لازمه انتخاب واحدهای انرژی، بررسی دقیق و محاسبه سر انگشتی بار حرارتی ساختمان است. این امر ضروری موجب می‌شود که در انتخاب سیستم گرمایشی مناسب اعم از موتورخانه ، پکیج شوفاژ دیواری، سیستم توزیع مناسب حرارت یا دیگر تجهیزات گرمایشی عملکرد دقیق و بهتری داشته باشیم.

در این مقاله قصد داریم تا چند راه‌حل مناسب ونکات سازنده برای محاسبه بار حرارتی ساختمان‌های مسکونی، اداری، تجاری و دیگر سازه‌های مشابه معرفی کنیم، و توجه به این نکات برای انتخاب مناسب‌ترین سیستم گرمایشی بسیار حائز اهمیت بوده و باعث افزایش راندمان این سیستم‌ها خواهد شد.

عوامل موثر جهت محاسبه بار حرارتی ساختمان

محاسبه آنلاین بار حرارتی ساختمان را به صورت رایگان میتوانید توسط فرم زیر انجام دهید:

عوامل موثر جهت محاسبه بار حرارتی ساختمان

شناخت و درک مفهوم بار حرارتی، جهت داشتن یک سیستم گرمایشی ایده‌ال بسیار مهم است. به همین دلیل  پارامتر‌هایی مثل متراژ محیط و نوع کاربری ساختمان(مسکونی، تجاری و دیگر سازه‌ها)، نوع دودکش، دمای معمول، هوای گرم لازم و محل نصب دستگاه باید محاسبه و بررسی شود.

به عنوان مثال اگر یک سیستم گرمایشی مانند پکیج ظرفیت نامناسبی برای حد نیاز یک ساختمان داشته باشد، برای گرم کردن ساختمان ناتوان خواهد بود و این ظرفیت نامناسب (کم یا زیاد) علاوه بر عدم بازدهی و عدم ایجاد گرمای مطلوب، انرژی زیادی مصرف خواهد شد و در عین حال عمر سیستم‌های گرمایشی را کاهش می‌دهد.

بیشتر بخوانید: عملکرد تصفیه هوا در ساختمان

پس در نظر گرفتن  اندازه فضای ساختمان، یک امر کلیدی در تعیین سیستم گرمایشی و محاسبه سر انگشتی بار حرارتی ساختمان است.علاوه بر متراژ فضای مورد نظر می‌توان به جنس یا مواد به‌کار رفته در دیوار، پنجره، ارتفاع سقف، تعداد اتاق‌ها و هندسه ساختمان اشاره کرد. همچنین، عوامل اتلاف انرژی مانند درز‌های پنجره، در‌ها، دریچه‌ها و موارد دیگر که باعث می‌شوند گرمای ساختمان به بیرون منتقل شوند نقش زیادی در محاسبه بار حرارتی ساختمان خواهد داشت.

حال باید کلیه عوامل جانبی، سقف و کف ساختمان متر شده و جنس مواد بکار رفته در هر قسمت و حتی موقعیت جغرافیای ساختمان که در معرض عواملی مثل تابش نور خورشید قرار دارد یا پارامتر‌های ذکر شده که موجب کاهش یا افزایش دمای ساختمان می‌شود در نظر گرفته شود.

مورد دیگری که در محاسبه سر انگشتی بار حرارتی ساختمان در نظر گرفته می‌شود، بار حرارتی مورد نیاز یک ساختمان است و باید طوری انتخاب یا بررسی کنید که دارای توان حرارتی مناسب جهت تامین گرما در بدترین زمان  باشد. منظور از بدترین زمان ، سردترین دمایی است که بر اساس آماری،  امکان رسیدن به آن  در فصول سرد سال منطقه و یا شهر مورد نظر  ممکن باشد.

روش دیگری که برای محاسبه بار گرمایشی استفاده می شود نرم‌افزار‌های مخصوص این کار است که به نوعی موثرترین روش برای محاسبه بار حرارتی یک سازه است. در این روش پارامتر‌هایی مانند متراژ، جنس به‌کار رفته در ساختمان، موقعیت جغرافیایی، شرایط آب و هوایی و نوع کاربری محیط را در نرم افزار تعریف می‌کنیم.

نرم‌فزار با استفاده از کتابخانه خود، دمای حرارت را در سطح‌های مختلف از طریق رسانش، همرف و تابش محاسبه می‌کند. دقت این نرم‌افزار بسیار بالا بوده و همچنین، در کمترین زمان نتیجه را مشخص می‌کند.

روش های محاسبه سر انگشتی بار حرارتی ساختمان

روش های محاسبه سر انگشتی بار حرارتی ساختمان

روش‌های متنوعی برای محاسبه بار حرارتی وجود دارد در این بخش چند راه‌حل را در ادامه مطلب معرفی می‌کنیم.

روش اول

ضریب Q بر حسب kcal/hr یا کیلو کالری بر ساعت، AF ضریب هواست که برای ارتفاع سازه از سطح زمین به‌کار می‌رود، K ضریب دمای بیرون ساختمان ،A متراژ زیر بنا که ضریب آن بر حسب متر مربع و عدد 151.2 ثابت است.

مثال روش اول 

برای درک بهتر استفاده از فرمول روش اول و جهت محاسبه سر انگشتی بار حرارتی ساختمان ، فرض می‌کنیم آپارتمانی به زیربنای 100 مترمربع با ارتفاع 1524 متر از سطح دریا قرار گرفته و دمای هوای بیرون یا خارج ساختمان در سرد‌ترین زمان فصل زمستان 10-  درجه سانتی‌گراد است. با استفاده از فرمول ذکر شده بار گرمایشی این سازه را به روش زیر محاسبه می‌کنیم.

روش دوم

در این فرمول V  حجم آپارتمان یا مساحت خانه بر حسب متر‌مکعب، M به توان 2 اول استفاده شده در فرمول برای سطوح دیوار خارجی مثل  دیوار، سقف یا کف ساختمان که به فضای بیرون ارتباط دارد. M به توان دوم هم جهت سطوح پنجره استفاده می‌شود.​

مثال برای فرمول روش دوم

یک آپارتمان به مساحت 100 متر‌مربع با ارتفاع 2.8 متر را که 15 متر‌مربع پنجره و 160 متر‌مربع دیوار خارجی دارد در نظر بگیرید. حال برای محاسبه بار حرارتی این آپارتمان به‌صورت زیر عمل می‌کنیم.

روش سوم برای محاسبه سر انگشتی بار حرارتی ساختمان

در فرمول زیر علامت اختصاری Q بر حسب کیلو وات (KW) و V با ضریب متر‌مربع و حجم یک خانه است. مفهوم حجم در اینجا یعنی محیطی که نیاز به گرمایش دارد و با توجه به عایق بندی و اتلاف انرژی که آپارتمان دارد در عددی بین ۰.۰۳۵ الی ۰.۰۵۰ ضرب خواهد شد.

لازم به ذکر است که اعداد ذکر شده بر این مفهوم است که اگر عایق بندی ساختمان بهتر باشد عدد انتخابی به ۰.۰۳۵ و هرچه ضعیف‌ترو اتلاف انرژی بیشتری داشته باشد به عدد ۰.۰۵ نزدیک تر خواهد بود.

مثال برای استفاده از فرمول روش سوم

بار حرارتی آپارتمانی با ۱۰۰ متر مربع زیربنا و ارتفاع سقف ۲.۸ متر و عایق کاری ضعیف را محاسبه کنید. همچنین، در و پنجره‌های سازه را به‌صورت فلزی و شیشه‌ای تک لایه در نظر بگیرید.

روش چهارم

در این روش از فرمول میل که به قانون 2-20-200 مشهور است برای بررسی بعضی از پارامتر‌های ساختمان که تخمین و محاسبه قابل قبولی دارد می‌پردازیم. جهت استفاده از این فرمول مساحت کل پنجره را تقسیم بر یک، مساحت کل سطوح خارجی مثل دیوار یا کف ساختمان را تقسیم بر 2 و حجم هوای محیط مود نظر را تقسیم بر 2 کنید.

با جمع کردن 3 پارامتر بالا کمیتی به‌نام تابش معادل مستقیم یا EDR  بدست می‌آید. در مناطق معتدل جهت هر متر‌مربع EDR معادل 75 وات، برای مناطق با دمای سرد 100 وات و برای شهر‌های گرمسیر 40 وات در نظر گرفته می‌شود.

فرض می‌کنیم یک ساختمان به مساحت 100 متر‌مربع  با ابعاد 10*10، ارتفاع 3 متر و 16 متر‌مربع در استان قزوین واقع شده است.همچنین، سقف خانه را هم به‌صورت 2 طرفه از دیوار‌ها که در معرض فضای بیرونی ساختمان قرار دارد و حجم هوای ساختمان را برابر 300 متر‌مکعب و مساحت بیرونی که در نقطه سرما قرار گرفته برابر 100+2*10*3=160 متر‌مربع در نظر می‌گیریم. حال با توجه به این مقادیر EDR  را محاسبه می‌کنیم.

حال عدد به‌دست آمده را از آنجایی که شهر قزوین در منطقه معتدل واقع شده در عدد 75 ضرب می‌کنیم و بار حرارتی ساختمان برابر 11700 وات خواهد بود.

محاسبه سر انگشتی بار حرارتی ساختمان با استفاده از بار سرمایشی

محاسبه سر انگشتی بار حرارتی ساختمان با استفاده از بار سرمایشی

یکی دیگر از پارامتر‌هایی که برای محاسبه بار گرمایشی ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد، مشخص بودن بار سرمایشی آپارتمان است. با توجه به اینکه این روش طبق قانونی که دارد، حداکثر بار گرمایشی مورد نیاز برای یک آپارتمان را 1.7 برابر بار سرمایشی آن در نظر می‌گیرد. برای مثال اگر بار سرمایشی یک آپارتمان برابر 20 تن‌تبرید باشد، حداکثر بار گرمایشی که باید برای این ساختمان در نظر گرفته شود 120 کیلو‌وات خواهد بود.

البته عامل مهمی که باید در این قانون در نظر گرفته شود شرایط آب و هوایی یک ساختمان یا سازه است. بنابراین، همانطور که می‌دانید مناطق جنوبی به گرمایش نیاز کمتری نسب به مناطق سردسیر کشور دارند.به‌همین‌دلیل این قانون بیشتر برای مناطق معتدل صدق می‌کند و برای مناطق گرمسیر، بار بدست آمده را 40 درصد کاهش و برای شهر‌های سردسیر 40 درصد افزایش دهید.

جمع بندی

شناخت و درک مفهوم بار حرارتی برای داشتن یک سیستم گرمایشی بهینه بسیار مهم است.به‌همین‌دلیل محاسبه سر انگشتی بار حرارتی ساختمان، قبل از انتخاب سیستم گرمایشی محاسبه می‌شود تا مناسب‌ترین سیستم برای یک سازه تعیین و انتخاب شود.

با توجه به نوع ساختمان و پنجره‌ها این محاسبه‌ها نیاز به دقت بیشتر دارد. جهت تعمیر و نگهداری تاسیسات، کارمندان و کارشناسان مجموعه کاراپمپ با داشتن تجربه چندین ساله در این زمینه می‌توانند خدمات بهینه و مطمئنی را ارائه دهند. برای مشاوره و دریافت اطلاعات لازم در این مبحث با شماره تلفن ۰۹۱۲۷۶۹۷۱۲۳ تماس بگیرید.