در ساختمان ها از سیستم تاسیساتی حرارتی و برودتی مختلفی استفاده می کنند که با توجه به نوع کاربری، شرایط محیطی و شرایط اقتصادی، کارفرما اقدام به استفاده از آن سیستم می کند. در این مقاله به بررسی کلی سیستم های تاسیسات پرداخته شده است.
انواع سیستم های حرارتی و برودتی
در تبریز زندگی می کندی یا شیراز؟ در مشهد یا زاهدان؟ ایران یا روسیه؟
در آپارتمان هستید یا خانه ویلایی؟ در مرکز شهر یا حومه آن؟
هر کدام این سوالات دلایل اختلاف سیستم های تاسیساتی هستند.
یک سیستم تاسیساتی مناسب شرایط محیط را در حالت مطلوب زندگی آدمی نگه می دارد. برای نزدیک به تمام موقعیت ها راه های بی شمار برای مهندسین وجود دارد تا سیستم مورد نظر خود را به صورت قانع کننده ای طراحی کنند. برای طراحی بهینه و بدون نقص، مهندسین مشاور باید تمامی موارد تاثیر گذار بر روی سیستم را در نظر بگیرند.
سیستم های تاسیساتی بر اساس روش های مختلف تقسیم بندی می شوند تا بتوانند گرمایش ، سرمایش، و تهویه محیط مورد نظر را کنترل کنند.
در این قسمت قصد داریم علاوه بر روش مناسب انتخاب سیستم تاسیسات گرمایشی برای محل مورد نظر، به بررسی بویلر موتورخانه آب گرم به عنوان یکی از پر استفاده ترین انواع سیستم های حرارتی پرداخته شود
سیستم حرارت مرکزی و غیر مرکزی
مهندسین مشاور برای طراحی و انتخاب سیستم مطلوب می بایست معیار مورد نظر و سلیقه کارفرما و پیمانکار را در طرح مد نظر قرار دهند.
برخی از این معیار ها عبارتند از:
دما، رطوبت و فشار محل مورد نظر
فضای مورد نیاز طرح
الزامات محیطی
هزینه اولیه
هزینه جاری
هزینه تعمیرات و نگهداری
ضرایب اطمینان
قابلیت انعطاف سیستم
تحلیل در چرخه عمر دستگاه
باید طراحی سیستم و پیمانکار بدانند که تمامی موارد بالا با هم در ارتباط هستند و بر روی یکدیگر تاثیر می گذارند. بدین صورت که در پروژه ها، پیمانکاران مختلف و یا پروژه های مختلف یک پیمانکار ممکن است اهمیت هزینه اولیه از هزینه جاری بالاتر باشد و یا در برخی پروژه ها میزان فضای مورد نیاز برای تعمیرات نکته حیاتی باشد. پس این که اهداف پیمانکار در زمان طراحی باید در نظر گرفته شود بسیار حائز اهمیت است.
علاوه بر موارد ذکر شده برای ایجاد محیط مناسب زندگی، طراحان نباید از موارد دیگری که ممکن است مد نظر پیمانکار باشد غافل شوند. برخی از این موارد عبارتند از:
بالا رفتن قیمت هر متر مربع از ساختمان
بالا رفتن قیمت اجاره بهای ساختمان
افزایش قابلیت فروش ملک به مشتری
ایجاد محیطی عاری از میکروب و آلودگی
پس با آگاهی بر این موضوع طراح باید تمامی معایب و مزایای انواع سیستم های تاسیساتی را برای پیمانکار شرح دهد و پیمانکار را در مقایسه بین آن ها راهنمایی کند اما در پایان این پیمانکار است که تصمیم نهایی را بر اساس سیاست های کاری خود خواهد گرفت.
محدودیت های سیستم
زمانی که معیارهای انتخاب سیستم تاسیسات مشخص می گردد بسیار از محدودیت ها باید در نظر گرفته شود. به برخی از این محدودیت ها در زیر اشاره شده است.
محدودیت های عملکردی ( مانند دما ، رطوبت و فشار)
ظرفیت موجود
میزان فضای در دسترس
معماری بنا
هزینه های ساخت
تامین مواد اولیه
پس با در نظر گرفتن محدودیت های ذکر شده و با استفاده از تجربیات صورت گرفته در گذشته تنها می توان یک یا دو سیستم مناسب را برای یک پروژه پیشنهاد کرد.
میزان بارهای گرمایشی ، سرمایشی و تهویه مطبوع در یک پروژه معمولا انتخاب سیستم تاسیسات مناسب با معماری بنا را محدود می کند. در ساعات مختلف روز در روزهای مختلف از سال در تغییرات تابش آفتاب و بسیاری موارد دیگر بارهای حرارتی موجود در پروژه تغییر می کنند. به همین دلیل در برخی از مجموعه ها، برای هر منطقه از محل مورد طراحی، کنترل کننده هایی را تعبیه می کنند و گاهی از سیستم های مجزا برای هر کدام از این مناطق استفاده می شود.
کنترل دما، رطوبت معمولا معیار اصلی انتخاب سیستم های تاسیساتی است اما در برخی موارد ممکن است طراحی بر اساس معیار های هویه مطبوع صورت پذیرد. برای مثال در مجموعه ای که هوای داخلی محل مورد نظر باید با میزان زیادی از هوای بیرون جایگزین گردد. معیار اصلی طراحی ، تهویه هوای محل مورد نظر است.
میزان حرارت دریافتی نیز یکی از فاکتور های مهم در انتخاب سیستم تاسیساتی است. در برخی از طراحی ها، ممکن است یک سیستم توزیع هوای بسیار کارآمد همراه با سیستم سرمایشی فوری انتخاب گردد اما همین مجموعه نتواند نیاز های گرمایشی را به خوبی برآورده کند.
تجهیزات تاسیساتی معمولا فضای قابل توجهی را اشغال می کنند که در محدوده دید و یا خارج از دید عموم قرار می گیرند. حتی گاهی برخی از تجهیزات نیازمند قرار گرفتن بر روی سازه هستند. پس انتخاب سیستم های تاسیساتی بر زیبایی بنا نیز تاثیر خواهد گذاشت. برای مثال رادیاتور ، فن کویل ، اسپلیت ، دریچه ها و … از مواردی هستند که در دید عموم قرار گرفته اند پس اندازه و شکل آن ها برای پیمانکار بسیار مهم است.
برخی دیگر از محدودیت های معماری که در سیستم های تاسیساتی تحمیل می شوند عبارتند از:
میزان صدایی که به فضای مورد استفاده وارد می شود.
فضای مورد نیاز برای عبور داکت ها لوله ها و کانال ها کم باشد.
قابل قبول بودن طراحی تجهیزاتی که در معرض دید قرار گرفته اند.
دسته بندی سیستم ها
سیستم های تاسیساتی به دو دسته کلی تقسیم بندی می شوند.
سیستم مرکزی
سیستم غیر مرکزی
در سیستم مرکزی کلیه تجهیزات اولیه یا همان مولد های انرژی در یک مکان ( معمولا موتورخانه ) داخل یا خارج از ساختمان مستقر می شوند و سیال عامل ( آب ، بخار یا هوا ) از طریق کانال ها و لوله ها بین قسمت های مختلف بنا توزیع می گردد.
ویژگی های سیستم تاسیسات مرکزی
برخی از مواردی که باید در این نوع سیستم ها در نظر گرفت عبارتست از:
دما، رطوبت ، فشار
سیستم های تاسیسات مرکزی توانایی ایجاد تمامی این موارد را در بازه های معقول مناسب برای انسان دارند.
ظرفیت مورد نیاز
طراحان در سیستم های مرکزی می توانند با در نظر گرفتن ضرایب ویژه و این مهم که در کلیه ساعات و قسمت های ساختمان انرژی به صورت همزمان مصرف نخواهد شد. ظرفیت مورد نظر را کمتر در نظر می گیرند و بالطبع هزینه های اولیه بسیار کاهش پیدا می کند.حالت رزرو در سیستم های تاسیسات مرکزی، امکان استفاده از تجهیزات رزرو یا همان ظرفیت یا ظرفیت مناسب وجود دارد که در صورت تعمیرات و یا در بالاترین مصرف سال (پیک مصرف) به مدار اضافه شوند. این در حالی است که چنین قابلیتی برای سیستم های غیر مرکزی وجود ندارد. برای مثال نمی توان دو پکیج در یک واحد ساختمان نصب کرد و یا دو عدد کولر گازی (یکی رزرو) بر روی دیوار اتاق نصب نمود.
الزامات محیطی
محل نصب تجهیزات تاسیسات مرکزی معمولا خارج از محیطی است که قرار است تهویه گردد. پس یکی از معایت آن هزینه نصب و راه اندازی تجهیزات ثانویه (انتقال سیال عامل و توزیع آن در ساختمان) است.
برای مثال برای سیستم توزیع نیاز به کانال کشی، لوله کشی و غیره است.
هزینه اولیه
در مورد هزینه اولیه سیستم تاسیسات مرکزی نمی توان گفت که کمترین هزینه را دارد اما این موضوع مشخص است که عمر مفید دستگاه های مورد استفاده در این سیستم بالاتر از سیستم های غیر مرکزی است.
عمر مفید و چرخه عمر این دستگاه ها یکی از مزیت های سیستم تاسیسات مرکزی به حساب می آید.
هزینه جاری
هزینه های جاری سیستم های تاسیسات مرکزی یکی از مزایای آن ها نسبت به سیستم های غیر مرکزی است.
هزینه تعمیرات و نگهداری
یکی دیگر از مزایای سیستم مرکزی هزینه تعمیرات آن نسبت به سیستم مرکزی است. بدین صورت که به دلیل بالاتر بودن ظرفیت کاری دستگاه های در حال کار میزان دفعاتی که نیاز به تعمیر دارد در کل کاهش می یابد. هزینه تعمیر چیلر و یا تعمیر موتورخانه و تعمیر فن کویل تقسیم بر تعداد واحد ها بسیار پایین تر است. همچنین در این سیستم دیگر در زمان تعمیرات نیاز به مراجعه به قسمت های مختلف بنا نیست.
قابلیت اطمینان
سیستم های حرارت مرکزی به دلیل عمر بالا و نسبت خرابی پایین دارای قابلیت اطمینان بالا هستند.
قابلیت انعطاف
با نصب و تجهیز سیستم تاسیسات مرکزی به ادوات رزرو می توان انعطاف پذیری سیستم را بالا برد.