Table of Contents
أساسيات الهضم وتأثيره على نوعية الهواء الداخلي
إن نوعية الهواء داخل الهواء داخل الهواء هي مصدر قلق متعدد الأبعاد يؤثر تأثيرا مباشرا على صحة الإنسان والراحة والإنتاجية، ومن بين العوامل العديدة التي تؤثر على اللجنة الاستشارية المستقلة للمراجعة، تبرز الرطوبة باعتبارها متغيرا معقدا بشكل خاص، ولا تحكم الهضم فقط الراحة الحرارية، بل أيضا بقاء وانتشار الملوثات البيولوجية مثل القالب والبكتيريا وأجهزة التغليف، ولذلك فإن فهم الرطوبة والسيطرة عليها أمران أساسيا لأي تصميم أو تهوية.
ويُعبر عن الرطوبة في شكلين: الرطوبة النسبية والرطوبة المطلقة في الهواء. وتقيس الرطوبة النسبية كمية بخار الماء في الهواء مقابل الحد الأقصى الذي يمكن أن يُحمله الهواء عند درجة حرارة معينة، بينما تُعتبر الرطوبة المطلقة كتلة من الماء بخار لكل وحدة من الهواء.
ولا تقتصر مسألة الرطوبة على إضافة أو إزالة الرطوبة، بل تتطلب تكاملا دقيقا لمعدلات التهوية، وأنماط التوزيع الجوي، ومراقبة درجة الحرارة، وكثيرا ما تكون معدات إزالة الرهون أو الرطوبة، حيث تصبح ديناميات السوائل الحاسوبية أداة تحليلية لا تقدر بثمن، وتسمح المؤسسة للمهندسين بتخيط النقل المزدوج للحرارة، والهواء، والرطوبة داخل الأماكن المغلقة، وتوفير معلومات مبسطة.
دور الديناميات الفولطية الحاسوبية في تحليل المعايير الدولية للمحاسبة
وتستخدم ديناميات السوائل الحاسوبية أساليب رقمية لحل المعادلات الإدارية لتدفقات السوائل، ومعادلات الزهرة السائلة للزخم، ومعادلة الاستمرارية للكتلة، ومعادلة الطاقة لنقل الحرارة، ولنموذج الرطوبة، يتم حل معادلة نقل الأنواع الإضافية لتتبع تركيز بخار الماء.
وعندما تطبق على دراسات اللجنة الاستشارية المستقلة للمراجعة، يمكن أن تجيب محاكاة اللجنة على أسئلة مثل: كيف يؤثر وضع موزعي الإمدادات على توزيع الرطوبة؟ وهل ستتضاعف مواسير على سطح النوافذ الباردة؟ وكيف تؤثر أنماط شغلها ومصادر الرطوبة الداخلية (الناس والطهي والنباتات) على مستويات الرطوبة المحلية؟ وبرد هذه الأسئلة على حلول مكانية عالية، يمكن للمهندسين أن يصمموا نظما للتهوية لا تخفف من مخاطرها.
الآليات المادية الرئيسية في نموذج الهضم
ويشتمل النقل المتنقل داخل الهواء الداخلي على عدة آليات مادية يجب أن تكون ممثلة تمثيلاً دقيقاً في نموذج من نماذج الديوكسينات الفلورية، والآليات الرئيسية هي التطهير (حركة الهواء المشتعلة التي تحمل بخار الماء)، والتفريغ (النقل المتعدد المنهجيات من تلال التركيز)، والتغيير التدريجي (التبريد أو تكديس المياه).
نقل مياه الصابورة
وفي حالة هشاشة المياه، يعامل بخار الماء على أنه نوع من أنواع الصقور السائبة التي تنقلها التدفق الجوي، ويعين المستخدم الجزء الكثيف من بخار المياه في سُحّصات، أو كبديل عن ذلك، الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة، التي يحسب منها الضعيف الكثيف، وتشمل معادلة نقل الأنواع شروطاً للارتطام، والزلاج، وأي نوع من أنواع المتغيرات.
النموذج والتخريب
ويحدث التكثيف عندما يتواصل الهواء الناموس مع سطح يقل عن درجة حرارة نقطة السحب، ويمكن في مركز الديوكسا المركزي أن يوضع نموذج إما بفرض حالة حدية تحدد تركيز بخار الماء عند القيمة المشبعة عند درجة الحرارة السطحية (يؤدي ذلك إلى تدفق مكثف من الرطوبة إلى الجدار) أو باستخدام نماذج أكثر تطوراً للأفلام الجدارية.
الترسب وتأثيره على التشت في الحركة
فالتدفقات الجوية الداخلية تكاد تكون مضطربة، حتى في المناطق المنخفضة السرعة، بسبب العقبات، والأعمدة الحرارية، والطائرات المهددة بالانقراض، ويعزز التقلب الخلط ويعجل باختلاف النسيج، ويوفر هذا الازدهار مجموعة من نماذج الاضطرابات الملائمة للتدفقات الداخلية، من النموذج القياسي لحجم الرحلات الجوية (النموذج المميزة بالنسبة للكائنات الحية الكبيرة).
إنشاء محاكاة ضخمة في ملوّثات
ومن الضروري إيجاد تدفق عمل محاكاة محكم التنظيم من أجل تحقيق نتائج ذات مغزى، وتجمل الخطوات التالية منهجية نموذجية لنموذج الرطوبة في الأماكن الداخلية باستخدام ثروات الشبكة.
1 - الهندسة الجيولوجية وجيل الميوش
وتتمثل المهمة الأولى في إنشاء قياس جغرافي محاسبي يمثل بدقة الحيز الداخلي، بما في ذلك الجدران والنوافذ والأثاث ومكونات HVAC، ويمكن استخدام مبيد تصميمات أو محلات فضائية لهذا الغرض، كما أن تفريق طبقة التجميل في الخلايا، بما يكفي لحل طبقات الحدود القريبة من الجدران ودرجات الحرارة، حيث توجد مستويات عالية من التحلل.
2 - وضع شروط الحدود
وتحدد شروط الحدود مصادر التدفق الجوي والرطوبة والبالوعات، وتشمل الأنواع المشتركة ما يلي:
- Inlet (velocity inlet or mass flow inlet)]: Specify air velocity, temperature, and water vapor mass fraction (or relative humidity) at supply diffusers.
- Outlet (pressure outlet)]: Apply ambient pressure; backflow conditions should be set with representative temperature and humidity to avoid convergence issues.
- Wall]: Assign thermal boundary conditions (fixed temperature or heat flux) and moisture boundary conditions (zero flux for non-condensing surfaces, or saturation condition for condensation).
- Internal heat and moisture sources: Use volumetric source terms or user-defined functions to represent heat and moisture generation from occupants, equipment, or lighting.
3- اختيار النماذج المادية
وفي إطار مبادرة " إينيس " ، يمكن معادلة الطاقة ونموذج نقل الأنواع، واختيار نموذج الاضطراب المناسب (مثلاً، قابل للمعاملة الحائطية المعززة) وإذا كان من المتوقع أن يعاد تشكيل أو التبخر، فإن مخطط " إيلوريان " هو نموذج " للأفلام الجدارية " أو نموذج التكثيف/التهرب " ، يكفل التشريد بواسطة عوامل الوزن.
4- سولفر ستينغز وكونفرنس
استخدام المذيب القائم على الضغط )الخرافيم المجزأ( نظرا لأن التدفقات غير قابلة للاكتئاب من حيث عدد الماشية المنخفض، وقد يعمل نظام SIMPLE أو SIMPLEC جيدا على المحاكاة الثابتة، أما بالنسبة للمحاكاة العابرة، فيوصى بمتوسط كميات الطراز الأول من نوع PISO-4، وقد يتطلب الأمر وجود قيم منخفضة التحلل فيما يتعلق باستمرارية الأنواع الرطبة)٩(.
٥ - ما بعد التجهيز والتحليل
ويمكن أن تولد أدوات التصريف بعد التجهيز )أو قوة السحب المركزي( التي تستخدم فيها الرطوبة النسبية، ودرجة الحرارة، وسرعة الهواء على طائرات ذات فائدة، كما أن خطوط الاستنشاق والخطوط الجوية تساعد على تصور نمط التدفق الجوي ونقل الرطوبة، مثل متوسط درجة الحرارة في المنطقة المحتلة، والنسبة المئوية للتدفقات السطحية الباردة فوق ٧٠٪ من الألف.
تطبيق نموذجي: الاستخدام الأمثل في غرفة اجتماعات مكتبية
(ب) النظر في غرفة اجتماعات نموذجية تبلغ مساحتها 8 أمتار × 3 أمتار مع نظام تهوية مختلط متصاعد الحد الأقصى، وتشغل الغرفة 12 شخصاً، ويولد كل منهم حوالي 75 واف من الحرارة المعقولة و55 غرام/ساعة من الرطوبة (بأغلبها من خلال التنفس والارتعاش)، وسور خارجي له خبرة واسعة في درجات حرارة الدار ويمكن أن يصل إلى درجات حرارة السطح عند درجة حرارة أقل من 14 درجة مئوية في الشتاء،
وقد تم تطوير محاكاة للديوان المركزي باستخدام المنهجية المذكورة أعلاه، حيث يوصل موزعو الإمدادات 150 لتراً من الهواء عند 18 درجة مئوية و50 في المائة من الهواء. ويقع العادم بالقرب من السقف على الجدار المعاكس، ويتحقق نموذج الاضطراب من كيلو متراً، ويحل الجزء من الماء الذي يحافظ على الكتلة الكثيفة، ويبين الشكل 1 التوزيع النسبي المتوقع للرطوبة عند ارتفاع 1.2 متراً (س).
وباستعمال البصيرة المحاكاة، يعدل المهندس التصميم: إذ تحدد وحدة التصفيق المسخّرة لإبقاء سطح النافذة فوق 16 درجة مئوية، ويضاف مستعمل إضافي صغير إلى الهواء المباشر المسيل للإمدادات على طول النافذة، ويظهر المحاكاة المنقحة أن معدل الارتداد يخفض إلى مستويات لا تذكر، ويصبح توزيع التواضع أكثر اتساقا، مع بقاء جميع المواقع التي تحتل فيها أقل من 60 في المائة من الألف.
النظر في المسائل المتقدمة وتقنيات النماذج
ويمكن استخدام قدرات إضافية في مجال النماذج من أجل تطبيقات أكثر تعقيداً أو عالية الجودة.
Multiphase Modeling for Mist or Fog
وعندما يُصبح الهواء مُستَنَعَداً (مثلاً في الحمامات، أو في حمامات السباحة، أو عمليات الرطوبة الصناعية)، فإن بخار المياه قد يُغَطَّر في ضباب من قطرات الغرامة، ولا يُسجَّل نموذج " إيلوريان " في شكل قذيفة مُعدَّلة جواً، وفي هذه الحالات، يكون نموذجاً متعدد المراحل تماماً مثل نموذجاً للتخلّل التدفقات التدفق المُ التراكمةً.
أزواج مع محاكاة الطاقة في المباني
وعادة ما تحفز نماذج الديوكسينات الكهرومغناطيسية المجال الجوي في شكل حل مكاني مرتفع ولكن لفترات زمنية قصيرة، ولتحليل الأداء الموسمي أو السنوي، يمكن أن تقترن هذه المبيدات بأداة محاكاة في مجال الطاقة مثل " الطاقة " أو " تريس " ، وتوفر أداة BES الظروف الحدودية (درجات الحرارة، والجدول الزمني للتهوية، والمكاسب الداخلية) لنموذج CFD الذي يصقلم المكثف من الحرارة والتحولات.
استخدام المهام المحددة للمستعملين
وقد تسمح قدرة قوات الدفاع التابعة للتحالف الوطني للقوى العاملة بالبلاد بشروط المصدر العادي أو شروط الحدود أو معادلة النقل، وبالنسبة للمعيار الدولي، يمكن أن تُمثل قوة الدفاع الموحدة الأثر العازل الرطب للمواد الخبيثة (مثل لوحة الجوز، الخشب)، التي تستوعب وتطلق الرطوبة استنادا إلى الرطوبة المحلية، بينما يمكن لمؤسسة أخرى تابعة للقوى الدفاع أن تطبق مؤشراً صالحاً لمخاطر النمو يُحسب على كل وجه من أشكال البحث المثبتة على طول الزمن.
استحقاقات وقيود اتفاقية الغذاء الشامل للنموذج الهضمي
وقد ثبتت مزايا استخدام البرمجيات الكيميائية لتصميمات اللجنة الاستشارية لشؤون الإدارة والميزانية بشكل كاف: ارتفاع درجة الاستبانة المكانية، والقدرة على اختبار العديد من متغيرات التصميم، والتنبؤ المتزامن بمجالات الحرارة والرطوبة، والتصوير البصري لمخاطر التكثيف، غير أن الممارسين يجب أن يعترفوا أيضاً بالقيود، كما أن عمليات المحاكاة التي تقوم بها هذه البرمجيات تتطلب موارد حساسة كبيرة - محاكاة الثابتة واحدة لنماً على نماذج معتدلة
وعلاوة على ذلك، فإن مركز تنمية المرأة ليس بديلاً عن القياسات المادية التي تتطلب دقة عالية، مثل استخدام نظم التلقيم الفيزيائي، وأفضل استخدام له كأداة تصميم وتقنين، وتسترشد بالقرارات التي يتم التحقق منها بعد ذلك من خلال القياسات البقعية واختبارات التكليف، وعندما يطبق الحكم الهندسي السليم، فإن نموذج الرطوبة هو قدرة قوية تسهم بشكل مباشر في البيئات الداخلية الأكثر صحة وأكثر راحة وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة.
الموارد الخارجية والقراءة الإضافية
وبالنسبة للمهتمين بتعميق فهمهم لنموذج الرطوبة وللقاعدة الاستشارية الدولية، يوصى بالموارد التالية:
- ANSYS Fluent official product page - documentation and tutorials on species transport and multiphase modeling.
- U.S. Environmental Protection Agency – Indoor Air Quality] - guidelines on moisture control and health effects.
- ASHRAE Standard 55 - Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy] - includes humidity limits and comfort criteria.
- المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا - بحوث نوعية الهواء الداخلي ] - بيانات مرجعية وأدوات محاكاة.
وباعتماد أدوات متقدمة من وثائق إدارة الأغذية والأمن، مثل فلونت، يمكن للمهندسين أن ينتقلوا إلى ما هو أبعد من الافتراضات التبسيطية وأن يضعوا تصميمات قوية قائمة على الأدلة لبيئة داخلية تعزز الصحة والراحة والاستدامة.