مبحث 19 مقررات ملی ساختمان؛ آشنایی با مفاهیم

منبع: دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان

مبحث 19 مقررات ملی ساختمان، ضوابط طرح، محاسبه و اجرای عایق کاری حرارتی و سیستم‌های تأسیساتی گرمایی، سرمایی، تھویه، تھویه مطبوع، تأمین آب گرم مصرفی و روشنایی الکتریکی در ساختمان‌ها راتعیین می‌کند، و شامل دو روش کارکردی (روش الف)و تجویزی (روش ب)است. توضیح اینکه در روش (الف) ضریب انتقال حرارت طرح ساختمان محاسبه شده، با ضریب انتقال حرارت مرجع مربوط به طراحی مورد نظر مقایسه می‌شود.ھمچنین، اصول کلی ضروری در مورد سیستم‌های طراحی شده، جھت به حداقل رسانیدن مصرف بیان می‌شود.در روش (ب) راه حل‌های فنی مختلف برای تعیین طراحی قسمت‌های مختلف تشکیل دھنده پوسته خارجی ساختمان ارائه می‌شود.این روش فقط در موارد زیر قابل اعمال است:

• خانه‌های ویلایی و واحدھای واقع در آپارتمان‌های مسکونی با مجموع زیربنای کمتر از ١٠٠٠ متر مربع
• تمام ساختمان‌های گروه ٣ از نظر میزان صرفه جویی در مصرف انرژی برابر با پیوستهای مندرج در مقررات ملی ساختمان

تعاریف ضروری

اینرسی حرارتی (Thermal inertia): قابلیت کلی پوسته خارجی و دیوارھای داخلی در ذخیره کردن انرژی (با جذب آن)و بازپس دادن آن (در صورت لزوم) برای به حداقل رسانیدن نوسان‌های دما و بار گرمایی - سرمایی در فضاھای کنترل شده ساختمان . گروه بندی اینرسی حرارتی کلی ساختمان با استفاده از جرم سطحی مفید ساختمان مشخص می‌شود.

بازشو (Opening): کلیه سطوح در پوسته خارجی ساختمان که برای ایجاد دسترسی، تأمین روشنایی، دید به خارج، خروج گاز حاصل از سوخت، تھویه و تعویض ھوا ایجاد می‌شوند . (مثل انواع درھا، دریچه‌ها، پنجره‌ها، نماھای شیشه ای، نورگیرھا، ھواکش‌ها، دودکش‌ها و …).

بام تخت (Flat roof): پوشش نھایی ھر قسمت از ساختمان که شیبی کمتر یا مساوی ١٠ درجه نسبت به سطح افقی دارد.بام‌های تخت بخشی از پوسته خارجی ساختمان محسوب می‌شوند.

بام شیبدار (Pitched roof): پوشش نھایی ساختمان که شیبی بیشتر از ١٠ درجه و کمتر از ۶٠ درجه نسبت به سطح افقی دارد .در بالای سقف شیب دار فضای خارج و در زیر آن فضای کنترل شده یا کنترل نشده قرار دارد .در صورتیکه فضای زیرین کنترل شده باشد، بام شیبدار بخشی از پوسته خارجی ساختمان محسوب می‌شوند.

برچسب انرژی (Energy label): برچسبی که توسط مقامات ذی­صلاح بر روی تولیدات صنعتی مورد استفاده در ساختمان نصب می‌شود تا حد کیفیت محصولات از بعد مصرف انرژی مشخص شود.

پایانه حرارتی (Thermal terminal): بخشی از یک سیستم مرکزی سرمایی یا گرمایی که در آخر مدار قرار دارد و انرژی منتقل شده توسط مدار توزیع را به فضا یا فضاھای کنترل شده انتقال می‌دھد (مانند رادیاتور).

پل حرارتی (Thermal bridge): نقاطی از ساختمان که به علت عدم تداوم و یکپارچگی عایق حرارت پوسته خارجی ساختمان باعث افزایش میزان انتقال حرارت می‌شوند.

پوسته خارجی (Building envelope): کلیه سطوح پیرامونی ساختمان، اعم از دیوارھا، سقف‌ها، کف‌ها، بازشوھا، سطوح نورگذر و نظایر آنھا که از یک طرف با فضای خارج و یا فضای کنترل نشده، و از طرف دیگر با فضای کنترل شده داخل ساختمان در ارتباط ھستند.پوسته خارجی الزام در تمام موارد با پوسته فیزیکی ساختمان یکی نیست، زیرا پوسته فیزیکی ممکن است دربرگیرنده فضاھای کنترل نشده نیز باشد .پوسته خارجی ساختمان شامل عناصری که در وجه خارجی خود مجاور خاک و زمین ھستند نیز می‌باشد.

پوسته فیزیکی (Physical envelope): کلیه سطوح پیرامونی ساختمان، اعم از دیوارھا، سقف‌ها، کفھا، بازشوھا و نظایر آنھا که از یک طرف با فضای خارج و از طرف دیگر با فضای داخل یا فضای کنترل نشده در ارتباط ھستند.

تعویض ھوا (Air change): تأمین شرایط بھداشتی در داخل فضای کنترل شده با عو ض کردن میزان مشخصی از ھوای آن با ھوای تازه در ھر ساعت.

تھویه (Ventilation): روند دمیدن و یا مکیدن ھوا از طریق طبیعی یا مکانیکی به ھر فضایی یا از ھر فضایی، برای تأمین شرایط بھداشت و آسایش (کنترل دما و احتمالاً میزان رطوبت ھوا، جلوگیری از بروز میعان، جلوگیری از رشد میکروارگانیسم‌ها و … ).چنین ھوایی می‌تواند مطبوع شده باشد.

تھویه مطبوع (Air conditioning): نوعی از تھویه ھمراه با تنظیم عواملی ھمچون دما، رطوبت (رطوبت گیری یا رطوبت زنی) ، ھمراه با حذف آلاینده‌های مختلف (بو، گرد و غبار، میکروارگانیسم‌ها، … ) برای تأمین آسایش حرارتی.

جدار نورگذر (Translucent layer): جداری که ضریب انتقال نور آن بزرگتر از ٠٫٢ باشد.جدار نورگذر بر دو نوع شفاف و مات بوده و شامل پنجره‌ها، نماھا و درھای خارجی نورگذر، نورگیرھا و مشابه آنھا است.

جرم سطحی (Surface mass): جرم متوسط یک متر مربع از سطح پوسته داخلی یا خارجی ساختمان.

جرم سطحی مفید جدارEffective surface mass of partitions) ): جرم سطحی قسمت رو به داخل جدار تشکیل دھنده پوسته خارجی ساختمان که در محاسبه جرم مفید و اینرسی حرارتی ساختمان درنظر گرفته می‌شود.

جرم سطحی مفید ساختمان (Effective surface mass of the building): نسبت جرم مفید ساختمان به سطح زیربنای مفید.

جرم مفید ساختمان (Effective mass of the building): مجموع جرم قسمت‌های رو به داخل جدارھای تشکیل دھنده پوسته خارجی ساختمان که در محاسبه اینرسی حرارتی ساختمان درنظر گرفته می‌شود.

دیوار (Wall): بخشی از پوسته خارجی غیر نورگذر ساختمان که عمودی است یا با زاویه بی ش از ۶٠ درجه نسبت به سطح افقی قرار گرفته است.

روز درجه سرمایش (Cooling degree day): واحدی بر اساس دما و زمان، که برای برآورد مصرف انرژی و تعیین بار سرمایش یک ساختمان در اوقات گرم سال به کار می‌رود. روز درجه سرمایش برابر است با مجموع اختلاف دمای متوسط روزانه نسبت به ٢١ درجه سانتیگراد مربوط به دورهای از سال که دمای متوسط روزانه از ٢١ درجه سانتیگراد بالاتر است.

روز درجه گرمایش (Heating degree day): واحدی بر اساس دما و زمان، که برای برآورد مصرف انرژی و تعیین بار گرمایشی یک ساختمان در اوقات سرد سال به کار می‌رود.روز درجه گرمایش برابر است با مجموع اختلاف دمای متوسط روزانه نسبت به ١٨ درجه سانتیگراد مربوط به دورهای از سال که دمای متوسط روزانه از ١٨ درجه سانتیگراد پائین تر است.

ساختمان ویلایی (Individual (detached or semi-detached) dwelling): ساختمان مستقلی است که فقط یک واحد مسکونی دارد.

سطح زیربنای مفید (Building usable area A h): مجموع سطح زیربنای فضاھای کنترل شده در یک ساختمان.

سطوح جدارھای نورگذر (Translucent surfaces AG): مساحت کل جدارھای نورگذر (اعم از شفاف یا مات)و قاب‌های احتمالی نگھدارنده آنھا.

سیستم نوین تھویه (New ventilation system): سیستمی‌که برای کنترل دبی تھویه بکار می‌رود و به طور محسوسی دبی ھوای تازه را برای صرفه جویی در مصرف انرژی محدود می‌کند.این سیستم‌ها باید مطابق با ضوابط بھداشت و مورد تأیید مراجع ذی صلاح باشند.

سیستم غیر فعال خورشیدی (Passive solar system): سیستمی که قسمت‌هایی از جدارھای پوسته خارجی را تشکیل می‌دھد و به گونه ای طراحی شده است که با یک مکانیسم غیرفعال، انرژی خورشیدی را در خود جمع آوری و ذخیره می‌کند تا در زمان مناسب به فضای داخلی ساختمان منتقل شود (مانند فضای گلخانه ای).

سیستم قطع و کنترل اتوماتیک (Automatic control (cut & out) system): سیستمی که با روشن و خامو ش کردن تأسیسات گرمایی یا سرمایی، دمای رفت یا دمای فضاھا را در محدوده تعیین شده بصورت خودکار تنظیم می‌کند.

شاخص خورشیدی (Solar index): ضریبی که بر اساس آن، مقدار بھره گیری ساختمان از انرژی تابشی خورشید تعیین می‌شود.

شرایط عادی جوی (Normal atmospheric conditions): شرایط جوی که بطور معمول در یک منطقه جغرافیایی حاکم است.

ضریب انتقال حرارت طرح H (Coefficient of heat loss of the building): ضریب انتقال حرارت طرح ساختمان یا بخشی از آن برابر است با مجموع انتقال حرارت از جدارھای فضاھای کنترل شده، در صورتی که اختلاف دمای داخل و خارج برابر یک درجه باشد.واحد مورد استفاده برای ضریب انتقال حرارت [W/K] است. در رو ش کارکردی برای کنترل صحت طراحی، این ضریب با ضریب انتقال حرارت مرجع مقایسه می‌شود.

ضریب انتقال حرارت سطحی U (Thermal transmittance): ضریب انتقال حرارت سطحی قسمتی از پوسته خارجی ساختمان برابر است با توان حرارتی منتقل شده از سطحی از آن، با مساحت یک مترمربع، در صورتی که اختلاف دمای داخل و خارج برابر یک درجه باشد.واحد مورد استفاده برای ضریب انتقال حرارت [W/m2.K]  است.

 نسبت شدت جریان حرارت سطحی به اختلاف دما بین سطح جدار و ھوای محیط مجاور در حالت پایدار (ر.ک.

ضریب تصحیح انتقال حرارت مرجع (Reference heat transfer correction factor):

ضریب انتقال حرارت سطحی مرجع، ضریب انتقال حرارت سطحی انواع مختلف جدارھای تشکیل دھنده پوسته خارجی ساختمان (دیوار، سقف، کف، جدار نورگذر، در، … )است که در این مبحث برای محاسبه ضریب انتقال حرارت مرجع مورد استفاده قرار می‌گیرد.واحد مورد استفاده برای ضریب انتقال حرارت سطحی [W/ m2.K]است.

ضریب تبادل حرارت در سطح جدار (Surface coefficient of heat transfer): نسبت شدت جریان حرارت سطحی به اختلاف دما بین سطح جدار و ھوای محیط مجاور در حالت پایدار.

ضریب تصحیح انتقالحرارت مرجع (Reference heat transfer correction factor): ضریبی که در صورت طراحی مناسب و بھره گیری بھینه از انرژی خورشیدی در مناطق سردسیر برای تصحیح مقادیر انتقال حرارت مرجع محاسبه می‌شود.ضریب تصحیح انتقال حرارت مرجع با g نشان داده می‌شود.

 ضریب انتقال خورشیدی سطح نورگذر(Solar transmittance ratio): نسبت انرژی عبور کرده به انرژی تابیده شده به سطح نورگذر

ضریب ھدایت حرارت (Thermal conductivity): مقدار حرارتی که در یک ثانیه از یک متر مربع عنصری ھمگن به ضخامت یک متر، در حالت پایدار، عبور می‌کند و اختلافی برابر یک درجه کلوین بین دمای دو سطح طرفین عنصر ایجاد کند.ضریب ھدایت حرارتی با I نشان داده می‌شود و واحد آن [W/m.K] است.

عایق - عایق حرارت (Thermal insulation (Insulating material): مصالح یا سیستم مرکبی که انتقال گرما را از محیطی به محیطی دیگر بطور مؤثر کاھش دھد .در مواردی عایق حرارت می‌تواند علاوه بر کاھش انتقال حرارت، توانایی‌های دیگری نیز مانند باربری، صدابندی و …داشته باشد .در این راھنما، بطور اختصار کلمه عایق معادل عایق حرارت استفاده می‌شود .تحت شرایط ویژه ای، ھوا نیز می‌تواند عایق حرارت محسوب شود. عایقکاری حرارتی بوسیله یک ماده یا مصالح خاص و یا توسط سیستمی با چندین کارآیی صورت می‌گیرد. برای مثال، یک دیوار باربر می‌تواند در عین حال نق ش عایق کاری حرارتی را نیز تأمین کند .ولی در اکثر موارد، لازم است که لایه ای ویژه صرف به عنوان عایق حرارت به جدار اضافه شود.

عایقکاری حرارتی – گرمابندی (Thermal insulation): منظور استفاده از عایق‌های حرارت به منظور محدود کردن میزان انتقال حرارت در اجزای ساختمانی می‌باشد . سیستم عایقکاری حرارتی (گرمابندی)باید دو شرط زیر را دارا باشد:

-مقاومت حرارتی کل پوسته خارجی +عایق حرارت از حد مشخص شدهای بیشتر باشد،

-ضریب ھدایت حرارتی عایق مصرفی از حد مشخص شدهای بیشتر نباشد.

مصالح بکار رفته در پوسته خارجی می‌تواند بدون نیاز به عایق حرارت مقاومت حرارتی مورد نیاز در مقررات را تأمین کند.در صورت عایق کاری حرارتی (گرمابندی)مناسب عناصر ساختمان، تأمین و حفظ شرایط آسایش حرارتی فضاھای کنترل شده براحتی و ھمراه با صرفه جویی در مصرف انرژی انجام می‌شود.

عایقکاری حرارتی از داخل (Internal thermal insulation): عایقکاری حرارتی (گرمابندی)اجزای ساختمانی که با افزودن یک لایه عایق حرارت در سمت داخل صورت می‌گیرد.

عایقکاری حرارتی (گرمابندی)از خارج (External thermal insulation) : عایقکاری حرارتی (گرمابندی)اجزای ساختمانی که با افزودن یک لایه عایق حرارت در سمت خارج صورت می‌گیرد.

عایقکاری حرارتی پیرامونی (Peripheral thermal insulation): عایقکاری حرارتی با عرضی محدود در کف روی خاک در مجاورت و امتداد دیوارھای پوسته خارجی ساختمان

عایقکاری حرارتی ھمگن (Distributed thermal insulation): نوعی عایق کاری حرارتی که در آن مصالح ساختمانی مصرف شده (اعم از سازه ای و غیر سازه ای)در بخ ش اعظم ضخامت پوسته خارجی (دیوار، سقف، کف)مقاومت حرارتی بالایی داشته باشد.

عناصر ساختمانی (Building elements): قسمت‌هایی از ساختمان که به منظور تأمین نیازھای سازه ای و یا غیر سازه ای طراحی و ساخته شده اند و در پیوند با یکدیگر، تمامیت یک ساختمان را شکل میب خشند (مانند بام، سقف، کف، دیوار، بازشوھا و …).

عوامل ویژه (Specific determining factors): عواملی که نقش تعیین وضعیت ساختمان را از نظر میزان صرفه جویی در مصرف انرژی ایفا می‌کنند  این عوامل شامل دو نوع اصلی و فرعی می‌باشند.

فضای زیستی (Living space): فضای مورد استفاده روزمره انسان‌ها اعم از فضای مسکونی، فضای کار و مشابه آن.

فضای کنترل شده (Controlled space): بخش‌هایی از فضای داخل ساختمان، اعم از فضای زیستی و غیر زیستی، که به علت داشتن عملکرد خاصی، بطور مداوم و تا دمایی برابر و یا بالاتر (یا پایین‌تر )از دمای زیستگاه، گرم (یا خنک )می‌شوند. شرایط حرارتی آنھا در ساختمان باید در محدوده آسایش باشد . ساختمان‌های مجاور ساختمان مورد نظر، از نوع فضای کنترل شده تلقی می‌شوند، مگر آنکه از نوع ذکر شده در تعریف فضای کنترل نشده باشند.

فضای کنترل نشده (Uncontrolled space): بخش‌هایی از فضای ساختمان که تعریف فضای کنترل شده در موردشان صادق نیست (ھمانند فضاھای درز انقطاع بین دو ساختمان، راه پله‌ها، دالان‌ها و پارکینگ‌هایی که مورد گرمایش و سرمایش قرار نمی‌گیرند).

کف (Floor): عنصر ساختمانی افقی یا دال، که در بالا با یک فضای کنترل شده، و در پایین با خاک یا با فضای کنترل نشده یا فضای خارجی در تماس است.کف بخشی از پوسته خارجی ساختمان محسوب می‌شود.

گرمایش پایه (Background heating): گرمایش اصلی ساختمان که با دمای خارج تنظیم می‌شود.

گرمایش تکمیلی (Complementary heating): گرمایش فرعی ساختمان که برای جوابگویی به نیازھای گرمایی کوتاه مدت، در مواقعی که گرمایش پایه به تنھایی کافی نیست، پیش بینی می‌شود.

گرمایش مرکب (Composite heating): گرمایش تشکیل شده از دو مؤلفه پایه و تکمیلی.

لامپ کم مصرف(Low consumption lamp): لامپ با راندمان بیش از ۴٠ لومن بر وات

محدوده آسایش (Comfort zone): شرایط حرارتی و رطوبتی که حدود ٨٠ درصد ساکنین یا استفاده کنندگان در آن احساس آسایش می‌کنند.

محدوده دمای متعارف (Normal tempereture interval): محدوده دمایی که در فضاھای دارای عملکرد خاص باید حفظ شود.

مراجع ذیصلاح (Competent authorities): مراجعی که صلاحیت آنھا در زمینه‌های تعیین شده در این مبحث مورد تأیید رسمی‌باشد.

مقاومت حرارتی (Thermal resistance): نسبت ضخامت لایه به ضریب ھدایت حرارتی آن.بدیھی است مقاومت حرارتی یک پوسته تشکیل شده از چند لایه مساوی با مجموع مقاومت‌های ھر یک از لایه‌ها خواھد بود.

نشت ھوا(Air leakage): ورود و یا خروج ھوا در ساختمان از منافذ و مجراھایی غیر از محل‌های پیش بینی شده که باعث تعویض ھوا می‌شود.

نوع (حامل)انرژی (Energy carrier): در این مبحث، انرژی به دو نوع است : برقی و غیربرقی (شامل انواع مختلف مصرف مستقیم انرژی فسیلی،... ).

واحد مسکونی (Residential unit): یک واحد خانه متشکل از یک اتاق یا بیشتر که امکانات کامل و مستقل (خواب، خوراک، پخت و پز و بھداشت ) برای زندگی یک نفر یا بیشتر در آن فراھم باشد.

ھوابندی (Air tightening): جلوگیری از ورود یا خروج ھوا از طریق پوسته و یا درزھای عناصر تشکیل دھنده آن.

نشریه پنجره ایرانیان، سال پنجم ، شماره 57 ، تیرماه 1391