شرایط حرارتی در مرکز فضای کاری و در مجاورت نمای شیبدار لعابدار ساختمان (قسمت دوم)

1 . معرفی

گرایش طراحی ساختمان هایی با نماهای بسیار لعاب ، بدون توجه به آب و هوا در سطح جهانی رایج شده است. در مالزی، ساختمان ها در معرض مقادیر قابل توجهی از تشعشعات خورشیدی هستند، به ویژه در نماهای غربی در طول بعد از ظهر [ 1 ]. این وضعیت می تواند منجر به گرمای بیش از حد شود. بنابراین، ترکیب نماهای کاملاً لعابدار در طراحی ساختمان معمولاً توصیه نمی شود [ 2 ]. افزایش افزایش گرما در داخل خانه در نهایت منجر به افزایش مصرف انرژی برای تهویه مطبوع می شود [ 3 ]. به طور متوسط، یک ساختمان اداری در مالزی حدود 250 کیلووات ساعت بر متر مربع در سال مصرف می کند ^که چهار برابر بیشتر از شاخص انرژی ساختمان توصیه شده برای ساختمان های اداری انرژی سبز است [ 4 ]. سیستم تهویه مطبوع به تنهایی 64 درصد از کل انرژی مصرف شده توسط این ساختمان ها را تشکیل می دهد [ 5 ].

مناسب بودن ساختمان‌های با لعاب بالا در مناطق گرمسیری مالزی چالشی است که باید دو ابزار افزایش گرما را در نظر گرفت. اولین مورد به دلیل تغییر درجه حرارت بین داخل و خارج از منزل است. مورد دوم به دلیل برخورد تابش خورشیدی بر روی نماهای لعابدار است. با این حال، لعاب کنترل خورشیدی پیشرفته یک ملاحظات مهم برای ساختمان‌ها در مناطق گرمسیری است زیرا می‌تواند به جلوگیری از افزایش گرما در داخل خانه و بهبود راحتی ساکنان کمک کند [ 6 ]. شیشه کم تابش (Low-e)، نوعی شیشه پوشش داده شده که عایق حرارتی نماهای لعابدار را با انعکاس تابش مادون قرمز (IR) جذب شده توسط پوسته بیرونی نمای لعابدار بهبود می بخشد، به کاهش افزایش گرمای رسانایی در داخل خانه کمک می کند [ 7] ]. استفاده از لعاب کم e در معرض تابش مستقیم خورشید در مناطق استوایی می تواند منجر به برخی از خرابی ها شود. شیشه کم نور بازتابنده IR فلزات را برای انعکاس گرما ترکیب می کند [ 8 ]، در حالی که تابش مستقیم خورشیدی می تواند به عنوان انرژی الکترومغناطیسی، از جمله تابش مادون قرمز نزدیک (NIR) [ 9 ] منتقل شود. NIR سطوح داخلی را گرم می کند و گرما را به صورت موج طولانی تابش IR منتشر می کند که در داخل ساختمان محبوس می شود و باعث ایجاد یک اثر گلخانه ای می شود که دمای داخل خانه را افزایش می دهد [ 1 ].

در این زمینه، سیستم های سایه باید در اولویت قرار گیرند زیرا نماهای لعابدار در معرض تابش مستقیم خورشید به عنوان نقطه ورودی برای گرمای ورودی عمل می کنند و در نتیجه خطر گرمای بیش از حد را افزایش می دهند. مطالعات قبلی نشان می‌دهد که سیستم‌های سایه‌بان باید به‌طور مدبرانه در طراحی ساختمان، به‌ویژه برای نماهایی که دارای مناطق شیشه‌ای وسیع هستند، ادغام شوند تا افزایش گرمای خورشیدی را کنترل کرده و کیفیت محیط داخلی را حفظ کنند [ 10 ]. شناسایی سیستم های سایه انداز مناسب برای ساختمان های لعابدار در مناطق گرمسیری همچنان یک چالش است. هدف این مقاله بررسی پتانسیل نماهای لعاب شیبدار خودسایه با یک شیشه کنترل خورشیدی برای تنظیم محیط حرارتی داخلی یک ساختمان اداری دارای گواهی سبز در مالزی است.

1.1 . نمای شیشه ای و شیبدار

در کشورهای گرمسیری مانند مالزی، قرار گرفتن در معرض تشعشعات خورشیدی در نماهای لعابدار می تواند منجر به ناراحتی در فضای داخلی شود. تلاش‌های زیادی برای کاهش معایب مربوط به ساختمان‌های لعابدار و حفظ جذابیت زیبایی‌شناختی آن‌ها انجام شده است. دو راه حل برجسته در خط مقدم قرار گرفته اند: استفاده از سیستم های شیشه ای پیشرفته و ادغام نماهای خودسایه.

در محدوده این مطالعه حاضر، ما به بحث در مورد استفاده از تکنیک‌های شیشه‌کاری دوتایی کم تابش (کم e) با تمرکز ویژه بر اجرای آنها در ساختمان‌ها می‌پردازیم. تلاش‌های تحقیقاتی متعددی مزایای لعاب کم e را بررسی کرده‌اند. یک مطالعه مروری جامع [ 6 ] یک نمای کلی جامع از عملکرد لعاب کم انتشار (کم e) ارائه می دهد. این توضیح می دهد که وقتی شیشه انرژی خورشیدی را جذب می کند، تحت گرمایش قرار می گیرد و با محیط نزدیک خود تعامل دارد. در نتیجه، شیشه ممکن است این گرمای انباشته شده را در ساختمان آزاد کند و در نتیجه دمای هوای داخل ساختمان افزایش یابد . برای مقابله موثر و کاهش این انتقال حرارت نامطلوب، ادغام پوشش‌های کم انتشار (کم e) به عنوان یک راه‌حل فوق‌العاده مؤثر ظاهر شده است. انتشار، در این زمینه، میزان انتشار گرما را در مقایسه با یک جسم سیاه ایده‌آل، که دارای مقدار گسیل‌پذیری 1 است، اندازه‌گیری می‌کند. درک گسیل‌پذیری برای درک چگونگی مدیریت مواد تبادل حرارتی در محیط‌های مختلف، بسیار مهم است. منابع ادبی [ 1 ، [11] ، [12] ، [13] ، [14 ] تاکید می‌کنند که پوشش‌های Low-E عمداً برای نمایش گزینش‌پذیری طیفی مهندسی شده‌اند. این ویژگی طراحی با تنظیم دقیق خواص نوری آنها برای دستیابی به ویژگی های حیاتی مشخص می شود: بازتاب قابل توجهی در طیف مادون قرمز، گستره از 3 تا 50 میکرومتر، و عبور عالی نور مرئی. این ویژگی ها پوشش های Low-E را به ویژه در آب و هوای سردتر مفید می کند. برعکس، برای مناطقی با آب و هوای گرم، پوشش‌های جایگزین پیشرفته به‌طور ویژه با هدف خاص انعکاس تابش مادون قرمز نزدیک (NIR) در محدوده طول موج 0.78-2.5 میکرومتر طراحی شده‌اند و در عین حال امکان انتقال تابش مرئی را فراهم می‌کنند.

برعکس، استفاده از نماهای شیبدار لعابدار با شیب به سمت داخل راه حل قابل توجهی در آب و هوای گرم است. چندین بررسی از طرح خودسایه‌دهی به کار رفته در ساختمان ST Diamond انجام شد. مطالعه شبیه سازی شده توسط Ref. [ 15 ] برای بررسی فرم های مایل بر اساس نماهای جنوبی/شمالی استفاده شد. نتایج نشان داد که نماهای کج به بیرون بار سرمایشی را کاهش می دهند و فرم های ساختمانی که نماهای جنوبی و شمالی متعادل کننده هستند بیشترین صرفه جویی در انرژی را دارند. نماهای با انحراف جنوبی که زوایای 30 درجه را تشکیل می دهند با 20 درصد متوسط صرفه جویی در انرژی بهترین عملکرد را دارند، در حالی که نماهای با 30 درجه شیب جنوبی و 10 درجه شمالی، مصرف انرژی را تا بیش از 23 درصد کاهش می دهند. مطالعه دیگری [ 16 ] گزارش داد که ساختمان‌های هرمی معکوس دارای دیوارهای شیب‌دار هستند که در برابر تشعشعات خورشیدی خود سایه‌اندازی می‌کنند، افزایش گرمای خورشیدی و بار خنک‌کننده را کاهش می‌دهند. یک شبیه‌سازی انرژی ساختمان در یک دفتر دارای تهویه مطبوع در هنگ‌کنگ، صرفه‌جویی در بار سرمایش سالانه را از 0.6٪ تا 10.9٪ با زوایای شیب متفاوت نشان داد. یکی از نمونه‌های ساختمان خودسایه‌دار در مالزی، ساختمان SC Dimond در کوالالامپور است. مطالعات متعددی این بنا را مورد بررسی قرار داده است. اندازه گیری های میدانی انجام شده توسط Ref. [ 17 ] عملکرد حرارتی داخلی فضاهای مجاور فضای کاری لعابدار در ساختمان ST Diamond در مالزی را ارزیابی کرد. این تحقیق به طور جامع متغیرهایی مانند دما، شار گرما، حرکت هوا و تابش خورشید را در نظر گرفت. یافته‌ها نشان داد که راه‌حل‌های پیاده‌سازی شده در ساختمان ST Diamond به طور موثر افزایش گرمای خورشیدی را کنترل می‌کند. علاوه بر این، [ 18 ]، مطالعه‌ای را برای ارزیابی اثربخشی خودسایه‌دهی دیوار شیبدار به عنوان یک استراتژی برای کاهش افزایش گرما در ساختمان‌های اداری انجام داد. پارامترهای محیطی در ساختمان ST Diamond اندازه گیری شد و نتایج با استفاده از نرم افزار شبیه سازی تایید شد. آزمایش‌های شبیه‌سازی نشان داد که افزایش پیش‌بینی خودسایه‌ای منجر به کاهش در افزایش گرما شد، با زاویه بهینه 45٪ تعیین شد. به طور کلی، مطالعات قبلی نشان داده‌اند که ساختمان‌های لعابدار از شیشه‌های کنترل خورشیدی استفاده می‌کنند و نماهای شیب‌دار به کاهش نفوذ تابش مستقیم خورشید کمک می‌کنند و در عین حال اجازه می‌دهند نور طبیعی وارد ساختمان شود و زیبایی طراحی کلی را حفظ کند. تحقیقات بیشتر در حوزه ساختمان های اداری دارای گواهی سبز در آب و هوای گرمسیری مانند مالزی برای دستیابی به درک دقیق تری از اثربخشی عملی این استراتژی ها بسیار مهم است.

1.2 . آب و هوای گرم و مرطوب مالزی

محیط حرارتی داخلی به شدت تحت تأثیر شرایط آب و هوایی قرار دارد . مالزی در منطقه استوایی قرار دارد و آب و هوای گرمسیری را تجربه می کند که در طول سال گرم و مرطوب باقی می ماند. میانگین دمای سالانه 26.4 درجه سانتیگراد، میانگین حداکثر دمای روزانه 34 درجه سانتیگراد و متوسط حداقل روزانه 23 درجه سانتیگراد است [ 19 ]. مالزی در طول سال دارای تابش خورشیدی فراوان است. شکل 1 میانگین تابش ساعتی و دمای هوای بیرون را در سه سال بر اساس داده های Subang j نشان می دهد. ایستگاه. مالزی بیش از 4.31 کیلووات ساعت بر متر ^مربع از کل تابش سالانه را دریافت می کند و میانگین تابش خورشیدی در هر ماه از 4 کیلووات ساعت بر متر ^مربع تا 4.6 کیلووات ساعت در متر ^مربع متغیر است . مدت تابش آفتاب حدود 10 ساعت در روز است و از 9 ساعت تا 13 ساعت در ماه متغیر است [ 1 ، 20 ]. تابش خورشید در نمای ساختمان در مالزی بین 300 وات بر متر مربع و 250 وات ساعت بر متر مربع در طول سال در نوسان است ^[ 21 ^] ، که نیاز به محافظت از نماها در برابر افزایش گرما دارد که منجر به افزایش دمای داخلی و نیاز به انرژی بیشتر برای خنک‌سازی می‌شود. ساختمان. مفاهیم غیرفعال در طراحی ساختمان باید گنجانده شود تا اطمینان حاصل شود که شرایط داخلی رضایت بخش است و الزامات ذکر شده در استاندارد مالزی MS 1525: 2007 (ساختمان های غیر مسکونی) را برآورده می کند، همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است ( شکل 2 را ببینید ).

میز 1 . شرایط داخلی فضای AC توصیه شده توسط MS 1525: 2007.

دمای حباب خشک درجه سانتی گراد	23-26 درجه سانتی گراد
حداقل دمای لامپ خشک	22 درجه سانتی گراد
رطوبت نسبی	55٪ – 70٪
حرکت هوایی	0.15-0.5 متر بر ثانیه
حداکثر حرکت هوا	0.7 متر بر ثانیه

به طور خلاصه، هدف این مطالعه ارزیابی اثربخشی استراتژی‌های اجرا شده در ساختمان‌های اداری دارای گواهی سبز در مالزی برای افزایش عملکرد حرارتی و به نوبه خود افزایش بهره‌وری انرژی است. تاکید ویژه ای بر ادغام شیشه های شیبدار و شیشه های دوتایی کم تابش (کم e) دارد و توسط دو هدف اصلی هدایت می شود:

–
ارزیابی کارایی شیشه‌کاری: هدف اول ارزیابی اثربخشی استفاده از شیشه‌های شیبدار و شیشه‌های دوتایی کم انتشار (کم e) در ساختمان‌های اداری دارای گواهی سبز واقع در مالزی است. این ارزیابی به طور خاص تأثیر آنها را بر افزایش عملکرد حرارتی بررسی می کند.
–
تجزیه و تحلیل وضعیت حرارتی داخلی: هدف دوم شامل تجزیه و تحلیل عملکرد حرارتی در سناریوهای مختلف است. این شامل مقایسه اندازه‌گیری‌های انجام‌شده در روزهای هفته زمانی که تهویه مکانیکی فعال است و آخر هفته‌ها زمانی که تهویه مکانیکی فعال نیست، و همچنین بررسی تغییرات بین دو منطقه تعیین‌شده بر اساس نزدیکی آنها به نمای لعاب‌دار است. این تجزیه و تحلیل ها بینش های مهمی را در مورد راحتی داخل ساختمان و مصرف انرژی ارائه می دهند.

ساختمان الماس کمیسیون انرژی مالزی به عنوان مظهر معماری پیشرفته دولتی در مالزی برجسته است. این ساختار قابل توجه مجموعه گسترده ای از عناصر کم مصرف را در خود جای داده است. ساختمان الماس به عنوان یک بنای پیشگام در نظر گرفته شد که به طور یکپارچه اصول طراحی غیرفعال و فعال را ادغام می کند. با توجه به این ویژگی ها، به عنوان یک موضوع ایده آل برای تحقیقات عمیق عمل می کند.

این مطالعه نشان دهنده تلاش قابل توجهی در حوزه طراحی ساختمان پایدار و بهره وری انرژی است. این سازمان اندازه‌گیری‌های میدانی جامعی را برای نشان دادن پیشرفت‌های قابل‌توجه در عملکرد حرارتی انجام داد، در نتیجه بهره‌وری انرژی ساختمان‌های اداری دارای گواهی سبز در آب و هوای گرمسیری مالزی را افزایش داد. نتایج این تحقیق بینش های عملی را برای طیف گسترده ای از متخصصان و محققان علاقه مند به ساخت و ساز پایدار و طراحی سازگار با آب و هوا ارائه می دهد. کسانی که در آب و هوای مشابه در سطح جهانی کار می کنند، این مطالعه را منبع ارزشمندی برای پیشبرد تحقیقات خود در این زمینه خواهند دانست.

پایدار، سبز یا هوشمند؟ مسیرهایی...

ژوئن 9, 2026