بررسی روش‌های محاسبه نرخ نفوذ هوا به ساختمان جهت کاربرد در تهویه مطبوع و محاسبات انرژی ساختمان

نوع مقاله: علمی-ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران تهران، صندوق پستی: 111-14115 ، danial.hakimi@modares.ac.ir

2 استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

3 استادیار، مهندسی عمران، مرکز تحقیقات راه مسکن و شهرسازی، تهران

چکیده

به جریان هوای ورودی کنترل نشده از خارج به داخل ساختمان که از طریق شکاف­ها و منافذ ساختمان اتفاق می­افتد، نفوذ هوا می­گویند. بررسی نفوذ هوا به ساختمان از چند دیدگاه همچون مصرف انرژی، طراحی سیستم­های تهویه مطبوع، آسایش حرارتی، کیفیت هوای داخل و ورود آلودگی و رطوبت اهمیت زیادی دارد. طبق تحقیقات متعددی که انجام گرفته است، نفوذ هوا 15 الی 30 درصد از بار حرارتی و مصرف انرژی ساختمان را به خود اختصاص می­دهد که نشان دهنده لزوم تحقیق و شناخت بیشتر در این موضوع است. به طور کلی سه عامل فشار باد، پدیده دودکشی و سیستم­های تهویه مطبوع باعث ایجاد نفوذ هوا در ساختمان می­شوند، که باید تأثیر هر سه عامل در محاسبات لحاظ شود. از دیدگاه تهویه مطبوع، مسأله اصلی، چگونگی محاسبه نرخ نفوذ هوا در ساختمان است. تاکنون چندین رابطه تحلیلی و تجربی و همچنین آزمون­های استاندارد برای محاسبه نرخ نفوذ هوا از اجزای مختلف ساختمان ارائه شده­اند. در این مقاله چند مورد از روابط و معادلات پرکاربرد ارائه شده در این زمینه بررسی شده­اند. در نهایت استفاده از معادله توانی به دلیل دقت مناسب مهندسی و کاربرد بیشتر در پژوش­های اخیر، برای محاسبه نرخ نفوذ هوا در ساختمان توصیه شده­است.

کلیدواژه‌ها


[1] ASHRAE. Handbook of fundamentals. Chapter 16: ventilation and infiltration. USA Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers, 2009.
[2] K. Hassouneh, A. Alshboul, and A. Al-Salaymeh, Influence of infiltration on the energy losses in residential buildings in Amman, Sustainable Cities and Society, Vol. 5, pp. 2-7, 2012.
[3] G. Han, J. Srebric, and E. Enache-Pommer, Different modeling strategies of infiltration rates for an office building to improve accuracy of building energy simulations, Energy and Buildings, 86, 2015, pp. 288-295.
[4] J. Jokisalo, et al., Building leakage, infiltration, and energy performance analyses for Finnish detached houses, Building and Environment, Vol. 44, pp. 377-387, 2009.
[5] C. Younes, C.A. Shdid, and G. Bitsuamlak, Air infiltration through building envelopes: A review, Journal of Building physics, Vol. 35, pp. 267-302, 2012.
]6[ شهریاری، غ.، بررسی تاثیر درزگیری بر بار حرارتی و برودتی مصرفی خانوار در یک منزل مسکونی نمونه، 1385.
]7[ نوروزی، چ.، تحلیل اثر نفوذ هوا از طریق درزهای در و پنجره به فضای اقامتی بر کیفیت هوای داخل، دانشگاه تربیت مدرس، پایان نامه کارشناسی ارشد، 1389.
[8] S.B. Sadineni, S. Madala, and R.F. Boehm, Passive building energy savings: A review of building envelope components, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 15, pp. 3617-3631, 2011.
[9] C. Chen, et al., A methodology for predicting particle penetration factor through cracks of windows and doors for actual engineering application, Building and Environment, Vol. 47, pp. 339-348, 2012.
[10] T. O. Relander, J.V. Thue, and A. Gustavsen, Air tightness performance of different sealing methods for windows in wood-frame buildings, 8th Nordic Symposium on Building Physics, Copenhagen, Denmark, 2008.
[11] T. O. Relander, J.V. Thue, and A. Gustavsen, The influence of different sealing methods of window and door joints on the total air leakage of wood-frame buildings, Proceedings of the Nordic Symposium on Building Physics, Copenhagen, Denmark, 2008.
[12] A. Sfakianaki, et al., Air tightness measurements of residential houses in Athens, Greece, Building and Environment, Vol. 43, pp. 398-405, 2008
[13] M. I. Montoya, et al., Air leakage in Catalan dwellings: developing an airtightness model and leakage airflow predictions, Building and Environment, Vol. 45, pp. 1458-1469, 2010.
[14] J. Straube. Air Flow Control in Buildings, Accessed 2 September 2015; http://www.http://buildingscience.com.
]15[ رسولی، ه.، مطالعه عددی و تجربی نرخ نفوذ هوا از درها و پنجره های رایج داخل ایران، دانشگاه تربیت مدرس، پایان نامه کارشناسی ارشد، 1391.
[16] ASHRAE, Handbook of fundamentals, Chapter 27: ventilation and infiltration. USA Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers, 2005.
[17] N. Van Den Bossche, A. Janssens, and J. Moens, Watertightness of window frames: experience of notified bodies, 4th International Building Physics Conference (IBPC), Istanbul Technical University, 2009.
[18] G. Finch, J. Straube, and C. Genge, Air leakage within multi-unit residential buildings–Testing and implications for building performance, Proceedings of the 12th Canadian conference on building science and technology, 2009.
[19] G. N. Walton, A computer algorithm for predicting infiltration and interroom airflows, ASHRAE Trans; (United States), 1984. 
[20] T. Qi, Z. ONeill, and G.L. Augenbroe, Inverse modeling to estimate the effective leakage area in buildings, 2014.
[21] M. H. Sherman and W.R. Chan, Building air tightness: research and practice, Building Ventilation: the state of the Art, pp. 137-162, 2006.
[22] I. S. Walker, D.J. Wilson, and M.H. Sherman, A comparison of the power law to quadratic formulations for air infiltration calculations, Energy and Buildings, Vol. 27, pp. 293-299, 1998.
[23] ASTM E283-91, Standard Test Method for Determining the Rate of Air Leakage Through Exterior Windows, Curtain Walls, and Doors Under Specified Pressure Differences Across the Specimen, ASTM International, West Conshohocken, PA, 1999.
]24[ استاندارد شماره 7822 ایران، درها و دیوارهای پرده‌ای و پنجره‌های ساختمان، تعیین میزان نفوذ هوا-روش آزمون، 1382.
[25] M. H. Kim, J.-H. Jo, and J.-W. Jeong, Feasibility of building envelope air leakage measurement using combination of air-handler and blower door. Energy and Buildings, Vol. 62, pp. 436-441, 2013.