کتاب طراحی تاسیسات ساختمان بلند مرتبه راهنمای طراحی ASHARE

کتاب طراحی تاسیسات ساختمان بلند مرتبه قابل استفاده مهندسان مکانیک, عمران, معماری و برق

پیشگقتار کتاب طراحی تاسیسات ساختمان بلند مرتبه 

ساختمان‌های بلند مرتبه همیشه ابتکارات طراحان را مبارزه طلبیده‌اند و شجاعت مهندسان را سنجیده‌اند. درهر مورد، متخصصان خدمات ساختمان، باید چگونگی تهویه، گرمایش، سرمایش و میزان تعامل با نمای اطراف ساختمان را تعیین کنند.

ساختمان‌های بلند از موارد استثنایی هستند. آنها به انرزی بسیار زیادی برای ساکنین طبقات مختلف و بسیاری از تجهیزات جهت تامین هوای سرد یا گرم، برای حفظ شرایط آسایش نیاز دارد. این ساختمان‌ها نیازمند تلاش و مهارت زیادی برای ممانعت از تغییرات فشار ناخوشایند همزمان با حرکت آسانسورها به بالا و پایین هستند.

مقدمه

با افزایش مهاجرت مردم به شهرها، تقاضا برای مسکن و متعاقب آن ساختمان در حال احداث درسراسر جهان با ارتفاع بیشتر از ۳۲۸ فوت وجود دارد، این تعریفی است که اشری (ASHRAE) در راهنمای طراحی قبلی خود از یک ساختمان بلند مرتبه ارائه کرده، ۸۰ ساختمان با ارتفاع طراحی شده حداقل حداقل ۹۸۴ فوت ساخته شده است و ۲۷ ساختمان با ارتفاع بیش از ۱۶۴۰ فوت یا ساخته شده و یا در دست طراحی و اجرا است.

طرح و اجرای ساختمان‌های بلند مرتبه مشکلاتی دربردارند که با سایر پروژه‌ها دیده نمی‌شوند و از این لحاظ، راهنمای طراحی جدید برای مالکان، معماران، مهندسان سازه، مهندسان مکانیک، مهندسان برق، کارشناسان اطفا حریق و سایر مهندسان و مشاوران تخصصی مفید است.

راهنمای طراحی نه تنها تلاش‌های طراحان سیستم‌های گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع تمرکز می‌کند. بلکه به اهمیت تیم طراحی و تلاش‌های جمعی آنها که عناصر مهمی درتعیین راه حل‌های نهایی برای نیازهای یک ساختمان بلند مرتبه هستند پرداخته است.

این راهنما به مسائل طراحی برای ساختمان‌های تجاری بلند مرتبه نیز می‌پردازد؛ اغلب این اماکن چندین کاربردی مختلف دارند و گاهی شامل فروشگاه در طبقات پایین، طبقات اداری، طبقات مسکونی و هتل می‌شوند. به علاوه مجموعه مباحث ارائه شده و اطلاعات و توضیحات مشروح، همراه با کاربردی اصلاحات مختلف می‌توانند برای انواع پروژه‌های ساختمانی با کاربردی و مدل‌های متفاوت به کار روند. هرچه ساختمان بلندتر می‌شود، تاثیرات آب و هوای نقش پررنگ تر ایفا مینماید، چرا که این فاکتور در ارتفاع یک ساختمان تغییر می‌کند. نما تنها به دلیل اندازه ساختمان بلکه به خاطر نحوه پاسخ آن به شرایط محیطی و نقش آن در بارهای گرمایش و سرمایش ساختمان بسیار حائز اهمیت می‌شود. این عنصر همچنین به بهره گیری از نور روز نیز کمک می‌کند.

مسائل دیگری که در این راهنما بررسی می‌شوند عبارتند از :

توزبع آب که مخصوصا در ساختمان‌های بلندتر از ۲۰۰۰ فوت بسیار مهم است.

سیستم‌های لوله‌کشی دیگر که به اندازه سیستم‌های توزیع آب پیچیده هستند.

از جمله پاسخ لوله کشی چون، دیگر اطلاعات کاربردی که تاثیر مهمی روی عملکرد ساختمان بلند دارد؛ سیستم‌های مختلف ساختمان چگونه با همدیگر در ارتباطند و از چه طریق کاربری آنها بهینه‌سازی می‌شود؟

فهرست

فصل اول: مقدمه ای در کتاب طراحی تاسیسات ساختمان بلند مرتبه 

مقدمه کتاب طراحی تاسیسات ساختمان بلند مرتبه

کدها و استانداردها برای ساختمان‌های بلند

سیاست‌های انرژی

فصل ۲: طراحی معماری

ملاحظات ملک

ملاحظات معماری

طراحی هسته مرکزی

محل هسته مرکزی

هسته‌های خدمات

اجزای هسته

ارتفاع کف تا کف

حضور معمار

قوانین سازه برای نفوذهای تیر

طرح‌های مختلف کانال کشی

سیستم‌های روشنایی

نتایجی در مورد ارتفاع کف تا کف

فصل ۳: سیستم‌های نما

جهت ساختمان

سیستم‌های نما

تعریف یک نمای دوپوسته

سایه‌اندازی

شیشه‌اندازی و آنالیز نماها

نفوذ هوا به داخل

فصل ۴: داده‌های اقلیمی

اقلیم و جو

پهنه‌بندی اقلیمی

SHF

نتیجه‌گیری از داده‌های زمینی به سمت بالا

تولید داده‌های اقلیمی در ارتفاع‌های بالاتر

مدل‌سازی اقلیم با استفاده از تکنیک‌های عددی مقیاس مزوسفر

داده‌های اقلیمی (پیوست A را ببینید)

بحث نظری اثر دودکشی

ملاحظات عملی اثر دودکشی

محاسبه اثر دودکشی

ابزارهایی برای به حداقل رساندن اثر دودکشی

گزینه‌هایی آینده برای کاهش اثر

نواحی فابریک

جانمایی ورودی و خروجی

سیستم‌های کنترل بازخورد

ایجاد فشار

هوای جبرانی کنترل شده

کاهش جریان هوا از طریق محورهای آسانسور

فصل ۵: کیفیت هوای داخل و آسایش حرارتی

تامین هوای مناسب و مقدار صحیح برای هر اتاق یا ناحیه

بررسی مداوم و کنترل تحوی هوای بیرون

اندازه‌گیری جریان هوای بیرون

کانال‌های مستقیم

سیستم‌های VAV

محل سنسورها

روش‌های اندازه‌گیری غیرمستقیم

مسایل طراحی برای راه‌اندازی و O&M

توزیع موثر هوای تهویه به ناحیه تنفس

اثربخشی

توزیع موثر هوای تهویه به چندین فضا

ترکیبات جزء ۱۰۰% هوای بیرون

در جای مناسب از تهویه کنترل شده طبق تقاضا استفاده کنید

کاربرد مناسب DCV

DCV در سیستم‌های چندناحیه‌ای

DCV مبتنی بر CO_۲

جایگزین‌هایی برای DCV مبتنی بر CO_۲

چرا تهویه طبیعی

تهویه طبق استاندارد ۲۰۱۳-۶۲ اشری

سیاست‌های مرتبط

استفاده از IAQP

تعادل دمایی بدن انسان (تحلیل ریاضی بدن انسان)

منطقه آسایش

پارامترهای احساس آسایش حرارتی

دمای هوا، رطوبت، سرعت وزش باد و…

شاخص‌های تعیین منطقه آسایش:

آسایش انطباقی

ارزیابی آسایش انطباقی در ساختمان‌ها

فصل ۶: سیستم‌های HVAC

مقدمه

ملاحظاتی در انتخاب سیستم

سیستم تمام هوا با حجم هوای متغیر

سیستم‌های VAV هوای کم دما

سیستم‌های هوای زیرکف

تهویه جا‌به‌جایی

سیستم‌های هوایی/آبی

سقف‌های تابشی

روش‌های پسیو

روش‌های اکتیو

ملاحظات کاربری

مزایای سیستم‌های فعال

محدودیت‌های سیستم‌های فعال

سرمایش

آسایش حرارتی

کنترل فضا و ناحیه‌بندی

ملاحظات عملیاتی

دستگاه‌های فن کویل با محرک فرکانس متغیر (VFD)

فن کویل‌های جریان مبرد متغیر (VRF) با تهویه ۱۰۰% هوای بیرون

مزایای تهویه مطبوع VRF

سیستم‌های ورودی تهویه مطبوع – نتایج

فصل ۷: اتاق تجهیزات مکانیکی مرکزی  و اتاق‌هـای فـن طبقـه بـه طبقـه

سیستم‌های مختلف

روش ۱- اتاق‌های فن مرکزی

روش ۲ – اتاق‌های فن طبقه به طبقه با دستگاه‌های آب
سرد

روش ۳ – اتاق‌های فن طبقه به طبقه با دستگاه‌های

انبساط مستقیم

دستگاه‌های طبقه به طبقه روی یک دیوار بیرونی

مقایسه روش‌های مختلف

هزینه اولیه

تاثیر زمان‌بندی ساخت

مسایل مالک

ملاحظات تجهیزات

مسایل معماری

فواصل ورودی و تخلیه

اکوستیک

مسایل اکوستیک با سیستم‌های فن مرکزی

مسایل اکوستیک با سیستم‌های اتاق فن محلی

فصل ۸: گرمایش مرکزی و دستگاه‌های سرمایشی

ملاحظات اقتصادی دستگاه

موقعیت‌های دستگاه مرکزی

سیستم‌های خدمات متمرکز

محل‌ها

سیستم‌ها

سیستم‌های چیلر

فصل ۹: سیستم‌های توزیع آب

ملاحظات هیدروستاتیک

تنظیمات لوله‌کشی آب سرد

تاثیر محل ماشین تبرید

کاهش فشار آب سرد

لوله‌کشی، شیرآلات و اتصالات

ملاحظات طراحی لوله‌کشی

انبساط و انقباض

مسایل اقتصادی اختلافات درجه حرارت

تمیز کردن سیستم HVAC:

راندمان انرژی مخازن تامین آب بالا برده شده

راندمان انرژی سیستمهای تامین آب ساختمان

طراحی ۱: یک مخزن تامین برای هر ارتفاع تقاضا

طراحی ۲: یک مخزن سقفی و یک مخزن میانی

مساله حل شده

طرح و محاسبه سیستم لوله‌کشی آب و فاضلاب

تامین آب مجموعه

تامین فشار ساختمان

توزیع فشار توسط آب شهر

محاسبه سیستم لوله‌کشی آب

واحد مصرف

میزان مصرف واقعی

نمونه محاسبات برای یک واحد اداری

جنس لوله‌ها

لوله‌های پلی اتیلن

آبرسانی استخر مجتمع

پمپ

تعداد اعلام شده وسایل بهداشتی

محاسبه هد:

تهویه مطبوع

انواع شیر

شیر سولنوئیدی

شیرهای یک طرفه

نمایش عملکرد شیر یک طرفه

۱-شیر توپی

۲-شیر پروانه ای

۳-شیر پروانه ای گیربکسی شیر پروانه ای اهرمی

۴-شیر سوزنی

۶-شیر فشار شکن

سیستم داخلی شیر فشار برش شیر فشار شکن

سیستم آتش نشانی

انواع سیستم آبرسانی آتش نشانی

روش دفع فاضلاب در این ساختمان بلند مرتبه

فصل ۱۰: مدل‌سازی انرژی و تایید قانونی

مصرف انرژی ساختمان بلندمرتبه

بهره‌های خورشیدی

میانگین اتلاف تابشی

رسانش حرارتی

ویژگی‌های هوا و کیفیت آن در ارتفاع‌های مختلف

نفوذ هوا

پمپ‌های HVAC

انرژی آسانسور

داده‌های معیارسنجی نیویورک

ملاحظات کلی

دستگاه سرمایش

ذخیره حرارتی

انرژی پمپ

انرژی فن ورودی

کنترل اکونومایزر

کنترل تنظیم مجدد هوای ورودی

نیاز به پروفایل دقیق

فصل ۱۱: جا به جایی عمودی

مبانی چیدمان سیستم

چیدمان‌ها برای ساختمان‌های فوق بلند و بسیار بلند

مفهوم لابی آسمان

آسانسورهای دوسکویی

آسانسور خدمات

آسانسورهای مسکونی بلندمرتبه

درگیری HVAC با سیستم‌های جا به جایی عمودی

سرمایش اتاق ماشین آسانسور

ونت اتاق ماشین و چاله آسانسور

فصل ۱۲: سیستم‌های لوله‌کشی

سیستم‌های لوله‌کشی

سیستم آب خاکستری

آب سیاه

بازیابی آب کندانس

کیفیت آب کندانس و کاربردها

ملاحظات طراحی

توزیع آب سرد

توزیع آب گرم

زه کشی و ونت

فاضلاب:

تعریف فاضلاب

انواع فاضلاب

محاسبه شبکه لوله‌کشی فاضلاب

هواکش مداری:

لوازم بهداشتی:

جانمایی چشمه فاضلاب

فصل ۱۳: سیستم‌های ایمنی زندگی

مشکل ایمنی حریق منحصر به ساختمان‌های بلند

کد‌ها و استاندارد‌ها

مولفه‌های سیستم مدیریت حریق

سیستم شناسایی

لوله‌های استوانه‌ای حریق و سیستم‌های اسپرینکلر

سیستم‌های مدیریت دود

مدیریت دود با سیستم‌های تهویه مطبوع طبقه به طبقه

مدیریت دود در تالارهای میانی

فشار پلکان

فشار آسانسور

طبقه پناهگاه

طبقات پناهگاه در پروژه‌های آسیایی

سیستم ژنراتور اضطراری/آماده به کار و سیستم ایمنی حیات

سیستم‌های فراخوانی آسانسور

سیستم‌های ارتباطی

فرماندهی مرکزی حریق

پلان واکنش ایمنی حریق

فصل ۱۴: ساختمان‌های مسکونی بلند مرتبه

چالش‌های طراحی

نقش نمای ساختمان در کنترل تلفات و بهره‌های حرارتی

طراحی مکانیک، برق و لوله‌کشی

تدابیر طراحی سیستم گرمایش و سرمایش واحد مسکونی

تدابیر VRV/VRF

الزامات تهویه

فصل ۱۵: رابط‌های سیستم برق 

فضاهای خدمات

ملاحظات سازه

روشنایی

چراغ‌های هشدار هواپیما

حفاظت روشنایی

مبانی شبکه هوشمند

ویژگی‌های عملیاتی شبکه برق

پروفایل بار معمول ساختمان

سیاست‌های پاسخ به تقاضای شرکت برق

سیاست‌ها و گزینه‌های نرخ برق

استراتژی مدرن شبکه هوشمند

ارتباط با طراحان سیستم ساختمان

فصل ۱۶: کنترل‌ها و ساختمان هوشمند

آشکارسازی و تشخیص خطای خودکار

کاربردهای AFDD در ساختمان‌ها

آینده آشکارسازی و تشخیص خطای خودکار

سیستم‌های حس گر و راه انداز

سنسورها

راه‌اندازها

تلفیق راه‌انداز و سنسور

پیوست A: نمونه محاسبات اقلیمی برای چهار شهر

پیوست B: آنالیز انرژی

ورودی برنامه شبیه سازی

نتایج

نمونه پایه

روش ۱

بحث و نکات

پیوست C: توضیح ضوابط طراحی HVAC و سیستم‌ها  بـرای یک ساختمـان اداری چندمستاجری

۱-موارد کلی

۲-ضوابط طراحی

۳-طراحی خاص برای سرمایش مکمل

۴-سیستم‌های تهویه مطبوع (فصل ۶ را ببینید)

۵-سیستم‌های گرمایش

۶-سیستم‌های متفرقه

۷-اتوماسیون ساختمان و سیستم کنترل دما

منابع و مآخذ کتاب کتاب طراحی تاسیسات ساختمان بلند مرتبه ASHARE

بنیاد مهندسی ساختمان

bonyadsite.com