دستگاه هاي تهویه مطبوع
صفحه اصلی جستجو تماس با ما ثبت کالا

دستگاه هاي تهویه مطبوع

[ مشاهده نسخه اصلي ]

کلیه تجهیزاتی برودتی و حرارتی  که وظیفه ایجاد شرایط رفاه برای انسان شود  تهویه مطبوع نامیده می شود. این وسایل سه عامل مهم رطوبت و دما و سرعت جریان هوا را به کنترول در می آورند . تهویه مطبوع ها جدای این سه عامل گرد و غبار را از بین می برند ، هوای محیط را پاکیزه و میکروب های آن را نیز حذف می کنند .


سیستم تهویه مطبوع محلی : یک سیستم محلی معمولا برای استفاده در یک منطقه در نظر گرفته می شود  (منطقه معمولا شامل یک یا حداکثر چند اتاق است). این یک سیستم خودکفاست (اجزای منبع، توزیع، تحویل و کنترل به طور کلی در یک بسته جای می گیرند). این سیستم معمولا در فضای مورد نظر قرار می گیرد (با پیامدهای ضمنی برای زیبایی شناسی و انعطاف پذیری). سیستم معمولا ظرفیت و اندازه کوچکی دارد (با اثراتی بر راندمان). سیستم معمولا از یک مکان مرکزی کنترل نمی شود (این جنبه می تواند مثبت و یا منفی در نظر گرفته شود). یک واحد تهویه هوای پنجره ای نمونه ای از سیستم HVAC محلی است.

سیستم تهویه مطبوع مرکزی: یک سیستم مرکزی برای مناطق متعدد یک محل بکار می رود (و یا یک منطقه از مکان دور دست). یک سیستم توزیع برای انتقال تاثیر گرمایش و سرمایش از مبدا آن (مانند یک اتاق تاسیسات) به مناطق سیستم ضروری است. محدوده سیستم تا حد زیادی از یک محل اقامت تک خانوار به هزاران فوت مربع (متر مربع) از دفتر و یا آزمایشگاه متغیر است. یکساختمان ممکن است با یک سیستم مرکزی یا چند سیستم مرکزی بکار رود. سیستم حجم هوای متغیر (VAV) نمونه ای از یک سیستم مرکزی است.

سیستم تهویه مطبوع ناحیه ای: یک سیستم ناحیه ای در چندین ساختمان بکار می رود. معمولا سیستم ناحیه ای اثر گرمایش و سرمایش را برای محیط و یا نواحی تاسیسات ویژه فراهم می سازد. ساختمان مورد نظر معمولا سیستم تهویه مطبوع مرکزی خود را دارد. اقتصاد مقیاس ممکن با تجهیزات بزرگ شاخص یک سیستم ناحیه ای ممکن است (این می تواند شامل خرید فله سوخت یا برق، توالی کنترل عملیاتی سفارشی، کیفیت نگهداری برجسته و اپراتورهای آموزش دیده باشد). سیستم پمپاژ حرارتی منبع زمین دانشگاه ایالتی بال (دانشگاه ایالتی بال، 2013) مثال خلاقانه یک سیستم ناحیه ای است.

 توزیع بخار راه دور بیش از یک قرن بکار رفت؛ توسعه  توزیع آب دمای بالا (HTW) و توزیع آب سرد در میان ساختمان پیشرفت تازه ای است. سیستم آب گرم و سرد با فشار و دمای بالا کاربرد گسترده ای در پایگاه نیروی هوایی ایالات متحده، فرودگاه ها  و گروهی از ساختمانها مانند مجتمع بیمارستانی و دانشگاه ها دارد. تلاش بسیاری برای نصب شبکه های جدید گرمایش / سرمایش در نیروگاه های تولید برق با سوخت فسیلی صورت گرفت. در این نیروگاه بیش از نیمی از ورودی سوخت فسیلی ضایع می شود و سیستم گرمایش سرمایش بسیاری از ضایعات سوختی را بکار می گیرد.

 اگر آب به اندازه کافی در فشار بالا نگه داشته شود، وارد بخار نمی شود. سپس آب از طریق خطوط رفت و برگشت برق و از طریق شاخه هایی به مبدل های حرارتی پمپاژ شده، که سیستم های آب گرم کم فشار معمولی را به جریان انداخته و بخار تولید می کند، و چندین کارکرد حرارتی دارد. فشار از مرتبه 400 پوند بر اینچ مربع، سنجه؛ [2800 کیلو پاسکال) و دما حدود 300 ° F (150 ° C) است. در طول این چرخه، گاهی اوقات آب تا 150F درجه (83C °) و 60 پوند بر اینچ مربع (414 کیلو پاسکال) فشار افت می کند. مقطع شکل 12.60 این آرایش مشترک را نشان می دهد.

آب دمای بالا تعدادی مزایای نسبت به بخار برای تاسیسات خاص دارد. در این حالت از یک سیستم توزیع دو لوله ای استفاده می شود و افت دما در خط رفت اغلب به 10F  (5.5 درجه سانتیگراد) است. با سرعت بالای آب اندازه لوله اصلی را می توان تقریبا به نصف اندازه مورد نیاز برای توزیع بخار بدون نیاز به تله بخار و دریچه تقلیل فشار کاهش داد. برای تعدیل کندانسیون لازم نیست که لوله ها تا پایین درجه پیچ شوند، نظیر حالت بخار، اما از خطوط تراز زمین عبور می کنند. اگر چه هزینه نصب و راه اندازی آن بیشتر است، هزینه عملیاتی برای بخار کمتر است. تصفیه آب ورودی قابل اغماض و خوردگی حداقل است. مساله انبساط و عایق مشابه سایر سیستم های زیرزمینی است. حلقه رفت و برگشت بزرگ با انبساط بین نقاط ثابت سازگاری دارد و لوله کشی زیرزمینی در لایه عایق موثر به لحاظ حرارت تعبیه می شود. سیستم های آب سرد نیز مزایایی دارد. چیلرهای مرکزی بزرگ به احتمال زیاد از گرمای تلف شده در یک سیکل تبرید جذبی غیر CFC استفاده می کنند. منابع طبیعی سرد ممکن هستند؛ شرکت گرمایش ناحیه ای تورنتو (کانادا)  از آب دریاچه انتاریو، برگرفته از لوله 1.6 مایلی (2.6 کیلومتر) در عمق 200 فوت (61 متر) با درجه حرارت در طول سال 40 ° F (4.5 ° C) استفاده می کند. آب دریاچه از طریق یک مبدل حرارتی (با آب سرد) و سپس تصفیه آن به منبع آب شهر می رسد.

 با گرمایش / سرمایش ناحیه ای، تمام اجزای منبع با هم در یک واحد دوردست قرار می گیرند. این مساله ساختمان های دیگر را از فضای لازم و اثرات قابل مشاهده ستون صافی، دیگهای بخار، ذخیره سازی سوخت، چیلرهای آب و برج های خنک کننده رها می سازد. گرما، رطوبت، هوای آلوده و سر و صدا در واحد دوردست وجود دارد. هنگامی که چنین سیستمی در خدمت مشتریان تجاری است، آب گرم یا سرد اندازه گیری می شود. هنگامی که متعلق به خود فرد است (مانند محوطه دانشگاه)، معمولا اندازه گیری نمی شود. این می تواند تبدیل به یک مشکل شود زمانی که تلاش برای شناسایی

اتلاف انرژی ساختمان و صرفه جویی متعاقب انجام گیرد.

محیط توزیع

توزیع اثر گرمایش / سرمایش (به غیر از بخار) با استفاده از آب یا هوا یا آب و هوا انجام می شود. در نتیجه سه طبقه بندی متمایز از سیستم های تهویه مطبوع مرکزی وجود دارد:

سیستم تمام هوا: در یک سیستم تمام هوا، اثر گرمایش-سرمایش از منبع به فضاها از طریق هوای گرم و یا سرد حمل شده در کانال توزیع می شود؛ آب برای انتقال حرارت به  مناطق تهویه شده استفاده نمی شود. مزیت اصلی یک سیستم تمام هوا این است که هوا برای تغییر وضعیت هوا بکار می رود (دایره است، اما این رویکرد مستقیم و منطقی است)؛ موضوع اصلی در برخی از پروژه های ساختمانی حجم فضایی است که باید به کانال اختصاص داده شود. تهویه مطبوع از طریق دیفیوزر / دریچه ها به فضاهای مختلف ارسال می شود. یک سیستم تهویه مطبوع تمام هوا (با پیکربندی) باید قادر به پاسخگویی نیازهای پروژه مالک برای تامین آسایش حرارتی، IAQ، و راندمان انرژی باشد.

سیستم هوا آب: در یک سیستم آب و هوا، بخش عمده ای از تاثیر گرما-سرما از منبع (ها) به فضاها از طریق آب گرم و یا سرد در لوله ها توزیع می شود. همچنین هوا از یک واحد متمرکز به فضاها وارد می شود-معمولا هوای کافی برای اطمینان از کیفیت مطلوب هوای داخل ساختمان؛

 

شکل 12.60 آرایش معمولی یک سیستم آب دمای بالا

این اغلب حدود 10 درصد جریان هوای یک سیستم تمام هوا است. این هوا نیز می تواند مقداری گرما یا سرما انتقال دهد. مزیت اصلی سیستم آب هوا نیاز کمتر به حجم توزیع است (لوله کشی کوچکتر از کانال کشی برای انتقال حرارت برابر است). دغدغه مهم در پروژه های ساختمانی قرار دادن مبدل های حرارتی هوا آب (دستگاه تحویل) در فضاهای اشغال شده است. یک سیستم تهویه مطبوع هوا آب (با پیکربندی) باید قادر باشد به آسانی نیازهای پروژه مالک را به لحاظ راحتی عایق، IAQ و راندمان انرژی برآورده سازد.

سیستم تمام آب: اثر گرما-سرما از منبع به فضاها از طریق آب گرم و یا سرد انتقالی از طریق لوله کشی توزیع می شود و به این فضاها از طریق دستگاه تحویل تبادل حرارت

وارد می شود. هوا در انتقال حرارت به / از مناطق مطبوع بکار نمی رود و توسط سیستم تهویه مطبوع به این فضاها وارد نمی شود (هوا به صورت مستقل وارد می شود، برای مثال با استفاده از شیوه های پاسیو). مزیت اصلی این  سیستم این است که حجم مکانی مورد نیاز برای توزیع حداقل مقدار ممکن است ( اصلا از کانال استفاده نمی شود). یک مسئله مهم در مورد سیستمHVAC تمام آب پاسخگویی به نیازهای پروژه مالک به لحاظ IAQ است.

 آناتومی سیستم تهویه مطبوع

مقیاس ساختمان

ساختمان بزرگتر به طور کلی پیچیده تر از ساختمان کوچکتر است. این نکته در مورد  سیستم های تهویه مطبوع نیز صادق است. بحث آناتومی سیستم با ساختمان مقیاس کوچکتر آغاز می شود (ساختمانی با مثلا یک به پنج منطقه حرارتی). بحث ساختمان مقیاس بزرگتر به دنبال آن مطرح خواهد شد.

 ساختمان های کوچک تر معمولا بار پوسته (یا پوششی) دارند؛ آب و هوا (به جای بارهای داخلی) نشان می دهد که آیا گرمایش یا سرمایش نگرانی عمده طراحی است. در برخی اقلیم ها، تنها حرارت مورد نیاز است؛ یک ساختمان می تواند خود را در آب و هوای گرم و بدون سیستم مکانیکی خنک نگه دارد. در اقلیم دیگر، تنها سرمایش مورد نیاز است. در آب و هوای دیگر، هم گرمایش و هم سرمایش مورد نیاز است. لازم به ذکر است که مورد نیاز از نظر مشتری و همچنین در سوابق اقلیمی انتظارات سیستم به منظور هدایت تصمیم گیری و تجزیه و تحلیل طراحی است.

 ساختمان بار پوسته ای ممکن است متفاوت باشد اما همزمان مستلزم این است که راه حل اتاق به اتاق برای گرمایش، تهویه و سرمایش مطلوب است. چنین وضعیتی پذیرش رویکرد سیستم های تهویه مطبوع محلی را پیشنهاد می دهد. ساختمانی را با فضاهای رو به شمال و جنوب در یک روز زمستانی خنک و آفتابی در نظر بگیرید؛ یک طرف  حرارت کافی خورشیدی جذب می کند، در حالی که طرف دیگر به حرارت اضافی نیاز دارد. یکی از مزایای سیستم های محلی قابلیت پاسخ سریع به اتاق انفرادی (ناحیه) است. سیستم تهویه مطبوع مرکزی همچنین دارای مزایای زیر است: تجهیزات در داخل فضای خاص خود جای می گیرد به جای اشغال فضا در هر اتاق و تعمیر و نگهداری را می توان بدون اخلال در فعالیت در اتاق اشغال شده انجام داد.

بخش 12.4 (F) شرایط فضای تجهیزات را برای ساختمان های بزرگ بحث می کند. تعیین اندازه تقریبی تجهیزات تهویه مطبوع ساختمان کوچک در طول طراحی شماتیک نیز مفید است. هنگامی که بار طراحی گرمایش و / یا سرمایش معلوم باشد، به کاتالوگ تولید کنندگان در مورد ابعاد تجهیزات گرمایش و سرمایش مناسب مراجعه کنید. یک تصمیم مهم در اندازه یابی تجهیزات HVAC دمای طراحی است: دماهای مناسب فضای داخل و خارج کدامند که بر انتخاب سیستم و در نظر گرفتن تغییرات اقلیم تاثیر دارند؟

تعیین اولیه ظرفیت سرمایش چندان ساده نیست. با این حال، یک برآورد اولیه بسیار تقریبی می توان از مقادیر بهره ساعتی ذکر شده در جدول G.3 به دست آورد. این نوع  برآورد به احتمال زیاد کمتر از مقدار حاصل با استفاده از ساعت بهره حرارتی حداکثر است، که برای آن تجهیزات سرمایش اندازه گیری می شود. تن یک واحد مرسوم ظرفیت سرمایش است. یک تن معادل اثر مفید خنک کنندگی یک تن یخ است؛ این مقدار 12000 Btu / h (3516 W)است. ساختمان های بزرگتر معمولا بار داخلی غالبی دارند، نور، مردم و تجهیزات - لوازم ترکیبی کلی بین گرمایش و سرمایش مورد نیاز را نشان می دهند. نواحی داخلی یک ساختمان اغلب ارتباط حرارتی به محیط بیرون ندارند، همه بارها داخلی هستند. ساختمان ها نواحی پیرامونی دارند که از طریق پوشش ساختمان با محیط بیرونی فصل مشترک دارند. یک چالش طراحی اطمینان از این امر است که سیستم تهویه مطبوع به چنین پاسخهای متغیر در سراسر فضا و زمان پاسخگو باشد. بحث زیر عمدتا به ساختمان بزرگتر اشاره دارد.

 

جدول 12.4 قطعات اصلی هر سیستمHVAC    و کاربرد آنها

جدول 12.4 قطعات اصلی هر سیستمHVAC  را توصیف می کند و بر مفاهیم منبع، توزیع، تحویل (و کنترل)

 تاکید دارد. سه کار عادی (گرمایش، سرمایش و تهویه) انجام می شود. دریچه ورودی و خروجی در هر مورد وجود دارد. اگر چه انتخاب نهایی سیستم HVAC باید از آنالیز دقیق الزامات پروژه مالک تبعیت کند، برخی از مفاهیم اساسی (که قبلا معرفی شد و در اینجا بسط یافت) مبنای انتخاب سیستم خواهد بود.

سیستم های مرکزی به یک یا چند فضای مکانیکی بزرگ (اغلب در زیرزمین و / یا بر روی پشت بام)، درختان توزیع بزرگ و سیستم کنترل پیچیده نیاز دارند. سر و صدا، گرما و سایر شرایط محیطی اتاق مکانیکی را می توان نسبتا به راحتی کنترل کرد، چرا که شرایط در چند مکان بدون اشغال منظم متمرکز اند،. تعمیر و نگهداری بدون وقفه در فعالیت های عادی آسان است، هر چند نقص تجهیزات مرکزی می تواند کل ساختمان را متوقف کند. کیفیت هوا را می توان با قرار دادن دریچه هوا بالای آلودگی سطح خیابان و تعمیر و نگهداری منظم فیلتر هوای متمرکز افزایش داد. عمر طولانی تر تجهیزات را می توان با تعمیر و نگهداری منظم انتظار داشت. بازیافت حرارت اتلافی برای راندمان انرژی مفید واقع می شود. راه های بسیاری برای تامین نیازهای حرارتی متفاوت بسیاری از مناطق توسط یک سیستم مرکزی وجود دارد. یک اشکال مهم سیستم مرکزی اندازه و طول ممکن درخت توزیع مورد نیاز برای انتقال خدمات متمرکز به بسیاری از فضاهای توزیع شده است. اشکال بالقوه دیگر برنامه ریزی

عملیات ناشی از تفاوت در استفاده از ناحیه است. زمانی که یک سیستم تهویه مطبوع باید برای سرویس دهی یک ناحیه (مانند فضای سرور کامپیوتر) فعال شود در حالی که نواحی دیگر غیر فعال باشد، انرژی ممکن است به هدر برود.

سیستم های محلی ممکن است حتی برای ساختمان های بزرگ جذاب باشد چون تفاوت برنامه ریزی بین مناطق چند برابر می شود. همچنین، تفاوت آشکار در عوامل دیگر به عنوان مثال، کارکرد (با انتظارات راحتی) و یا استقرار در یک ساختمان می تواند به انتخاب یک سیستم محلی منجر شود (معمولا، سیستم های محلی متعدد).  فضای زیاد تجهیزات متمرکز در سیستم های محلی مورد نیاز نیست، بلکه تجهیزات منبع در سراسر یک ساختمان توزیع می شود (یا روی سقف و  و یا زمین اطراف). پراکندگی تجهیزات اندازه درختان توزیع را به حداقل می رساند (و یا آنها را حذف می کند) و تا حد زیادی سیستم های کنترل را ساده می سازد. علاوه بر این، شکست سیستم تنها بخش کوچکی از یک ساختمان را تحت تاثیر قرار می دهد. سر و صدا و اثرات دیگر تجهیزات محلی سبب ناراحتی در فضاهای اشغال شده می شود و تعمیر و نگهداری کیفی را به چالش می کشد (به این دلیل که دسترسی به بسیاری از مکان های جداگانه ممکن است مختل یا محدود گردد). کیفیت هوای خوب بستگی به تمیز کردن منظم فیلترهای هوا دارد، که زمانی که در اطراف یک ساختمان پراکنده باشند و در فضاهای اشغال شده قرار گیرند، سخت تر خواهد بود. پتانسیل حفاظت از انرژی در سیستم های محلی نوید بخش است، عمدتا به این دلیل که عملیات و کنترل سیستم محلی و شخصی هستند، اما فرصت کمی برای گرفتن گرمای تلف شده به عنوان یک منبع وجود دارد. رویکرد سیستم مرکزی به این معنا نیست که تمام فضاها باید از یک مکان واحد استفاده شود. چندین سیستم یا موقعیت مرکزی ممکن است در یک ساختمان بکار رود. این مطلب در شکل12.61b نشان داده شد، که در آن فضای مرکزی بویلر- چیلر از راه دور واقع شده و محفظه فن در روی هر طبقه قرار دارد. این حالت تا حد زیادی درخت بزرگ توزیع هوا را کاهش می دهد؛ اگر چه درخت توزیع برای آب گرم و سرد گسترده است، قطر لوله ها بسیار کوچکتر است و نسبتا به راحتی جایگزین و هماهنگ شده است. استفاده از یک اتاق تجهیزات مرکزی سیستم بازیابی انرژی را بیشتر امکان پذیر می سازد.

 

شکل ۱۲- ۶۱

 

مناطق و سیستم ها

 

 هنگام انتخاب سیستم ها از میان انواع موجود، بهتر است ویژگی منطقه و ویژگی  سیستم مطابقت داشته باشد. عوامل مورد نظر استقرار منطقه (نزدیک یا دور از پوسته ساختمان)، بارهای حرارتی منطقه، انتظارات راحتی مربوط به فعالیت های منطقه، فضای موجود برای اجزای سیستم در ناحیه و هزینه های چرخه زندگی انواع سیستم های مختلف است. استقرار ناحیه گاهی اوقات مانعی برای سیستم محلی خواهد بود، که به دسترسی آسان به هوای بیرون هم برای هوای تازه و یک منبع گرما یا سینک بستگی دارد. سیستم های محلی برای ناحیه داخلی (دور از پوسته) دست و پاگیر است. روابط بین استقرار ناحیه و شکل ساختمان در شکل 12.62 نشان داده شد. بارهای حرارتی در هر منطقه تعیین می کند که تا چه حد گرما و یا سرما مشکل غالب است که به نوبه خود بر انتخاب سیستم تاثیر دارد. یک منطقه با بار سرمایش کم و تولید رطوبت کم به خوبی در یک سیستم ساده که هوای تازه به علاوه گرمایش بدون کنترل رطوبت تامین می کند، استفاده می شود. مناطقی که نیاز به سرمایش دارند معمولا به کنترل کامل حرکت هوا و رطوبت نسبی نیاز دارند. هر چند تعمیم دادن عوامل راحتی مهم ریسک است (با توجه به تفاوت بین فعالیت ها و بین افراد)، می توان به طور کلی فرض کرد که راحتی و شدت حرارتی وظایف بهم ارتباط دارند. این رابطه در جدول 12.5 خلاصه شد. انتخاب سیستم تا حدودی به اینکه آیا یک سیستم کنترل مناسب عوامل مهم راحتی را فراهم می سازد، مبتنی است.

 

شکل ۱۲-۶۲- ناحیه بندی ساختمانهای مختلف با در نظر گرفتن موضوع گرمایش سرمایش و تهویه مطبوع

جدول ۱۲- ۵- ارتباط اسایش حرارتی و کنترل حرارتی

 

 

 

درختان توزیع

سیستم گرمایش / سرمایش مرکزی اثر گرما و سرما را در یک مکان ایجاد کرده، سپس  آن را به فضاهای ساختمان با توجه به نیازهای مربوطه توزیع می کند. درخت استعاره ای برای معنای توزیع گرمایش و سرمایش است: "ریشه ها" ماشین آلات منبع است که گرما و سرما تولید می کند، "تنه" مجرای اصلی و یا لوله از تجهیزات منبع است و "شاخه" ها کانالها یا لوله های کوچکترند که به مناطق و فضاها هدایت می شوند.

سوالات پیرامون درختان توزیع عبارتند از: چند تا؟ چه نوع؟ کجا؟ یک ساختمان می تواند یک درخت غول پیکر توزیع، چند درخت متوسط و یا یک باغ بسیار واقعی از درختان کوچکتر داشته باشد. در یک سو، اتاق مکانیکی بزرگ صحنه تولید گرمایش و سرمایش است. جلوی این اتاق یک مجرای بسیار بزرگ با شاید صدها شاخه است. در سمت دیگر، هر منطقه تجهیزات مکانیکی خود را (مانند یک پمپ حرارتی پشت بام) با تنه و شاخه نسبتا کوتاه در هر درخت دارد.

چه نوع درخت توزیع؟ در واقع، گزینه ها هوا (کانال) و یا آب (لوله کشی) است. درخت توزیع هوا بزرگ است و بنابراین به احتمال زیاد اثرات بصری زیادی دارد مگر اینکه بالای سقف، زیر طبقه و یا در داخل شیار عمودی پنهان بماند. درختان توزیع آب فضای بسیار کمتر مصرف می کنند (حجم معین آب حرارت بسیار بیشتر از همان حجم

هوا در همان دما انتقال می دهد) و به راحتی در داخل سازه مانند ستون یکپارچه می شود. درخت هوا و آب می تواند منبع نویز باشد.

درخت توزیع چه ارتباطی با ساختمان دارد؟ اگر بر روی سطح خارجی قرار گیرد، می تواند ساختار سازمانی سه بعدی به نما بدهد. درختان توزیع بیرونی فضای کف کمتر محصور و مقید مصرف کرده اما به پوشش گران قیمت نیاز دارند و در معرض اتلاف حرارتی و بهره زیادی قرار گرفته، که مصرف انرژی را افزایش می دهد. درختان داخلی اغلب در محور قرار دارد و با دیگر فضاهای پیوسته عمودی مانند شفت آسانسور و پله ها طبقه بندی می شود. اگر انتخاب یک درخت توزیع بیرونی باشد، سهم بالقوه آن در عملکرد نمای ساختمان باید در نظر گرفته شود و به لحاظ معماری یکپارچه شده باشد. به عنوان مثال، شبکه کانال ممکن است به عنوان یک سایبان یا به عنوان یک قفسه نور یا عنصر سازماندهی بصری عمل کند.

انتخاب سیستم های تهویه مطبوع تحت تاثیر قرار مقدار فضای مورد نیاز سیستم است. در برخی موارد، تامین اتاق تجهیزات کوچک در فواصل منظم در طول یک ساختمان آسان است، طوری که درخت توزیع کمی مورد نیاز خواهد بود. در موارد دیگر، یک شبکه از درختان توزیع و فضای تجهیزات مرکزی بزرگ ممکن است راحت تر جای بگیرد. شکل 12.63 یک ماتریس مربوط به تاثیر روی درختان توزیع متمرکز / پراکنده در مقابل سیستم های آب / هوا را نشان می دهد.

شکل ۱۲-۶۳- ماتریس درخت توزیع

 

 

 

جدول ۱۲-۶- روند تطبیق نواحی و سیستم ها

 

به منظور قیاس درخت به نتیجه منطقی آن، "برگ ها" را به عنوان عناصر تحویل یعنی نقاط تبادل بین شبکه توزیع و فضاهای مناسب در نظر بگیرید. انتخاب دستگاه تحویل بطور قابل ملاحظه ای زیبایی شناسی و قابلیت استفاده از فضا را تحت تاثیر قرار می دهد. یک دستگاه بزرگ نظیر فن کویل را بر روی یک دیوار بیرونی زیر پنجره در مقابل یک دریچه سقفی سوراخ که ممکن است اساسا نامرئی باشد، در نظر بگیرید. موضوع درختان توزیع مربوط به انتخاب یک سیستم تهویه مطبوع و قابلیت منطقه بندی مناسب است. یک روش ساده انطباق نیازهای منطقه و قابلیت سیستم در جدول 12.6 نشان داده شد، که در آن انتخاب سیستم اولیه برای یک ساختمان مانند ساختار چند منظوره پیشنهادی در شکل 12.5 صورت می گیرد. با استفاده از این فرآیند، 16 منطقه مبنا به سه سیستم محلی و سه  سیستم مرکزی: یکی تمام هوا، یکی آب و هوا تمام آب تبدیل می شوند.

 

شکل ۱۲- ۶۴- ساختمان ساختمان فاکس پلازا در سان فرانسیسکو

 ساختمان فاکس پلازا در سان فرانسیسکو، که بیانگر این گونه تطابق بین سیستم و مناطق و درختان توزیع است، در شکل 12.64 نشان داده شد. این پروژه شامل چهار نوع ساختمان در یک ساختار است.

پارکینگ زیرزمینی

مرکز تجاری در سطح زمین شامل یک بانک، فروشگاه تخصصی زنان و دیگر موسسات تجاری

ده طبقه دفتر

شانزده طبقه آپارتمان

اتاق مکانیکی بین بخش اداری ساختمان و آپارتمان بالا است. درخت توزیع- تهویه مطبوع، الکتریکی و غیره رو به بالا و پایین بوده و در نتیجه دو درخت کوتاه به جای یک درخت بلندتر حاصل می شود. الزامات فضایی دفاتر و آپارتمان کاملا متفاوت است؛ به این ترتیب، ارتفاع کف تا کف، پنجره و تهویه مطبوع، برق، آسانسور و دیگر خدمات متفاوت است. استقرار سطح مکانیکی بین دفاتر و آپارتمان نیز فاصله بصری مشخصی بین دو کارکرد ایجاد می کند.

نکته غیر معمول استقرار دیگ بخار در طبقه 13 به جای زیرزمین است. فقط مقدار کمی تجهیزات مکمل و کمکی بر روی پشت بام و بخش کوچکی از گاراژ قرار دارد. مناطق مسکونی گرمایش آب گرم (سرمایش محل مسکونی به ندرت در سان فرانسیسکو مورد نیاز است)، دفاتر گرمایش سرمایش سریع دو کاناله و مناطق تجاری

(طبقه همکف) آب سرد و گرم برای کنترل آب و هوا مورد نیاز است.

همانطور که اشاره شد، طراحان فاکس پلازا یک موقعیت میانی را برای تجهیزات منبع گرما و سرما به عنوان یک وسیله جداسازی طبقه آپارتمان ها از طبقه دفاتر انتخاب کردند. دیگر مکان های معمولی برای تجهیزات مرکزی در زیرزمین (که در آن سر و صدای دستگاه به راحتی جدا شده، تاسیسات به راحتی قابل دسترسی است و وزن دستگاه مشکل کوچکی است) و در پشت بام قرار دارد، که در آن دسترسی به هوا به عنوان یک مخزن برای رد گرما ساده ترین حالت است و طبقه ارتفاع نامحدود است. ساختمان بسیار بلند به چند طبقه مکانیکی میانی نیاز دارد.

یکپارچه سازی سیستم های تهویه مطبوع

پوشیدگی یا بی حفاظی: لوله، کانال و مجاری انتقال منابع لازم پیرامون ساختمان اغلب در فضای محصور پنهان شده و جز پیمانکاران و تعمیرکاران کسی آنها را نمی بیند. مزایای پوشیدگی شامل کاهش پخش سر و صدا، سطوح پیچیده کمتر نیاز به تمیز کردن، مراقبت کمتر در ساختمان (نشتی مهم است نه نما) و کنترل بیشتر بر ظاهر سقف داخلی و سطوح دیوار. اگر چه تعمیر و نگهداری به چنین عناصر توزیع پنهان مشکلتر است، انواع مختلف پانل های دسترسی قابل جابجایی به خصوص برای استفاده با حالت سقف معلق موجود اند.

بی حفاظی شبکه های توزیع یک منبع مطمئن و مستقیم توجه بصری است. بی حفاظی در راهروها و سرویس ها و پوشیدگی در دفاتر یک روش مورد استفاده در بسیاری از ساختمان های اداری است. بی حفاظی معمولا مشوق انعطاف پذیری است. تغییرات به راحتی انجام می شود. یکی از نمونه های دیدنی سیستم های مکانیکی (و ساختاری) در شکل 12.65نشان داده شد-ساختمانی ناشی از مسابقات طراحی یک موزه هنرهای مدرن، کتابخانه مرجع، مرکز طراحی صنعتی، مرکز پژوهش موسیقی و آکوستیک و خدمات در مرکز شهر پاریس.

شکل ۱۲-۶۵- نمایی از سیستم ساپورت مکانیکی

ادغام یا جداسازی مکانیکی ساختاری: شباهت های دو سیستم پشتیبانی- ساختار و کنترل زیست محیطی طراحان را از زمانی که سیستم های مکانیکی به حجم قابل توجهی برای توزیع نیاز داشتند، مجذوب ساخت. با افزایش پیچیدگی و اندازه سیستم توزیع مکانیکی با پیشرفت های فناورانه (معمولا هوای بیشتری برای سرد کردن یک مکان لازم است تا گرم کردن آن)، افزایش استحکام مصالح اندازه اجزای سیستم را کاهش می دهد. فضای منظم کف بین ستون های گسترده برای انعطاف پذیری جانمایی فضایی مناسب است. با استقرار اجزای سیستم مکانیکی در داخل ستون، مناطق کف روشن باقی ماند و در نتیجه دادن ادغام مکانیکی سازه انگیزه بیشتری می دهد. قرار گیری هواسازها بر روی پشت بام بیشتر سبب ادغام سیستم مکانیکی و سازه می شود. یک سیستم در حال رشد بود در حالی که دیگری در حال زوال است (شکل 12.66). بنابراین، یک بعد ستون ثابت شامل سازه در پایه و مجرای هوا در بالا امکان پذیر شد. عملکرد این دو سیستم به طور گسترده ای متفاوت است. در مقایسه با  سیستم های توزیع هوا، آب و برق، سیستم سازه استاتیکی است، گرانش هرگز متوقف نمی شود. اجزا متحرک در سیستم های مکانیکی نیاز به نگهداری بیشتری از اتصالات اجزای ساختاری دارند. تغییرات سکونت تغییرات زیادی در سیستم مکانیکی الکتریکی

و نیاز به تجهیزات کاملا متفاوت را به دنبال دارد. تغییرات ساختاری معمولا تنها در حالت تخریب رخ می دهد. سیستم های مکانیکی مستلزم تنظیمات کاربر است اما سیستم های سازه ای نیازی به آن ندارند. بنابراین، اگر چه بسته بندی عناصر توزیع مکانیکی در یک پاکت ساختاری ممکن است، اما ارزش بلند مدت تردید برانگیزی با توجه به محدوده عمر متفاوت و ویژگی های این سیستم ها دارد. احتمال تغییر آینده نشان می دهد که سیستم مکانیکی به سهولت در دسترس است و به طور کلی در عناصر ساختاری تعبیه نشده است.

شکل ۱۲-۶۶- سیستم توزیع هوای سقفی – رفت و برگشت

گزینه استقرار درخت توزیع: این گزینه ها در شکل 12.67 خلاصه شده است. تصمیم استقرار عمودی مهم است چرا که بر تخصیص فضای کف، انعطاف پذیری جانمایی فضایی و در دسترس بودن فضای قابل استفاده (یا قابل اجاره) طبقه تاثیر دارد. تصمیم استقرار افقی بر ارتفاع سقف اثر دارد-مساله خاصی در طراحی روشنایی روز و گاهی اوقات یک فاکتور بسیار مهم در اعمال محدودیت ارتفاع و حداکثر فضای طبقه قابل استفاده است. (مثلا در واشنگتن، هیچ ساختمانی ارتفاع بیشتر از کاپیتول ندارد). توزیع عمودی و افقی در لبه های یک ساختمان تاثیر چشمگیری بر ظاهر ساختمان دارد.

تاریخ توزیع HVAC در ساختمان بلند مرتبه روندهای موافق و مخالف دارد. در ابتدا، ساختمان چند طبقه متکی بر روشنایی روز و تهویه متقابل است، بنابراین پلان سقف بلند با محیط قابل توجه مطلوب است. بارهای پوششی غالب اند، بنابراین درخت توزیع

محیط (با بخار یا آب گرم و قطر بسیار کوچک) به طور کلی استفاده شد. همانطور که  روشنایی الکتریکی (و در نتیجه نیاز به تهویه مطبوع) افزایش یافته است، پس عمق پلان طبقه افزایش یافته؛ مناطق بزرگ داخلی به مقدار زیادی هوا سرد نیاز دارند. دیگهای بخار مرکزی، چیلرها و اتاق فن متعارف بودند. بنابراین، درخت حجیم توزیع هوا ظاهر شد. در همان زمان، دیوار شیشه ای و ظاهر صاف و دو بعدی آن مد روز شد. درختان توزیع هوا در نمای بصری به حدی متداخل بودند که به هسته کشیده شد و در آن نیازهای سرمایشی نسبتا پایدار است.

شکل 12.67 گزینه استقرار درخت توزیع: عمودی (با تاثیر بر روی پلان) و افقی (با تاثیر بر مقطع)

با این حال، محیط شیشه ای نازک متحمل بار گرمایش و سرمایش زیادی می شود. رسیدن به این مناطق از درختان توزیع عمودی در هسته به حفره بزرگتر بالای سقف کاذب نیاز دارد. این حالت سقف دفاتر را به منظور مقرون بصرفه نگه داشتن فاصله طبقه به طبقه محدود می سازد. نتیجه مناطق وسیع دفتر است که به لحاظ بصری کسل کننده، سقف پایین و بدون نور است.

 در حال حاضر، روند مخالف شامل هواسازی غیر متمرکز با اتاق کوچک فن در هر طبقه است. درختان توزیع هوا عمودی در حال کاهش هستند و درختان افقی متداول ترند. در عین حال، روشنایی روز سقف دفتر را بالاتر می برد که یک اولویت برای روشنایی غیر مستقیم و سازگاری با تجهیزات صفحه نمایش دیجیتال است. سرمایش شب با استفاده از جرم حرارتی مشوق بی حفاظی سازه بتن است و برای سیستم تهویه  تامین هوای طبقه مطلوب است. توجه به کنترل خورشیدی (تلاش برای نتایج عملکرد بالا) نمای سه بعدی را تشویق می کند؛ این به آرامی جایگزین نمای شیشه بازتابنده دو بعدی می شود (که صرفا تابش خورشیدی را به سمت کسی دیگر تغییر مسیر می دهد). با افزایش حالت سه بعدی نما، درختان توزیع محیط یک بار دیگر قابل تصور هستند. این منطقی است که به جای محیط بخش هایی از سیستم مربوط به اثرات خورشید، سایه و تغییر درجه حرارت را در مناطق پیرامونی قرار دهیم که در هسته یک شبکه جداگانه برای کنترل مناطق داخلی پایدار برجای می گذارد.

معایب توزیع پیرامونی عبارتند از پتانسیل هزینه ساخت بالاتر و امکان افزایش بهره-اتلاف گرما در سیستم های توزیع

توزیع عمودی در هسته گردش داخلی بسیار معمول است، چون انعطاف پذیری طرح را برای بقیه طبقه حداکثر می سازد و مزاحمتی در مناطق کف نزدیک پنجره ایجاد نمی کند. یک تنه توزیع عمودی متمرکز به شاخه های افقی بزرگ در نزدیکی هسته نیاز دارد. با استفاده از این انتخاب، فکر اولیه باید به تصمیم گیری استقرار افقی معطوف شود.

مثال غیر معمول توزیع هوای عمودی در هسته در شکل 12.68 نشان داده شد. ویژگی های منحصر به فرد ساختمان اداری فاکس پلازا، لس آنجلس، شامل اتاق فن در هر طبقه و یک محور هوای عمودی مرکزی بزرگ است. این محور هوا در پایین به صورت ورودی هوای تازه هر طبقه شروع می شود و در بالا به صورت خروجی هوای هر طبقه کاهش پیدا می کند. اثر پشته برای کمک به تامین هوای تازه و خروج هوای مانده از این ساختمان بزرگ به کمک فن کوچک در هر طبقه بکار می رود.

توزیع عمودی یکپارچه با سازه امکانات جذابی ایجاد می کند که در آن ایده یکپارچه سازی سازه و HVAC مناسب است. درختانHVAC متعدد نهفته است (به دلیل وجود چند ستون تلفیق شده با درختان)؛ بنابراین، شاخه های افقی کوچک اند.

این شاخه ها اغلب به یک تنه عمودی عضویت در همان محل پیوسته که در آن اتصالات مهم ستون به تیر ایجاد می شوند. تداخل اتصالات شایع است و اصلاح آن پرهزینه است. توزیع عمودی در لبه شکل برجسته ای دارد اما محصور کردن آن هزینه بر است (در خارج) و یا فضای طبقه اول بی فایده خواهد بود (در داخل).

توزیع افقی بالای دالان بسیار رایج است، زیرا کاهش ارتفاع سقف در فضای گردش از یک ناحیه کارکردی اصلی قابل قبول تر است. علاوه بر این، راهروها دور از پنجره ها قرار می گیرند، تا سقف پایین تر مانع نفوذ نشود. از آنجا که راهروها تقریبا تمام فضاها را بهم متصل می سازد، دسترسی به هوای ورودی فضاها نیز توسط شبکه کانال بالای راهرو فراهم شده است. قرار گرفتن ناحیه سرویس بالای راهروها تضاد بین این فضاها و نواحی منظم ادارات سقف بالاتر را افزایش می دهد. توزیع افقی سازه گاهی اوقات انتخاب می شود، بخصوص تیرهای U شکل یا تیر جعبه ای کانال های آماده را برای توزیع  HVAC فراهم می سازد. نفوذ اعضای سازه افقی با اجرای پیوسته باید هماهنگ شود. توزیع افقی در لبه ها با ادوات سایه زنی و قفسه نوری یکپارچه می شود. عنصر تاق ضربی با نوار پنجره تباین دارد. توزیع افقی در کل لایه های زیر طبقه (یا بالای سقف) اغلب مورد استفاده قرار گرفته که به طور فزاینده ای در سیستم های توزیع هوای زیر طبقه متداول است.

نمونه ای از ورودی در لبه ها برای هر دو توزیع عمودی و افقی در ساختمان بین المللی  در سان فرانسیسکو مشاهده شد (شکل 12.69). محور عمودی بطور برجسته در گوشه و کنار بی حفاظ است، این محور کانالهای رفت و برگشتی چهار ناحیه تهویه مطبوع پیرامونی را در بردارد. تجهیزات هواسازی و چیلر یا مبرد 750 تنی (2640 کیلو وات)  در طبقات درست زیر سطح تراس قرار دارند (برای اجاره مطلوب نیست). هر یک از شاخه مجرای گوشه برای دو منطقه استفاده می شود. کاهش فشار و ترکیب به کمک تجهیزات واقع در سقف معلق کنترل می گردد؛ از این نقاط، جریان هوا به دیفیوزر نواری مستقیما بالای پنجره در چهار طرف ساختمان وجود دارد. مناطق کنترل دیگر راحتی پرسنل را در هر منطقه فراهم می سازند.

هوای مناطق داخلی هر طبقه توسط یک مجرای بالارو یا قائم در هسته ساختمان تامین می شود، که در هر طبقه به یک حلقه در خارج از خط آسانسور انشعاب پیدا می کند. این حلقه برای دریچه های سقفی سودمند است. بین حلقه پیرامونی و حلقه داخلی، حلقه بازگشتی هوا را برای بازگشت به هواساز ایستگاه مرکزی جمع آوری می کند (طبقات دوم و سوم). حلقه بازگشتی در طبقات 11 تا 21 توسط لوله عمودی بازگشتی خارجی در گوشه های خارجی جمع می شود. از طبقه 10 به پایین، حلقه ها  (همانطور که در شکل 12.69 نشان داده شد) توسط لوله بازگشتی که از هسته در مقابل رویه خالی آسانسور های بلند مرتبه رو به پایین امتداد دارد، جمع می شود. برای تامین فضای روشن بین کناره آسانسور در طبقه اصلی (چهارم یا تراس) دو لوله عمودی در سقف طبقه مزبور نصب می شوند.

به طور خلاصه، هوای پیرامونی تمام طبقات از طریق کانالهای گوشه تامین می شود. هوای مرکزی طبقات از طریق یک مجرای هسته یا مغزه دار تامین می شود. هوای بازگشتی بالای طبقه 10  از طریق کانالهای بازگشتی در دو گوشه دیگر به پایین انتقال می یابد. هوای بازگشتی طبقه 10 و پایین توسط یک مجرای بازگشتی در هسته منتقل می گردد.

 


تیم تحقیقاتی ساخت بازار



SAKHT BAZAR