به گزارش پایگاه خبری«عصر ساختمان»، خوشبختانه با پیشرفت‌های جدیدی که در ادوات هوشمند و دیجیتالی به وجود آمده اکنون می توان از تکنولوژی‌های روز دنیا بیشتر و بهتراستفاده کرد.  کارشناسان امر بر این باورند که دمای هوا‌، میزان رطوبت، سرعت گردش هوا و میزان ذرات معلق هوا از عوامل مؤثر در آسایش انسان‌ها هستند. نامناسب بودن هر یک از این عوامل به تنهایی موجبات عدم آسایش انسان را فراهم می‌آورد.
یک سیستم تهویه مطبوع (HVAC) مناسب، باید بتواند به میزان کافی هوای تازه وارد اتاق کند، آلودگی‌ها را حذف ودمای مناسب ایجاد کند، علاوه بر این، مصرف انرژی پایینی داشته باشد. سیستم سقف سرد یکی از سیستم‌هایی است که ‌در عین مصرف کم انرژی، قابلیت تأمین شرایط مناسب آسایش را دارا است و از مطلوبیت، محبوبیت رو به افزایشی در دنیا برخوردار است.

روش سرمایش از سقف

اکثر سیستم‌های سرمایشی معمول، از روش مستقیم یعنی دمیدن هوای تهویه شده به داخل اتاق بهره می‌گیرند؛ اما در سیستم سقف سرد، روش غیرمستقیم به کار گرفته شده است. ایده اصلی در سیستم سقف سرد، ایجاد سطوحی سرد در فضای مورد نظر است. این سطوح توسط یک سیستم عمدتأً هیدرونیک در دمای مناسبی نگه داشته می‌شوند . حرارت از طریق فرایندهای جابجایی آزاد و تشعشع از محیط جذب می‌شود. مهم‌ترین برتری سقف سرد نسبت به سایر سیستم‌ها، بهره‌گیری از فرایند تشعشعی است که در بهبود شرایط آسایش بسیار مؤثر است.  این روش کاملا مدرن و علمی است و از به روزترین روش‌های به اجرا درآمده در اروپا و آمریکا است که در حال حاضر جهت سرمایش مورد استفاده قرار می گیرد. این سیستم به لحاظ کلی بسیار شبیه به کارکرد سیستم گرمایش از کف بوده و از جنبه علمی از تئوری انتقال حرکت هوای سرد از بالا به پایین و به دنبال آن حرکت هوای گرم از پایین به بالا استفاده می کند.
عملکرد سقف سرد

سیستم‌های سقف سرد  Active شامل یک کویل، یک سری نازل، محفظه عبور هوا و دریچه‌های هوا هستند. برای عبور هوای سرد و تازه از نازل‌ها، هوای اتاق به داخل محفظه سقف سرد کشیده می‌شود )سیستم القائی) و با هوای اولیه مخلوط شده و سپس از روی کویل عبور می‌کند. در تابستان آب خنک از داخل این کویل عبور می‌کند، در نتیجه هوا خنک می‌شود.

این سیستم با سیستم‌های سنتی مثل فن کویل تفاوتش در این است که فن ندارد و بدون صدای قابل ملاحظه کار می‌کند. در این سیستم نیاز به آب خیلی سرد نیست در نتیجه امکان استفاده از آب چاه یا آب برج خنک کن نیز است. در زمستان این سیستم می‌تواند گرمایش لازم ساختمان را نیز تأمین کند.
در سیسستم‌هایی نظیر فن کویل محیط به صورت یکنواخت خنک نمی شوند و بخشی از محیط که به فن کویل نزدیک تر است خنک تر نسبت به بخش دیگر محیط می باشد؛ در حالی که در سیستم های سقف سرد هوای محیط بصورت کاملا یکنواخت خنک شده و محیطی کاملأ با آسایش برای ساکنین مهیا می‌سازد.
روش سرمایش از سقف در حقیقت ترکیبی از یک سیستم هوا رسان با حجم ثابت و شبکه‌ای از لوله‌های آب سرد است که نزدیک سقف نصب می‌شوند. در این روش آب سرد از درون لوله‌هایی که درون سقف کار گذاشته شده به جریان درآمده و گرمای موجود در محیط را از 2 طریق تشعشع و جابه جایی جذب کرده و و به راحتی قادر است دمای محیط گرم را از 40 درجه سانتیگراد به 20 درجه کاهش دهد.
از آنجا که این روش به راحتی می تواند دمای محیط‌های مختلف را به صورت مجزا تحت کنترل در آورد، لذا بیشترین کابرد این روش در محیط اداری دارای پارتیشن‌های زیاد است. همچنین با توجه به اینکه در مکان‌های صنعتی و تجاری بیشتر از سقف‌های فلزی استفاده می‌شود، بنابراین این سیستم در این سازه‌ها کاربرد بسیار مناسبی دارد. در محیط‌های مسکونی نیز که نیازمند ایجاد فضایی خنک بدور از سر و صدای فن می‌باشند، این سیستم قابلیت بسیار بالایی دارد.
تفاوت سقف‌های سرد و تابشی
اصول صفحات سرد مانند صفحات تابشی گرم است. انتقال حرارت بین فضا و صفحات طبق مکانیزم تفاوت حرارت اتفاق می‌افتد. هر چند برخلاف سیستم گرم‌کننده تابشی، سقف سرد انرژی گرمای متصاعد شده از انسان‌ها و وسائل را جذب می‌کند. تفاوت اصلی بین سیستم خنک‌کردن با هوا و سقف سرد مکانیزم انتقال حرارت است. خنک‌کنندگی با هوا تنها از اصل جابه‌جایی گاز استفاده می‌کند. در حالی‌ که تکنولوژی سقف سرد ترکیبی از تشعشع و جابه‌جایی یا کنوکسیون را به‌کار می‌گیرد. این مقدار انتقال حرارت تشعشعی ‌تا 55% مقادیر انتقال حرارت در این سیستم ترکیبی را شامل می‌شود. در سقف‌های سرد انتقال حرارت از طریق یک انشار شبکه‌ای امواج حرارتی الکترومغناطیسی از نقطه‌های گرم و اشیاء اطراف آنها به سقف سرد انجام می‌پذیرد. از سوی دیگر کنوکسیون (هم‌رفتی) ابتدا هوای اتاق را به‌ علت تماس با سقف سرد که باعث به‌ وجود آمدن جریان‌های هم‌رفتی در فضایی که گرما را از منبع آن به سقف‌ می‌رساند، خنک می‌کند.
انواع سیستم‌های سقف سرد
سیستم‌های سقف سرد از لحاظ نوع سطوح سرد به چند دسته تقسیم می‌شوند. در نوعی از این سیستم‌ها آب به عنوان سیال عامل از میان لوله‌های پلاستیکی تعبیه شده در سقف بتنی به گردش در می‌آید. این آرایش، امکان استفاده از ظرفیت گرمایی بالای بتن و انتقال پیک بار سرمایشی به ساعات غیر پیک را فراهم می‌آورد.
نوعی دیگر از سیستم سقف سرد، شبکه‌ای از لوله‌های نازک (مویین)‌ پلاستیکی است که می‌تواند در لایه گچ دیوا‌ر، کار گذاشته شود. این سیستم یک توزیع یکنواخت دما ایجاد می‌کند و به دلیل انعطاف پذیری لوله‌های پلاستیکی، بهترین انتخاب برای بازسازی سیستم‌های قدیمی است.
رایج‌ترین نوع سقف سرد‌، سیستم‌های پانلی است. پشت این پانل‌ها که معمولاً از صفحات آلومینیوم ساخته شده و درسقف کاذب تعبیه می‌شوند، لوله‌های فلزی متصل شده است. نکته قابل اهمیت در ساخت این پانل‌ها، استفاده از ماده‌ای با ضریب هدایت حرارتی بالاست که موجب پاسخ سریع سیستم به تغییرات دمایی می‌شود.
برخی انواع سقف سرد، از هوا به عنوان سیال عامل استفاده می‌کنند. درصدی از هوای تغذیه با عبور از داخل پانل، حرارت جذب شده توسط پانل را به خارج انتقال می‌دهد. مقداری از هوای تازه نیز از سوراخ‌های ریزی که روی پانل تعبیه شده، وارد اتاق می‌شود وعمل Ventilation را انجام می‌دهد.
از آنجایی که پانل‌های سقف سرد فقط گرمای محسوس فضا را حذف می‌کنند و به طور کلی قادر به تأمین هوای تازه محیط نیستند، می‌توانند به طور ترکیبی با یک سیستم Ventilation نه تنها شرایط هوای‌‌ مناسبی را فراهم ‌آورد، بلکه بار نهان یا بار ناشی از رطوبت را هم حذف می‌کند. همچنین کنترل رطوبت فضا نیز توسط این سیستم انجام می‌شود. از آنجا که در سیستم ترکیبی، فقط بار نهان را حذف می‌کند، حجم هوای مورد نیاز در مقایسه با سیستم‌های سرمایشی معمول کمتر است.

بهترین نتیجه با به کارگیری یک سیستم تهویه جابجایی،‌‌ بدون گردش مجدد هوا فراهم می‌آید‌. این سیستم، هوای تازه را با دمای کمتر از دمای اتاق، در سطح پایینی نزدیک کف، وارد اتاق می‌کند. در نتیجه یک جریان جابجایی یکنواخت، از کف تا سقف به وجود می‌‌‌‌آید و از طریق دریچه‌های تعبیه شده در نزدیک سقف از فضا خارج می‌شود. دفع حرارت در سیستم‌های سقف سرد از طریق جابجایی آزاد و تشعشع صورت می‌پذیرد.
مزایای سیستم‌های سقف سرد

هر سیستمی پس از آنکه مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد، مزایا و معایبی دارد که با بررسی آنها می‌توان نسل‌های بعدی این سیستم‌ها را بهتر تولید و ارائه کرد.سیستم‌های سقف سرد نیز معایب و مزایایی مانند تمام سیستم‌ها دارند که به آنها اشاره می‌شود.
یکی از مزایای سیستم‌های سقف سرد این است که با بهره‌گیری از انتقال حرارت تشعشعی بالاتر، شرایط آسایش را فراهم می‌آورد. یکنواختی دمای اتاق و حرکت آرام و نامحسوس هوا، احساس رضایت بخشی برای ساکنین به همراه دارد. از آنجا که هیچ قطعه متحرکی در پانل‌ها وجود ندارد، سیستم کاملاً بی‌صدا و بی‌نیاز از تعمیرات داخل فضای مورد تهویه است.
نکته بعد اینکه پراکندگی ذرات معلق و گرد و غبار، به دلیل عدم وجود کوران هوا به حداقل می‌رسد. سرعت پاسخ به تغییرات در سیستم‌های تشعشعی بسیار بالاست.
سیستم سرمایش سقفی در دمای کارکرد بالاتری نسبت به سیستم‌های معمول (حدود 16‌) عمل می‌کند. لذا چیلرها در دماهای بالاتری عمل کرده و در نتیجه با افزایش بازده و کاهش مصرف انرژی مواجه خواهیم بود.
علاوه بر آن‌، با استفاده از پمپ‌های حرارتی با ضریب عملکرد بالا، برج‌های خنک کن، سرمایش شبانه ‌یا ترکیبی از موارد فوق، می‌توان تجهیزات الکتریکی و مصرف انرژی الکتریکی را به میزان قابل ملاحظه‌ای کاهش داد.
همچنین با ترکیب این سیستم با سیستم‌های ذخیره سازی انرژی (TES)، می‌توان پیک بار را به ساعات کم مصرف انتقال داد. توانایی استفاده از سیستم سرمایش مجانی در سیستم سقف سرد نیز، نهایتاً به کاهش مصرف انرژی می انجامد.
در سرمایش مجانی، دفع گرما توسط برج خنک کن بسته مرطوب انجام پذیرفته و از چیلر فقط در هوای خیلی گرم استفاده می‌شود.
شرایط آب و هوایی گرم و خشک‌ یا معتدل مناسب‌ترین گزینه برای استفاده از سیسستم‌های سقف سرد است‌. در مناطقی که میزان رطوبت هوا زیاد است، احتمال تقطیر (condensation) بر روی سطح پانل‌ها  وجود دارد، که این مسأله ظرفیت سرمایشی پانل را کاهش می‌دهد.
سرمایش و انتقال آب‌، بسیار کم هزینه‌تر از هواست، چرا که انرژی مورد نیاز پمپ در حدود 5٪ انرژی مصرفی فن‌ها در سیستم‌های هوایی است‌. در سیستم‌های ترکیبی نیز به دلیل کاهش حجم هوا، هزینه سرمایش، ابعاد و کانال‌ها و نیز انرژی مورد نیاز برای انتقال هوا کاهش می‌یابد.
استفاده از سقف سرد یک مزیت بزرگ دارد و آن صرفه جویی در فضای ساختمان است. به دلیل کاهش حجم هوای تغذیه و در نتیجه کاهش سطح مقطع کانال‌ها، فضای مفید ساختمان به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد.
کاهش ارتفاع هر طبقه به این معنی است که مصالح شاختمانی کمتری در بنای ساختمان مصرف می‌شود. این کاهش هزینه، برای ساختمان‌های بزرگ رقم قابل توجهی خواهد بود.همچنین استفاده از سیستم سقف سرد، کاهش مصرف انرژی را به دنبال خواهد داشت.
دمای کارکرد بالا، کاهش حجم هوا، قابلیت ترکیب با سیستم‌های ذخیره سازی انرژی و سرمایش مجانی، این سیستم را قادر می‌کند که صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی داشته باشد.
از مقایسه سیستم سقف سرد با فن کویل، برتری این سیستم بر سیستم قدیمی فن کویل آشکار می‌شود. با توجه به  شرایط اقلیمی ایران، سیستم سقف سرد می‌تواند جایگزین مناسبی برای سیستم‌های سرمایشی معمول باشد.
و اما معایب این سیستم‌ها
سیستم‌های سقف سرد نسبت به سایر سیستم‌ها معایب بسیار کمتری دارند ودر حقیقت عیب فاحشی را نمی توان برای این سیستم در نظر گرفت اما با این همه ذکر چند نکته ضروری است.
یکی از معایب این سیستم‌ها بروز مشکلات اساسی در دکوراسیون و سقف محیط در صورت نشتی سیستم است.
نکته دیگر اینکه سرمایه گذاری اولیه نسبتا بالاتر از روش های معمول است. صرف وقت زیاد و اجرای طولانی تر و همچنین عدم ایجاد هوای تازه در اماکن پر ازدحام در صورت عدم استفاده از روش ترکیبی از دیگر معایب این سیستم است.
هزینه اولیه بیشتر در مقایسه با سایر سیستم های امروزی و تماس مستقیم بدن با سطح سرد نیز یکی دیگر از معایب سیستم‌های سقف سرد است .
در نهایت اینکه سیستم سقف سرد با بهره گیری از مکانیزم تشعشعی، قادر است بالاترین شرایط آسایش را فراهم سازد . همچنین استفاده از سیستم سقف سرد، کاهش مصرف انرژی را به دنبال خواهد داشت. دمای کارکرد بالا، کاهش حجم هوا، قابلیت ترکیب با سیستم‌های ذخیره سازی انرژی و سرمایش مجانی، این سیستم را قادر می‌سازد که صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی داشته باشد. از مقایسه سیستم سقف سرد با فن کویل، برتری این سیستم بر سیستم قدیمی فن کویل به خوبی آشکار است . نکته جالب توجه در این سیستم‌ها این است که هم می‌تواند در تابستان خنکی لازم را فراهم سازد و هم در زمستان می‌تواند گرمای محیط را مهیا سازد. با توجه به شرایط اقلیمی ایران، سیستم سقف سرد می‌تواند جایگزین مناسبی برای سیستم‌های سرمایشی معمول باشد.