تأمين البيئة الحرارية المريحة ” Thermal Comfort ” للعاملين بأقل تكلفة

 

المهندسة  يسرى السعدون

عضو لجنة الصناعة والطاقة ، المنتدى العراقي للنخب والكفاءات

 يعتبر تأمين المناخ الحراري المريح للطلبة والمدرسين وكل العاملين في ظروف الشتاء الباردة، حاجة ضرورية في الدول المتقدمة وليس ترفا، للحصول منهم  على أداء أفضل وإنتاجية أكبر.

وتعرف الراحة الحرارية Thermal Comfort;  بأنها حالة تقبل وتوافق العقل البشري مع البيئة الحرارية ، وتعتمد كليا على التقييم الفردي  subjective evaluation.

الراحة الحرارية مهمة جدا كي تؤدي أجهزة الجسم وظائفها بشكل صحيح،  فإن تغيير طفيف في درجة حرارة الجسم (أعلى من 37.5-38.5 °م أو اقل من 35°م) قد يهدد حياة الفرد، فالبيئة  الحرارية داخل المبنى يجب أن تكون متوازنة ما بين درجة حرارة الجو الخارجية ودرجة الحرارة التي يحتاجها جسم الإنسان ليحافظ على  أداء أفضل لوظائف جسمه.

يشبه جسم الإنسان بالماكنة الحرارية فهو يشع حرارة الى البيئة المحيطة ، لذلك عند تصميم مبنى ما يؤخذ بنظر الاعتبار ”  تخمين لعدد الشاغلين للحيز ”

و الأساسيات الثلاث * [HVAC ] وهي الحرارة، التهوية والتكييف لغرض المحافظة على مستويات الراحة الحرارية.

تنسب مقدار وجودة إنتاجية أداء الفرد لعمله على مقدار الراحة الحرارية، فكلما كانت البيئة مريحة داخل المبنى ومرضية  من الناحية النفسية للشاغلين ، كلما زادت وتحسنت انتاجيتهم.

كثر الحديث في الآونة الأخيرة عن استخدامات الطاقة الشمسية، ولكن للأسف لا يوجد تطبيق على أرض الواقع يلمسه المواطن العراقي رغم أن وجود مركز متخصص تأسس سنة 1980، ، وقام منتسبو المركز  بالعديد من الدراسات والبحوث العملية والتطبيقية التي أجريت في بغداد في مطلع الثمانينيات كالبيت الشمسي العراقي وبناية المركز وحضانة الأطفال ومشروع الفضيلية  الزراعي وغيرها ، ومن هذه الدراسات  أثبتت أن في  فترة الشتاء الباردة  في بغداد التي تحدد بالأشهر ”  كانون أول، كانون ثاني وشباط ”  تكون نسبة الإشعاع الشمسي الساقط يتراوح ما بين :

1.5 – 3  كيلو واط/ متر مربع / يوم

أما الطاقة المجمعة من المجمعات الشمسية فهي تتراوح بين :

1,5 – 0.5  كيلو واط /  متر المربع/  اليوم أي بكفاءة 0.3 -0.7 .

نلاحظ أن للطاقة الشمسية أهمية كبيرة في مجال التدفئة (بشكل خاص) باستخدام المجمعات الشمسية  solar collectors

يؤدي إلى اقتصاد لابأس به في استخدام الطاقة التقليدية بل وتقريبا يعتبر مجاني فيما لو استخدمت في تدفئة مباني دوائر الدولة والمعامل فقط حيث أن أشغال المبنى يكون ما بين 6 صباحا الى تقريبا 5 مساءا وهي فترة سطوع الشمس إذا يصل هذا التقليل من استخدام الكهرباء للتدفئة   إلى مقدار 30%  من الطاقة التقليدية التي بالإمكان استغلالها لأغراض أخرى  .

ضخ هذه الطاقة النظيفة وشبه المجانية إلى داخل الأبنية يتم باستخدام المجمعات الشمسية الحرارية حيث يتم تسخين الماء فيها ثم تمريره داخل الغرف باستخدام المبادلات الحرارية .

استعمال المنظومة الشمسية الحديثة نحتاج بصورة تقريبية فقط إلى حوالي  :

((البيئة الحرارية 0.05 متر مربع من مساحة هذه المجمعات /   لكل متر مربع من البناء المراد تدفئته ))

(( بسعر €30-40/متر مربع من الجامع الشمسي ))

أما بالنسبة لأيام الشتاء الغائمة والممطرة فيضاف  خزان ماء معزول حراريا ليستمر تدوير الماء الساخن عبر المبادلات الحرارية (التي  يتم فيها تبادل الحرارة مع هواء غرف المبنى)  كما من الممكن استخدام ماء الخزان في التدفئة مساءا إذا ما شغل الحيز.

أما إذا ما استمرت الايام الغائمة وهذا قلما يحدث في مناخ العراق فمن المستحسن استخدام

سخان ماء تقليدي إضافي auxiliary heater يربط داخل الخزان لاستمرارية التدفئة.

يجب أن لا ننسى انه  سيتوفر الماء ساخن  في مطابخ وحمامات المبنى ويمكن الاستفادة من سطوح الأبنية لنصب المجمعات الشمسية .

(حسبت وحللت هذه الأرقام من الدراسة الميدانية العملية للبيت الشمسي العراقي في الجادرية  )

فيما لو تعذر نصب المجمعات الشمسية بسبب تكلفتها في بعض التطبيقات ، فهناك طرق أقل كلفة وسهلة

التداول قد تؤدي نسبيا  الى الهدف ذاته وهو تحسين البيئة الحرارية للعاملين والطلبة في المدارس  ..

___________

*ANSI/ ASHRAE Standard 55