منظور از زون در ساختمان چیست ؟

منطقه یا زون (Zone) چیست؟

 فضا لزوما نباید از باقی اتاق ها با تیغه یا دیوار جدا شده باشد. فضا حتی می تواند بخشی از یک اتاق یا فضای داخل کابین یک هواپیما باشد.

یک زون به قسمتی گفته می شود که سیستم تهویه مطبوع آن با یک حسگر که معمولا ترموستات است کنترل می شود این مفهوم یعنی زون بندی ساختمان در مواردی اعم از سیستم های اعلام حریق و برق کشی ساختمان هم مطرح میشود. ترموستات به طور مستقیم یا غیر مستقیم دمای منطقه ای که در آن نصب شده است را کنترل می کند. یک منطقه می تواند شامل چند فضا باشد، مثلا یک راهرو و چند اتاق که با یک ترموستات در یک اتاق قرار دارد و آن ها را کنترل می کند یک منطقه محسوب می شود. یک منطقه ممکن است قسمتی از یک فضا باشد، مثلا فضای نزدیک به یک پنجره بزرگ در یک اداره بزرگ. برای تامین شرایط مطلوب در یک منطقه می توان از یک سیستم مجزای محلی یا یک سیستم مرکزی که قابلیت کنترل مجزای هر منطقه را دارد استفاده نمود. مثال هایی از منطقه و فضا در جدول 1 آمده است.

زون بندی فضاهای ساختمان

منطقه ها انواع مختلف و نیاز های مختلفی دارند. دسته بندی هر یک از مناطق ساختمان به شاخص هایی که باید در آن ها کنترل شود و تغییراتی که در آن ها رخ می دهد بستگی دارد. مواردی که در یک منطقه باید کنترل شوند عبارتند از: دما، رطوبت، تامین هوای تازه، زمان بندی کارکرد سیستم، محافظت در برابر یخ زدگی، تامین فشار هوا و نیاز های خاص منطقه. بیشترین دلیل زون بندی یا منطقه بندی در یک ساختمان تامین نیاز های حرارتی و برودتی است. فرض کنید ساختمان ویژگی های زیر را دارد:

عایق کاری خوب

یک سازه چند طبقه با نقشه های تیپ در هر منطقه

پنجره های بزرگ در نمای خارجی ساختمان

بار کم با وجود افراد و وسایل داخل خانه

اقلیمی که ساختمان قرار گرفته در نیم کره شمالی است.

در این مثال، با توجه به تغییر بار های حرارتی و برودتی، ابتدا نیاز فضای پیرامونی ساختمان در طبقات میانی را در نظر می گیریم. این نیاز ها در طول یک روز تابستانی می تواند تغییر کند. این تغییرات در بارهای دمایی به علت جذب گرمای ناشی از تابش خورشید است که به آن «بهره گرمایی» گفته می شود.

هدف از طراحی سیستم های تهویه مطبوع دست یابی به دمای نقطه تنظیم است. منظور از دمای نقطه تنظیم دمایی است که ترموستات برای دست یابی و سپس ثابت نگه داشتن آن تنظیم شده است. در هنگام صبح، خورشید به نمای شرقی ساختمان می تابد. علاوه بر نمای شرقی، نمای شمال شرق و جنوب شرق نیز از این تابش خورشید تاثیر می پذیرد. بنابراین در یک روز تابستانی، این نماها نیاز سرمایشی بیشتر در مقایسه با سایر نماهای ساختمان دارند.

به همین ترتیب با نزدیک شدن به هنگام ظهر، خورشید به سمت جنوب رفته و نماهای جنوب، جنوب شرق و جنوب غرب را گرم می کند. در حالی که منطقه شمال شرق به تدریج گرمای کمتری را از طریق تابش خورشید دریافت می کند.

به همین ترتیب با رسیدن به ظهر و پس از آن، گرمای ناشی از تابش خورشید بیشترین تاثیر را در نماهای غرب، جنوب غرب و شمال غرب خواهد داشت.

ملاحظات مربوط به زون بندی یا منطقه بندی

در نیم کره شمالی، تمامی مناطق ساختمان غیر از مناطق شمالی در معرض تابش خورشید و بهره گرمایی ناشی از آن هستند. بنابراین دو منطقه شمالی ساختمان وابسته به عوامل دیگری مانند دمای هوای خارج و بار های داخلی ناشی از کارکرد تاسیسات روشنایی و حضور افراد هستند.

دو عامل هوای خارج و بار های داخلی در تمامی فضا های این ساختمان یکسان هستند. بنابراین در دو منطقه شمالی می توان از یک ترموستات استفاده کرد. یعنی این دو فضا مانند یک منطقه عمل می کنند. دو منطقه جنوبی نیز مانند هم هستند و در میان روز بهره گرمایی بالایی دارند. بنابراین این دو فضا هم یک منطقه بوده و می توان آن ها را با یک ترموستات کنترل کرد. بقیه فضاهای این ساختمان هر یک تغییرات حرارتی مخصوص به خود را دارند و هرکدام به صورت یک منطقه جداگانه رفتار می کنند. به عبارت دیگر هرکدام از این فضا ها ترموستات خود را دارند. در نتیجه با تقسیم بندی این نقشه به شیوه فوق به شش منطقه نیاز داریم.

برای خرید تمامی لوازم برق کشی و سیم کشی ساختمان از حمله سیستم های تهویه، سیم و کابل، لامپ و .... میتوانید به بازار لاله زار تهران مراجعه کنید.

اما از آن جایی که در عمل در نظر گرفتن شش منطقه مختلف در چنین ساختمانی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست، ممکن است طراح دو نمای شمالی و شمالی شرق را نیز با هم یکی در نظر بگیرد. چرا که در اول صبح با کمی گرمایش بیشتر می توان این دو نما را به طور کامل پوشش داد. در این حالت از آن جا که اکثریت اهمیت بیشتری دارند، بهتر است ترموستات در فضای شمالی قرار گیرد. البته اگر فضای شمال شرق دارای کاربرد بیشتری باشد ترموستات در آن جا قرار می گیرد. به همین صورت دو فضای جنوب و جنوب شرق می توانند با یکدیگر ترکیب شوند زیرا هر سه فضا در نیم روز در معرض یک میزان بهره گرمایی خورشید هستند. در انتها نیز به دلیل آن که دو فضای جنوب غرب و شمال غرب در زمان عصر و هنگام غروب بهره گرمایی مشابهی دارند می توان این دو نمای را نیز در یک منطقه قرار داد. در این مثال می توان شش منطقه را به سه منطقه کاهش داد که هم از نظر کنترل حرارتی و هم عایق کاری صرفه اقتصادی بیشتری دارد. ایجاد تعادل بین هزینه و عملکرد یک چالش همیشگی برای طراح سیستم های تهویه مطبوع به شمار می رود که باید به درستی مدیریت شود. اگر تعداد مناطق یک ساختمان کم در نظر گرفته شود، قابلیت های عملکردی سیستم کاهش می یابد و افزایش تعداد مناطق ساختمان نیز موجب افزایش هزینه های اولیه و نگه داری می شود.

سقف و مناطق داخلی

تا به این قسمت در رابطه با سقف و مناطق داخلی ساختمان صحبتی به میان نیامد. مناطق داخلی ساختمان در طبقات میانی قرار دارند و با فضاهای تهویه شده احاطه گردیده اند در نتیجه به گرمایش نیاز ندارد. البته در اقلیم هایی با شرایط آب و هوایی سرد، مناطق بیرونی ساختمان نیاز به گرمایش دارند ولی باید خاطر نشان کرد که مناطق میانی به دلیل حضور افراد باز هم نیاز به سرمایش دارند. این تفاوت می تواند طراح را به سمتی سوق دهد که به جداسازی سیستم تهویه مطبوع در فضاهای داخلی ساختمان فکر کند.

منطقه هایی که در بالاترین طبقه ساختمان قرار دارند، به دلیل وجود بام در بالای خود علاوه بر شرایط دیگر طبقات، در زمستان با اتلاف گرما و در تابستان با بهره گرمایی خورشید رو به رو هستند. این مسئله موجب می شود تا نیاز حرارتی این بخش از ساختمان بیشتر از سایر مناطق باشد. طراحی نمای رومی می تواند از اتلاف حرارت تا حدی جلوگیری کند.

انتخاب شیوه منطقه بندی یا زون بندی یک مصالحه دائمی میان سود و هزینه است. در حالت ایده آل هر شخص می تواند به خودی خود کنترل حرارتی ساختمان را بر عهده بگیرد. ولی در واقع این کار در عمل اجرایی نیست. بنابراین طراح می تواند با ترکیب مناطق مختلف ساختمان، مانند روندی که قسمت قبل مرور کردیم، هزینه های اولیه را کاهش دهد. در این مثال، فقط به بهره گرمایی توجه کردیم ولی منطقه بندی به عوامل بسیار بیشتری مانند عواملی که در زیر با هم به بررسی آن ها می پردازیم بستگی دارد.

تغییرات دمایی

تغییرات دمایی خود با عوامل زیر در ارتباط است:

بهره گرمایی ناشی از تابش خورشید

همان گونه که در مثال مطرح شده در این فصل دیدیم بهره گرمایی ناشی از تابش خورشید در ساعت های مختلف روز می تواند متناسب با عواملی مانند چگونگی قرار گیری پنجره ها در ساختمان، نیاز حرارتی مناطق مختلف ساختمان را دستخوش تغییر کند.

بهره ها یا تلفات گرمایی از دیوار ها و بام

مناطق زیر بام، در تابستان و زمستان در مقایسه با سایر مناطق ساختمان نیاز بیشتری از نظر سرمایش و گرمایش دارند.

وضعیت حضور افراد در ساختمان

کاربری فضا و اهمیت آن از دیدگاه کنترل دما در زون بندی منطقه بندی بسیار اهمیت دارد.