بشر همواره برای ایجاد یک محیط راحت برای زندگی تلاش کرده است. ضرورت وجود مکان­های بسته و خانه­ها در ابتدا بدلیل همین میل به آسایش انسان بوده است، زیرا تغییرات آب­وهوایی در طول روز، ماه یا سال مانع ایجاد شرایط آسایش پایدار در فضای آزاد می­گردد. انعکاس این تمایلات به آسایش و رفاه همگام با کاهش هزینه در تاریخچه تغییر ساختمان ها از آغاز تا کنون مشاهده می­گردد. از آنجا که معمولا مردم 16-20 ساعت از روز خود را در این مکان ها (مانند خانه، محل کار یا در رفت و آمد ) می­گذرانند، امروزه ایجاد یک محیط حرارتی راحت یکی از پارامترهای مهم طراحی فضای داخلی و حتی دکوراسیون محسوب می­شود.

آسایش حرارتی اولین بار در قرن 19 در آمریکا مورد بحث و تحقیق قرار گرفت و انجمن مهندسان حرارت و تهویه مطبوع آمریکا در آنجا با هدف مطالعه برای ایجاد محیط حرارتی مناسب برای رفاه تأسیس شد. به طور کلی، آسایش حرارتی شرایط ذهنی است که ایجاد رضایت نسبت به محیط حرارتی را بیان می­کند [1]. همچنین، شرایط آسایش حرارتی هنگامی تأمین می­شود که دمای بدن در بازه­ی محدودی واقع شود، رطوبت پوست کم باشد و تلاش فیزیولوژیکی بدن برای تنظیم حرارت به حداقل برسد. در چنین شرایطی است که افراد احساس حرارتی مطلوبی را تجربه می­کنند و درصد نارضایتی حرارتی ایشان نسبت به محیط در محدوده­ی مجاز قرار خواهد داشت.

بنابراین می­توان گفت شرایطی که آسایش حرارتی را ایجاد می­کند، برای هر شخص می­تواند متفاوت و وابسته به فاکتورهای مختلفی مانند پارامترهای فیزیکی، فیزیولوژیکی،ذهنی و … باشد. به همین دلیل، پیش بینی دقیق شرایط آسایش حرارتی بسیار دشوار است و طراحی سیستم­های تهویه مطبوع برای ایجاد آسایش حرارتی نیازمند بررسی تمام پارامترهای دخیل در آسایش حرارتی می­باشد که بسیار مشکل است.

تاکنون تحقیقات بسیاری در این زمینه انجام شده و دانشمندان به نتایج قابل قبولی رسیده اند. از جمله مهمترین اقدامات تهیه مدل­های استاندارد آسایش حرارتی در ساختمان بوده که بدلایل مهندسی، پزشکی و اقتصادی مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. این مدل ها به دو گروه اصلی ایستا[1] و سازگار[2] تقسیم شده است.

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

1-2-                       بر مدل­های اصلی آسایش حرارتی

1-2-1-    مدل ایستا برای آسایش و راحتی در ساختمان

به طور ساده هدف از این مدل، مشخص کردن ترکیب فاکتورهای زیستی- حرارتی و فاکتورهای شخصیتی می­باشد که شرایط محیطی قابل قبولی برای اکثر ساکنین داخل فضا تولید می­کند. از جمله فاکتورهای محیطی تأثیرگذار می­توان به دما، حرارت تشعشعی، رطوبت و سرعت هوا اشاره کردو فاکتورهای شخصیتی شامل نوع فعالیت و نحوه لباس پوشیدن می­باشد. پرواضح است که آسایش در محیط بسیار پیچیده است و در واقع عکس­العمل واکنش­ها و تأثیرگذاری­های همه­ی فاکتورهای مذکور و عوامل شخصیتی دیگر می­باشد.

این مدل استاندارد شرایط محیطی قابل قبولی برای بزرگسالان سالم، در فشار اتمسفریک، تا ارتفاع حدود سه هزار متر، در فضای داخلی طراحی شده و برای سکونت انسان برای زمانی بیش از پانزده دقیقه می­باشدکه در این زمان شرایط پایا برای آن شخص ایجاد شده است. همچنین این مدل در مورد فاکتورهای محیطی غیر حرارتی نظیر کیفیت هوا، آکوستیک و روشنایی و یا هرگونه آلودگی بیولوژیکی، شیمیایی و فیزیکی تأثیرگذار بر آسایش و سلامت سخنی به میان نیاورده است.

متغیرهای بسیاری هم از نوع فیزیولوژیکی و هم از نوع روانشناختی، برای هر کدام از افراد وجود دارد که رضایتمندی اشخاص در فضا را مشکل می­کند. شرایط محیطی مورد نیاز برای آسایش و وسایل و تکنولوژی­های مورد نیاز آسایش برای همه یکسان نیست. هر چند مقادیر آزمایشگاهی و داده­های جمع­آوری شده، داده­های آماری ضروری برای تعریف شرایطی را فراهم می­کند که در آن، یک درصد مشخص از ساکنین احساس آسایش حرارتی می­کنند نه همه آن­ها. از جمله محققانی که در این زمینه فعالیت داشتند می­توان به فنگر[3] و گایج[4] اشاره کرد که علاوه بر پیش بینی شرایط آسایش حرارتی بر اساس معادلات موازنه انرژی، سعی در ساده­سازی معادلات و مدلسازی­ها نمودند. افراد دیگری نیز معادلات پیچیده­ و مدل­های پیشرفته­ای برای پیش­بینی شرایط آسایش ارائه کردند اما همین پیچیدگی مانع گسترش و کاربری مفید آن­ها برای طراحی سیستم­های تهویه مطبوع و مهندسان طراحی ساختمان می­گردد. [2] [3]

1-2-2-   مدل سازگار

علایق و تحقیقات در زمینه­ فرضیه سازگاری آسایشی اولین بار در اواسط دهه 70 در پاسخ به شوک نفتی[5] آغاز شد و اینرسی آن بدلیل افزایش نگرانی­ها حول تأثیر بشر روی محیط آب و هوایی جهانی اخیرا شدت گرفته است. مزایای بسیاری در بهبود درک تأثیر سازگاری بر آسایش حرارتی در محیط وجود دارد. این مزایا شامل استانداردها و مدل­های پیش­بینی بهبود یافته، الگوریتم­های کنترل محیط پاسخگو و پیچیده­تر، فرصت­های افزایش یافته برای کنترل شخصی، بالارفتن سطوح آسایش حرارتی و مقبولیت در بین ساکنین، کاهش مصرف انرژی و تشویق کردن پاسخگویی آب و هوایی و طراحی ساختمان مسئول نسبت به محیط.

از جمله محققانی که در این زمینه به فعالیت پرداختند می­توان به Auliciems ، Humphreys ، Nicole و De Dear اشاره کرد که سهم بسیاری در ایجاد و گسترش آن داشتند ]7،6،5،4 [

[1] Static thermal comfort

[2] Adaptive thermal comfort

[3] Fanger

[4] Gagge

[5] Oil-Shock

[6] Acclimatization