کتاب محاسبات بار سرمایی و گرمایی

کتاب محاسبات بار سرمایی و گرمایی (درس‌نامه‌ی تهویه‌ی مطبوع؛ جلد اول) نوشته‌ محمدرضا سلطاندوست توسط نشر یزدا منتشر شده است. نویسنده در این اثر فشرده، موضوع محاسبه‌ی بار سرمایش و گرمایش فضاهای ساختمانی را به‌شکل متمرکز دنبال کرده است، موضوعی که معمولاً در میان فصل‌های متعدد کتاب‌های تهویه مطبوع و تأسیسات گم می‌شود. در این کتاب، اصول انتقال گرما، روش‌های رسانش، جابه‌جایی و تابش، مفهوم گرمای محسوس و نهان، شرایط طرح داخل و خارج، اجزای بار سرمایی، زمان اوج بار و نحوه‌ی تحلیل یک مثال واقعی برای یک فضای اداری به‌صورت گام‌به‌گام توضیح داده شده است. ساختار کتاب به‌گونه‌ای است که خواننده می‌تواند هم مبانی نظری را مرور کند و هم در قالب یک مثال عددی کامل، روند محاسبه را از ابتدا تا انتخاب شرایط هوای رفت و تحلیل سایکرومتریک دنبال کند. نسخه‌ی الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب محاسبات بار سرمایی و گرمایی

کتاب محاسبات بار سرمایی و گرمایی نوشته‌ی محمدرضا سلطاندوست با تمرکز بر یک موضوع مشخص، یعنی تعیین بار سرمایش و گرمایش فضاها، مسیر محاسبه را از پایه تا سطح کاربردی پیش برده است. نویسنده در مقدمه توضیح داده است که چرا اختصاص یک کتاب مستقل به محاسبات بار، می‌تواند تمرکز و دقت بیشتری نسبت به مطالعه‌ی چند فصل پراکنده در کتاب‌های حجیم تهویه‌ی مطبوع ایجاد کند، سپس در فصل اصول انتقال گرما، سه اصل بنیادین انرژی گرمایی، جهت طبیعی جریان گرما و روش‌های انتقال (رسانش، جابه‌جایی و تابش) تشریح شده است.

مثال کنوکتور آب گرم، برای نشان‌دادن هم‌زمان هر سه روش انتقال گرما به‌ کار رفته و خواننده با مفاهیمی مانند سیال حامل انرژی، نقش هوا و آب گرم و تابش فروسرخ آشنا می‌شود. در ادامه، فصل اندازه‌گیری گرما به معرفی واحدهای Btu، کیلوژول، کیلوکالری، کیلووات و ارتباط آن‌ها با نرخ انتقال گرما در تجهیزات سرمایشی و گرمایشی اختصاص یافته است. فصل گرمای محسوس و نهان نیز با مثال‌هایی از تغییر حالت آب و نقش رطوبت هوا، زمینه‌ی ورود به بحث تهویه‌ی مطبوع و نمودار سایکرومتریک را فراهم کرده است. 

کتاب محاسبات بار سرمایی و گرمایی اثر محمدرضا سلطاندوست در فصل‌های بعدی وارد جزئیات طراحی می‌شود و اجزای بار سرمایش را به‌صورت طبقه‌بندی‌شده بررسی می‌کند: بارهای رسانشی و تابشی از طریق بام، دیوارها، پنجره‌ها و نورگذرها، بار ناشی از افراد، روشنایی، تجهیزات، نفوذ هوا و تهویه. نویسنده با طرح یک مثال مشخص برای یک فضای اداری (اتاق شماره ۱۰۱ با کاربری اداری، تعداد نفرات، ابعاد، نوع دیوار، بام و پنجره‌ها و موقعیت جغرافیایی سنت لوئیز میسوری) نشان داده است که چگونه باید شرایط طرح داخل و خارج را انتخاب کرد، ضریب کلی انتقال گرما (U) را برای جداره‌های چندلایه از روی مقاومت‌های گرمایی محاسبه کرد و اثر تابش خورشید و تأخیر زمانی آن را با استفاده از اختلاف دمای بار سرمایشی (CLTD) در نظر گرفت. 

فصل‌های میانی کتاب به موضوعاتی مانند تعیین ضریب کلی انتقال گرما برای دیوار و سقف، محاسبه‌ی انتقال گرما از جدار، تحلیل زاویه‌ی تابش خورشید در طول روز، تأخیر زمانی بین جذب و بازپس‌دهی گرما در مصالح، محاسبه‌ی گرمای تابشی از شیشه‌ها با استفاده از ضریب بار سرمایش خورشید (SCL) و ضریب سایه (SC) و سپس تعیین بار گرمایی ناشی از افراد، روشنایی و تجهیزات اختصاص یافته است. در بخش‌های پایانی، کتاب به محاسبه‌ی بار نفوذ هوا با روش تعویض هوا، تعیین بار تهویه براساس استانداردهای دبی هوای تازه، جمع‌بندی بارهای محسوس و نهان فضا و کوئل و در نهایت تعیین دبی هوای رفت و شرایط هوای ورودی کوئل با کمک نمودار سایکرومتریک و نسبت گرمای محسوس (SHR) پرداخته است.

خلاصه کتاب محاسبات بار سرمایی و گرمایی

کتاب محاسبات بار سرمایی و گرمایی ابتدا چارچوب مفهومی محاسبات را ارائه می‌کند و سپس آن را در قالب یک مثال عددی کامل به‌ کار می‌گیرد. نویسنده سه اصل انتقال گرما را یادآوری می‌کند: گرما از بین نمی‌رود و فقط منتقل می‌شود، انتقال آن از دمای بالاتر به پایین‌تر است و از طریق رسانش، جابه‌جایی و تابش انجام می‌شود، سپس با تعریف واحدهای انرژی و توان، مفهوم بار به‌عنوان نرخ انتقال گرما معرفی می‌شود و نقش گرمای محسوس و نهان در تهویه‌ی مطبوع توضیح داده می‌شود.

در ادامه، کتاب به محاسبه‌ی اجزای بار سرمایی فضا می‌پردازد. منابع گرما شامل انتقال حرارت از دیوارها، بام و کف، تابش از پنجره‌ها، گرمای ناشی از افراد، روشنایی و تجهیزات و همچنین نفوذ هوا معرفی می‌شوند. برای هر بخش روابط محاسباتی، ضرایب انتقال حرارت و روش استفاده از CLTD و SCL ارائه شده است. بخش بعدی به بارهای داخلی اختصاص دارد، گرمای افراد، روشنایی و تجهیزات براساس جداول و ضرایب اصلاحی محاسبه، سپس نفوذ هوا و بار تهویه بررسی می‌شود و بار محسوس و نهان هوای تازه و هوای نفوذی با استفاده از اختلاف دما و رطوبت محاسبه می‌گردد. در پایان، همه‌ی بارهای محسوس و نهان جمع‌بندی می‌شوند تا بار کل فضا و بار کوئل به‌ دست آید.

در فصل‌های پایانی، تعیین دبی هوای رفت و تحلیل سایکرومتریک مطرح می‌شود. نسبت گرمای محسوس، شرایط هوای داخل، خارج و مخلوط و محل تقاطع خط SHR با منحنی کوئل روی نمودار سایکرومتریک بررسی می‌شود تا دمای هوای رفت و دبی هوا تعیین شود. کتاب در نهایت نشان می‌دهد که چگونه می‌توان از محاسبه‌ی بارها به انتخاب شرایط هوای رفت و طراحی سیستم تهویه مطبوع رسید.

چرا باید کتاب محاسبات بار سرمایی و گرمایی را بخوانیم؟

کتاب محاسبات بار سرمایی و گرمایی به‌عنوان یک راهنمای فشرده بر یکی از حلقه‌های اصلی طراحی تهویه مطبوع تمرکز دارد، حلقه‌ای که خطای آن می‌تواند انتخاب ظرفیت تجهیزات، دبی هوا و تحلیل آسایش حرارتی را تحت‌تأثیر قرار دهد. کتاب با حذف مباحث حاشیه‌ای، فقط بر محاسبه‌ی بار تمرکز کرده و اجزای آن از رسانش و تابش جداره‌ها تا نفوذ هوا و تهویه را به‌صورت طبقه‌بندی‌شده و با روابط مشخص ارائه می‌دهد.

در طول متن، هر رابطه همراه با فرض‌ها و منشأ ضرایب آن توضیح داده شده تا خواننده بداند هر ضریب از کجا آمده و در چه شرایطی قابل ساده‌سازی است؛ همچنین یک مثال پیوسته برای یک فضای اداری از ابتدا تا انتها دنبال می‌شود که مفاهیمی مانند CLTD، SCL، ضریب سایه، بار افراد، تعویض هوا و تحلیل سایکرومتریک را در قالب محاسبات عددی روشن می‌کند. در بخش پایانی نیز نسبت گرمای محسوس و تعیین دمای هوای رفت روی نمودار سایکرومتریک بررسی می‌شود. در مجموع، کتاب یک مسیر منسجم برای رسیدن از داده‌های معماری به بار کل کوئل و شرایط طراحی سیستم تهویه‌ی مطبوع ارائه می‌دهد.

خواندن کتاب محاسبات بار سرمایی و گرمایی را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

مطالعه‌ی کتاب محاسبات بار سرمایی و گرمایی به دانشجویان و هنرجویان رشته‌های تأسیسات، مکانیک حرارت و سیالات و معماری که درگیر درس تهویه‌ی مطبوع هستند، پیشنهاد می‌شود. این اثر همچنین به تکنسین‌ها و طراحان تازه‌کار سیستم‌های سرمایش و گرمایش ساختمان که می‌خواهند روند محاسبه‌ی بار را به‌صورت گام‌به‌گام و عددی مرور کنند، توصیه می‌شود. مهندسان شاغل در حوزه‌ی اجرا و نظارت که نیاز به یک منبع جمع‌وجور برای یادآوری مفاهیم CLTD، SCL، نفوذ هوا، تهویه و تحلیل سایکرومتریک دارند نیز می‌توانند از این کتاب بهره ببرند.