تحقیق سیستم های گرمایشی ساختمان ( از کف )

دسته بندي : فنی و مهندسی » معماری
مقدمه :
با افزایش روز افزون جمعیت و همچنین كاهش منابع انرژی، مصرف بهینه انرژی امری بدیهی می باشد. در این راستا نقش سیستم های گرمایشی بهینه ساختمان ها و مجتمع های مسكونی در كنترل و بهینه سازی مصرف انرژی مهم و قابل تامل می باشد. انتقال حرارت به صورت تشعشعی (تابشی) سهم زیادی در فرآیند گرمایشی آن دارد‏‏‎، در مقایسه با سایر سیستمهای حرارتی نه تنها در صرفه جویی و بهینه سازی مصرف انرژی بلكه در مقوله رفاه و آسایش ساكنان ساختمان ها دارای نقاط قوت بسیاری می باشد. در سالهای اخیر ، سیستم گرمایشی از كف در كشورهای اروپائی و آمریكا بسیار متداول شده است و دلیل این گسترش روزافزون بهینه بودن مصرف انرژی ، توزیع یكسان گرما در تمامی سطح و فضا و دوری از مشكلات موجود در سایر روش ها ، به عنوان مثال سیاه شدن دیوارها ، گرفتگی و پوسیدگی لوله ها و… می باشد. استفاده از روش گرمایش از كف جهت گرمایش محل سكونت از دیرباز به طرق مختلف انجام می گرفته است.
تاريخچه سيستم گرمايش كفي
سيستم گرمايش كفي در جهان جديد نمي باشد و بصورت بسيار ابتدايي و ساده مورد استفاده قرار مي گرفته است .در واقع براي اولين بار گرمايش كفي در حدود 60 سال بعد از ميلاد يعني روم باستان مورد استفاده قرار گرفته است.
روميان با سوزاندن چوب و ايجاد گازهاي متشعل و عبور دادن اين گازها از كانالهاي هوايي موجود در كف ساختمان اقدام به گرم كردن كف منازل خود مي كردند . اين روش مدتهاي مديدي مورد استفاده قرار گرفته است.
هم اكنون نيز همين سيستم گرمايشي مورد استفاده قرار مي گيرد با اين تفاوت كه نحوه عمل مقداري تغيير كرده است و بجاي گاز داغ از آب گرم و بجاي كانالها از لوله هاي مخصوص استفاده مي كنند.امروزه با پيشرفت تكنولوژي هزينه نصب سيستم گرمايش كفي كاهش يافته است و با استفاده از لوله هاي PEX ديگر مشكلات مربوط به لوله هاي مسي وفلزي و پلي بوتيلن را نخواهيم داشت .
لوله هاي پلي بوتيلن (PB) مدتها در اين روش مورد استفاده قرار مي گرفت اما بدليل وجود مشكلاتي مانند نشتي آب، كم كم جاي خود را به لوله هاي جديد تر دادند .
امروزه لوله هاي پليمري جديدي بنام تجاري PEX كه از جنس پلي اتيلن مشبك شده مي باشند مورد استفاده قرار مي گيرند. كه مانند لوله هاي PB نصب آنها بسيار آسان خواهد بود اما بخاطر ساختار مشبك آن خواص بهتري از خود نشان مي دهند و مشكلات لوله هاي پلي بوتلين را ندارند .
لوله هاي PEX براي اولين بار در سال 1971 توسط شركت ويرسبوي سوئد توليد و به جهانيان عرضه شد . اين لوله ها بعد از مدت كوتاهي توانستند جايگزين لوله هاي قبلي شوند. هم اكنون شركت ويرسبو سوئد بزرگترين طراح و مجري سيستم گرمايش كفي در تمام جهان مي باشد .
از سال 1990 توليد توليد اين لوله در آمريكا آغاز شد و هم اكنون بيش از 50% از تمام سيستمهاي گرمايش كفي بكار رفته در اين كشور از لوله هاي PEX ويرسبو استفاده مي كنند .

سيستم حرارتي گرمايش از كف كه انتقال حرارت به صورت تشعشعي (تابشي) سهم زيادي در فرآيند گرمايشي آن دارد، درمقايسه با ساير سيستمهاي حرارتي نه تنها در صرفه جويي و بهينه سازي مصرف انرژي بلكه در مقوله رفاه و آسايش ساكنان ساختمان ها داراي نقاط قوت بسياري مي باشد. در سالهاي اخير، سيستم گرمايشي از كف در كشورهاي اروپائي و آمريكا بسيار متداول شده است و دليل اين گسترش روزافزون بهينه بودن مصرف انرژي، توزيع يكسان گرما در تمامي سطح و فضا و دوري از مشكلات موجود در ساير روش ها ، به عنوان مثال سياه شدن ديوارها، گرفتگي و پوسيدگي لوله ها و… مي باشد. استفاده از روش گرمايش از كف جهت گرمايش محل سكونت از ديرباز به طرق مختلف انجام مي گرفته است.
بطوريكه رومي ها زير كف را كانال كشي كرده و هواي گرم را از آن عبور مي دادند و كره اي ها دود حاصل از سوخت را قبل از اينكه از دودكش عبور كند از زير كف انتقال مي دادند. در سال 1940 نيز فردي بنام سام لويت براي اين منظور لوله هاي آب گرم را در زير كف قرار داد. دركشور ايران نيز درمناطق كوهستاني و سردسير ازجمله آذربايجان اين روش مورد استفاده قرار مي گرفته، كه بيشترين مورد استفاده آن درحمام ها بود.
به طور كلي سه نوع روش گرمايش از كف موجود است:
1. گرمايش با هواي گرم
2. گرمايش با جريان الكتريسيته
3. گرمايش با آب گرم
به دليل اينكه هوا نمي تواند گرماي زيادي را درخود نگاه دارد روش هواي گرم در موارد مسكوني چندان به صرفه نيست و روش الكتريكي نيز فقط زماني مقرون به صرفه است كه قيمت انرژي الكتريكي كم باشد.درمقايسه با دو روش ذكر شده، سيستم گرمايش با آب گرم ( هيدروليك) مقرون به صرفه تر و خوشايندتر مي باشد.

بدين خاطر سالهاي متوالي در سراسر دنيا مورد استفاده قرار گرفته است. روش گرمايش از كف به عنوان راحت ترين، سالم ترين وطبيعي ترين روش براي گرمايش شناخته شده است. همانطور كه افراد دريك روز سرد زمستاني توسط تشعشع خورشيد احساس گرما مي نمايند دراين روش نيز گرما را بوسيله انتقال حرارت تشعشعي(تابشي) از كف دريافت مي كنند و يقيناً احساس آسايش بيشتري خواهند نمود. در اين سيستم گرمايشي معمولاً دماي آب گرم موجود در لوله هاي كف خواب بين 30 تا60 درجه سانتي گراد مي باشد كه درمقايسه با ساير روشهاي موجود، كه دماي آب بين 54 تا 71 درجه سانتي گراد است، 20 تا40 درصد در مصرف انرژي صرفه جوئي مي شود