جریان هوای داخل

تامین هوای پاک و تازه برای دانش آموزان در کلاس درس، خصوصا در فصل گرم، بسیار ضروری است. بر اساس شواهد و مطالعات، سیستمهای تهویه مکانیکی، ضمن گرانی، مصرف انرژی نسبتا بالایی دارند و تولید نوفه مینمایند. این مسئله در اقلیم مازندران، خصوصا در هوای شرجی، بسیار مطرح است خصوصا اینکه این مدارس با کولر آبی خنک میشوند؛ درحالیکه در بخش قابل توجهی از سال امکان استفاده از فرایند تهویه طبیعی وجود دارد و در فصل گرم مدارس تعطیل است. لذا هدف اصلی این مقاله ارائه راه حلی اجرایی در معماری کلاسهای درس است که بتواند موجب بهبود جریان هوای داخل تحت تاثیر باد خارج (تهویه طبیعی) شده، به نحوی که جریان هوای مطلوب و قابل کنترلی طبق استاندارد اشری در فضای داخلی برقرار باشد. پژوهش حاضر که یک تحقیق کاربردی است و ماهیتی میان رشته ای دارد، با اتکا به اندازه گیریهای تجربی در یک مدرسه موردی در آمل، بدست آمده است. روش تحقیق در این پژوهش، یک روش ترکیبی است: در مرحله اول با استفاده از یک راهبرد تجربی، متغیرهای مستقل تأثیرگذار، شناسایی و متغیر وابسته (سرعت و جهت جریان هوای داخل) توسط دستگاه های دقیق دیجیتال و انجام آزمایش دود اندازه گیری شد. سپس داده ها با استفاده از راهبرد شبیه سازی، تحلیل شدند. شبیه سازی در این پژوهش با روش دینامیک سیال محاسباتی (CFD) و با استفاده از نرم افزارهای Gambit و Fluent صورت پذیرفت. ابتدا روایی و پایای شبیه سازیها از طریق تطبیق با شواهد تجربی به اثبات رسید و سپس اقدام به تجزیه و تحلیل داده ها و متعاقبا مداخله در معماری از طریق شبیه سازی شد. نتایج نشان دادند که ترکیب بندی صحیح بازشوها و ایجاد نمای پلکانی در راستای باد موافق و نیز پیش بینی مکنده های موثر در دیوار رو به باد، میتواند با کنترل موثر ورود، خروج و پخشایش هوا در فضای داخلی (طبق استاندارد اشری)، تهویه طبیعی را تحت کنترل قرار داده و جریان مطلوبی را در تمام فضای داخل برقرار نماید.

مشاهدات نشان می دهند که عمده ی گاوداری های ساخته شده در ایران به صورت سوله بوده و در فرایند طراحی آن ها، چندان توجهی به وضعیت تهویه (با وجود نیاز فراوان) و الگوی گردش جریان هوای داخل سوله ها نمی شود و این امر مشکلات فراوانی در زمینه آسایش دام ها بدنبال خواهد داشت. هدف اصلی مقاله، بهبود وضعیت تهویه داخلی سوله های نگهداری گاو، از طریق معماری است به نحوی که جریان هوای مطلوب و یکنواختی در سراسر محیط گاوداری در تراز دام ها برقرار شود. با توجه به ماهیت موضوع، پژوهش حاضر یک پژوهش میان رشته ای بوده و روش تحقیق آن ترکیبی است و راهبردهای تحقیق تجربی، شبیه سازی و پژوهش موردی را مورد استفاده قرار می دهد. در مرحله اول پس از مشخص شدن جامعه آماری (گاوداری های منطقه سرد)، وضعیت موجود آن ها به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت و پس از اثبات مسئله و یافتن متغیرهای تحقیق، اقدام به پیشنهاد طرح اولیه (نمونه موردی) و مدل نمودن آن شد. مدل موردنظر، ابتدا با پیش پردازشگر گامبیت (Gambit) شبکه بندی و سپس با استفاده از نرم افزار فلوئنت (Fluent) به روش CFD شبیه سازی گردید و مداخلاتی در معماری آن صورت گرفت و سپس اقدام به تحلیل و نتیجه گیری شد. نتایج نشان می دهند که با مداخلاتی مختصر در معماری سوله و موقعیت بازشوها، می توان الگوی جریان هوای داخل آن را چنان بهبود داد تا ضمن برقراری موثر جریان هوای داخلی و کاهش اختلاف دمای میان نقاط مختلف سوله و نیز کاهش نوسانات دمایی، مصرف انرژی را نیز کاهش داد.