Hvacmag

رادین گستر سینا نماینده رسوب زدای انگلستان

تحليل سازه‌ هاي بادگير و بهینه‌ سازی باد گيرها تحت اثر انرژي تجديد پذير باد

structure-optimization-wind-wind-catcher

چكيده:
مهندسان و معماران ايراني در گذشته از عامل تجديد پذير باد جهت پايين آوردن دماي خانه و همچنين جهت وارد نمودن هواي مطبوع به درون ساختمان و راحتي بيشتر در مناطق گرم و كويري استفاده مي‌كردند. در سازه‌هاي بادگير از انرژي تجديد پذير باد استفاده شده كه عملكرد اين سازه‌ها بسيار شبيه به كولرهاي آبي امروزی مي‌باشد. اين سازه‌ها كه در مناطق مختلف ايران از دير زمان مورد استفاده قرار مي‌گرفتند، تحت تأثير نيروي باد در قسمت برجک سازه دچار تخريب مي‌شدند، بنابراين در اين تحقيق سعي در ارائه مدلي براي سازه‌هاي بادگير جهت افزايش مقاومت و کارایی در مقابل نيروي باد شده است و همچنین یکی از روش‌ هاي بهينه کارکرد اين سازه‌ها جهت کاهش مصرف انرژی به كار گرفته شده است.

كلمات كليدي:

نيروي باد، سازه‌هاي بادگير، بهينه‌سازي، مهندسی سنتی

1- مقدمه
1-1- هدف از ساخت سازه‌ های بادگیر
مهندسان و معماران خلاق ایرانی اولین کسانی بودند که در مقابل شرایط سخت جغرافیایی مقاومت کردند و توانستند سازه‌ های بادگیر را ابداع نمایند که این خود یک افتخار بزرگ است. پیشینه سازه‌های بادگیر در ایران مربوط به 4000 سال قبل از میلاد مسیح می‌باشد. به‌طوکلی هدف از ایجاد سازه‌ های بادگیر، ایجاد هوای مطبوع و خنک در داخل ساختمان می‌باشد؛ به‌گونه‌ای که از انرژی تجدید پذیر باد بدون استفاده از انرژی‌ های امروزی برای تعدیل دمای خانه استفاده می‌شود. طراحی این سازه‌ها با معماری بسیار زیبا، باعث شد تا دمای خانه در دل کویر و در فصل تابستان، بسیار خنک و مطبوع باشد. مرتفع بودن برجک سازه‌های بادگیر یکی از دلایل نامعلوم در مبحث سازه‌های بادگیر محسوب می‌شود. چند عامل مختلف باعث ارتفاع زیاد بر جک سازه‌های بادگیر می‌باشند. یکی از این عوامل آن است که در روی سطح زمین گرد و غبار بیشتری نسبت به ارتفاعات وجود دارد و دلیل اصلی مرتفع بودن این سازه‌ها آن است که چون سازه‌های بادگیر، به‌وسیله عامل تجدید پذیر باد کار می‌کنند و نیاز به وزش باد بیشتری دارند می‌بایست مرتفع‌تر ساخته شوند. بنابراین به‌طورکلی، در ارتفاعات علاوه بر این‌که هم هوای مطبوع‌ تری نسبت به سطح زمین وجود دارد و هم دمای هوای موجود نسبت به سطح زمین کمتر است، وزش باد بیشتری نیز وجود دارد. اما هر چه از سطح زمین بالاتر می‌رویم، سرعت وزش باد هم افزایش می‌یابد؛ به‌طوری‌ که سرعت روی سطح زمین تقریباً صفر است و در ارتفاعات بالاتر افزایش می‌یابد.
1-2- دمای درون ساختمان
در زمان گذشته که هنوز سیستم‌ های نوین سرمایشی و گرمایشی ابداع نشده بود، مردم مجبور به طراحی و ساخت منازلی شدند که دمای درون آن‌ها پایین است. هواي منطقه يزد در تابستان، گرم و خشك، و در زمستان، سرد و خشك است و اختلاف درجه حرارت بين شب و روز، گاهي اوقات به 28 درجه سانتي‌گراد مي‌رسد. دمای هوا در مناطق کویری مثل یزد، در فصل تابستان و در ساعت اوج گرما روی سطح داغ دودکش‌های خورشیدی تا حدود 140 درجه سانتی‌ گراد اندازه‌گیری شده است. با توجه به محاسبات انجام شده، حدود 85 درصد مواقع دماي درون سازه‌های بادگیر کمتر از 26 درجه سانتي‌گراد می‌باشد، این در حالی است که دمای بیرون ساختمان بسیار بالا و گرم است.

1-3-  تغییرات سرعت در ارتفاع
میزان سرعت باد در ارتفاعات مختلف اندازه‌گیری شده است و طبق آزمایشات انجام شده تغییرات سرعت در ارتفاع خطی نمی‌باشد. بهترین مدل برای تغییرات سرعت در ارتفاع، مدل لگاریتمی می‌باشد که جهت نشان دادن تغییرات فشار در اطراف سازه‌های بادگیر به‌کار گرفته شده است. به‌طورکلی می‌توان از رابطه شماره (1) که از نتایج حاصل از تونل باد برای یک مخزن مدل شده به‌دست آمده است، استفاده نمود. تغییرات سرعت در ارتفاع برای آزمایش تونل باد با واقعیت شبیه‌سازی شده است. در رابطه شماره(1)، v سرعت باد، k ثابت وان کارمن (مقدار آن 4/0 می‌باشد)، u سرعت اصطکاک، z ارتفاع در سطح و z0 طول سختی ایرو دینامیک می‌باشد. با داشتن سرعت در هر ارتفاع و با داشتن معادله برنولی (رابطه شماره (2)) می‌توان فشار وارده از جانب باد به سازه مورد نظر را محاسبه کرد.

برای دریافت ادامه مقاله به ماهنامه رجوع شود.

facebook- صفحه اجتماعی فیس بوک تهویه و تاسیسات           instagram صفحه اینستاگرام تهویه و تاسیسات          linkdin صفحه linkdin تهویه و تاسیسات          Telegram صفحه تلگرام تهویه و تاسیسات

بنر
بنر
بنر

مقاله های برتر به صورت کامل

گاز طبیعی مایع: بخشی ضروری در زیرساخت انرژی چین در آینده

در این مقاله خلاصه‌ای از صنعت گاز طبیعی مایع چین ارائه شده و در آن به بررسی كارخانه‌های گاز مایع، پایانه‌های دریافتی، حمل و نقل و كاربردها پرداخته شده است. تاكنون كارخانه‌های گاز طبیعی مایع كوچك و متوسط كه دارای فرایندهای مایع‌سازی مختلفی هستند، ساخته شده یا در دست ساخت ا

راهنمای ساده طراحی مخازن هوا برای محافظت خطوط لوله تحت فشار از ضربه قوچ

چکیده:مخازن هوا ابزاری موثر برای کاهش فشارهای بیش از حد ضربه قوچ و فشارهای منفی ناشی از قطع ناگهانی پمپ  خطوط لوله‌کشی می‌باشند. فرایند تعیین ابعاد مخازن هوا به‌وسیله نمودارهای محاسباتی موجود بسیار ساده شده است و هر دو، حجم هوا و ابعاد کلی مخزن به‌وسیله این نمودارها مورد

مفاهيم انرژي، انتروپي و اگزرژي و نقش‌هاي آنها در مهندسي گرما

ترموديناميك به‌صورت فراگيري به‌عنوان دانش انرژي نگريسته مي‌شود و مهندسي گرما مرتبط با به‌كار بردن بهترين استفاده از منابع انرژي در دسترس مي‌باشد. نام ترموديناميك برگرفته از كلمات يوناني ترم (حرارت) و ديناميك (نيرو) بوده كه توصيفي‌ترين تعريف از تلاش‌هاي نخستين جهت تبديل

سامانه جذبی دو اثره موازی در تهویه خودرو با استفاده از انرژی اتلافی از طریق اگزوز

مقاله حاضر امکان‌سنجی استفاده از چرخه جذبی دو اثره موازی جهت سامانه سرمایشی اتوبوس با موتور دیزل OM-355 را با ظرفیت سرمایشی مورد نیاز 55 کیلووات جهت خنک‌کردن فضای کابین مورد بررسی قرار داده است. چرخه جذبی دو اثره موازی در توان‌های پایین‌تری نسبت به تک اثره می‌تواند سرما لاز

طراحي نرم‌افزار SQCRA به منظور ارزيابي نيمه كمی‌ ريسك كار با مواد شيميايي در محیط کار

چكيده:منظور از ارزيابي ريسك مواد شيميايي، تشخيص و تعيين مقدار ريسک ناشي از كاربرد يک ماده شيميايي زيان‌آور ‌می‌باشد. در اين مطالعه با استفاده از مجموعه اطلاعاتي كه می‌توان از روش‌هايي چون بازديد مستقيم شرايط كار، بررسي ميزان‌ كاربرد مواد شيميايي در محيط كار، بررسي ميزان

تأثیر شرایط حرارتی موجود و مورد نیاز ساکنین ساختمان‌های مسکونی بلندمرتبه بر میزان مصرف انرژی

با توجه به این‌که شرایط حرارتی ساکنین در ساختمان‌های بلندمرتبه متفاوت از ساختمان‌های معمولی است، لذا بررسی این‌گونه ساختمان‌ها به لحاظ تأمین آسایش و کاهش مصرف انرژی ضروری و اجتناب‌ناپذیر است. هدف از این مقاله بررسی شرایط حرارتی در سه گروه از ساکنین آپارتمان‌های بلندمس

خنك‌سازي با پنل‌هاي سقفي

فضاي اکثر ساختمان‌هاي تجاري در آمريكا توسط هواي سردي كه قابل از جريان يافتن به فضاهاي مختلف سرد شده است، خنك مي‌شوند. در مقابل سامانه‌هاي با پنل سقفی از لوله‌هاي آب سرد نصب شده در واحدهاي كوچك درون سقف براي سرمايش استفاده مي‌كنند. تفاوت اين سامانه‌‌ها با سقف‌هاي سرد

بنر
بنر

راهنمای جامع صنعت تهویه و تأسیسات کشور

راهنمای جامع صنعت تهویه تأسیسات کشور