طراحی سیستم تهویه پارکینگ با جت فن

مقدمه:

این نوع تهویه پارکینگ یکی از سیستم های نوین در تهویه پارکینگ بوده که با استفاده از آن علاوه بر حذف کانال کشی تخلیه هوای پارکینگ ، تهویه پارکینگ را با دقت واقع گرایانه تری انجام می دهد و تا 80 % صرفه جویی در مصرف برق را دارد. در این سیستم با حذف کامل کانال کشی ، فضای پارکینگ برای سایر تجهیزات باز شده و همچنین در طبقات امکان جاگذاری تعداد بیشتری از خودرو را میسر می نماید.

و ضمنا هزینه های مربوط به سقف کاذب در نقاط کانال کشی کاهش چشمگیری داشته. در این سیستم هوای تازه FRESH Air  با استفاده از فن آکسیال ساپلای که در داخل یک شفت ساختمانی متصل به هوای آزاد تعبیه می گردد  و با استفاده از جت فن ها و زون بندی سطوح پارکینگ ، گردش هوای مطلوب در کل حجم پارکینگ صورت می گیرد.

جت فن های هر طبقه از سنسورهای CO  نصب شده در زون های مختلف دستور گرفته به نحوی که با افزایش  CO در محیط جت فن ها هر ناحیه روشن شده و با کاهش غلظت  CO جت فن مربوطه خاموش می شوند.

ز آنجایی که این سیستم هوشمند بوده (بر خلاف سیستم های سنتی با کانال و یوتیلیتی فن ها ) که دائم کار می کردند ، موجب صرفه جویی 80% در مصرف انرژی می گردند.

فن های فوق قابلیت کارکرد در دمای 300 درجه سانتی گراد به مدت 2 ساعت در زمان حریق را دارا می باشند و قادر خواهند بود دود ناشی از حریق را مطابق با استاندارد BS به میزان 10 با تعویض هوا تخلیه نمایند، که این امر باعث جلوگیری از خفگی و تلفات ناشی از حریق میشود.

عملکرد سیستم

در پارکینگ های بسته یا نیمه باز امکان تخلیه هوا بصورت طبیعی  وجود ندارد و می بایست عملیات تزریق هوای تازه ، خروج هوای آلوده و ایجاد جریان مابین این دو نقطه بصورت مکانیکی انجام شود.

در ایران روش  مرسوم جهت این امر استفاده از کانال  جهت انتقال هوای تازه و همچنین برای خروج هوای آلوده می باشد که طبعاً دارای محدودیت هائی نیز هست.

مثلاً در صورت افزایش فاصله کانال ها یا منابع تغذیه با کانال های تخلیه عملکرد سیستم شدیداً تحت تاثیر قرار خواهد گرفت و یا در بسیاری  از پارکینگ ها از رمپ مشترک بجای منبع تغذیه هوای تازه استفاده می شود که این امر در پارکینگ های  چند طبقه زیرزمینی درست به نظر نمی رسد زیرا آنچه که به طبقات پایین به عنوان هوای تازه وارد می شود در واقع هوای آلوده طبقات فوقانی است.

سیستم کانال کشی در پارکینگ ها  همیشه بعنوان سیستمی جاگیر و به عقیده بسیاری نازیبا مطرح بوده است حتی در بسیاری از پارکینگ ها به دلیل حجم زیاد کانالهای تخلیه ، طراح ناچار به افزایش ارتفاع سقف پارکینگ برای ایجاد فضای قرارگرفتن کانال ها شده است.

در سیستم تخلیه هوای پارکینگ به کمک جت فن ، کانال های افقی کاملاً حذف شده و جت فن ها جایگزین آنها خواهند شد . این جت فن ها  در ابعاد کوچک و با صدای کم با عملکرد هماهنگ خود می توانند باعث ایجاد جریان هوا در فضای پارکینگ شده و وظیفه انتقال هوا از منبع تغذیه به منبع تخلیه را به نحو احسن به انجام برسانند.

تهویه پارکینگ

معمولاً در پارکینگ های نیمه باز (مانند پارکینگ های طبقاتی  بالای سطح زمین که دارای مجاری عبور هوای بزرگ بر روی جداره خارجی خود می باشند ولی جریان هوا به علت وسعت زیاد سطح پارکینگ به خوبی برقرار نمی شود) پیش بینی منابعی جهت تغذیه یا تخلیه هوا مورد نیاز نیست و تنها به نصب جت فن ها در محیط پارکینگ می توان به جریان دلخواه دست یافت ولی در پارکینگ های بسته (مانند پارکینگ های طبقاتی زیرزمینی) حتماً می بایست منابعی مناسب جهت تغذیه هوای تازه و تخلیه هوای آلوده در نظر گرفت.

در اکثر چنین پارکینگ هایی شفت ها به اندازه معین جهت دمش و مکش مکانیکی هوای پارکینگ در نظر گرفته می شوند که بصورت شماتیک در دیاگرام زیر نمایش داده شده اند.

مزایای جت فن نسبت به سیستم های رایج

 الف)حذف کامل کانال در فضای پارکینگ

به کمک این روش دیگر نیازی به نصب کانال های حجیم و جاگیر در پارکینگ نمی باشد این امر دارای محاسنی است که در زیر به آنها اشاره می شود:

در پارکینگ های بزرگ به علت نصب کانال های تخلیه هوا در زیر تیرهای افقی همیشه در محاسبه ارتفاع سقف عددی (حداقل نیم متر) به ارتفاع نصب کانال اختصاص می یابد. با توجه به نصب جت فن در فضای ما بین تیرها و امکان هم ارتفاع شدن کف جت فن با پائین تیر افقی می توان هنگام استفاده از جت فن مقدار قابل توجهی از ارتفاع سقف را کاهش داد.

وزن تحمیل شده از طرف سیستم تخلیه هوای پارکینگ به ساختمان هنگام استفاده از جت فن به کمتر از صد کیلوگرم در هر چهار صدمترمربع کاهش خواهش یافت. سطح بالای کانال ها به عنوان محل مناسبی جهت جمع شدن گرد و خاک یا حیواناتی چون عنکبوت و ..حذف می شوند.

ب)صرفه جوئی در هزینه، انرژی و فضا

هزینه تهیه، نصب و راه اندازی جت فن نسبت به کانال کشی در یک سیستم با توانمندیهای مشابه در کشورهای اروپایی تا 30% ارزانتر میباشد.

در زمینه صرفه جوئی در مصرف انرژی سیستم جت فن تا 60% نسبت به سیستم مرسوم کانال کشی صرفه جوئی خواهد کرد.

کانال های حجیم و جاگیر از محیط پارکینگ حذف شده و جای آن را جت فن های کوچک خواهد گرفت. (در یک پارکینگ با ارتفاع سقف متعارف و بدون موانعی چون دیوارهای برشی و .. جهت حدوداً هر چهارصد مترمربع از زیر بنا یک جت فن با ابعاد تقریبی L*W*H = 1.3*0.9*0.25 متر در نظر گرفته خواهد شد.)

قابل توجه است که هر چه سطح زیربنای پارکینگ بزرگتر باشد مزیتهای ذکر شده در این بخش مشهودتر خواهد شد .

ج) کنترل هوشمند

این سیستم توسط یک بخش کامپیوتری هدایت می شود و تک تک فن ها ، جت فن ها ، دمپرهای موتوری و .. توسط این بخش مونیتور و کنترل می گردد. این بخش می تواند به سیستم مدیریت جامع ساختمان (BMS)، سازمان آتش نشانی یا هر نقطه که مدنظر کارفرمای محترم باشد متصل شود.

  د)کنترل دود

یکی از مزایای خاص این سیستم علاوه بر تخلیه روزانه دود، کنترل دود در زمان آتش سوزی می باشد که این قابلیت در سیستم های رایج چون کانال کشی موجود نیست. در این روش فضای پارکینگ به زون های فرضی تقسیم شده و تضمین می شود در صورت بروز آتش سوزی سیستم به کمک فن ها  و جت فن های برگشت پذیر (REVERSIBLE) اجازه خروج دود از زون حادثه دیده را نداده و از مجاری از پیش تعیین شده دود را به خارج هدایت کند.

سیستم کنترل دود علاوه بر جلوگیری از آلوده شدن سایر فضاهائی که درگیر آتش سوزی نمی باشند(که خود باعث تسهیل در فرار مردم و دسترسی آسان آتش نشان به محل آتش یا یافتن مصدومان است) به کمک چرخش دود باعث خنک شدن نسبی فضای درگیر آتش سوزی و در نتیجه کاهش صدمات آتش به سازه ساختمان خواهد شد.

مرحله 1 – ارزیابی هندسه پارکینگ

ابتدا نقاط ورودی و تخلیه دود را مشخص کنید.

الف – مسیر طبیعی هوا

شکل 1 مسیر جریان هوای صحیح

شکل 2 مسیر هوای طبیعی که باید از آن دوری کرد

مطابق شکل 1 در جریان های خطی ، نقاط ساپلای و اگزاست باید در طول پارکینگ از هم فاصله داشته باشند.

مطابق شکل 2 در جریان های به شکل دایره ای ، دریچه های تامین هوای ساپلای و اگزاست به هم خیلی نزدیک می باشند

که پیشنهاد می گردد از این روش دوری کرده و یا فاصله بین نقاط هوای ساپلای و اگزاست از هم زیاد کنیم.

از رمپ های دسترسی  می توان به عنوان نقاط  تامین هوای ساپلای استفاده کرد.

در زیر به ویژگی تعدادی از چیدمان جت فن ها اشاره خواهیم کرد که می تواند به اثر بخشی سیستم کمک کند.

ب- ویژگی سقف ها

مطابق شکل 3 جت فن ها در راستای تیرهای سقفی قرار گرفته و اثر بخشی سیستم افزایش می یابد( در واقع حرکت هوای جت فن موازی تیرهای سقفی می باشند).

شکل 3

مطابق شکل 4 حرکت هوای جت فن ها عمود بر تیرهای سقفی و اثر بخشی سیستم کاهش خواهد یافت.

شکل 4

 ج – فواصل عمودی

شکل 5  فاصله عمودی کافی

شکل 6 فاصله ناکافی

د – موانع

شکل های  7 و 8 فواصل از موانع سقف

Clashes with other Services  – برخورد یا تداخل با سایر تجهیزات

اجزاء کلیه تجهیزات مکانیکی از قبیل : اسپرینکلرها ، علائم و شبکه لوله کشی را خارج از محدوده الگوی پرتاب جت فن ها قرار دهید. در زیر نمونه های از تداخل را مشاهده می کنید.

شکل 9 چیدمان جت فن ها در رابطه با اسپرینکلرها

شکل 10 نمونه ای از نحوه جلوگیری از تداخل جت فن ها با شبکه لوله کشی اسپرینکلرها

مرحله 2 – انتخاب و فاصله گذاری جت فن ها

در جدول 1 مقدار حداکثر و توصیه شده بین جت فن ها برای سطوح مختلف نیروی تراست ( جلو برنده ) جت فن را نشان میدهد.

این فواصل برای فن های است که بصورت سری اجراء شده باشند. زمانی که از این فاصله گذاری استفاده می کنید ، سرعت هوا در بیشترین مناطق باید بیشتر از 1 متر بر ثانیه باشد.

نکات مهم:

1- ترجیحا سعی شود که جت فن ها در مسیر عبور و مرور ماشین ها قرار گیرد تا اختلالی بر روی عملکرد اسپرینکلر ها نداشته باشد ، لازم به ذکر است در بالایی مسیر عبور و مرور  خودروها  اسپرینکلر نصب میگردد اما امکان آتش سوزی در این مکان خیلی اتفاق نمی افتد.

2- جت فن ها قطعا بر روی عملکرد اسپرینکلرها تاثیر گذاشته و می تواند بین 30 تا 60 ثانیه در عملکرد آنها تاخیر بیندازد..

3- سرعت در انتهایی جت فن ها به 1 متر بر ثانیه رسیده و سپس جت فن های ( جلوتر آنها ) شروع بکار می کند.

4- جت فن ها عموما 2 دور ( کند و تند ) بوده و در دور کند نیروی تراست پایین تری دارند و در دور تند دارای نیروی تراست بالاتری خواهند داشت.

این تحلیل تعیین می کند که آیا این امر در طراحی پارکینگ خاص به دست آمده یا خیر؟ در برخی موارد ایده آل ، طراحی با استفاده از حداکثر فاصله موثر بوده اند. نیروی تراست جت فن به سرعت عملکرد فن و نرخ تراست بستگی دارد.

جدول  1- فواصل بین جت فن ها و مساحت پوشش آنها

شکل 11 دو عدد فن 25 نیوتن

شکل 12 ب یک عدد فن 50 نیوتن

توجه داشته باشید که استفاده از جت فن های با نیروی تراست بالاتر عموما مقرون بصرفه تر از استفاده از جت فن های با نیروی  تراست پایین تر بوده اما برای تهویه مناسب و موثر پارکینگ های با شکل هندسی نا منظم و غیر معمول ، انتخاب تعداد جت فن های با نیروی تراست پایین تر ممکن است لازم باشد.

نکته :

1-بهترین روش انتخاب و جانمایی جت فن استفاده از روش CFD  است.

2- اما اگر امکان انجام محاسبات دینامیکی CFD مقدور نبود، می توان با استفاده از شکل و گراف نیروی تراست از کاتالوگ شرکت سازنده فن ، این گراف ها را در نرم افزار اتوکد رسم کرده و با جابجایی و سعی و خطا جت فن ها را جانمای کرد.

همانطور در در بالا اشاره شد بصورت راف به ازای هر 5 نیوتن ، جت فن می تواند مساحت 100 متر مربع را پوشش دهد. به عنوان مثال در کاتالوگ شرکت سازنده جت فن اشاره می کند که فن  50 نیوتن در دور ” کند” به میزان 25 نیوتن کار می کند ، پس اگر فن در دور کند 25 نیوتن کار کند و بخواهیم پوشش کامل را داشته باشیم باید از 2 فن 25 نیوتن استفاده کنیم.

مرحله 3 – مثال

به منظور برآورد هزینه های یک پروژه ، ممکن است مراحل زیر نادیده گرفته شوند. به ازای هر 100 متر مربع از مساحت پارکینگ 5 نیوتن نیروی تراست برای تعیین تعداد جت فن ها در نظر گرفته میشود.

جت فن ها با توجه به اینکه هوای که در امتداد آنها می وزد  می بایست در مسیر عبور و مرور خودروها نصب شوند ، که این امر تضمین می کند که سرعت بالای هوا نزدیک نازل اسپرینکلر بطور قابل توجهی مسیر حرکت خودروها را مختل نمی کند ، زیرا سرعت در حاشیه تردد خودروها  ( کناره های مسیر عبور و مرور خودرو ها ) کم می باشد.

همچنین مطمن شوید که الگوی پرتاپ ( نیروی تراست ) جت فن انتخابی به اندازه کافی بلند بوده تا به جت فن بعدی هوا پرتاپ شده برسد.

شکل 13 نمونه ای از جانمایی و سایز جت فن

پارامترهای طراحی:

براساس 5 نیوتن به ازای هر 100 متر پارکینگ حداقل نیروی تراست توصیه شده برابر خواهد بود با :

ابعاد پارکینگ برابر است با 67 متر طول و 29 متر عرض لذا خواهیم داشت که:

minimum total fan thrust = car park floor area x 5N/100m2

1920m2 x 5N/100m2 = 96N

معیار حداقل نیروی تراست از کاتالوگ شرکت سازنده به صورت زیر خواهد بود با 4 عدد جت فن 25 نیوتن در حالت دور ” کند”

و شرایط کارکرد عملیاتی:

Minimum thrust criteria can be achieved with 4 x JISU-CPC-50N fans on low speed (operating thrust 25N), total fan thrust= 25N x 4= 100N.

جانمایی جت فن ها با فاصله توصیه شده 30 متری برای نیروی تراست 25 نیوتن انجام خواهد شد.

• حداکثرفاصله جت فن تا دیوار مطابق جدول بالا 40 متر توصیه میشود.
• این به این دلیل است که نقطه اگزاست در منطقه ” کم فشار ” قرار دارد که باعث افزایش فاصله پرتاپ جت فن خواهد شد.

نمونه کاتالوگ شرکت سازنده از مشخصات جت فن ها ( دور کند و تند ، نیروی تراست ..)