پیش‌گفتار

در حال حاضر یکی از چالش‌ها و مباحث حائز اهمیت در صنعت تأسیسات مکانیکی ساختمان، تحلیل جریان هوا در ساختمان است. معمولاً افراد تجربه ناخوشایند مختلفی از توزیع نامناسب هوا در ساختمان و انتشار ناخواسته بو و سایر آلاینده‌ها را در قسمت‌های مختلف ساختمان دارند. این موضوع در پروژه‌های ساختمانی مختلف و بعضاً شاخص کشور نیز ملاحظه گردیده است. علی‌رغم اهمیت بالای موضوع کیفیت هوای داخلی در تجربه آسایش افراد، در اغلب مواقع نسبت به آن بی‌توجهی شده و تدابیر لازم به منظور حفظ کیفیت هوای داخلی اندیشیده نمی‌شود.

عموماً در فرآیندهای مهندسی این چنینی، پس از تکمیل مرحله طراحی، به منظور حصول اطمینان از کارکرد سامانه طراحی شده مطابق با مقاصد طراحی، بایستی سامانه‌های انتقال و فرآوری هوا مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند. با توجه به اینکه جریان هوا در ساختمان تابع پارامترهای مختلف و متعددی است، فرآیند تجزیه و تحلیل آن امری پیچیده است. روش‌های مختلفی جهت تجزیه و تحلیل جریان هوا در ساختمان وجود دارد که از آن بین می‌توان به روش‌های تحلیلی جبری، روش‌های مدل‌سازی شبکه‌ای (مدلسازی چندناحیه‌ای)، روش‌های دینامیک سیالات محاسباتی و روش‌های آزمایشگاهی اشاره داشت.

همانطور که پیش‌تر اشاره شد، جریان هوا در ساختمان تابع پارامترهای مختلف و متعددی است و روش‌های تحلیلی جبری در تحلیل بسیاری از آن پارامترها محدودیت دارند. این روش‌ها صرفاً برای مسائل ساده کاربرد داشته و درعمل استفاده از آنها در صنعت ساختمان بسیار محدود است. روش‌های مدلسازی شبکه‌ای (چندناحیه‌ای) یا مدلسازی ناحیه‌ای از فرض‌های ساده‌ساز کمتری نسبت به روش‌ها تحلیل جبری استفاده کرده و توانایی تحلیل مسائل پیچیده‌تری را دارند. فرض ساده‌ساز اصلی در این روش‌ها، یکنواخت در نظر گرفتن شرایط محیطی (مانند دما، غلظت آلاینده‌ها و فشار) در هر فضا است. این فرض ساده‌ساز برای فضاهای معمول در ساختمان‌ها انحراف قابل توجهی را در پی نداشته و نتایج قابل قبولی را ارائه می‌دهد؛ اما در خصوص فضاهای بسیار بزرگ، مانند آتریوهای قرار گرفته در ساختمان‌ها، بایستی با دقت بیشتری مورد استفاده قرار گیرند. روش‌های دینامیک سیالات محاسباتی اصولاً روش‌های پرهزینه و زمان‌بری هستند که چندان برای ساختمان‌های معمول نمی‌توان از آنها بهره برد. این روش‌ها ابزارهای بسیار قدرتمندی در تحلیل فضاهای بزرگ در ساختمان‌ها هستند. روش‌های آزمایشگاهی نیز بسیار هزینه‌بر بوده و از آنها فقط در ساختمان‌های خاصی استفاده می‌شود.

عنوان مدل‌های شبکه‌ای اصطلاحاً به مجموعه‌ای از نرم‌افزارها اطلاق می‌شود که با استفاده از روابط جریان سیالات، امکان شبیه‌سازی جریان هوا یا آب، در یک سیستم پیچیده که شامل مسیرهای مختلفی است را فراهم می‌کنند. نرم افزار کانتم به عنوان یکی از مدل‌های شبکه‌ای پرکاربرد و توانمند شناخته می‌شود. این نرم افزار به منظور تحلیل کیفیت هوای داخلی و کاربری‌های مرتبط با این حوزه توسعه یافته است. این نرم‌افزار علاوه بر اینکه می‌تواند جریان هوا در ساختمان‌ها را تحلیل نماید، قابلیت شبیه‌سازی حرکت آلاینده‌های مختلف را نیز دارد. کانتم یکی از محصولات انسیتو ملی استانداردها و فناوری ایالات متحده بوده که مشمول رعایت حق کپی‌رایت نمی‌گردد. این نرم‌افزار در اختیار عموم قرار دارد و به صورت رایگان می‌توان آن را از وبسایت این انسیتو با آدرس اینترنتی www.nist.gov دانلود نمود.

یکی دیگر از چالش‌هایی که مهندسین تأسیسات مکانیکی و مهندسین حریق و کنترل دود معمولاً در پروژه‌های ساختمانی با آن درگیر هستند، نحوه طراحی سامانه فشار مثبت و سامانه کنترل دود است. در ساختمان‌های پیچیده این سامانه‌ها را نمی‌توان با استفاده از روابط جبری تحلیل نمود و این روابط محدودیت‌های فراوانی دارند. کانتم در حال حاضر تقریباً پرکاربردترین نرم‌افزار جهت تحلیل سامانه‌های کنترل دود و ایجاد فشار مثبت و حتی ارزیابی شرایط ایمنی افراد در حوادث حریق در ساختمان است.

با در نظر گرفتن چالش‌ها و نکات فوق و به منظور گام برداشتن در راستای رفع آنها، نسبت به ایجاد این راهنما اقدام گردید. با امید به اینکه این راهنما برای مهندسین و متخصصین مفید واقع گردد. در ادامه باید از زحمات کلیه دوستان، اساتید و افرادی که در جهت تکمیل این راهنما و چاپ آن به اینجانبان یاری رساندند، قدردانی نماییم. پیشاپیش از تمامی متخصصین، همکاران، صاحب‌نظران و دانشجویان ارزشمندی که نظرات دقیق و سازنده خود را در خصوص بخش‌های مختلف کتاب برایمان ارسال می‌نمایند، کمال تشکر و قدردانی را داریم. امید است که در ویرایش‌های بعدی این راهنما بتوانیم از آن عزیزان نیز یاد کنیم. بی‌صبرانه در انتظار ارتباط با شما مخاطبین و اساتید بزرگوار و اطلاع از نقطه نظرات ارزشمندتان از طریق آدرس وبسایت www.CFD-Co.com هستیم.