 1-35, (2017).
25. https://www.iso.org/standard/39155.html, ISO 7730:2005
26. Chen, Q., "Comparison of Different k-ε Models for Indoor Air Flow Computations", Numerical Heat Transfer, Part B Fundamentals, Vol. 28, No. 3,pPp. 353-369, (1995).