نقش پنجره در انتقال حرارت

نقش پنجره در انتقال حرارت

نقش پنجره در انتقال حرارت

به طور متوسط نقش پنجره در انتقال حرارت در ساختمان های تجاری در حدود ۳۱% بارسرمایشی و ۱۷% بار گرمایشی تخمین زده می شود.

همین انتقال حرارت برای ساختمان مسکونی ۳۴ % بارو ۲۳ % بارتخمین زده می شود پس چنین آماری به طور واضح اهمیت مکانیزم مدل کردن انتقال حرارت در پنجره ها را روشن می سازد که بتوانیم با طراحی مناسب و استفاده از شیشه پنجره مناسب کمک شایانی در کاهش مصرف انرژی سالیانه ساختمان انجام داده باشیم.

نقش پنجره در انتقال حرارت

با توجه به اینکه محاسبه میزان انتقال حرارت عبوری از پنجره ها پیچیده بوده و احتیاج به شبیه سازی کامپیوتری دارد، در دست داشتن روابط ساده ای برای برآورد انتقال حرارت عبوری و مقایسه انواع پنجره ضروری است.

در کشورهای پیشرفته و در حال توسعه جهان تلاش های شایانی برای کاهش مصرف انرژی از طریق پنجره و حفظ آسایش حرارتی صورت.

بهتر از قبل خواندن این مطلب به این مطلب هم سر بزنید

نقش پنجره در انتقال حرارت: مصرف انرژی و آسایش حرارتی

پذیرفته است ولی نکته قابل تأمل در مسیر این تحقیقات، احساس خلأ در انسجامی کلی بین مصرف انرژی و آسایش حرارتی با توجه به نوع شیشه می باشد و همچنین ایجاد شبیه سازی جامع و واقعی تری نسبت به شرایط اقلیمی و دوری جستن از متوسط گیریهای فصلی که فاکتور بسیار مهمی می باشد .

بدین منظور در این تحقیق با توجه به شرایط آب و هوایی به صورت ساعتی در کل سال و مقایسه کلی سیستم های شیشه موجود ، دو بحث آسایش حرارتی و مصرف انرژی در کنار هم برای اقلیم های مختلف کشور بررسی می گردد.

دراین تحقیق سعی شده توصیه هایی برای کاهش مصرف انرژی باحفظ شرایط آسایش از طریق شیشه ارایه گردد.

با توجه به اینکه تحقیقات زیادی در مورد آنالیز انتقال حرارت از پنجره ها برای بهبود مصرف انرژی و همچنین افزایش احساس آسایش حرارتی انجام شده است،.

نقش پنجره در انتقال حرارت

به صورت کلی می توان نقش پنجره در انتقال حرارت را به قسمت های زیر تقسیم بندی نمود:

انتقال حرارت جابجایی و تشعشعی روی سطوح داخلی و خارجی
استفاده از پنجره های قابل تهویه طبیعی یا مکانیک
استفاده از انواع سایبان
تأثیر جنس و رنگ شیشه
تأثیر استفاده از لایه های کم گسیل
بررسی ضخامت حفره و تأثیر گاز داخل حفره ها
تأثیر اندازه پنجره و ارتفاع آن از سطح زمین
تأثیر جهت قرارگیری پنجره در ساختمان
تأثیر نوع قاب استفاده شده در پنجره
تأثیر تغییر زاویه پنجره
تأثیر محیط های داخل و خارج ساختمان
تأثیر اقلیم های مختلف
محاسبه انتقال حرارت در پنجره
نقش پنجره در بررسی آسایش حرارتی
همانطور که به روشنی قابل درک می باشد، نقش نوع شیشه پنجره در اقلیم های گوناگون مورد بررسی قرار می گیرد که این موضوع در سال های اخیر بسیار مورد توجه کشورهای پیشرفته از قبیل ایالت متحده آمریکا ، دانمارک ، چین ، ایتالیا و قرار گرفته است .

با اینکه زمینه تحقیق و تلاش برای کاهش مصرف انرژی با استفاده از کنترل پنجره دوجداره از سالیان بسیار پیش مورد توجه محققین قرار گرفته ولی با پیشرفت امکانات شبیه سازی و همچنین اهمیت مصرف انرژی امروزه مسیر جدید و با ارزش افزوده بالایی را برای محققین ایجاد کرده که به اختصار به آن پرداخته می شود.

تأثیر جنس و رنگ شیشه بر مصرف انرژی و آسایش حرارتی:

یکی از پارامترهای مؤثر در انتقال حرارت و همچنین نفوذ نور به داخل ساختمان جنس و همچنین رنگ سطوح شیشه ها می باشد.

در این مورد نیز تحقیقات زیادی انجام شده است.

تأثیراندازه پنجره و ارتفاع آن از سطح زمین :

اندازه پنجره و همچنین میزان ارتفاع ساختمان یکی دیگر از پارامترهای مهم در زمینه نقش پنجره در انتقال حرارت می باشد هر چه سطح پنجره کوچکتر باشد، تلفات حرارتی در زمستان و همچنین دریافت انتقال حرارت در تابستان کاهش پیدا می کند.

همچنین در طبقات بالاتر یک ساختمان میزان تلفات حرارتی بیشتر می باشد .

به طور کلی:

پنجره های کوچک در شمال و پنجره های بزرگ در جنوب برای کاهش مصرف انرژی مورد نظر هستند.

این کار کسب انرژی خورشیدی در جنوب و کاهش تلفات در شمال را در پی دارد.

نتایج نشان می دهد که اندازه پنجره تأثیر زیادی بر انرژی مورد نیاز زمستان ندارد،

اما برای سرمایش تابستان مؤثر است

Pablo La Roche و همکارانش تأثیر اندازه پنجره ومیزان انتقال جرم هوابرروی آسایش ساختمان ها را بررسی نمودند

یک نمونه ترموستات کامپیوتری توسعه یافته است که جریان هوا را با توجه به سرمایش محیط ساختمان کنترل می کند.

این کنترل هوشمند دمای داخل و خارج را داده برداری می کند.

همینطور از یک دستور کنترلی برای کنترل فن و به طور کلی برای سیستم تهویه استفاده می نماید.

مقاله روش اجرایی کنترل را ارائه و تأثیر اندازه پنجره درمیزان انتقال جرم جریان هوابه داخل رابررسی میکند

تأثیر جهت قرار گیری پنجره در ساختمان:

نحوه جهت گیری ساختمان در اقلیم های مختلف متفاوت بوده و تأثیر بسیار زیادی بر میزان مصرف انرژی ساختمان دارد، بهتر است که بیشتر پنجره ها به سمت شمال جهت گیری شوند و در جایی که امکان برخورد مستقیم نور خورشید وجود دارد، یا پنجره ها به سمت جنوب هستند، سایبان ها می توانند باعث عدم ورود تشعشع خورشید به داخل گردد.

در اقلیم هایی که هم سرمایش و هم گرمایش اهمیت دارد جهت گیری پنجره ها به سمت جنوب می تواند باعث جذب بیشتر گرما در زمستان شده و سایبان نیز می توان برای کاهش حرارت در تابستان استفاده شود.

نقش پنجره در انتقال حرارت

تأثیر اقلیم:

نقش پنجره در انتقال حرارت در این زمینه نیز کارایی دارد.

با تغییر داده های هوایی هر منطقه، میزان تشعشع های رسیده به داخل ساختمان تغییر می کند.

همچنین با افزایش یا کاهش دمای خارج، سرعت باد، ارتفاع از سطح دریا وسایر پارامترهای اقلیمی میزان انتقال حرارت تبادل شده بین داخل و خارج فرق می کند.