Các dòng nhiệt năng bên trong công trình

Mô tả giải pháp

Nhân tố cơ bản để để tạo ra sự hiệu quả năng lượng trong công trình là nắm rõ các dòng nhiệt cơ bản do dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ.

Hơi ẩm cũng rất quan trọng vì hơi ẩm có chứa nguồn năng lượng như là “nhiệt ẩn”.

Các dòng nhiệt hiện và nhiệt ẩn

Có 2 loại dòng nhiệt: nhiệt hiện và nhiệt ẩn. 

Dòng nhiệt hiện được tạo ra từ sự thay đổi nhiệt độ.

Nhiệt ẩn được hình thành từ sự thay đổi hàm lượng hơi ẩm (thường là độ ẩm không khí).

Tổng dòng nhiệt chính là tổng các dòng nhiệt hiện và nhiệt ẩn.

                     

Không khí nóng và khô thực chất dễ chịu hơn không khí nóng ẩm bởi vì hơi ẩm lưu trữ năng lượng dưới dạng nhiệt ẩn

Nhiệt hiện: Nhiệt gắn liền với sự thay đổi nhiệt độ của một chất/ vật liệu/ không gian.

Nhiệt ẩn: Hiện tượng tích tụ hay giải phóng nhiệt gắn liền với sự thay đổi trạng thái của chất mà không thay đổi nhiệt độ của chất. Trong thiết kế xây dựng, điều này thường là lượng nhiệt cần thết để

bổ sung/ giảm bớt hàm lượng độ ẩm (hơi ẩm) trong không khí.

                  

         Nhiệt hiện vs.ẩn: Mức tiêu thụ sẽ tốn gấp 5 lần khi chuyển nước thành hơi nước tại cùng nhiệt độ

       so với thành hơi ở cùng nhiệt độ so với việc làm nóng nước từ trạng thái đóng băng sang nhiệt độ sôi.

Khi một vật có nhiệt đô khác với nhiệt độ môi trường xung quanh, nhiệt sẽ truyền từ nơi nóng sang nơi lạnh. Cũng tương tự, hơi ẩm sẽ chuyển từ các khu vực có mật độ cao hơn sang các khu vực có mật độ thấp hơn.

Sự dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ

Các công trình bị thất thoát nhiệt hiện ra ngoài môi trường (hay  hấp thụ nhiệt từ môi trường bên ngoài) qua 3 cách cơ bản:

1) Dẫn nhiệt:  Hiện tượng truyền nhiệt giữa các chất tiếp xúc trực tiếp với nhau.

2) Đối lưu: Hiện tượng dịch chuyển khí và chất lỏng do truyền nhiệt. Khi khí và chấy lỏng được làm nóng, nó ấm lên, giãn ra và nổi lên vì nó loãng hơn.

3) Bức xạ: khi sóng điện từ đi qua không gian, nó được gọi là bức xạ. Khi các sóng này (ví dụ từ mặt trời) tiếp xúc vào một vật, chúng truyền nhiệt của mình vào vật đó.

                                

     Cách mà bạn trải nghiệm với nhiệt từ ngọn lửa là một vì dụ rất thú vị về hiện tượng dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ.

Nhiệt dẫn qua các vật đặt trong lửa như là thanh cời lửa bằng kim loại. Bạn có thể chặn hiện tượng dẫn tới bàn tay bằng cách sử dụng một miếng đệm cách nhiệt.

Nhiệt bức xạ từ lửa tới vị vị trí của bạn. Bạn có thể tránh hiện hượng bức xạ bằng cách đặt một vật vào giữa bạn và ngọn lửa hay đứng ra xa.

Nhiệt (và khói) di chuyển ra khỏi ngọn lửa qua không khí. Hướng mà nó di chuyển tùy thuộc vào gió và sự chêng lệch áp suất.

        

Bức xạ, đối lưu và dẫn nhiệt: hiện tượng truyền nhiệt diễn ra ở tất cả mọi nơi mà chúng ta thấy.

Trong một tòa nhà, dẫn nhiệt cơ bản xảy ra qua một tổ hơp được bao kín, bức xạ nhiệt cơ bản từ mặt trời và đối lưu thường là do gió hay áp lực làm dịch chuyển các luồng không khí.

Các hiệu ứng nhiệt động lực

Mặc dù vẫn giữ nguyên các nguyên tắc chung nhưng việc phân tích dòng nhiệt dưới điều kiện động (thay đổi nhanh chóng) phức tạp hơn rất nhiều sơ với điều kiện tĩnh hay “trạng thái ổn định” (không thay đổi).

Các tác động của việc trữ nhiệt trong vật liệu trở nên được quan tâm hơn rất nhiều dưới điều kiện động. Dưới điều kiện tĩnh, các dòng nhiệt cơ bản là hàm số của chênh lệch nhiệt độ (lực dẫn động) và cản nhiệt (lực cản). Dưới điều kiện động, 02 yếu tố này vẫn quan trọng nhưng việc giữ nhiệt trong một tổ hợp kín trở thành một vấn đề tổng hợp.

Trữ nhiệt là hàm của tỷ trọng vật liệu và nhiệt dung riêng của nó; Kết quả của hai đặc tính này là nhiệt dung (hay khối  nhiệt).

Vật liệu xây dựng hấp thụ hay thất thoát nhiệt suốt thời gian tương ứng với sự thay đổi của điều kiện môi trường xung quanh và các đặc tính trữ nhiệt này sẽ xác định bao nhiêu năng lượng được lưu trữ trong một vật liệu sẵn có và năng lượng đó sẽ được hấp thụ hay giải phóng nhanh như thế nào.

 Các đặc tính nhiệt ẩn

Khi không khí quá ẩm, nó cần được khử ẩm  để đảm bảo sự tiện nghi cho người sử dụng. Việc khử ẩm này đòi hỏi phải loại bỏ nhiệt ẩn và đây là một chức năng vô cùng quan trọng của hệ thống điều hòa thông gió (HVAC)