Giải pháp thiết kế

Biểu đồ nhiệt ẩm
Posted by

Biểu đồ nhiệt ẩm

Xem xét biểu đồ nhiệt ẩm của một địa điểm nhất định sẽ mang tới những thông tin về nhiệt độ (bầu khô, bầu ướt) và độ ẩm (tương đối, tuyệt đối). Mặc dù mới nhìn, biểu đồ trông có vẻ phức tạp nhưng khi nắm được cách các đại lượng/biến tương tác với nhau, bạn sẽ có thể sử dụng biểu đồ nhiệt ẩm để đánh giá điều kiện tiện nghi cho người sử dụng cũng như các giải pháp thiết kế bị động phù hợp cho công trình.

Biểu đồ nhiệt ẩm chỉ ra giá trị nhiệt độ vs. độ ẩm, và có thể được sử dụng để thể hiện mức độ tiện nghi nhiệt, giải pháp thiết kế và mức năng lượng yêu cầu cho những giải pháp đó.

Biểu đồ nhiệt ẩm là gì?

Biểu đồ nhiệt ẩm là biểu đồ đại diện cho quá trình biến đổi trạng thái của không khí. Quá trình biến đổi trạng thái này bao gồm các đại lượng vật lý và nhiệt động lực học như nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ bầu ướt, độ ẩm, entanpi và tỷ trọng không khí.

Biểu đồ nhiệt ẩm có thể được sử dụng theo hai cách khác nhau. Cách đầu tiên được thực hiện bằng cách thể hiện nhiều điểm dữ liệu trên biểu đồ, mỗi điểm này đại diện cho điều kiện không khí ở thời điểm xác định. Sau đó, phủ lên khu vực “vùng tiện nghi” trên biểu đồ. Vùng tiện nghi của biểu đồ nhiệt ẩm được định nghĩa là vùng mà ở trong đó, người sử dụng sẽ cảm thấy hài lòng với các điều kiện nhiệt xung quanh mình. Sau khi vẽ các điểm dữ liệu và vùng tiện nghi, người sử dụng có thể nhìn thấy cách các giải pháp thiết kế thụ động có thể mở rộng vùng tiện nghi.

Ví dụ về cách nghiên cứu các điểm dữ liệu trên biểu đồ nhiệt ẩm và liên hệ chúng với các giải pháp thiết kế thụ động. Trong biểu đồ này, những ô xanh sẫm đại diện cho vùng tiện nghi và các màu sắc khác đại diện cho các giải pháp thiết kế đã được nghiên cứu từ trước để xem cách nó có thể mở rộng vùng tiện nghi.

Biểu đồ thông thường còn được sử dụng bởi các kĩ sư cơ khí để xác định các điểm động đại diện cho không khí bên ngoài và để hiểu quá trình không khí phải đi qua để có thể đạt được điều kiện tiện nghi cho người sử dụng bên trong công trình. Khi sử dụng biểu đồ nhiệt ẩm cho mục đích này, các điểm dữ liệu di chuyển trên biểu đồ.

Biểu đồ nhiệt ẩm cho thấy nhiệt độ vs. độ ẩm và có thể được sử dụng để xem xét mức độ tiện nghi cho người sử dụng và mức năng lượng yêu cầu cho những giải pháp đó.

Thành phần của biểu đồ nhiệt ẩm

Nhiệt độ

Nhiệt độ bầu khô được thể hiện trên biểu đồ nhiệt ẩm bởi các đường dọc thẳng đứng. Nhiệt độ không khí tăng dần từ trái sang phải.

Đường thể hiện nhiệt độ bầu khô trên biểu đồ nhiệt ẩm

Nhiệt độ bầu ướt được thể hiện bằng các đường chéo. Tương tự như nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ bầu ướt tăng dần từ trái sang phải.

Đường thể hiện nhiệt độ bầu ướt trên biểu đồ nhiệt ẩm

Độ ẩm tương đối

Một yếu tố khác trong mỗi biểu đồ nhiệt ẩm là các đường độ ẩm tương đối. Những đường này có dạng cong, bắt đầu từ 100% ở phía trên biểu đồ và giảm dần khi xuống dưới. Thông thường giá trị của những đường này cách nhau theo thang 10.

Đường thể hiện độ ẩm tương đối trên biểu đồ nhiệt ẩm

Điểm dữ liệu

Mỗi điểm trên biểu đồ nhiệt ẩm là một điểm dữ liệu. Hình thức thể hiện của các điểm dữ liệu này có thể thay đổi tùy theo chương trình phầm mềm sử dụng để thiết lập biểu đồ nhiệt ẩm, hoặc thiết lập bằng tay. Mỗi điểm dữ liệu tượng trưng cho một bộ những giá trị về chất lượng không khí tại một thời điểm. Nó có thể theo giờ, theo ngày, theo tháng hoặc thậm chí dữ liệu theo mùa. Điều kiện trung bình có thẻ được xác định dựa vào mật độ các điểm dữ liệu. Tại từng thời điểm có thể xem xét dữ liệu mùa hè và mùa đông riêng biệt nhưng việc xem xét chúng cùng thời điểm sẽ cho phép bạn xem xét toàn bộ các giải pháp thụ động một cách tổng thể và tích hợp.

Ví dụ như dựa vào những điểm dữ liệu trong trường hợp này, chúng ta có thể kết luận nhiệt độ trung bình ở mức 30 tới 35OC

Vùng tiện nghi

Vùng tiện nghi thông thường có thể được xác định bằng cách tô một phần của biểu đồ nhiệt ẩm. Vùng được tô này thay đổi rõ rệt theo từng vùng khí hậu và từng dự án. Vùng tiện nghi có thể được xác định bằng các chương trình phần mềm hoặc thủ công bằng tay, dựa trên chức năng, các hoạt động sẽ diễn ra trong công trình và dự kiến trang phục được mặc bởi người sử dụng.

Trong trường hợp này, nhiệt độ trên 30OC sẽ là quá nóng và dưới 20OC sẽ là quá lạnh

Trên một số biểu đồ nhiệt ẩm nhất định, một vài giá trị khác có thể được xác định, ví nhụ như:

– Các đường thể hiện nhiệt độ đọng sương nằm song song với trục hoành với chỉ số đọc ở bên phải biểu đồ. Đại lượng này cho phép xác định thời điểm nước trong không khí sẽ bắt đầu ngưng đọng, điều có thể dẫn tới nấm mốc và giảm hiệu quả cách nhiệt, hiệu quả nhiệt chung của công trình nếu không được xử lý hợp lý trong thiết kế.

– Đường ngang thể hiện tỷ lệ độ ẩm/đại lượng đo hơi nước. Thông tin này mang tới góc nhìn chi tiết hơn về tỷ trọng không khí – đại lượng liên quan tới độ nổi và các vấn đề về chất lượng không khí.

Video dưới đây sẽ mang tới cái nhìn tổng quan về biểu đồ nhiệt ẩm. Phần mềm được sử dụng là Ecotect Weather Tool.

Diễn giải biểu đồ nhiệt ẩm

Do biểu đồ nhiệt ẩm có thể nhanh chóng mang tới cái nhìn tổng quan về điều kiện không khí và mối liên hệ với mức tiện nghi sử dụng, một số nhận xét rõ ràng có thể được đưa ra. Ví dụ như việc khí hậu của bạn là nóng ẩm hay khô? Trong phần lớn thời gian, người sử dụng sẽ cảm thấy như thế nào – quá nóng, quá lạnh hay thoải mái?

Dưới đây là một số ví dụ về nhận xét có thể rút ra từ biểu đồ.

Nhiệt độ (da cam = quá nóng, xanh da trời = quá lạnh)

Độ ẩm (xanh da trời = quá ẩm, vàng = quá khô)

Giải pháp thiết kế và biểu đồ nhiệt ẩm

Sau khi tìm hiểu về khí hậu được thể hiện trên biểu đồ nhiệt ẩm, bạn có thể sử dụng nó để tìm ra giải pháp thiết kế bền vững nào là tốt nhất có thể được sử dụng để cải thiện tiện nghi cho con người.

Khi các điểm dữ liệu nằm về phía bên phải vùng tiện nghi, bạn sẽ cần giảm nhiệt độ không khí. Giải pháp có thể được áp dụng là tăng tốc độ lưu thông không khí bằng thông gió tự nhiên.

Khi các điểm dữ liệu nằm về phía bên trái vùng tiện nghi, bạn sẽ cần tăng nhiệt độ không khí. Giải pháp bị động thông thường là tăng mức hấp thu nhiệt bức xạ mặt trời bằng các vật liệu có nhiệt khối lớn.

Khi độ ẩm tương đối quá thấp, nó có thể được tăng bằng làm mát bay hơi. Và khi độ ẩm quá cao thì cần phải khử ẩm.

Ví dụ dưới đây sẽ cho thấy cách phân tích giải pháp dựa trên biểu đồ nhiệt ẩm. Climate Consultant là phần mềm đã được sử dụng để thiết lập biểu đồ.

Biểu đồ nhiệt ẩm ban đầu, với vùng tiện nghi cho trang phục mùa đông và mùa hè. Biểu đồ đồng thời cũng chỉ ra rằng chỉ 9.5% người sử dụng sẽ cảm thấy thoải mái nếu không sử dụng giải pháp thiết kế nào.

Thông gió tự nhiên được áp dụng để giảm nhiệt độ không khí và tỷ lệ tiện nghi cho người sử dụng tăng lên mức 10%.

Tận dụng khả năng áp dụng giải pháp thiết kế bị động tăng mức hấp thu nhiệt bức xạ mặt trời với vật liệu có nhiệt khối lớn để tăng nhiệt độ không khí. Tỷ lệ tiện nghi tăng lên 29,1%.

Giải pháp khử ẩm được áp dụng kết hợp với sưởi ấm thụ động và tỷ lệ tiện nghi cho người sử dụng đạt mức 98,9%.

1 0 3747 08 July, 2015 July 8, 2015
1 vote

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Facebook Comments