محاسبه ضریب تعیین


شکل-۳

ضریب همبستگی چیست و چه کاربردی دارد؟

در دنیای کسب‌وکار پیش می‌آید که تصمیم‌گیر به رابطه بین دو متغیر علاقه‌مند است. در آمار، از کوواریانس (Covariance) و همبستگی (Correlation) برای کمّی کردن رابطه بین متغیرها بهره می‌برند. در این مقاله به تعاریف ریاضی این مفاهیم می‌پردازم. علاوه بر این با یک مثال در حوزه مدیریت کیفیت و اجرای آن در زبان R، کاربرد این مفهوم را در تصمیم‌گیری نشان خواهم داد.

کوواریانس نمونه آماری

کوواریانس یک شاخص توصیفی است که وجود رابطه خطی بین دو متغیر را سنجش می‌کند. اگر نمونه‌ای آماری از متغیرهای و دارای مشاهده باشد، آنگاه کوواریانس بین این دو متغیر از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

در فرمول بالا ابتدا فاصله هریک از مقادیر متغیرهای و از میانگین آن محاسبه می‌شود. این انحراف‌ها از میانگین برای مقادیر متناظر و در هم ضرب و مجموع آن محاسبه شده؛ سپس این مقدار بر تقسیم می‌گردد.

همبستگی نمونه آماری

واحد کوواریانس تابع واحد متغیرهای و است. به همین دلیل مقایسه این شاخص برای سنجیدن شدت رابطه بین متغیرها دشوار می‌شود. با تقسیم کوواریانس بر حاصل‌ضرب انحراف معیار متغیرهای و ضریب همبستگی پیرسون (Pearson Correlation Coefficient) به دست می‌آید که تحت تأثیر واحد متغیرها نیست:

ضریب همبستگی همواره عددی بین ۱ و ۱- است. این ضریب دو بخش دارد: مقدار عددی و علامت. مقدار عددی نشان می‌دهد چقدر رابطه خطی بین دو متغیر قدرتمند است. علامت نشان می‌دهد جهت این رابطه مثبت است یا منفی.

اگر ضریب همبستگی مثبت باشد، به این مفهوم است که افزایش در مقادیر یک متغیر با افزایش در مقادیر متغیر دیگر همراه است. همین‌طور کاهش در مقادیر یک متغیر با کاهش در مقادیر متغیر دیگر همراه است. در این حالت اگر نمودار پراکندگی دو متغیر رسم شود، می‌توان خطی با شیب مثبت را از بین نقاط برازش داد (شکل-۱). به همین ترتیب اگر ضریب همبستگی منفی باشد، می‌توان خطی با شیب منفی را از بین نقاط برازش داد (شکل-۱).

هرچه مقدار مطلق ضریب همبستگی (صرف‌نظر از علامت) به ۱ نزدیک باشد، نشان می‌دهد شدت رابطه خطی بین دو متغیر قوی‌تر است. در مقابل ضریب همبستگی نزدیک صفر نشان می‌دهد که رابطه خطی بسیار ضعیفی بین متغیرهای و برقرار است. در این حالت اگر نمودار پراکندگی دو متغیر رسم شود، این‌طور به نظر می‌رسد نقاط به شکل تصادفی در صفحه رسم شده‌اند (شکل-۱).

شکل-۱

اگر بین دو متغیر رابطه غیرخطی برقرار باشد، همچنان این امکان وجود دارد ضریب همبستگی نزدیک صفر باشد که نشان‌دهنده نبود رابطه خطی بین دو آن است (شکل-۲). به همین دلیل در هنگام تحلیل بهتر است نمودار پراکندگی بین متغیرها رسم شود تا به وجود این روابط پی برد.

شکل-۲

باید توجه کرد که اگر بین دو متغیر همبستگی دیده شود لزوماً به این معنی نیست که یکی دلیل وجود دیگری است. این امکان وجود دارد این همبستگی جعلی (Spurious Correlations) باشد به این معنی که متغیر پنهان سومی روی هر دو متغیر اثر می‌گذارد و یا این‌که همبستگی کاملاً تصادفی است.

در نرم‌افزار اکسل (Excel) از تابع ()CORREL برای محاسبه ضریب همبستگی استفاده می‌شود. در شکل-۳ در خانه C12 از فرمول زیر محاسبه ضریب تعیین برای محاسبه ضریب همبستگی بین متغیرهای X و Y استفاده شده است:

شکل-۳

یک مثال در حوزه مدیریت کیفیت

این مثال مربوط به خط تولید یک نوع اره‌برقی است که در آن از پرچ برای متصل کردن دو قطعه به یکدیگر استفاده می‌شود. یکی از شاخص‌هایی که جهت کنترل کیفیت در این خط تولید سنجیده می‌شود ارتفاع بیرون‌زدگی سر پرچ است. فرض کنید به‌عنوان مدیر خط تولید، با بررسی روند موجود در نمودارهای کنترل کیفیت پی بردید که به‌زودی ممکن است این ارتفاع از محدوده استاندارد خارج شود. در جلسه‌ای که با تیم بهبود کیفیت خود دارید، یکی از اعضا پیشنهاد می‌دهد واریانس مشاهده‌شده در فرآیند تولید، به علت ضخامت رنگی است که دور سوراخ پرچ می‌نشیند. رنگ زدن قطعات قبل از فرآیند پرچ اتفاق می‌افتد و بعد از آن ارتفاع پرچ سنجش می‌شود. با جمع‌آوری نمونه تصمیم می‌گیرید این فرضیه را بیازمایید که آیا بین ارتفاع پرچ (Rivet Height) و ضخامت رنگ (Paint Thickness) همبستگی وجود دارد یا خیر.

این مثال را در زبان R اجرا کردم. در ابتدا داده‌ها وارد و نمودار پراکندگی و خط رگرسیون رسم شده است (شکل-۴).

آزمایش تطویل و تورق سنگدانه ، روش محاسبه ضریب و وسایل تعیین

آزمایش تطویل و تورق سنگدانه سوزنی و پولکی

آزمایش تطویل و تورق سنگدانه ، روش محاسبه ضریب و وسایل تعیین

آزمایش تطویل و تورق سنگدانه برای محاسبه میزان سنگدانه های غیرقابل استفاده و معیوب استفاده می شود. که در واقع هدف این آزمایش تعیین درصد وزنی سنگدانه های معیوب در پرکننده ها (سوزنی و پولکی بودن سنگدانه ها) می باشد.

به دلیل اینکه نباید در ساخت بتن از سنگدانه های پولکی و سوزنی استفاده کرد اهمیت انجام این آزمایش را آشکار می کند.

دلایل عدم استفاده از سنگدانه های پولکی و سوزنی در بتن:

  • کاهش کارایی بتن و افزایش نیاز به آب برای اختلاط
  • کاهش تراکم پذیری بتن تازه
  • کاهش مقاومت و پایایی بتن

اثرات نامطلوب سنگدانه های پولکی و سوزنی

از آنجا که دانه های پولکی تمایل به قرار گرفتن در یک جهت در مخلوط بتن را دارند، آبی که در اثر آب انداختن بتن و حفره های هوای باقی مانده در مخلوط بتن باقی می مانند، در زیر سطح این نوع سنگدانه ها جمع می شوند. و همچنین دانه هایی که نسبت مساحت به حجم آنها زیاد است نیاز به آب بیشتری برای مخلوط بتن دارند.

تاثیر نامطلوب آنها در مقاومت بتن به ویژه مقاومت خمشی بتن اثر گذار است.

سنگدانه سوزنی و پولکی

  • اگر درازای سنگدانه نسبت به پهنا و ضخامت آن زیاد باشد، سنگدانه سوزنی شکل است.
  • و اگر درازا و پهنای سنگ نسبت به ضخامت آن زیاد باشد، سنگدانه پولکی شکل است.

تعیین دانه های تطویل و تورق

میزان دانه های پولکی و سوزنی در ماسه شکسته، که از شکستن سنگدانه های درشت تر به دست می آید، بیشتر است.

ضریب تورق و ضریب تطویل سنگدانه ها

مطابق استاندارد BS (استاندارد انگلستان):

  • ضریب تورق سنگدانه ها عبارت است از درصد وزنی دانه هایی که ضخامت آن ها کمتر از 0.6 اندازه متوسط دانه ها باشد.
  • ضریب تطویل مصالح عبارت است از درصد وزنی دانه هایی که طول آنها بیشتر از 1.8 اندازه متوسط دانه ها باشد.

منظور از اندازه متوسط دانه ها در تعاریف بالا میانگین اندازه سوراخ دو الک متوالی است که توسط آن ها مصالح را دانه بندی نموده اند. به عنوان مثال اندازه متوسط دانه هایی که از الک 3/4 (سه چهارم) اینچ رده شده و روی الک 1/2 (یک دوم) اینچ مانده است، به شکل زیر محاسبه می شود.

محاسبات تعیین تورق و تطویل دانه ها

در نتیجه اگر ضخامت دانه ها از مقدار 9.5 سانتی متر که مطابق محاسبات در تصویر بالا به دست آمده است، کمتر باشد. دانه های مورد آزمایش متورق محسوب می شوند.

و اگر طول همان دانه ها از مقدار 2.86 سانتی متر که مطابق محاسبات در تصویر بالا به دست آمده است، بیشتر باشد. دانه های مورد آزمایش طویل محسوب می شوند.

تذکر: این روش آزمایش برای دانه های کوچکتر از 1.4 اینچ یا 6.35 میلی متر قابل استفاده نیست.

مقدار مجاز سنگدانه های سوزنی و پولکی

مطابق استاندارد ASTM میزان مجاز سنگدانه های سوزنی و پولکی به نسبت کل سنگدانه ها حداکثر باید 15 درصد باشد.

در استاندارد BS ضریب تورق سنگدانه های درشت را برای شن طبیعی 50 درصد در نظر گرفته است و برای سنگدانه هایی که کاملا یا بخشی از آن خرد شده 40 درصد محدود نموده است.

برای سطوحی که تحت سایش هستند باید مقادیر کمتری از ضریب تورق اعمال شود.

وسایل آزمایش

الک های دانه بندی شن در سیستم ASTM مطابق تصویر زیر

شماره بندی الک ها

دستگاه تعیین تطویل و تورق

خرید دستگاه تعیین تطویل و تورق سنگدانه از فروشگاه تجهیزات آزمایشگاهی آزمان

روش انجام آزمایش

ابتدا باید مقداری از نمونه مورد آزمایش را الک نموده و دانه بندی نماییم. سپس لازم است مانده روی هر الک را جداگانه آزمایش نماییم.

حداقل وزن نمونه در این آزمایش معادل وزن 200 دانه برای هر اندازه متوسط می باشد که با دقت 0.1 گرم باید وزن نماییم.

مطابق استاندارد BS وزن 200 دانه ی سنگدانه باید بیشتر از 15 درصد وزن نمونه باشد و اگر حداقل 100 عدد سنگدانه انتخاب گردد، وزن آن ها باید بین 5 الی 15 درصد وزن نمونه باشد.

تذکر: برای اندازه دانه هایی که کمتر از 5 درصد کل نمونه باشد، آزمایش تطویل و تورق بر روی نمونه انجام نمی گیرد.

روش کار دستگاه تورق

روش کار با دستگاه تورق

با استفاده از دستگاه تورق و دقت به انتخاب شیار مورد آزمایش، با توجه به نوع دانه بندی سنگدانه ها هر کدام از سنگدانه ها را به صورت جدا جدا و دانه دانه از شیار مخصوص به خود عبور می دهیم. دانه هایی که عبور نمی کنند به صورت جداگانه باید جمع آوری شوند. سپس وزن دانه های رد شده از شیار را با دقت 0.1 گرم اندازه گیری می کنیم.

روش کار دستگاه تطویل

روش کار با دستگاه تطویل

برای استفاده از دستگاه تطویل مانند دستگاه تورق ابتدا فاصله ی بین میله های روی دستگاه را با محاسبه ضریب تعیین توجه به نوع دانه بندی مورد نظر در آزمایش انتخاب کرده و دانه ها را مانند مرحله ی قبل به صورت جداگانه از میان میله ها عبور می دهیم. دانه هایی که عبور داده نمی شوند را جدا کرده و مجموعا با دقت 0.1 گرم وزن می کنیم.

روش محاسبه ضریب تورق

نسبت وزن دانه های رد شده از شیارهای دستگاه تورق به وزن کل نمونه که حاصل این مقدار باید در عدد 100 ضرب شود. مطابق تصویر زیر است.

فرمول محاسبه تورق

روش محاسبه ضریب تطویل

نسبت وزن دانه های عبور نکرده از میان میله های دستگاه تطویل به وزن کل نمونه که حاصل این مقدار باید در عدد 100 ضرب شود. مطابق تصویر زیر است.

فرمول محاسبه تطویل

حدود مجاز مقادیر دانه های پولکی و سوزنی

میزان مجاز مقادیر دانه های پولکی و سوزنی مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در جدول زیر آمده است.

محاسبه ضریب تعیین

با سلام و احترام 1- با عنایت به ابلاغ حق الزحمه نظارت 1400، ضریب به روزرسانی بخشنامه 80981 برای سال 1400 چه عددی خواهد بود؟ 2- آیا دستورالعمل جبران افزايش غیرقابل پیش‌بینی هزينه های بالاسری شرکت های مهندسان مشاور هم در این ضریب محاسبه می شود؟

سلام و وقت بخیر با توجه به اینکه حق الزحمه نشارت 1400 ارائه شده، ضریب به روزرسانی بخشنامه 80981 برای سال 1400 چه عددی خواهد بود؟

با سلام . آیا در استفاده از بخشنامه 101/80981 در برآورد هزینه اجرای کار (A) ، شاخص های تعدیل های فهارس بها در نظر گرفته می شود یا خیر ؟

با سلام . لطفا فایل محاسباتی بدست آوردن ضریب تعدیل حق الزحمه بخشنامه 80981 از سال 84 به 99 را در سایت قرار دهید . ممنونم

شاقول : سلام ، بارگذاری گردید

شاقول : ضریب به روزرسانی بخشنامه 80981 برای سال 1399 برابر با 10.135 است

سلام. لطفاً نحوه محاسبه ضریب تعدیل در ایتم های خدمات مهندسی(حق الزحمه خدمات نظارت كارگاهي مشاوران) را از سازمان برنامه بودجه استعلام کنید. و ایا این ضریب مثل بقیه آیتم ها که شاخص دارند باید در 95% ضرب شود یا خیر؟

شاقول : سلام ، تعرفه های حق الزحمه نظارت کارگاهی هر ساله توسط سازمان برنامه و بودجه اعلام و ابلاغ می گردد و قابل استفاده می باشد.

با سلام.جهت بدست اوردن ضریب تعدیل حق الزحمه نظارت سال 94 نسبت به سال 84 در فایل (نحوه محاسه ضریب تعدیل و به روز رسانی مقادیر حق الزحمه کارشناسان متخصص . ) چرا نسبت افزایش سالیانه را در هم ضرب کرده اید؟ نبایدحقوق 94 را با 84 مستقیم نسبت میگرفتین؟

شاقول : با سلام و ارادت ، هر دو دیدگاه برای محاسبه ضریب تعیین رسیدن به ضریب تعدیل به نحوی صحیح و قابل استفاده می باشد.

با سلام، ما مهندسین مشاور شهرسازی هستیم، به دلیل تأخیر در تصویب طرح جامع تفصیلی می خواهیم میزان مطالبه مشاور از راه و شهرسازی را محاسبه کنیم، اگه لطف کنید نحوه ی محاسبه یا فرمول محاسبه با استفاده از ضریب k را بفرستید ممنون می شم.

شاقول : جناب مهندس رسول گرامی ، نوشتار شما حاکی از این است که رسته کاری شما آب نیست و دلیل آن که شما قصد استفاده از بخشنامه 80891 را دارید بر ما پوشیده است ، در صورت امکان مشخصات پروژه و قرارداد را بیشتر توضیح داده و یا با شماره تلفن 02188733621 تماس گرفته و با کارشناسان ما مشورت فرمایید.

تحلیل مسیر در معادلات ساختاری

تحلیل مسیر که برای نخستین بار از سوی سوول رایت توسعه یافت گسترش روش های رگرسیون و در حقیقت، کاربرد رگرسیون چندمتغیری در ارتباط با تدوین بارز مدل های علی است. هدف آن به دست آوردن برآوردهای کمی روابط علی بین مجموعه ای از متغیرهاست. روابط بین متغیرها در یک جهت جریان می یابد و به عنوان مسیرهای متمایزی در نظر گرفته می شود.

مفاهیم تحلیل مسیر در بهترین صورت از طریق ویژگی عمده آن یعنی نمودار مسیر که پیوندهای علی احتمالی بین متغیرها را آشکار می سازد، تبیین می شود. برای تهیه نمودار مسیر، اسامی متغیرها را نوشته و از هر متغیر پیکانی به سوی متغیر دیگری که معتقدیم در آن تاثیر دارد رسم می کنیم. برای درک بهتر مطلب ارجح است بین نمودارهای درونداد و برونداد تمایز قایل شویم. نمودار درونداد از پیش برای کمک به تحلیل رسم می شود و بیانگر پیوندهای علی پیش بینی شده از سوی فرضیه پژوهشگر است. اما نمودار برونداد آنچه را که واقعا در نتیجه تحلیل آماری به دست آمده است نشان می دهد.

تحلیل مسیر چه کاری می تواند انجام دهد؟

آنچه با اجرای این روش می توان انجام داد، بررسی الگوی روابط بین چندین متغیر است، در حالی که رابطه احتمالی علی میان آنها تایید و رد نمی شود. روشن است که اگر دو یا چند فرضیه علی از پیش تعیین شده را بتوان در یک نمودار مسیر درونداد نمایش داد، اندازه های نسبی ضرایب مسیر در نمودار برونداد ممکن است بیان کند که کدام یک از آنها از طریق داده ها بهتر پشتیبانی می شود.

نخستین گام در تحلیل مسیر، تعیین یک مدل ساختاری پیش تجربی است که همه متغیرهای مورد علاقه پژوهشگر را در بر می گیرد. مدل ساختاری شامل یک مجموعه معادله ساختاری است که روابط علی ممکن بین متغیرها را توصیف می کند. در این فرآیند ابتدا یک سلسله مراتب علی مطرح می شود که درآن برخی متغیرها ممکن است علت احتمالی متغیرهای دیگر باشد، اما به طور قطع نمی تواند معلول آنها باشد. به بیان دیگر، ترتیب متغیرها به گونه ای است که متغیری که در مرتبه بالاتر این سلسله مراتب قرار دارد ممکن است علت متغیر مرتبه پایین تر از آن باشد، اما بعید است متغیر پایین تر علت متغیر مرتبه بالاتر از آن باشد.

تجزیه همبستگی های مشاهده شده

یکی از مزایای عمده تحلیل مسیر آن است که پژوهشگر را قادر می سازد که آثار مستقیم و غیرمستقیم یک متغیر را بر متغیر دیگر اندازه گرفته و مقدار آنها را با هم مقایسه کند. از مزایای دیگر تحلیل مسیر آن است که ما را قادر می سازد همبستگی بین دو متغیر را به صورت مجموع مسیرهای ساده و مرکب تجزیه کنیم، برخی از این مسیرها به گونه اساسی اثر غیرمستقیم بر معنا دارند و برخی دیگر احتمالا فاقد این ویژگی هستند. تجزیه همبستگی را می توان به روش های مختلف انجام داد. یک روش مبتنی بر شکل کاهش یافته معادله ساختاری است که در آن متغیر وابسته فقط بر حسب متغیرهای برونزا بیان می شود. روش دیگر آن است که از معادله تحلیل مسیر است، که متاسفانه کاربرد آن نیز در تجزیه همبستگی ها پیچیده است.

تجزیه همبستگی از این جهت مهم است که هم اطلاعاتی درباره فرآیندهای علی به دست می دهد، و هم از طریق آن می توان مناسبت و کفایت مدل را وقتی برخی پیوندها در ابتدا حذف شده باشند، مورد آزمون قرار داد. اگر مدل درست تدوین شده باشد، مقدار همبستگی تجربی بین دو متغیر باید برابر با مجموع مسیرهای ساده و مرکبی باشد که آن دو متغیر را با هم مرتبط می سازد. اگر این تساوی برقرار نباشد نشانه آن است که مدل احتمالا به گونه نامناسبی تدوین شده است، و در نتیجه نیاز به تجدید نظر دارد، اگر در مدل هیچ اتصالی حذف نشده باشد، تجزیه همبستگی نمی تواند به عنوان آزمون آن مدل به کار رود، زیرا رابطه بین همبستگی تجربی و مجموع مسیرهای ساده و مرکب در چنین موقعیتی یک نوع اتحاد ریاضی است.

تحلیل مسیر برای تجزیه همبستگی

تحلیل مسیر را می توان برای تجزیه همبستگی به صورت ۴ مولفه به کار برد:

آثار مستقیم، آثار غیرمستقیم، آثار تحلیل نشده و آثار کاذب.

مجموع آثار مستقیم و غیرمستقیم در یک متغیر به خصوص، معرف اثر کلی، و مجموع آثار کاذب و تحلیل نشده بیانگر اثر غیر علی است. تبیین اثر مستقیم یک متغیر ساده است، زیرا در واقع همان ضریب مسیر است.

آثار غیر مستقیم به این دلیل به وجود می آید که یک متغیر می تواند به عنوان متغیر میانجی، رابطه بین متغیرهای دیگر را تعدیل کند.

ممکن است آثار غیرمستقیم بسیاری وجود داشته باشد که تعداد آنها بستگی به تعداد متغیرهای میانجی دارد.

وقتی دو متغیر معلول متغیر سوم باشند که قبلا در زنجیره ظاهر شده است، همبستگی بین دو متغیر هم منعکس کننده رابطه علی بین آنها و هم منعکس کننده اثر کاذب متغیر سوم است. سرانجام، آثار تحلیل نشده ناشی از عامل های برونزای همبسته با یکدیگر است. اثرکلی، برحسب تعریف، مجموع دو نوع تعیین کننده یعنی اثر مستقیم و غیر مستقیم است.

محدودیت های تحلیل مسیر

روش تحلیل مسیر به این دلیل محبوبیت یافته است که برآورد نقش نسبی متغیرها را در یک شبکه علی امکان پذیر، و پژوهشگر را ناگزیر می سازد ساختار علی زیربنای متغیرها را آشکار نماید. اما دارای این محدودیت است که نمی تواند ساختار علی زیربنایی را تایید کند؛ یعنی بیان محاسبه ضریب تعیین می کند که نقش نسبی متغیرها بر یکدیگر چیست، اما ساختار علی مورد نظر را محقق نمی سازد. چون علت باید قبل از معلول باشد،‌ ترتیب زمانی وقوع متغیرها در تهیه نمودار مسیر باید محقق باشد. برای اطلاعات درباره ترتیب احتمالی متغیرها در دنیای واقعی ناگزیر هستیم به مفاهیم نظری و شعور عادی خود متکی باشیم. گاه مفاهیم ترتیب زمانی متغیرها ناقص و برقراری نمودار مسیر گمراه کننده خواهد بود. هرچند تحلیل مسیر مطالب بسیار مهمی عرضه می کند، اما محدودیت ها بالقوه آن نیز باید مورد توجه قرار گیرد. برخی از این محدودیت به شرح زیر است:

تحلیل مسیر می تواند فرضیه های علی را ارزشیابی کند و در برخی از موقعیت ها نیز دو یا چند فرضیه علی را بیازماید. اما هرگز نمی تواند جهت علیت را محقق سازد.

تحلیل مسیر زمانی مفید است که فرضیه های روشنی برای آزمون، یا تعداد کمی فرضیه که همه آنها را بتوان در یک نمودار واحد نشان داد، در باشد.

تحلیل مسیر در مرحله اکتشافی کاربرد اندکی دارد. این روش را نمی توانیم در موقعیت هایی که حلقه بازخورد در فرضیه ها گنجانده شده است، به کار ببریم.

در نمودار مسیر، همه روابط باید از طریق رگرسیون چندمتغیری آزمون پذیر باشند.

همه متغیرهای مداخله گر باید در تحلیل رگسیون چند متغیری به عنوان متغیرهای وابسته عمل کنند. بنابراین همه آنها باید دارای مقیاسی فاصله ای باشند. اندازه های طبقه ای یا ترتیبی ( رتبه ای) تحلیل مسیر را ناممکن می سازد.

سفارش مدل سازی معادلات ساختاری و از جمله انجام تحلیل مسیر پذیرفته می شود.

تعیین دستگاه برای محاسبه ضریب انتقال حرارت جداره

نویسنده: حامد مصلحی | دسته بندی: عایق کاری | تاریخ انتشار: 30 خرداد 1400

1- مقدمه:

انتقال حرارت زمانی انجام میشود که یک یا چند جسم با اختلاف دما شروع به تبادل انرژی گرمایی با هم کنند که در این صورت تغییرات انرژی در جسم صورت میگیرد این تغییرات همیشه از سمت جسم گرمتر به سمت جسم سرد تر در حال انجام میباشد تا زمانی که به تعادل گرمایی برسند که در این حالت تمامی اجسام دارای دمایی یکسان میباشند.

2- انواع انتقال حرارت:

انتقال حرارت به صورت کلی از سه روش پیرویت میکنن (هدایت ، همرفت و تابش) به به توضیح هر کرام میپردازیم

تصویر شماره 1-انواع انتقال حرارت، از راست به چپ:1- تبادل حرارت تابشی(تشعشع) بین دو صفحه با فاصله2-تبادل حرارت همرفت از سطح به سیال در حال حرکت 3-هدایت توسط یک جسم[1].

2-1 انتقال حرارت توسط هدایت:

هدایت انتقال گرما بین موادی است که مستقیماً با یکدیگر در تماس هستند. هرچه رسانا بهتر باشد ، گرما با سرعت بیشتری منتقل می شود.رسانایی هنگام گرم شدن ماده اتفاق می افتد ، ذرات انرژی بیشتری به دست می آورند و بیشتر لرزش می کنند. سپس این مولکول ها به ذرات مجاور برخورد کرده و مقداری محاسبه ضریب تعیین از انرژی خود را به آنها منتقل می کنند. سپس این کار ادامه یافته و انرژی را از قسمت گرم به سردتر ماده منتقل میشود. [3]

2-2 انتقال حرارت توسط همرفت:

انرژی گرمایی با همرفت از مکان های گرم به مکانهای سرد منتقل می شود. همرفت زمانی اتفاق می افتد که مناطق گرمتر( مایع یا گاز )به مناطق خنک تری در مایع یا گاز برسد. سپس مایعات یا گاز خنک کننده جای مناطق گرمتری را می گیرد که بالاتر رفته اند. این منجر به یک الگوی گردش مداوم می شود. جوشاندن آب در یک تابه نمونه خوبی از این جریان های همرفت است. مثال خوب دیگر از همرفت در جو است. سطح زمین توسط خورشید گرم می شود ، هوای گرم بالا می رود و هوای خنک وارد می شود.

2-3 انتقال حرارت توسط تشعشع:

تشعشع روشی برای انتقال گرما است که به اتفاقی بین منبع حرارت و جسم گرم شده متکی نیست ، همانطور که در مورد هدایت و همرفت اتفاق می افتد. گرما از طریق فضای خالی توسط تابش حرارتی که اغلب اشعه مادون قرمز نامیده می شود ، منتقل می شود. این نوعی تابش الکترومغناطیسی است. در فرآیند تابش هیچ جرمی رد و بدل نمی شود و به هیچ واسطه ای نیاز نیست. به عنوان مثال تابش می توان به گرمای خورشید ، یا گرمای آزاد شده از رشته یک لامپ اشاره کرد. [2].

3- محاسبه ضریب انتقال حرارت در جداره ها:

جداره های ساختمان مهمترین قسمت در مبحث انرژی میباشد که با باز طراحی و عایق کاری درست میتوان در مصرف انرژی یک ساختمان تغییر چشم گیری ایجاد کرد ولی امروزه برای محاسبه انتقال حرارت جداره های ساختمان های ساخته شده مشکلاتی وجود دارد یکی از این مشکلات نبود شناخت کافی از مصالح ساخته شده جداره ها است . ضخامت مصالح وجنس مصالح بیشترین تاثیر را در میزان انتقال حرارت دارند .برای محاسبه انتقال حرارت در جداره ها از فرمول زیر استفاده میکنیم که به این فرمول قانون فوریه گفته میشود

تصویر شماره2-فرمول فوریه[4].

Qcond میزان انتقال گرما از نقطه 1 به نقطه 2 J/s (or w)

A سطح مقطعی که از طریق ان هدایت گرما رخ میدهد m2

K هدایت حرارتی موادW/mK

3-1انواع روش محاسبه انتقال حرارت با استفاده از داده ها:

برای محاسبه میزان انتقال حرارت در جداره های ساختمان(u-value) ب صورت در جا به علت وجود لایه های مختلف و نبود شرایط ازمایشگاهی و یا نبود شناخت کافی از لایه های تشکیل دهنده ان جداره محاسبه ضریب انتقال حرارت دشوار میباشد.

تصویر شماره 3-موارد تاثیر گذار در محاسبه انتقال حرارت[5]

اگر از لایه های ساختمان اطلاعات داشته باشیم میتوان با استفاده از نرم افزار های همچون energyplus و DesignBuilder و. استفاده کرد ,و مقادیر را برای محاسبات وارد نرم افزار های شبیه ساز کرد و نرم افزار نتایج را در اختیار ما قرار میدهد و یا با استفاده از سایت های آنلاین با وارد کردن اطلاعات اولیه میتوان به محاسبه این مقدار پرداخت .

تعدادی از این سایت ها عبارت اند از:

3-2-1 محاسبه انتقال حرارت درجا توسط U-value Meter

این دستگاه به صورت در جا در ساختمان و در روی دیوار (قسمت مرتفع دیوار) نصب میشود درون دستگاه گرما توسط یک حس گر مسی گرما سنج اندازه گیری میشود زیرا مس دارای ضریب هدایتی بالا میباشد، این دما سنج به صورت مداوم در حال اندازه گیری دمای محاسبه ضریب تعیین خارج شده از جداره میباشد و با افزایش نسبی انرژی خارج شده میتواند مقدار U را محاسبه کند . [6]

تصویر شماره4-دستگاه U value meter که به صورت کاملا عایق شده در روی دیوار نصب میشود

در این دستگاه سعی شده تمامی اجزای تشکیل دهنده انتقال گرما جمع آوری شود توسط گرما سنج(انتقال حرارت هدایت ،هم رفت و تابشی) برای این کار دما سنج درون دستگاه با یک فاصله بسیار کم نزدیک به دیوار نصب میشود .ابن قطعه در دو سمت دیوار نصب میشود این دستگاه حدود .05 % ضریب خطا دارد .

تصویر شماره5-لایه های تشکیل دهنده در هنگام آزمایش [6].

این روش برای دیوار های سنگین مناسب نمیباشد به این دلیل که روند انتقال حرارت به کندی و از حالت پایدار خارج میشود در این دستگاه مقادیر اندازه گیری شده در یک سیستم معادلات استفاده می شود که در آن از خصوصیات حرارتی صفحه حس گر جذب گرما ، جرم ، دمای فضای خارج ، افزایش دما در صفحه حس گر ، ظرفیت گرما و یک انتقال همرفت غیر خطی مراقبت شده. ضریب و بعلاوه خصوصیات قسمت قطعه آزمایش ، مساحت ، دمای نزدیک به دو طرف و زمان اندازه گیری شده و در نهایت با تغییر در فرمول فوریه و جا گزاری اعداد به نتیجه پایانی که مقدار ضریب U است میرسیم. [6].

با استفاده از انتقال حرارت همرفتی و با تابش حرارتی معادله محاسبه ضریب تعیین شار گرمایی

و با در نظر گرفتن ضریب انتقال حرارت بنا بر این در این روش انرژی سطح باید با انرژی منتقل شده به سنسور ها برابری داشته باشد ضریب انتقال حرارت از طریق دیواری که چند لایه دارد با توجه به تعریف میشود

همچنین باید در فرمول سطح اندازه گیری شده را وارد کنیم

در این فرمول با داشتن دمای داخل و خارج قادر به دریافت U هستیم

بنا بر این با توجه به مدت زمان اندازه گیری و در یافت داده ها از دمای سطوح و دمای خارجی میتوان به فرمول زیر رسید

3-2-2 محاسبه انتقال حرارت درجا توسط iso9869

در این روش نیاز به اندازه گیری طولانی مدت میباشد(بین 3 روز تا 7 روز) تا به توان به صورت در جا مقدار RC را محاسبه کرد. از این روش برای اندازه گیری RC و در نهایت U اجزای ساختمان به روش جمع بندی اجزا استفاده میشود در این روش نیازی به لایه برداری از اجزای ساختمان نمیباشد. در این آزمایش هر چه دستگاه ها بیشتر فعال باشند نتایج به حالت آزمایشگاهی نزدیکتر میباشد ، و از طرفی محاسبه ضریب تعیین هرچه دیوار سنگین تر باشد مدت زمان بیشتری برای محاسبه مقادیر لازم میباشد (تا 36 روز) [7]

نحوه کار استاندارد [8] Iso9869

در این روش یک سنسور گرما بر روی جداره خارجی و سنسور دیگر در جداره داخلی نصب میشود که تغییرات دمای جداره را در داخل و خارج اندازه گیری میکند در کنار این سنسور ها دو عدد سنسور ترموکوپل نصب میشود که دما را اندازه گیری میکند و در نهایت تمامی اطلاعات به یک دیتا لاگر داده شده و ثبت میشود و در نهایت نرم افزار شروع به جمع محاسبه ضریب تعیین آوری اطلاعات و پردازش ان میکند تا به نزدیک ترین جواب نسبت به دوره اندازه گیری برسد، در این آزمایش نباید مقدار Re اندازه گیری شده هر روز از روز قبل مقدار .05 % بیشتر باشد روش اندازه گیری این مقدار به صورت ماتریکسی میباشد. [7]

3-2-3 محاسبه انتقال حرارت درجا توسط ASTR

در این روش که تشابه بسیار به روش iso9869 دارد ولی تفاوتی که در ان وجود دارد ،اهمیت دمای سطح کل جداره که در محاسبه ضریب u تاثیر گذار میباشد در این روش که توسط چگالی ناپایداری حرارتی محاسبه ضریب تعیین که در سر تا سر دیوار اندازه گیری شده به دست می آید مقدار u با توجه به درجه حرارت درونی دیوار هوای داخل اتاق و هوای بیرون و درجه حرارت سطح دیوار داخلی و با توجه به ضریب انتقال حرارت 7/69W/M2 به دست میاید یکی از مزیت های این روش دوره زمانی کوتاه ان است [9]

در این روش از معادلات زیر برای اندازه گیری ضریب U استفاده میشود ، که در ان سطح داخلی حرارت هوای داخل و خارج دمای هوای داخل و اختلاف دمای سطح داخلی را نشان میدهد.



اشتراک گذاری

دیدگاه شما

اولین دیدگاه را شما ارسال نمایید.