اثرات نرخ تعويض هوا بر آسايش، كيفيت هوا و مصرف انرژي در يك سالن اجتماعات داراي سيستم توزيع هواي زيرسطحي

Effects of air change rate on comfort, air quality and energy consumption in an amphitheater with under-floor air distribution system

تهويه ساختمان‌ها به علت نياز به بهبود كيفيت هواي داخل و تأمين شرايط مطلوب آسايشي براي ساكنان امري ضروري است. هرچه فضا بزرگتر و جمعيت آن بيشتر باشد، تامين اين شرايط پيچيده‌تر مي‌شود. در اين تحقيق با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي و حلگر اپن‌فوم به تحليل اثرات نرخ تعويض ساعتي بر كيفيت هواي داخل و مصرف انرژي با رعايت قيد آسايش حرارتي در يك سالن اجتماعات پرداخته شده است. براي اين منظور يك سالن با جمعيت 50 نفر و داراي سيستم توزيع هواي زير سطحي با دريچه‌هاي ورود هوا به شكل نواري در مقابل صندلي افراد مدلسازي شده است. همچنين، نرخ تعويض هواي ساعتي در سه حالت 5، 10 و 15 مورد بررسي قرار گرفته است. براي مقايسه بهتر نتايج، با استفاده از مدل دو نقطه‌اي آسايش حرارتي گايج، دماي هواي ورودي در اين سه حالت به گونه‌اي تنظيم شده است كه ميانگين شاخص آسايش حرارتي در ناحيه حضور افراد برابر صفر (حالت خنثي) شود. نتايج نشان مي‌دهد كه غلظت آلاينده‌ها در ناحيه حضور افراد در حالت‌هاي نرخ تعويض هواي ساعتي 10 و 15 نسبت به 5 به ترتيب 36 و 46 درصد كاهش يافته كه به معناي بهبود كيفيت هواي داخل مي‌باشد. از سوي ديگر مصرف انرژي بين 28 تا 69 درصد افزايش مي‌يابد. همچنين بر اساس نتايج، با افزايش نرخ تعويض هواي ساعتي نارضايتي موضعي ناشي از كوران به طور محسوسي افزايش يافته و مي‌تواند به مقدار 15 درصد نيز برسد.

Today, the building ventilation is an essential process due to the need for improving the air quality and thermal comfort conditions for occupants. Providing the mentioned conditions is more complex for crowded and larger spaces. In this study, the effects of air change rate per hour (ACH) on thermal comfort, indoor air quality and energy consumption in an amphitheater with under floor air distribution system have been investigated by using the computational fluid dynamics and Open Foam numerical solver. For this issue, an amphitheater with 50 occupants has been modeled under the conditions that the air inlet diffusers are located in the front of the seats. Also, the air change rate per hour is assumed to be 5, 10 and 15. For better comparison between the results, inlet air temperature is controlled until the mean of thermal comfort index (TSENS) in the occupied zone is equal to zero. The results indicate that for air change rates of 15, 10 in comparison with ACH of 5, the CO2 concentrations in the occupied zone are respectively reduced about 36 and 46 percent and so the indoor air quality is improved. On the other hand, the energy consumption is increased about 28 and 69 percent, respectively. Also, based on the results, by increasing the ACH rate, the draft local discomfort is significantly increased and can be reached at the amount of 15%.