انتخاب بهترين محل براي نصب رادياتور شوفاژ ( قسمت دوم )

 پيشرفت روز افزون علم و تكنيك و توجه هر چه بيشتر به آسايش و رفاه زندگي بهمراه گسترش احداث واحدها و مجتمع هاي مسكوني، تجاري واداري، ابداع و ساخت تاسيسات متنوع مهندسي (نظير سيستمهاي تهويه مطبوع و حرارت مركزي )را به دنبال داشته كه به كارگيري آنها ضمن بر آوردن اهداف اوليه و اساسي كنترل شرايط حرارتي و برودتي ،پي آمدهاي مطبوعي نظير بهينه سازي استفاده از منابع انرژي، كاهش آلودگيهاي زيست محيطي ،اجتناب از خطرات مالي و جاني را بدنبال داشته است .

در اين راستا سيستم حرارت مركزي (شوفاژ) با بهره گيري از سيال عامل جهت انتقال انرژي حرارتي از واحد مولد گرما ، به لحاظ سهولت استفاده و دسترسي آسان ،هزينه نصب و نگهداري مناسب ،عدم ايجاد آلودگيهاي اجتناب ناپذيردر سيستمهاي احتراقي (نظير بخاري) از چند دهه پيش تا كنون در بسياري از اماكن عمومي و خصوصي نظير منازل ، مجتمعهاي مسكوني ، ساختمانهاي اداري،ورزشگاهها، بيمارستانها و... از كاربرد موفقي برخوردار بوده است. در مجموعه مولد گرمايي، رادياتور به عنوان جزء آشكار سيستم و عامل اصلي انتشار حرارت به محيط اطراف در يك چرخه گرمايي، عهده دار نقش اساسي در نيل به توقعات همه جانبه ‏‍“ظاهري تزئيني” و “راندمان و عملكرد مطلوب” بوده از اينرو، طراحي و ساخت آن مد نظر قرار دادن شرايط ويژه اي همچون ظرافت و زيبائي، ايمني و استحكام ، حجم كم و عمر طولاني را به عنوان پارامترهاي اوليه الزامي مينمايد.

جهت حصول به موارد فوق الذكر ، استفاده از مواد فلزي و غير فلزي نظير فولاد ،آلومينيوم ، چدن ومواد پليمري با برخورداري از فراواني وقيمت مناسبتر در ساخت رادياتور ها متداول بوده و اقتضاي توليد هر يك از انواع فوق را شرايط كاربرد،محدوديتهاي فني و ملاحظات اقتصادي در تطبيق با مناسبات اقليمي و فرهنگي مشخص مينمايد كه نتايج بررسيهاي امكان سنجي توليد و نوع رادياتور فولادي و آلومينيومي ضمن برآوردهاي مستدل فني ، مالي و اقتصادي در ابعاد صنايع كوچك طي گزارش حاضر به عنوان الگوي كارشناسي احداث واحدهاي توليد آنها ارائه ميگردد.

فرآيندتوليد رادياتور فولادي نيازبه دانش فني پيچيده اي نداشته ومراحل آن عمليات متداول در صنايع فلزي اعم از مراحل ورقكاري ( برش ،پرس كاري و فرم دهي )،جوشكاري (جوش مقاومتي وجـــــوش (اكسي استيلن)،پوشش دهي بارنگ وكنترل كيفيت را شامل بوده و عمده مواد مصرفي آن را ورق فولادي تشكيل مي دهد.

راديــــاتورهاي آلومينيومي نيز از فرآيند توليد متشكل از ريخته گري تحت فشار ، لحيم كاري سخت ،رنگ آمبزي و كنترل كيفيت برخوردار بوده كه شمشهاي آلومينيوم ماده اوليه اساسي توليد آنها بشمار مي آيند. ماهيت عمليات مكانيكي فر آيند توليد و نوع مواد اوليه مورد استفاده در واحدهاي توليد رادياتور ،آلودگيهاي زيست محيطي را كه در بـــــرخي صنايع عامل بازدارنده و محدوده كنندهاي بشمار مي آيند، منتفي نموده و به منظور حصول به شرايط استاندارد نيز با ملحوظ داشتن واحدهاي كنترل كيفيت مواد، فرآيند ومحصول در طرح ، پيش بيني هاي لازم جهت كنترل عوامل آلوده سازوتوليد محصولات كيفي براي تامين مقاصدصادرات و پوشش دهي هر چه بيشتر بازار مصرف در رقابت با محصولات قابل جانشيني صورت گرفته است.

در سيستم حرارت مركزي كه با عنوان شوفاژ مطرح مي شود .در محلي به نام موتورخانه دستگاههايي از قبيل ديگ، مشعل، پمپ، و... نصب شده و حرارت به سيال واسطه كه ميتواند اب باشد منتقل گرديده سپس پمپ موجود در موتورخانه ابگرم را توسط لوله كشي به داخل اتاقها هدايت نموده و وارد رادياتورهاي مستقر در اتاق مي كند .

اين رادياتورها گرما را به اتاق منتقل كرده و در نتيجه دماي اب كاهش مي يابد .و آب توسط لوله برگشت به طرف موتورخانه رفته و براي جذب مجدد گرما به داخل ديگ هدايت مي شود و بار ديگر اين سيكل و چرخه تكرار مي شود .

اصولا در سيستم حرارت مركزي كه از آبگرم استفاده مي شود .دماي خروجي اب از ديگ 180 درجه فارنهايت و دماي ورودي اب به داخل ديگ كه گرماي لازم را به اتاق منتقل كرده است . برابر 160 درجه فارنهايت در نظر گرفته مي شود .به عبارت ديگر اختلاف دماي ابگرم خروجي از ديگ و آب برگشت داده شده از ساختمان برابر 20 درجه فارنهايت است .

نحوه گرم شدن اتاق توسط رادياتور به صورت جابجايي آزاد يا طبيعي ميباشد .هواي بالاي رادياتور معمولا به دليل گرم شدن سبك شده و به طرف بالا حركت ميكند و هواي سرد طرف مقابل اتاق جايگزين آن مي شود .به همين ترتيب يك چرخش طبيعي در جريان هواي اتاق بوجود آمده و دماي تمامي نقاط اتاق بالا رفته و اتاق گرم مي شود .

رادياتور شوفاژ فاقد هرگونه موتور يا وسيله برقي است .پس نميتوان توسط راياتور شوفاژ دماي اتاق را كنترل كرد .ميزان رطوبت نسبي اتاق نيز قابل كنترل نمي باشد .اصولا وقتي هواي اتاق گرم مي شود .ميزان درصد رطوبت نسبي كاهش مي يابد .به عبارت ديگر رادياتور شوفاژ ميزان رطوبت نسبي اتاق را كاهش مي دهد .و بايستي توسط افزودن بخار به هواي اتاق ميزان رطوبت مورد نياز انسان را تامين نمود .

به طور كلي در زمستان فضاهايي كه كنترل دما و در صد رطوبت نسبي در آنها اهميت زيادي ندارد مي توان از رادياتور شوفاژ استفاده نمود .( هرچند دماي اتاق در سيستم رادياتوري به راحتي و به كمك كنترل كننده هاي الكتريكي و مكانيكي قابل كنترل است )

بهترين محل نصب رادياتور

در زير پنجره يا كنار ديوارهاي خارجي است .علت اين است كه توسط رادياتور شوفاژ در فصل زمستان دائما گرما به اتاق افزوده مي شود .ولي دماي اتاق بالا نمي رود و اين دما ثابت مي ماند .چون بخش بيشتري از گرماي توليد شده تلف مي شود.

تلفات حرارتي از دو طريق انجام ميگيرد . يكي تلفات حرارتي ناشي از جداره ها از قبيل سقف- كف و ديوار و پنجره و... ديگري تلفات حرارتي ناشي از نفوذ هواي سرد از درزهاي پنجره مي باشد . به عبارت ديگر چه بخواهيم و نخواهيم اين تلفات حرارتي صورت مي گيرد . ما فقط ميتوانيم ميزان آن را كاهش دهيم ولي نميتوانيم آن را به طور كامل حذف نماييم . پس بهتر است رادياتور را در زير پنجره نصب كنيم تا مقداري از حرارت رادياتور صرف تلفات پنجره وجدارها شود .و بخشي كه باقي مي ماند اتاق را گرم كرده و دماي ان را در حدي مناسب نگه دارد .و بتوانيم در نزديكي پنجره از اتاق استفاده نماييم . اگر راياتور در خلاف ضلع پنجره نصب شود . به دليل سردي محيط اطراف پنجره استفاده از آن محيط خالي از اشكال نمي باشد .

پيشنهاد ديگري كه در اينجا مطرح است اين مي باشد . كه در حد امكان پنجره ها داراي شيشه دوبل يا دولايه باشند . استفاده از شيشه دوجداره علاوه بر اينكه سبب عايق صدا خواهد بود . همچنين ميزان ضريب انتقال حرارت شيشه را به حد نصف مي رساند .در نتيجه تلفات حرارتي كاهش مي يابد . و سبب صرفه جويي در مقدار پره هاي رادياتور مي شود .و در فصل زمستان از خيس شدن شيشه در سطح داخل اتاق جلوگيري ميكند . چون سطح شيشه در فصل زمستان يك لايه سرد است . در اثر تماس بخلر آب در داخل اتاق با آن در روي شيشه آب جاري مي شود . ولي وقتيكه شيشه دوجدار باشد . سطح داخلي آن گرم شده و ميعان در سطح شيشه اتاق نخواهد افتاد .

رادياتورهاي شوفاژ از نظر جنس به سه دسته تقسيم مي شوند:

1.       چدني

2.         فولادي

3.         الومينيومي

خط توليد رادياتورهاي چدني به دليل پايين بودن راندمان حرارتي و بالا بودن وزن آنها برچيده شده و تقريبا منسوخ شده مي باشد .

رادياتور آلومينيومي سبك تر زيباتر و ضريب هدايت حرارتي بالاتري نسبت به فولادي دارد .ولي از لحاظ قيمت گرانتر مي باشد .معمولا در فضاهايي كه رطوبت زياد دارد . مانند حمامها بايستي حتما از رادياتور آلومينيومي استفاده كرد .

پره رادياتورهاي فولادي به صورت يك بلوك غير قابل تفكيك توليد مي شوند . يعني در خارج از كارخانه نميتوان به آنها پره اضافه كرد و يا كم نمود .ولي در مورد رادياتورهاي آلومينيومي اين قابليت وجود دارد .

مبناي فروش رادياتورهاي آلومينيومي در بازار پره مي باشد . يعني قيمت به ازاي هر پره سنجيده مي شود .

توجه:

با توجه به اينکه در ساختمان هاي کنوني معمولاْ در مقابل پنجره پرده نصب مي شود نصب رادياتور زير پنجره موجب اتلاف انرژي از پشت پرده و خرابي پرده مي گردد. لذا پيشنهاد مي گردد در نزديک ترين ديوار به محل پنجره محلي براي رادياتور در نظر گرفته شود. با اين کار ضمن اين که مشکلي براي خانم هاي با سليقه پيش نمي آيد تا حدود زيادي از اتلاف انرژي نيز جلوگيري خواهد شد. پس لازم است در نصب راداتورها اين قضيه مورد توجه همکاران عزيز قرار گيرد و پنجره را به صورت پرده کشيده شده مجسم فرمايند تا مشکلي براي اتلاف انرژي و زيبايي پرده در ساختمان بوجود نيايد.

در پاره اي موارد براي رفع مشکل اگر به کارفرما توصيه شوددر اکثر موارد سيستم گرمايش از کف را ترجيح خواهند داد.

انتخاب بهترين محل براي نصب رادياتور شوفاژ ( قسمت اول )

رادياتورهاي شوفاژ امروزه جزو پرکاربردترين تجهيزات گرمايشي در ساختماهاي عمومي و منازل مي باشند. انتخاب بهترين محل براي نصب رادياتور بسيار حايز اهميت مي باشد. در صورتي كه محل نصب رادياتور نامناسب باشد ضمن اتلاف انرژي، موجب مشكلاتي در آسايش و رفاه ساكنين خواهد شد.

يكي از محل هاي رايج براي نصب رادياتور زير پنجره اطاق ها مي باشد ولي بايد توجه كرد که در ساختمان هاي کنوني در مقابل پنجره ها معمولاً انواع پرده هاي كلاسيك و مدرن نصب مي شوند در اين حالت قرار گرفتن رادياتور در زير پنجره و پشت پرده ضمن اتلاف انرژي موجب ازبين رفتن پرده و پايين آمدن دماي اتاق مي گردد. لذا انتخاب محلي مناسب براي رادياتوها بسيار حايز اهميت مي باشد و همكاران بايد به اين مسئله دقت بيشتري بنمايند.

بايد توجه كرد كه در زمان لوله كشي به علت نامشخص بودن دكوراسيون و پرده ها و خالي بودن ساختمان، بهترين محل براي نصب رادياتورها زير پنجره به نظر بيايد ولي لازم است دقت بيشتري در اين خصوص به عمل آيد و محلي را براي نصب رادياتور انتخاب نماييم كه مشکلي براي خانم هاي با سليقه پيش نيايد و ضمن اين كه از اتلاف انرژي جلوگيري مي شود راندمان سيستم افزايش يابد.

 رادياتور شوفاژ

رادياتورهاي شوفاژ امروزه جزو پرکاربردترين تجهيزات گرمايشي در ساختمانهاي  عمومي و منازل مي باشند.که ما بيشتر از سيستم گرمايش به وسيله  آبگرمکن از آنها استفاده مي نماييم اولين شخصي که سيستم گرمايش آبگرم مرکزي را ابداع نمود تريواله سوئدي در سال ۱۷۱۶ ميلادي بود .
رادياتورهاي شوفاژ امروزه جزو پرکاربردترين تجهيزات گرمايشي در ساختماهاي عمومي و منازل مي باشند.که ما بيشتر از سيستم گرمايش به وسيله  آبگرم از آنها استفاده مي نماييم اولين شخصي که سيستم گرمايش آبگرم مرکزي را ابداع نمود تريواله سوئدي در سال ۱۷۱۶ ميلادي بود .
در سال ۱۷۷۰ جيمزوات براي اولين بار از رادياتور هاي چند تکه که با بخار آب گرم مي شد براي گرمايش استفاده نمود . اين سيستم گرمايي تکامل جدي يافت تا آن که در سال ۱۸۳۱ ، پرکنيز سيستم کامل گرمايش با آبگرم را که مجهز به مخزن انبساط بود را به نام خود به ثبت رساند . کاملتريت سيستم گرمايش آبگرم که شباهت زيادي با سيستم هاي متداول امروزي نيز دارد در سال ۱۸۳۳ توسط مهندس انگليسي به نام پالکو ابداع گرديد .

از سال ۱۹۵۰ که پمپهاي آبگردان وارد سيستم هاي گرمايشي گرديد رويکرد عمومي مردم به استفاده از شوفاژ به طور قابل ملاحظه اي افزايش يافت .رادياتورها به سه دسته پره اي ، تخت و لوله اي تقسيم مي گردند و از لحاظ جنس نيز داراي انواع فولادي ، چدني و آلمينيومي مي باشند .
البته ناگفته نماند که رادياتور ها فقط بر اساس شکل ظاهري تقسيم بندي نمي شوند بلکه روش گرمادهي در انواع سطوح آن ها نيز متفاوت است .

اساسا رادياتورها گرماي خود را از طريق تابش و جابجايي به هواي اتاق پس مي دهند و معمولا ۱/۳ گرماي خود را از طريق تابش و ۲/۳ آن را از طريق جابجايي به هواي اتاق پس مي دهند .

انتخاب محل نصب رادياتورها

فرض نماييد که در يک اتاق با دماي۲۰ درجه(c) و مقابل ديواري که ضريب k آن ۰.۵۵w/m۲k است قرار گرفته ايد و دماي هواي بيرون نيز -۱۲c درجه است .مطابق با نمودار تعيين دماي سطح جداره ي ساختمان با توجه به دماي هواي خارج و ضريب k ديوار خارجي ، دماي سطح داخلي ديوار معادل ۱۷.۸ (C) به دست مي آيد که با استفاده از رابطه زير :

"دماي محسوس = دماي سطح داخلي ديوار + دماي داخلي اتاق تقسيم بر ۲ "

دماي محسوس ۱۸.۹ درجه مي شود . حال براي آن که دماي محسوس را به به ۲۰ درجه سانتيگراد برسانيم بايد دماي هواي اتاق را به ۲۲.۲ درجه افزايش دهيم .

به اختلاف دماي بين سطح ديوار و هواي اتاق ، کسري گرما يا کسري تابش گفته مي شود.
اختلاف دماي پنجره ها با هواي اتاق معمولا بيش از اين مقدار است ، اگر دماي هواي بيرون -۱۲ درجه باشد دماي سطح پنجره حدود ۹ درجه خواهد شد. اين اختلاف رياد با بالا بردن هواي اتاق قابل جبران نيست .

حال براي جبران کسري تابش پديد آمده بايد از طريق تابش يک سطح گرم آزاد عمل نمود . اختلاف دماي لازم براي اين سطح گرم کننده مانند رادياتور با توجه به طول و ارتفاع نصب آن مشخص مي شود . اين کار با طراحي جايگاه ، تعيين اندازه و اختلاف دماي لازم براي رادياتور (مثلا براي جبران جريان عمودي هوا ) براي حذف کامل اثر سردي سطوح پيراموني و با توجه به ذخيره سازي گرمايي آن ها انجام مي شود .

در نتيجه تنها راه حل موثري براي جلوگيري از کسري تابش ، تعيين جايگاهي مناسب براي رادياتور است . اين محل بايد به گونه اي اننتخاب شود که رادياتور افزون بر گرمايش اتاق ، هوايي مطبوع در هر نقطه از اتاق ايجاد کند .

چون معمولا سردترين مکان در اتاق نزديک پنجره است و به علاوه از طريق درزهاي آن ، امکان نفوذ هوا به داخل اتاق وجود دارد ، جايگاه و اندازه رادياتورها با توجه به موقعيت پنجره مشخص مي شود . از اين رو بهترين توزيع دما در اتاق و بهترين جبران براي کسري تابش وقتي رخ مي دهد که رادياتور زير پنجره نصب شود . اگر رادياتور که حدود ۶۰% گرما را بهع صورت جابجايي منتقل مي کند به صورت آزاد جلوي ديوار بيروني زير پنجره نصب شود ، نيروي شناوري هواي گرم آن به قدري بزرگ خواهد بود که امکان نفوذ هواي سرد شده ي روي وجه داخلي پنجره و هواي سرد وارد شده از درزهاي پنجره ، به درون اتاق را منتفي مي سازد ، با اين کار جريان هوا در اتاق (گردش هواي اتاق ) برقرار خواهد شد .

هرگاه رادياتور زير پنجره نصب شود طول آن بايد معادل پهناي پنجره انتخاب شود . با اين کار جريان عمودي هوا متعادل مي شود و گرماي تابشي رادياتور بيشتر مي شود .

از طرفي هرچه سطح تابشي رادياتور افزايش يابد با بهتر بگوييم سهم گرماي تابشي رادياتور افزايش يابد تاثير بيشتري در ايجاد آسايش گرمايي خواهد داشت . زيرا گرمايي که از طريق تابش از بدن انسان به بيرون منتقل مي شود با افزايش سطح تابش رادياتور بهتر جبران مي شود .براي استفاده از حداکثر توان گرمايي رادياتور بايد آن را نزديک به ديوار و زير پنجره نصب کرد . حداقل فاصله رادياتور از جداره هاي ساختمان از ديوار حداقل ۵۰ ميلي متر و از کف اتاق حداقل ۱۰۰ ميلي متر بايد باشد .در اين صورت هيچکونه افت تواني پديد نخواهد آمد .

اگر رادياتور در حالتها ي زير نصب شود افت توان خواهد داشت :

·         زير تاقچه

·            پنجره

·            داخل کابين يا پشت پرده

در صورتي که از يک ورقه جهت پوشش رادياتور استفاده گردد افت توان ممکن است به ۱۵% برسد .

فرایند طراحی تأسیسات مکانیکی قسمت دوم

ملاحظات مربوط به معماري

طرح استفاده شده براي سيستم تهويه مطبوع ساختمان، بخش معماري و طرح داخلي ساختمان را تحت تأثير قرار مي دهد. معمار بايد از ابتداي پروژه با تمام مشاوران هماهنگي و هم فكري كند تا فضاي لازم را به تجهيزات تهويه مطبوع اختصاص دهد. طرح سيستم مكانيكي بايد با نقشه هاي سازه ومعماري ادغام ومقايسه شود و هم زمان وهماهنگ با هم پيش روند.

فضاهايي مانند اتاق خواب ها و سالن هاي كنفرانس كه نياز به سكوت بيشتري دارند بايد تا حد امكان در جهت عمودي و افقي از تجهيزات پر سروصداي تهويه مطبوع به دور باشند.

موضوعات مربوط به طراحي داخلي مانند اينكه آيا دفاتر كار از نوع باز با مبلمان متناسب به خود هستند يا از نوع دفاتر كار خصوصي و پوشيده تأثير فراواني بر سيستم مكانيكي دارد، بنابراين مهندس تأسيسات بايد قبلاً در فرآيند طراحي مكانيكي د رجريان اين موضوعات قرار داده شود.

مهندس تأسيسات مكانيكي تصميم مي گيرد كه در يك ساختمان بزرگ از چه سيستم تهويه مطبوعي استفاده شود. مهندس تأسيسات مكانيكي سيستم تهويه مطبوع را بر اساس عوامل زير انتخاب مي كند: هزينه هاي اوليه و هزينه هاي جاري، تناسب با نوع كاربري ساختمان، وجود فضاي كافي براي تجهيزات مورد نياز در فضا، ملزومات تعمير و نگهداري وقابليت اطمينان (reliability) تجهيزات و سادگي كنترل سيستم. معمار بايد با مهندس تأسيسات ارتباط بر قرار كرده و طرح هاي خود را هماهنگ و سازگار نموده و در مورد عواملي كه طراحي داخلي يا بخش معماري ساختمان را تحت تأثير قرار مي دهند از او سؤال كند.

معمار و مهندس تأسيسات بايد با هم مواردي مانند مقدار و نوع عايق ها و سايبان ها كه ساختمان را از ورود حرارت ناشي از نور خورشيد حفظ مي كنند مورد ارزيابي قرار دهند. چرا كه اين عوامل بر اندازه تجهيزات مكانيكي و در نتيجه ميزان مصرف سوخت تأثير مي گذارند. ممكن است معمار اجزاي طراحي را به گونه اي تغيير داده و انتخاب كند كه هزينه هاي عملكرد سيستم و اندازه و هزينه اوليه مورد نياز براي تجهيزات تهويه مطبوع را كاهش دهد، اما در عين حال باعث افزايش هزينه اوليه ساختمان گردد. استفاده از تحليل هزينه ها ما را در رسيدن به تعادل بهينه بين روش هاي غير فعال (passive) كه در طراحي معماري ساختمان در نظر گرفته مي شوند و روش هاي فعال (سيستم مكانيكي) كمك مي كند.

قبل از انجام پروژه معمار بايد از تعداد، محل و اندازه موتورخانه ها ياايستگاه هاي مركزي تهويه مطبوع آگاهي داشته باشد و مطمئن شود كه اين مكان ها در نزديكي ساختمان هايي كه بايد تهويه شوند قرار دارند و به اندازه كافي به هواي تازه بيرون دسترسي دارند. در اطراف تجهيزات بايد فضاي لازم براي دسترسي در طول عملكرد عادي، بازرسي، نگه داري و تعميرات روتين در نظر گرفته شود. بايد تمهيدات لازم براي تعويض اجزاي اصلي (مانند بويلر و چيلر) در نظر گرفته شود به نحوي كه اين تجهيزات بدون آسيب زدن به ساختمان از محل خارج شده و تعويض شوند. ممكن است به فضايي براي دودكش ها، فضاهاي دسترسي براي تحويل سوخت و اتاقي براي مخازن ذخيره سوخت نياز داشته باشيم. ملاحظات و ملزومات سيستم تهويه مطبوع مي تواند بر روي نقشه جانمايي فضاها، ارتفاع سقف و ديگر موضوعات طرح داخلي تأثيرات اساسي داشته باشد، بنابراين هم فكري و مشورت در اين زمينه ها قبل از انجام پروژه مي تواند ايده خوبي باشد.

موتورخانه ها اغلب 5 تا 10 درصد از سطح ناخالص زير بناي ساختمان را به خود اختصاص مي دهند. اتاق هاي كوره ها و بويلر ها، اتاق فن ها و اتاق تبريد ممكن است به صورت مجزا يا يكپارچه باشند. در موتورخانه ها بايد عرض كافي براي تعويض تجهيزات داشته باشدو همچنين اين درها بايد بر روي خود داراي منافذ و دريچه هايي باشند تا هواي تازه بيرون بتواند به اندازه كافي وارد فضا شود. اندازه محل و سروصداي موتورخانه ها مي تواند ملاحظات مهمي براي طراحي داخلي باشد. محل و اندازه لوله ها و كانال كشي ها مشخص خواهد كرد كه در چه محلي بايد داكت عمودي براي عبور دسته لوله ها و كانال هاي بين طبقات تعبيه شود. كانلا كشي ها، خصوصاً قسمت هايي كه كانال ها به هم يا به دستگاه ها متصل مي شوند، لازم است براي انجام نگه داري و تعميرات فضاي كافي داشته باشند. سقف هاي كاذبي كه داراي شبكه هاي آويخته هستند به راحتي امكان دسترسي به كانال ها را فراهم مي كنند. سقف هاي ساخته شده از صفحات پيش ساخته گچي بايد براي دسترسي به محل هاي خاص دريچه هايي داشته باشند. براي مثال اين دريچه ها بايد براي همه دمپر هاي آتش كه در كانال ها تعبيه شده اند وجود داشته باشند. ممكن است با تغييرات جزئي در نقشه طبقات لازم باشد كه نقشه مكانيكي مربوط نيز براي سازگاري تغيير كند بايد سعي شود كه اين تغييرات قبل از انجام پروژه و بررسي نقشه ها انجام شود.

در بخش هاي مسكوني ساختمان، بر روي ديوار هاي خارجي بايد فضايي به دستگاه هاي تحويل حرارت يا سرما (مانند دريچه ها و ديفيوزرها) اختصاص داده شود. بايد شكل و محل قرار گرفتن اين وسايل با طراحي داخلي ساختمان مطابقت داده شود. از تداخل بين چيدمان مبلمان و تجهيزات داخلي و محل نصب دريچه هاي هوا با دستگاه هاي تهويه ديواري جلوگيري شود. محل قرار گرفتن ترموستات ها توسط مهندس تأسيسات تعيين مي شود و به منابع حرارت محيط اطراف بستگي دارد اما بر زيبايي نماي داخلي تأثير عمده اي دارد. معمار نيز بايد به منظر دريچه هاي موجود روي ديوارهاي خارجي و نماي كلي بيروني ساختمان توجه داشته باشد. شبكه هاي ارتباطي الكترونيكي اين امكان را فراهم كرده اند كه بتوان از مكان هاي مسكوني به عنوان مكان اداري و براي كار استفاده كرد. در اين صورت طراحي ساختمان مسكوني پيچيده تر خواهد شد، چرا كه بايد روشنايي ها كيفيت لازم براي استفاده دفتري (كار دفتري) راداشته باشد. ناحيه هاي جديدي براي گرمايش و سرمايش تعريف شود، مسيرهاي بيشتري براي عبور سيم هاي برق در نظر گرفته شود و ايزولاسيون ساختمان از نظر سرو صدا بهبود يابد.

 

کپی برداری با ذکر منبع بلامانع است

فرایند طراحی تأسیسات مکانیکی قسمت اول

اندازه گيري بارهاي گرمايشي و سرمايشي

درجه-روز (degree-day) واحدي است كه براي محاسبه بارهاي گرمايشي و سرمايشي، تعيين اندازه سيستم هاي تهويه مطبوع و محاسبه مصرف انرژي سالانه مورد استفاده قرار مي گيرد. اين مقياس نشان دهنده يك درجه اختلاف بين دماي متوسط روزانه بيرون با دماي استاندارد مي باشد. درجه-روز گرمايشي برابر است با يك درجه-روز پايين تر از دماي استاندارد (65F)24C و بريا برآورد سوخت و برق مصرفي توسط سيستم گرمايشي مورد استفاده قرار مي گيرد. درجه- روز سرمايشي برابراست با يك درجه-روز بالاي دماي استاندارد 24C (75F) و به منظور محاسبه ميزان انرژي مورد نياز براي تهويه و تبريد به كار مي رود.

سيستم هاي تبريد بر اساس تن تبريد ظرفيت بندي مي شوند. تن تبريد مقدار سرمايشي است كه در اثر ذوب شدن يك تن يخ 0C و تبديل آن به اب 0C در طول ساعت 24 حاصل مي شود. هر تن تبريد معادل 3/5KW (12000btu/hr) مي باشد.

بازدهي انرژي نشان دهنده ميزان كارايي دستگاه تبريد مي باشد. بازدهي نشان مي دهد كه به ازاي هر وات انرژي الكتريكي ورودي به دستگاه چند btu گرما از محيط مورد نظر خارج شده است.

محاسبات انرژي مصرفي

مهندسان تأسيسات مكانيكي بارهاي گرمايشي و سرمايشي را محاسبه مي كنند تا از اين طريق اندازه صحيح تجهيزات سرمايشي و گرمايشي ،نرخ جريان هاي هوا و اندازه لوله ها و كانال ها را به دست آورند.

مهندسان معمار نيز براي اطمينان از كافي بودن مقدار عايق بندي ديوارهاي بيروني ساختمان و مقايسه آن با طرح هاي جايگزين و برآورد هزينه سيستم مكانيكي و ارزيابي فوايد بالقوه طرح انرژي خورشيدي ،بارهاي ساختمان را محاسبه مي كنند. محاسبات انجام شده پايه اي براي تخمين مصرف انرژي سالانه ساختمان مي باشد .اگر بخواهيم ريز هزينه ها را در چند سيستم متفاوت با هم مقايسه كنيم ممكن است اين محاسبات كمي پيچيده شوند.

براي محاسبه دقيق بارها در ساختمان هاي بزرگ تجاري و صنعتي به شبيه سازي كامپيوتري و استفايده از نرم افزارهاي كامپيوتري نياز است. براي محاسبه مصرف انرژي ساعتي براي گرمايش و سرمايش براي طول سال به يك نرم افزار كارآمد كامپيوتري نياز است. توجه به زواياي تابش و ميزان قدرت تشعشع آفتاب در طول ساعات و تجزيه و تحليل الگوهاي مختلف براي ايجاد سايه در روي پنجره ها و اجزاي ديگر مي تواند زمان بروز بيشترين بار حرارتي در طول سال را به ما نشان دهد. به هر حال حتي بهترين محاسبات و تخمين ها نيز بر اساس شرايط متوسط آب و هوايي انجام شود باز نمي توان مشكلات احتمالي كه در كيفيت سازه و بدي آب و هوا وجود دارد را در نظر گرفت. تمام نتايج برنامه هاي كامپيوتري بر اساس اطلاعات ورودي كه شخص كاربر انتخاب مي كند،ارايه مي شوند. محاسبات سالانه و دقيق معمولا براي ساختمان هاي كوچك و ساده مسكوني انجام نمي شود اما ممكن است براي تخمين مصرف انرژي خانه هايي كه با گرماي خورشيد گرم مي شوند، اين كار انجام شود.

هنگامي كه هزينه نصب و راه اندازي يك طرح پايين باشد و در مقابل طرح ديگر از نظر بازدهي انرژي بهتر باشد ممكن است مهندسان طرح ها را از نظر مصرف انرژي مورد تجزيه و تحليل قرار دهند. براي مثال، اين تجزيه و تحليل مي تواند به تصميم گيري در مورد بهينه سازي مقدار عايق كاري ، استفاده از شيشه هاي دو يا سه جداره ، انتخاب نوع روشنايي ها، تصميم در مورد استفاده از انرژي خورشيد و ايجاد تعادل بين ملاحظات زيبايي و هزينه هاي اين تزيينات براي مالك، كمك كند.

چهار روش براي مقايسه و ارزيابي طرح ها وجود دارد. اولين روش توجه به دوره بازگشت سرمايه است يعني مدت زماني كه طول مي كشد تا هزينه هاي انجام شده در ساختمان از طريق صرفه جويي در انرژي جبران شود. فهم اين روش نسبتا آسان است . روش دوم، توجه به كل هزينه هاي انجام شده در طول عمر ساختمان مي باشد. در اين روش تمام هزينه ها اعم از هزينه عملكرد و نگهداري در طول مدت عمر مفيد و هزينه تعميرات و اقلام مصرفي نيز در نظر گرفته شود . روش سوم به اين مساله توجه دارد كه آيا مي توان اين پول را در جاي بهتري كه سود بيشتري دارد هزينه كرد. آخرين روش كه روش مقايسه اي مي باشد ، به مواردي مانند بهبود كارايي كارگران، كاهش آلودگي آب و هوا و ظاهر طرح و عوامل وزني توجه دارد.  

سپس تمام طرح هاي ارائه شده كه از جنبه هاي مختلف با هم رقابت دارنددر يك نمودار يا ماتريس مورد مقايسه قرار مي گيرند. اين نمودار يا ماتريس يك ابزار گرافيكي است كه كمك مي كند فرد از بين چندين گزينه پيچيده يكي را انتخاب كند.

بهبود عوامل مؤثر در مصرف انرژي مانند بهبود دادن عايق كاري ها يا استفاده از پنجره هاي مناسب تر مي تواند به عنوان بخشي از نقشه اصلاحات در ساختمان هاي ديگر باشد. دوره بازگشت هزينه براي عايق كاري ساختمان هايي كه گازوييل و گاز گرم مي شوند حدوداً 5 سال است و اين دوره درمورد ساختمان هايي كه با برق گرممي شوند سريعتر است. ساختمان هاي جديد كه از نظر بازدهي انرژي بسيار مناسب هستند در هواي سرد هزينه انرژي را تا 75 درصد كاهش مي دهند. ساختمان هاي جديدي كه از نظر بازدهي انرژي بسيار خوب هستند و ديواره هاي آنها ازR-30 سقف از R-38 و فونداسيون آنها از R-19 ساخته شده است حدوداً 5 تا 10 هزار دلار نسبت به ساختمان هاي متداول گرانتر تمام مي شوند، اين هزينه اضافي مي تواند در طول 5 تا 10 هزار دلار نسبت به ساختمان هاي متداول گرانتر تمام شوند، اين هزينه اضافي مي تواند در طول 5 تا 10 سال از طريق صرفه جويي در انرژي جبران شود. چنين خانه هايي باعث كاهش آلودگي محيط زيست نيز مي شوند.

اجزاي سيستم سرمايش يا گرمايش

اگرچه ما به عنوان طراحفضاي داخلي سيستم تهويه مطبوع را طراحي نمي كنيم اما با اجزاي مختلفي كه در درون فضاي ساختمان قرار دارند، سروصداي آنها، دستگاه هاي تهويه كننده (ترمينال ها) كه درون اتاق ها نصب شده اند و فضاي دسترسي مورد نياز براي تعمير و نگه داري دستگاه ها سرو كار داريم.

يك سيستم تهويه مطبوع داراي سه جزء اصلي است. تجهيزاتي كه گرمايش يا سرمايش مورد نياز را توليد مي كنند، سيال واسطه اي كه اين گرمايش يا سرمايش را انتقال مي دهد و دستگاه هايي كه گرما يا سرما را به محيط مورد نظر تحويل مي دهند. براي مثال در يك ساختمان ممكن است از يك ديگ با مشعل گازوييلي براي توليد آب گرم استفاده شود. آب در اينجا نقش سيال واسط را دارد كه حرارت توليد شده را به مقصد حمل مي كند و لوله ها و رادياتورها دستگاه هاي تحويل حرارت به محيط هستند.

سرچشمه يا منشأ (Front end) سيستم جايي است كه انرژي يا سوخت مصرف مي شود يا عمل جمع آوري گرما صورت مي گيرد. در اينجا تجهيزات به گونه اي انتخاب شده اند كه حداكثر بار احتمالي فضاي مورد نظر را تأمين كنند و فضاي مورد نظر را از نظر دمايي به حالت ايده آل رسانده و در اين شرايط حفظ كنند. براي مثال، ظرفيت يك دستگاه تهويه كه براي يك ساختمان اداري استفاده مي شود به گونه اي انتخاب مي شود كه بتواند سرمايش مورد نياز در فضا را در گرم ترين روز تأمين كند. هنگامي كه دستگاه تهويه در شب خاموش شده يا ظرفيت آن كاهش داده شود، ساختمان كمي گرم خواهد شد. دستگاه بايد قادر باشد كه صبح روز بعد ساختمان را مجدداً تا دماي مورد نظر خنك كند. سرچشمه يا منشأ ممكن است شامل يك منبع حرارت مركزي مانند يك كوره، يك ديگ بخار يا آب گرم، يك كلكتور خورشيدي، يك چاه ژئوترمال (زمين گرمايي) يا يك مبدل حرارتي آبي باشد. همچنين ممكن است سرچشمه يا منشأ يك منبع سرمايشي مركزي مانند يك چيلريا دستگاه تهويه انبساط مستقيم (DX) يا يك كولر آبي (evaporative cooler) باشد.

سيال واسط هوا، آب يا بخار گرم خنك شده را از طريق يك سيستم لوله كشي يا كانال ها به ساختمان منتقل مي كند. بخار در اثر فشاري كه ايجاد مي شود خود در مسير حركت مي كند. هوا توسط فن و آب نيز به وسيله پمپ در شبكه به حركت در مي آيد.

دستگاه هاي تحويل دهنده (ترمينال ها) در فضاهايي كه بايد سرد يا گرم شوند نصب مي شوند. سيال واسط گرم يا سرد شده به وسيله دريچه ها و ديفيوزها، رادياتورها يا كنوكتورها يا فن كويل ها سرما يا حرارت خود را به محيط تحويل مي دهد.

شرايط به گونه اي است كه طراحي ساختمان ها از لحاظ سيستم تهويه مطبوع و كنترل به سمت منطقه اي شدن پيش مي روند. (در مقابل سيستم هاي مركزي) ساختمان هاي چند منظوره با زمان بندي منظم حضور ساكنان مي طلبد كه ساختمان از نظر دمايي و ناحيه بندي به نواحي گوناگون و متفاوتي تقسيم شود. سيستم هاي كنترل ديجيتال شرايطي را فراهم مي كنند كه همزمان با هماهنگ كردن  و كنترل كلي ساختمان، شرايط دمايي فضا ها به صورت محلي كنترل شوند. وقتي كه ساكنان بتوانند محيط داخل ساختمان يا اتاق خود را كنترل كنند احساس رضايت بيشتري خواهند نمود. پكيج ها يا دستگاه هاي تهويه يكپارچه مي توانند نياز به سرمايش، گرمايش يا هردو را به صورت متمركز در يك دستگاه تأمين كنند.

مطلب فوق ادامه دارد . . .

کپی برداری با ذکر منبع بلامانع است