تاسیسات ساختمان های بلند مرتبه

آشنایی طراحی تاسیسات ساختمان های بلند مرتبه

از ساخت ساختمان های بلند مرتبه بیش از 100 سال میگذرد.این ساختمان ها بعد از ابداع سیستم ترمز ایمنی در آسانسور ها در سال 1853 ساخته شدند.با رشد جمعیت در کشور ها و رشد اقتصادی مردم این ساختمان ها روز به روز بیشتر و بلند تر شدند.

تعریف آسمان خراش(ساختمان بلند مرتبه) : به ساختمان بسیار بلندی(حدودا 150 متر به بالا) که هر یک از طبقات آن قابل اقامت باشد آسمان خراش یا ساختمان بلند مرتبه گویند.در ایران از واژه برج نیز برای این نوع ساختمان ها استفاده میشود.

این واژه نخستین بار در اواخر سده نوزدهم برای ساختمان‌های بلند شهر نیویورک آمریکا بکار رفت. بعدها تاریخ نگاران معماری از کاربرد این واژه برای ساختمان‌های بلند آجری خودداری کرده و آن را تنها در مورد ساختمان‌های بلندمرتبه با اسکلت فولادی بکار بردند.به سازه های بلند یا ساختمان های بلند،‌ بلندمرتبه (Hi-Rise) گفته می شود. به طور معمول واژه بلندمرتبه با واژه ای دیگر مانند مسکونی یا اداری همراه است. بتن مسلح و فولاد مصالحی هستند که برای ساختار ساختمان های بلند استفاده می شود. سازه ی بیشتر آسمان خراش های سبک از فولاد است.

تعریف دیگر آسمان خراش(ساختمان بلند مرتبه) :کمیته فنی (TC 9.12) اشری ساختمان بلندمرتبه را ساختمانی تعریف می‌کند که ارتفاع آن بیشتر از ۳۰۰ فوت باشد. انجمن ساختمان‌های بلندمرتبه و زیستگاه‌های شهری (CTBUH 2014) یک ساختمان بلندمرتبه را ساختمانی می‌دانند که ارتفاع آن قویاً ، طراحی یا کاربرد آن تأثیر بگذارد؛ آن‌ها ساختمان‌های بلندمرتبه را به‌صورت زیر طبقه بندی کرده اند:

1-بیشتر از ۳۰۰ فوت

2-بسیار بلند یا سوپرتال (ساختمان‌های بلندتر از ۱۹۶۸ فوت)

3-بسیار بسیار بلند یا مگاتال (ساختمان‌های بلندتر از ۲۶۰۰ فوت)

ساختمانهاي بلند مرتبه داراي سيستمهاي پيشرفته و تجهيزات مكانيكي و الكتريكي متنوع و گسترده اي مي باشند. در ادامه به صورت مختصر به معرفی برخی از این سیستم ها که شامل سيستم گرمايش، سرمايش، تهويه مطبوع، سيستمهاي مكانيكي از جمله تجهيزات آبرساني و پمپ ها، سيستمهاي روشنايي، سيستم توزيع برق نرمال و اضطراري، كنترل تردد و غيره مي باشند مي پردازيم.

تهويه مطبوع (Air Conditioning)

تعريف تهويه مطبوع

کنترل رطوبت،دما،درجه خلوص،سرعت حرکت هوا در بخش های مختلف در يك ساختمان را تهويه مطبوع مي گويند.

تهويه مطبوع براي يك يا دو منظور زير انجام مي شود :

 تامين آسايش ساكنان ساختمان

 ايجاد شرايطي كه براي انجام كار تحقيقاتي، تامين شرايط بهداشتي، توليد محصول و يا نگهداري محصول مورد نظر است.

هدف از تهويه، تهيه هوايي است با چهار شرط زير :

  •  جهت حركت و سرعت آن مطابق شرايط كار باشد.
  •  دماي آن مناسب فضا باشد.
  •  رطوبت آن مناسب فضا باشد.

calefaccion-por-piso-radiante_68573

گرمايش Heating

در تهويه مطبوع, گرمايش اغلب به واسطه کویل بخار یا کویل آب گرم تامين مي گردد. ديگ هاي اصلي آب گرم و بخار در موتور خانه مركزي استقرار دارند و آب گرم مورد نياز را تامين مي كنند. گرمايش مي تواند به منظور كنترل دماي اتاق و يا كنترل رطوبت به صورت پيش گرمايش هواي تازه يا هواي مخلوط, گرمايش متعارف و يا پس گرمايش صورت گيرد. هر يك از اين مراحل, حلقه كنترل مربوط به خود را دارد.

heating-cooling-system-2

سرمايش Cooling

سیستم سرمایش سامانه اي است كه نياز برودتي ساختمان را در طول فصول گرم سال برآورده مي كند به طوري كه دما و ميزان رطوبت هواي داخل فضاها در حد معين و دلخواه كنترل می گردد. سيستم هاي سرمايش متنوعي مانند كولر آبي، كولر گازي، ايرواشر، سيستم فن كويل، سيستم هواساز و غيره طراحي شده كه با توجه به شرايط آب و هوايي منطقه، كاربرد فضاي داخل و مسايل اقتصادي مورد استفاده قرار مي گيرد. اساس انتخاب دستگاههاي سيستم سرمايش، بار برودتي ساختمان است كه در ساعت طرح محاسبه مي شود.

عوامل موثر در تعيين ساعت طرح عبارتند از :

  •  بار تابش خورشيدي و هدايت از شيشه ها
  •  بار تابش خورشيدي و هدايت از ديوارها و بام ساختمان
  •  بار افراد حاضر در ساختمان با توجه به نوع فعاليت آنها
  •  بار سيستم روشنايي و ساير تجهيزات الكتريكي، بخاري و گازي

طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان

سیستم تهویه پارکینگ ها: سیستم مکش تهویه پارکینگ های اتومبیل

در طراحی تاسیسات مکانیکی و سیستم تهویه پارکینگ ها لازم است برای تخلیه مناسب گازهای متصاعد شده از ماشین ها در گاراژ، سیستم تخلیه با چندین دهانه مکش باید طراحی کرد بطوریکه دریچه های تخلیه به نحوی تعبیه شوند که هیچ مکانی از پارکینگ بیش از 15240 میلیمتر از دریچه تخلیه فاصله نداشته باشد. این دریچه های تخلیه باید طوری طراحی شوند که ارتفاع ورودی ها نسبت به سقف بیش از 305 میلیمتر نباشد. در اینجا به دو مورد باید توجه داشت:1- گازهای آلاینده وارد دریچه تخلیه نمی شوند مگر اینکه نزدیک ورودی باشند. طبق تحلیل دینامیکی سیالات، با توجه به بردارهای سرعت، بیشترین تجمع کنار دریچه تخلیه هوا است و در فاصله بیش از0.6 از دریچه مقدار بردار سرعت نزدیک به صفر است. این بدین معناست که انتشار دود ماشین ها در فاصله نزدیک تر از 0.6 متر از دریچه ها قابل تخلیه است. بنابر این موقعیت دریچه ها تاثیر قابل توجهی با توجه به دود خروجی ماشینها ندارد.

2- غلظت هوای آلوده داخل پارکینگ با انتقال هوای تازه به پارکینگ کاهش می یابد. لذا باید بیشترچیدمان دریچه هوای تازه مورد توجه قرار گیرد نه توزیع خروجی هوا. در واقع توزیع هوا در ورودی دریچه تخلیه که توسط CMC اجباری شده، کارایی تهویه گاراژ را تقلیل داده و با توجه به آرایش ورودی هوای تازه و دریچه تخلیه هوای آلوده، میزان تمرکز آلایندگی هوا را افزایش داده است.

سیستم تهویه پارکینگ

سیستم تهویه پارکینگ

برای نمونه شکل 2 و 3 الگوی تحلیل دینامیک سیالاتی برای توزیع مونوکسید کربن را برای یک گاراژ ساده را نشان می دهند. ورودی گاراژ در طرف چپ هوای تازه وارد می شود . شکل 2 غلظت CO را با فرض دریچه تخلیه چندگانه با داکت  و مطابق با CMC را نشان می دهد و در حالیکه شکل 3 نشان دهنده یک طراحی بدون داکت و با یک دریچه تخلیه در طرف مقابل ورودی هوای تاره است. تخلیه هوای آلوده سبب مکش هوای تازه از طرف دیگر گاراژ می شود لذا به این علت سیستم را مکشی می نامند. در حالت مکشی همانطور که مشاهده می شود غلظت CO در حدود PPM25 و در منتهی الیه راست الگوی شبیه سازی است. علت این است که دریچه های تخلیه در شکل 2 هوایی که غلظت آلایندگی در آن کمتر است را تخلیه می کند  و سبب هدر رفت هوایی تازه ای می شود که سبب کاهش غلظت آلایندگی هوا می شد. لذا در سیستم مکشی شکل 3 نسبت به سیستم تخلیه داری داکت شکل 2تهویه بهتری صورت می گیرد.

نمونه :طراحی تاسیسات و سیستم تهویه پارکینگ یک طبقه

بسیاری از پیچیدگی های گاراژ یک ساختمان مسکونی یا تجاری یک طبقه در ادامه نشان داده می شود. در اینجا نمونه ای آورده شده است که ما از سیستم مکشی برای تهویه گاراژ با مساحت 13000متر مربع استفاده کردیم. ورودی های گاراژ محل تامین هوای تازه بیرون است. اولین مرحله تعیین محل دریچه تخلیه است که در EA1 و  EA2و غیره در نظر گرفته شده است. در طرف دیگر گاراژ محل مکش هوای تازه است که در شکل 4 نشان داده شده است. این سیستم یکی از کم هزینه ترین هاست هر چند که دارای برخی مشکلات است. نرخ تخلیه ارائه شده توسط CMC بر اساس استاندارد اشری L/S.m2 3.7 است که این مربوط به نرخ کلی تخلیه L/S 52000 است. سرعت هوا در گاراژ با یک تخلیه باید m/sec10باشد که برای افرادی که در گاراژ تردد می کنند قابل توجه است و افت فشار زیادی ایجاد می کند و سرعت بالای جریان هوا سبب افزایش نقاط کور و بدون تهویه می شود. طبق تجربه ما استانداردمربوط به تخلیه گاز در گاراژها طبق استاندارد ASHRAE با عنوان استاندارد انرژی24 بسیار محافظه کارانه است ، بویژه در شرایطی که ازفن هایی استفاده می شود که سرعت آنها طبق غلظت CO کنترل می گردد. بر اساس تجربه دریافته ایم که نرخ تخلیه به ندرت از نصف نرخ طراحی فراتر می رود و این اتفاق تنها برای دوره های بسیار کوتاه و در شرایط شروع بکار موتورها رخ می دهد.

ماشین های هیبریدی یا ماشین های الکتریکی و یا آنهایی که دارای آلایندگی کمی هستند پرطرفدارترند و برطبق استاندارد 62.1 مربوط به نرخ تخلیه گازهای آلاینده اشاره شده در بالا حالت محافظه کارانه بیشتری به خود می گیرد. اما هنوز در نظر گرفتن نصف m/sec10 برای سرعت هوای ورودی طراحی زیاد به نظر می رسد. این امر سبب افزایش هزینه اولیه می شود زیرا باید نرخ تخلیه L/S.m2 3.7 رعایت شود، هوایی که در حالت قبلی در این نقاط تخلیه می شد اکنون برای تامین هوا استفاده می شود و نقاط تخلیه به محل جدید منتقل می شود.

سیستم تهویه پارکینگ

سیستم تهویه پارکینگ

این واقعیت که به نقاط تامین هوای تازه بیشتری نیاز داریم زیرا 2 عدد از نقاط تخلیه EA1 و  EA2در شکل 4 به علت محدودیتهای سازه ای قابل استفاده نیست. EA1باید هوا را به منطقه رمپ مربوط به ورودی گاراژ تخلیه کند و این امر سبب گردش هوای تخلیه خواهد شد. با تبدیل آن به نقطه تامین هوای تازه مشکل مربوطه حل خواهد شد و  EA2در نزدیک ورودی اصلی منتقل می شود و نمی توان سیستم طراحی تاسیسات برای خروجی در نظر گرفت که استاندارد(3 متر از محل بازشوی ساختمان) در آن رعایت  شده است. با تبدیل این نقطه تخلیه به نقطه تامین هوای تازه، مشکل مربوط به آن نیز حل می شود و همچنین سبب بهتر شدن تهویه در راهروی بین EA3 و EA2، که در شکل 4 با دایره رنگ سبز  مشخص شده خواهد شد، جایی که نقطه کور از جهت تهویه در آن ایجاد شده بود. طراحی نهایی در شکل 5 نشان داده شده است.

نتیجه گیری

الزامات مربوط به استاندارد طراحی و اجرای تاسیسات و تهویه پارکینگ ها در بسیاری از زمینه ها شامل سیستم تخلیه چندگانه دارای داکت در محدوده گاراژ است این طراحی تاسیسات برای تهویه هوای گاراژ ناکارامد است و گاهی سبب کاهش کیفیت هوای گاراژ خواهد شد در حالیکه افزایش 300 درصدی هزینه های اولیه را نیز به همراه دارد و همچنین سبب 25درصد افزایش مصرف انرژی در مقایسه با سیستم تهویه مکشی خواهد شد. سیستم مکشی تهویه برای هر گاراژ با هر ساختاری قابل اجراست و حتی در گاراژهای چند طبقه می توان از این سیستم استفاده کرد. در بیشتر موارد، سیستم مکشی بدون نیاز به تحلیل دینامیکی سیالات قابل طراحی است ولی در مواردی که گاراژ داردی پیچیدگی های طراحی است تحلیل دینامیکی سیالات، ابزار ارزشمندی برای ارزیابی سیستم تهویه مکشی است.

پارکینگ هوشمند

ببینید: آشنایی با هواساز ها

هواساز، دستگاهی است که برای تامین هوای مطبوع و سالم با دستیابی به دما و رطوبت مناسب استفاده می شود. این دستگاه یکی از  اصلی‌ترین تجهیزات تهویه مطبوع است که در مسیر چیلر و بویلر با کانال هوا قرار داده می شود. هواساز ها در صنایع مختلفی برای تولید هوای مورد نیاز با درجه و رطوبت مورد نظر به کار برده می‌شوند.

طراحی و انتخاب دیگ بخار

یونیت پکیج چیست؟

يونيت پکيج, دستگاهي است که فرآيند برودت را بدون نياز به چيلر و فرآيند گرمايش را به کمک آب گرم موتورخانه و يا پکيج انجام مي دهد. طريقه ساخت برودت پکيج به اين صورت است که مايع مبرد پس از ورود به کويل سرمايشي با عبور از هواي ايجاد شده توسط فن پکيج به بخار تبديل شده و سپس گرماي هواي ورودي گرفته شده و هواي سرد خروجي ايجاد مي شود. فرآيند گرمايش پکيج هم به اين صورت است که آب گرم خروجي از ديگ موتورخانه و يا پکيج وارد کويل هاي گرمايي پکيج يونيت شده و با عبور هوا از روي اين کويل ها, هواي گرم خروجي تولید مي شود. همانطور که ذکر شد مزيت پکيج در يک پارچه بودن آن و عدم نياز به چيلر و در نتیجه به صرفه بودن آن نسبت به سيستم هواساز است.
پکيج يونيت ها که به نام داکت اسپليت يونيت هم شناخته ميشوند در دو مدل زميني ( ايستاده ) و سقفي ساخته ميشوند و از نظر ظرفيت, بار سرمایی و حرارتي مورد نياز براي واحد هاي مسکوني و يا اداري تا زيربناي ۲۵۰ متر مربع را تامين ميکنند.

پکیج ها معمولآ روی بام ساختمان به سادگی و بدون برهم زدن نمای ساختمان نصب می شوند که البته با توجه به نوع دستگاه و نصب روی بام می توان کانال های خروجی را افقی یا عمودی به فضاها منتقل کرد. این دستگاه ها معمولا برای کارخانه ها، سوله ها، هتل ها، فروشگاه ها و … مورد استفاده قرار می گیرند

از مزایای این یونیت پکیج ها به موارد زیر میتوان اشاره نمود:

امکان استفاده در ظرفیت های بالا (۱۲.۵ الی ۳۰ تن)
قابلیت نصب روی زمین و سقف ساختمان
عدم اشغال فضای داخلی
سطح صدای پایین نسبت به سایر دستگاه ها
توزیع هوای مناسب با استفاده از کانال
قابلیت ایجاد و تامین هوای تازه (Fresh Air)
قابلیت ایجاد تهویه برای چند فضا با یک دستگاه
کارکرد مناسب در دمای محیط تا ۵۴ درجه سانتیگراد
قابلیت نصب کویل آبگرم جهت تامین گرمایش
قابلیت کانال کشی افقی و عمودی
استفاده از فین های مدرن برای ذخیره انرژی و جلوگیری از خوردگی پره ها
تعمیر و نگهداری آسان و ارزان

پکيج يونيت ها از نظر طرز توليد سرما در نوع تراکمي (الکتريکي) و يا جذبي (گازي) توليد ميشوند . نوع جذبي آنها که با سوخت گاز کار ميکند بايستي در فضاي بيرون ساختمان مانند پشت بام و يا تراس نصب شود .

طراحی تاسیسات مکانیکی

سوالی دارید؟در تلگرام پاسخگوی شما هستیم!

Scroll Up
Skip to toolbar