Υπολογιστική μοντελοποίηση γραφειακών εγκαταστάσεων

Abstract

Η μελέτη των περιβαλλοντικών συνθηκών στο εσωτερικό των κτιρίων είναι ένα θέμα που απασχολεί όλο και περισσότερο τους επιστήμονες, αφού σύμφωνα με έρευνες οι άνθρωποι πλέον ξοδεύουν το 80-90% του χρόνου τους στο εσωτερικό περιβάλλον. Για τον λόγο αυτό η ποιότητα του εσωτερικού αέρα καθώς και η θερμική άνεση παίζουν καθοριστικό ρόλο τόσο στην υγεία του ανθρώπου όσο και στην απόδοση των εργαζομένων. Η επίτευξη της κατάλληλης μίξης του αέρα εισόδου με τον εσωτερικό αέρα των δωματίων, ώστε να δημιουργείται μια ομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας και σύστασης αέρα στον χώρο είναι απαραίτητη, ώστε οι άνθρωποι οι οποίοι είναι παρόντες στο κτίριο να μην αισθάνονται άβολα. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της υπολογιστικής ρευστοδυναμικής, η οποία βασίζεται στην εφαρμογή αριθμητικών τεχνικών με τη χρήση ηλεκτρονικών υπολογιστών και παρέχει πληροφορίες για τη διανομή της θερμοκρασίας, τη διανομή ταχύτητας του αέρα, τη διανομή πίεσης,την ροή σωματιδίων κ.α. Στα πλαίσια εκπόνησης της διατριβής αυτής γίνεται ολοκληρωμένη μελέτη της θερμικής άνεσης και της ροής του αέρα σε ένα κτίριο της Cyta στη Λεμεσό, στο οποίο οι εργαζόμενοι του κτιρίου αυτού εκφράζουν παράπονα δυσαρέσκειας σχετικά με το περιβάλλον εργασίας τους. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση ενός αριθμητικού υπολογιστικού μοντέλου, στο οποίο γίνεται η προσομοίωση του κτιρίου και η εισαγωγή των τιμών των μεταβλητών στα όρια του συστήματος. Τα υπό εξέταση μεγέθη ορίζονται η κατανομή της θερμοκρασίας, η κατανομή της ταχύτητας και η ένταση της τύρβης. Όπως προκύπτει από τα αποτελέσματα της μελέτης, η θερμοκρασία εντός του κτιρίου επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από την εξωτερική θερμοκρασία. Ωστόσο πηγές εκπομπής θερμότητας όπως οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές αυξάνουν τη θερμοκρασία, ενώ σε περίπτωση λειτουργίας συστημάτων κλιματισμού η θερμοκρασία αυξάνεται ή μειώνεται ανάλογα με την προκαθορισμένη τιμή. Σε αντίθετη περίπτωση, δηλαδή απουσίας συστημάτων κλιματισμού, η θερμοκρασία είναι αυξημένη εντός του κτιρίου σε σχέση με το εξωτερικό περιβάλλον. Επίσης, από τα αποτελέσματα παρουσιάζονται μεγάλες τιμές ταχύτητας περιμετρικά της εισόδου και μικρές τιμές τύρβης. Τόσο η ταχύτητα όσο και η τύρβη αυξάνονται στα σημεία τοποθέτησης των συστημάτων κλιματισμού όταν αυτά υπάρχουν, ενώ σε συνθήκες απουσίας συστημάτων κλιματισμού αυξάνονται στα σημεία τοποθέτησης των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Έτσι, η θέση των συστημάτων κλιματισμού θα πρέπει να αλλάξει ή επίσης, μπορεί να γίνει ανακατανομή τους στο χώρο σε περίπτωση ύπαρξης τους. Όμως, σε συνθήκες απουσίας κλιματιστικών θα πρέπει να ληφθούν μέτρα ώστε οι χρήστες του κτιρίου να είναι θερμικά άνετα. Έτσι θα πρέπει να υπάρχει η δυνατότητα κάλυψης των αναγκών σε αερισμό. Επιπλέον, θα πρέπει να προωθηθεί η παροχή φρέσκου αέρα εντός του κτιρίου. Τέλος, έχει αποδειχτεί ότι η μέθοδος της υπολογιστικής ρευστοδυναμικής, που έχει χρησιμοποιηθεί, αποτελεί ένα σημαντικό σχεδιαστικό εργαλείο και μια αξιόπιστη μέθοδο με ακριβή αποτελέσματα.