فاکتور فرم کاهش گرما

استاندارد Passivhaus نه تنها به یک پاکت با کارایی بالا نیاز دارد ، بلکه ALO یکی از مساحت کارآمد در رابطه با اندازه Buiding است. الروند بورل ، معمار و نویسنده وبلاگ محبوب "Passivhaus در انگلیسی ساده و بیشتر" این مفهوم را توضیح می دهد.

استاندارد Passivhaus به یک روش اول پارچه و یک پاکت حرارتی با کارایی بالا نیاز دارد. نه تنها پاکت حرارتی نیاز به کارایی بالا دارد ، بلکه باید در رابطه با اندازه ساختمان نیز از سطح کارآمد برخوردار باشد. پاکت حرارتی ، از این گذشته ، منطقه اصلی است که از طریق آن یک ساختمان Passivhaus می تواند گرما را از دست بدهد.

ضریب فرم از دست دادن گرما یکی از روش های اندازه گیری کارآیی سطح سطح پاکت حرارتی است.

ضریب فرم از دست دادن گرما نسبت سطح سطح پاکت حرارتی به ناحیه کف تصفیه شده (TFA) است. این به طور موثری نسبت مساحت سطح است که می تواند گرما (پاکت حرارتی) را به ناحیه کف که گرم می شود (TFA) از دست بدهد.

به عبارت دیگر ، فاکتور فرم از دست دادن گرما یک اندازه گیری مفید از فشردگی یک ساختمان است. و هرچه یک ساختمان جمع و جور تر باشد ، کارآمد بودن انرژی نیز آسان تر است. برعکس ، هرچه یک ساختمان کمتر جمع و جور باشد ، عایق کاری بیشتری لازم خواهد بود تا ساختمان از نظر انرژی کارآمد باشد.

فاکتور فرم از دست دادن گرما اندازه گیری فشرده سازی و نشانه ای از میزان عایق برای دستیابی به استاندارد Passivhaus است.

ساختمانها مانند بدن گرما را از دست می دهند

انرژی گرما از قوانین فیزیک چه در بدن انسان و چه در یک ساختمان پیروی می کند. گرما در داخل یک ساختمان به تدریج راهی خارج می شود ، هنگامی که در بیرون سردتر است. گرما از طریق پاکت حرارتی ، به ویژه در یک ساختمان Passivhaus که در آن سیستم تهویه گرما را که در غیر این صورت از طریق تهویه از بین می رود ، بازیابی می کند.

بنابراین ، هدف از پاکت حرارتی کاهش یا کند کردن این حرکت گرما به اندازه عملی است. با این حال ، هرچه پاکت حرارتی مساحت بیشتری داشته باشد ، مساحت بیشتری برای فرار از گرما وجود دارد.

بدن انسان تشبیه خوبی برای این است. همه ما به طور غریزی می دانیم وقتی سرد هستیم دست هایمان را دور خود ببندیم. این فوراً سطح "پوشش حرارتی" ما را که مستقیماً در معرض سرما قرار دارد کاهش می دهد. در ایمنی آب یک اصطلاح خاص برای اتخاذ وضعیت مناسب وجود دارد: موقعیت کاهش گریز گرما (HELP). این در واقع همان ضریب فرم اتلاف حرارت است، اما با مخفف به یاد ماندنی تر.(تصویر زیر از اینجا آمده است.)

اگر ساختمانی شبیه بدن انسان با چهار دست و پا باز باشد، مساحت سطح تلفات گرما به حداکثر می رسد. این نوع ساختمان برای بهینه سازی انرژی دشوارتر (یا گرانتر) است.

اگر ساختمان جمع و جور باشد و شبیه به انسانی باشد که موقعیت کاهش گریز گرما را اتخاذ کرده است، سطح تلفات حرارتی به حداقل می رسد. این نوع ساختمان برای بهینه سازی انرژی و رعایت استاندارد پاسیوهاوس آسان تر است.

این فقط در مورد شکل کلی یک ساختمان نیست. یک ساختمان می تواند جرم گیری نسبتاً ساده ای داشته باشد، اما اگر دارای فرورفتگی ها یا برآمدگی های زیادی در پوشش حرارتی باشد، مساحت های سطح به زودی جمع می شوند.

مساحت سطح کمتر (پوشش حرارتی) به معنای سطح کمتری است که گرما از آن خارج می شود.

پوشش حرارتی چقدر فشرده است؟

ضریب فرم اتلاف حرارت = مساحت اتلاف حرارت / مساحت طبقه تحت درمان

"منطقه اتلاف حرارت" کل سطح پوشش حرارتی است. این مجموع تمام قسمت های کف، دیوارها، زیرزمین ها و سقف ها یا سقف های عایق بندی شده و هوابندی شده است. در قسمت بیرونی پوشش حرارتی اندازه گیری می شود (با نادیده گرفتن حفره های تهویه شده و روکش صفحه باران). این محافظه کارانه تر است، و بنابراین، دقیق تر از اندازه گیری در سطح داخلی پوشش حرارتی است.

"مساحت طبقه درمان شده" مساحت کف اتاق های داخل ساختمان است که گرم می شوند. بخش های پارتیشن داخلی، درها، پله ها و فضاهای غیرقابل استفاده را شامل نمی شود.

ضریب فرم اتلاف گرما عددی است که معمولاً بین 0. 5 تا 5 است و عدد کمتری نشان دهنده ساختمان فشرده تر است. هدف ساختمان های Passivhaus دستیابی به 3 یا کمتر است. هنگامی که ضریب فرم بیش از 3 شد، دستیابی به استاندارد Passivhaus به طور کارآمد به طرز چشمگیری چالش برانگیزتر می شود.

واضح است که ضریب فرم اتلاف حرارت چیزی است که معماران از داشتن درک خوب از آن سود می برند. انتخاب های اولیه طراحی از چند طبقه یک ساختمان، چه شکلی پلان، شکل و توده همه به طور مستقیم بر کارایی انرژی ساختمان تأثیر می گذارد. بررسی سریع ضریب شکل اتلاف حرارت در اوایل فرآیند طراحی، این موضوع را روشن خواهد کرد. و گزینه های مختلف را می توان به راحتی با هم مقایسه کرد. در «PHPP Illustrated: A Designer’s Companion to the Passive House Plaing Package» راهنمایی بسیار خوبی در این زمینه وجود دارد.

توجه به این نکته مهم است که سطح پوشش حرارتی است که اهمیت دارد. این ممکن است مانند پوشش ساختمان نباشد. به عنوان مثال، اگر پوشش حرارتی در سطح سقف باشد، ضریب فرم (3. 7 در مثال زیر) را در مقایسه با زمانی که پوشش حرارتی از شیب سقف پیروی می کند (4. 1 در مثال زیر) کاهش می دهد. با این حال، باید به پیچیدگی گزینه های مختلف نیز توجه داشت. عایق کاری و هوادهی سقف ممکن است راحت تر از سقف باشد، به خصوص در محل اتصال پیشروها به دیوارها.

ضریب فرم اتلاف گرما یک شاخص طراحی خوب است که نشان می دهد یک ساختمان چقدر انرژی کارآمد خواهد بود.

U-value مورد نیاز در مقابل ضریب فرم اتلاف حرارت

در "طراحی خانه غیرفعال - برنامه ریزی و طراحی ساختمان های با انرژی کارآمد" نویسندگان به جزئیات کامل در مورد اهمیت فاکتور فرم پرداخته اند. آنها توجه خاصی را به رابطه بین فاکتور فرم و سطح عایق مورد نیاز جلب می کنند.

یکی از نمودارهای صفحه 34 که نشان دهنده مقدار U مورد نیاز در مقابل ضریب فرم اتلاف حرارت است در زیر بازتولید شده است. چیزی که این به وضوح نشان می دهد، این است که تغییرات کوچک در ضریب فرم، اگر از قبل خیلی زیاد باشد (3+) تفاوت چندانی ایجاد نمی کند. با این حال، هنگامی که ضریب فرم زیر 2. 5 باشد، کاهش بیشتر تأثیر نمایی بر سطح عایق مورد نیاز دارد.

دستیابی به ضریب فرم زیر 2. 5 در یک ساختمان مسکونی مستقل بسیار دشوار است. همانطور که از تصویر قبلی می بینید، با TFA 200 متر مربع، یک ساختمان مربع جمع و جور 2 طبقه هنوز ضریب فرم 2. 9 دارد. با این حال، با ساختمان های بزرگ تر، می توان به یک فاکتور فرم حتی بهتر نیز دست یافت.

علیرغم پیش فرض رایج مبنی بر اینکه همه ساختمانهای Passivhaus به عایق فوق العاده ضخیم احتیاج دارند ، این همیشه چنین نیست. به عنوان مثال ، اگر یک بلوک جمع و جور بزرگ از آپارتمان دارای ضریب فرم 1. 0 باشد ، میانگین ارزش U تنها 0. 28 W/(M2. K) مورد نیاز است. برای مرجع ، مقادیر محدود کننده U در مقررات ساختمان 2013 انگلستان 0. 2 W/(M2. K) برای یک سقف و 0. 3 W/(M2. K) برای دیوارها است.

از طرف دیگر ، منطقه از دست دادن گرما و مقادیر U رابطه خطی دارند. اگر ناحیه از دست دادن گرما دو برابر شود ، مقدار U مورد نیاز نصف (دو برابر دقیق) و برعکس خواهد بود. به زبان ساده ، اگر منطقه از دست دادن گرما از یک گزینه دو برابر گزینه دیگر باشد ، عایق باید دو برابر ضخامت باشد!

یک فاکتور از بین رفتن حرارت پایین تر نیاز به یک ارزش u از عایق از نظر نمایی (آرامش بخش تر) در پاکت حرارتی دارد.

اثر ترکیب فاکتور فرم

فاکتور فرم از دست دادن گرما در واقع بیش از جایی که راندمان انرژی ساختمان یک طراحی در آن قرار دارد ، به شما می گوید. همچنین نشانگر این است که هزینه ها به کجا می روند.

اگر فاکتور فرم زیاد باشد ، عایق ضخیم تر (یا با کارایی بالا) مورد نیاز است. و اگر فاکتور فرم زیاد باشد ، پاکت حرارتی دارای سطح بیشتری است و به عایق بیشتری نیاز دارد. بنابراین یک شکل ناکارآمد به عایق ضخیم تر و بیشتر از آن نیاز دارد و گران تر می شود.

در آنجا متوقف نمی شود. عایق ضخیم تر می تواند به جزئیات ساخت و سازهای مختلف و راه حل های ساختاری پیچیده تر (گرانتر) نیاز داشته باشد. به نوبه خود ، این موارد می تواند منجر به افزایش پل های حرارتی شود ، که به نوبه خود برای غلبه بر عایق نیاز به عایق بیشتر دارد ...

خبر خوب این است که به صورت معکوس نیز کار می کند! اگر فاکتور فرم کم باشد ، عایق نازک تر و کمتر از آن ، همراه با اثرات ضربات مثبت در ساخت و ساز و جزئیات ساختاری و هزینه ها مورد نیاز است.

فاکتور فرم از دست دادن گرما فرصتی اساسی برای معماران و طراحان برای درک پیامدهای انرژی و هزینه تصمیمات اساسی طراحی است. معماران و طراحان می توانند در مراحل طراحی در اوایل توانمندسازی شوند - نیازی به انتظار برای انجام یک تمرین تخصصی مدل سازی انرژی نیست. بررسی فاکتور فرم از دست دادن گرما به سرعت تفاوت هایی را نشان می دهد که فرم و گزینه های انبوه یک طرح می تواند ایجاد کند.

فاکتور فرم از دست دادن گرما - نشانگر بهره وری انرژی و پیامدهای هزینه. و ، توانمندسازی معماران و طراحان برای ارائه ساختمانهای Passivhaus با کارایی بالا.

درباره نویسنده:

الروند بورل یک معمار، نویسنده و سخنران با بیش از 15 سال تجربه در طراحی و ارائه ساختمان های عالی است. زمینه های تخصص او طراحی پایدار، پاسیوهاوس، ساخت چوب و مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM) است. او مدافع پرشور این موضوعات است و عاشق نوشتن و صحبت کردن در مورد آنها است، همانطور که اغلب در بریتانیا و در سراسر جهان انجام می دهد. می توانید با الروند از طریق وب سایت او ارتباط برقرار کنید.

الروند بورل یکی از همکاران Architype Ltd است، با این حال، این مقاله به صورت شخصی نوشته شده است و بیانگر نظرات شخصی او است، نه نظرات کارفرمایش.