مراحل طراحي و محاسبه پروژه هاي تهويه مطبوع :
هدف اصلي تهويه مطبوع حفظ شرايط محيط به دو منظور زير مي‌باشد:
1- ايجاد راحتي و آسايش انسان
2- کنترل فضايي که يک نوع محصول در آن نگهداري مي‌شود.
براي اين منظور بايد دستگاهي با ظرفيت مناسب در ساختمان نصب شده و در طول سال کنترل شود. ظرفيت اين دستگاه با حداکثر بار واقعي در هر لحظه تعيين مي‌شود و نوع کنترل آن با شرايطي که بايد در هنگام بار حداکثر يا بار نسبي وجود داشته باشد، مشخص مي‌گردد.
جهت انجام اين موارد لازم است يک بررسي کلي و دقيق جهت ارزيابي عناصر متشکله بار انجام گيرد. همچنين طراحي سيستم و انتخاب دستگاه از نقطه نظر «صرفه‌ي اقتصادي» در صورتي ميسر است که حداکثر بار واقعي در هر لحظه به دقت تعيين شود.
يک پروژه تهويه مطبوع شامل پنج مرحله اساسي زير است که در ادامه به بررسي هر يک مي‌پردازيم:
مطالعه و تعيين مشخصات اوليه پروژه
اصولا تخمين صحيح بار حرارتي، بستگي زياد به بررسي دقيق اجزاي بار در محيط مورد تهويه دارد. نقشه‌هاي کامل ساختمان و همچنين طرح کلي فضا؛ قسمتي از يک بررسي کامل محسوب مي‌شود. بنابراين موارد زير بايد به دقت بررسي شوند:
موقعيت ساختمان:
تعيين مشخصات منطقه، جهت‌يابي ساختمان، موقعيت نسبت به ساختمان‌هاي مجاور، چگونگي تابش خورشيد و وزش باد، سطوح منعکس کننده نور نظير آب، آسفالت و غيره.
کاربرد ساختمان:
نوع استفاده از ساختمان شامل مسکوني، بيمارستان، اداري، تجاري، صنعتي، سالن اجتماعات و غيره.
مشخصات هندسي ساختمان:
تعيين ابعاد ساختمان شامل طول، عرض، ارتفاع کف تا سقف، اندازه درب و پنجره‌ها و غيره با توجه به نقشه‌هاي ساختماني.
مصالح ساختماني:
تعيين نوع مواد و مصالح استفاده شده در ساختمان شامل جنس، ظرفيت حرارتي، ضخامت لايه‌هاي جدار و غيره.
مشخصات درب و پنجره‌ها:
شامل چوبي، فلزي، کشويي، لولايي، شيشه‌اي يک جداره، دو جداره و چند جداره، شيشه‌هاي رنگي، رفلکس، جاذب حرارت و غيره.
وضعيت ساکنان ساختمان:
شامل تعداد، نوع فعاليت، درصد افراد سيگاري، مدت اقامت، تراکم تجمع در هر متر مربع، سن، جنس و غيره.
سيستم روشنايي و وسايل برقي و حرارتي:
تعيين توان چراغ‌ها و تجهيزات شامل نوع چراغ‌ها، قدرت مصرفي الکترو موتورها، ظرفيت حرارتي و وسايل گاز سوز، وسايل الکترونيکي و زمان و مدت روشن بودن هر يک در طول روز.
دائم يا منقطع کار کردن سيستم:
ممکن است از مکان‌هايي نظير آمفي تئاتر بطور دائم استفاده نشود و يا از وسايل تهويه مطبوع ادارات در روزهاي آخر هفته استفاده نشود. در اين صورت در تعيين ظرفيت دستگاه‌ها ضرايب خاصي اعمال مي‌شود.
فضاهاي قابل دسترس:
تعيين فضاهاي قابل استفاده جهت عبور کانال‌ها، لوله‌ها (شامل سقف‌هاي کاذب و داکت‌ها)، نصب موتور خانه، نصب دستگاه‌هاي هوا ساز، برج خنک کننده، دود کش، تابلو آتش نشاني و غيره.
موانع:
تعيين موانع در ايجاد شبکه‌هاي مختلف سستم تهويه مطبوع نظير راه پله‌ها، لوله‌هاي گاز، شبکه الکتريکي و غيره.
تامين آب ساختمان:
تعيين مشخصات سرويس‌هاي تامين آب ساختمان شامل موقعيت، فشار، قطر لوله‌ها و غيره.
تامين برق ساختمان:
تعيين مشخصات شبکه برق شامل تعداد فاز، ولتاژ و فرکانس.
تامين سوخت ساختمان:
تعيين سوخت مصرفي شامل سوخت گاز، سوخت گازوييل، مازوت و در صورت استفاده از سوخت طبيعي تعيين مشخصات شبکه شامل فشار، ظرفيت، موقعيت و غيره.
دفع فاضلاب ساختمان:
تعيين مشخصات سيستم تخليه فاضلاب شامل چاه، سپتيک، تصفيه و شبکه شهري و در صورت استفاده از شبکه فاضلاب شهري، تعيين موقعيت آن جهت اتصال لوله‌هاي ساختمان به شبکه.
فنداسيون و تکيه‌گاه‌ها:
تعيين قدرت ساختمان براي استقرار برج خنک کن و منابع آب، اثرات صدا و ارتعاش، فاصله محل اسقرار دستگاه‌هاي هواساز تا فضاها و غيره.
انتقال دستگاه‌ها:
تعيين مسير و امکانات حمل دستگاه‌ها به محل نهايي آن‌ها شامل حمل دستگاه‌ها به موتورخانه و استفاده از آسانسور، پلکان، جرثقيل و غيره.
محاسبه بارهاي حرارتي و برودتي ساختمان:
طراحي، محاسبه و انتخاب سيستم تهويه مطبوع
اجرا و آزمايش سيستم تهويه مطبوع:
بررسي جوانب اقتصادي
محاسبه بارهاي حرارتي وبرودتي ساختمان
برآورد بار تهويه مطبوع جهت تامين مبنايي براي انتخاب دستگاه‌هاي تهويه مطبوع، ضروري است. ظرفيت ماکزيمم حرارتي و برودتي ساختمان در روز طرح برابر باشد. يک روز طراحي به صورت‌هاي زير تعريف مي شود:
يک روز که در طي آن درجه حرارت حباب خشک و حباب مربوط به طور همزمان به مقدار پيک خود مي‌رسند.
يک روز که در آن مقدار بسيار کمي غبار در هوا وجود دارد، زيرا غبار مي‌تواند موجب کاهش حرارت دريافتي از خورشيد شود.
روزي که تمام بارهاي داخلي در حد نرمال وجود دارد.
زمان پيک بار را مي‌توان به طور تجربي و بر اساس مشاهدات تعيين کرد ولي به هر حال براي چندين زمان مختلف در روز بايد برآورد بار انجام شود. نحوه محاسبه دقيق اين بارها در فصل‌هاي بعدي بيان شده است.
طراحي، محاسبه و انتخاب سيستم تهويه مطبوع
اغلب براي يک مهندس طراح، تصميم گيري در مورد انتخاب يک سيستم مناسب تهويه مطبوع براي يک فضاي معين، امري بسيار مشکل و پيچيده مي‌نمايد. علاوه بر اين، «بصرفه‌ي اقتصادي» نيز در امر انتخاب سيستم تهويه مطبوع نقش مهمي ايفا مي‌کند. در تهويه مطبوع کامل يک محيط پارامترهاي دما، رطوبت، حرکت هوا، تميزي هوا، تهويه و همچنين سر وصدا، مي‌بايد در سطح متعادل و معقولي حفظ شوند. اما اغلب اوقات نمي‌توان پارامترهاي مذکور را به صورت دلخواه حفظ نمود و بستگي به هدف و عملکرد سيستم تهويه مطبوع، به ناچار برخي از پارامترهاي فوق در طراحي سيستم حذف خواهند شد. البته گاهي اوقات هزينه‌ي ساخت سيستم به عنوان پارامتر اصلي، ساير پارامترها را تحت الشعاع قرار خواهد داد.
مهم‌ترين عواملي که درانتخاب يک سيستم تهويه مطبوع موثرند عبارتند از:
1- مقدار سرمايه موجود
2- فضا يا ساختمان شامل هدف از به کارگيري آن، محل آن، موقعيت، جهت و شکل آن
3- وضعيت خارجي ساختمان شامل درجه حرارت، رطوبت، باد و غيره
4- بارهاي حرارتي و برودتي ساختمان
5- ضرورت و ظرفيت پيش راه اندازي سيستم تهويه مطبوع
6- جنبه‌هاي فيزيکي ساختمان در ارتباط با محل دستگاه‌ها،سازگاري سيستم و موازنه بارهاي جزئي
7- تصوير خريدار از محيط دلخواه او
هر محيط مورد تهويه؛ مسايل مربوط به خود را دارا مي‌باشد. حتي وقتي که مشکلات مشخص مي‌شوند و جنبه‌هاي فيزيکي محيط تعيين گردند و بارهاي سرمايي و گرمايي محاسبه شوند، نيز مي‌توان يک راه حل کلي اتخاذ نمود. طراح بايد براي پيشنهاد يک سيستم مناسب، از نوع ساختمان و ظرفيت حرارتي آن آگاه باشد. بارهاي داخلي و خارجي و خنثي سازي اين بارها توسط سيستم بايد مشخص شوند. تصوير کاملي از تجهيزات نصب شده، کنترل سيستم تهويه مطبوع و غيره ضروري مي‌باشد. به طور کلي ساختمان‌هايي که براي تهويه مطبوع در نظر گرفته مي‌شوند به دو دسته محيط‌هاي يک منظوره و محيط‌هاي چند منظوره تقسيم مي‌گردند. در محيط‌هاي يک منظوره نظير ادارات، رستوران‌ها و ساختمان‌هاي مسکوني. افراد جهت يک هدف مشترک سکونت دارند و بنا براين از نقطه نظر تهويه مطبوع خصوصيت اصل چنين محيط‌هاي وجود فقط يک حوزه کنترلي محيطي مي‌باشند. در مقابل در محيط‌هاي چند منظوره گروهي از افراد با اهداف گوناگون در يک ساختمان چند طبقه تجمع مي‌کنند و لذا خصوصيت اصلي اين محيط‌ها، وجود حوزه‌هاي متعدد کنترل محيطي است که عموما از طريق يک يا چند سيستم تهويه مطبوع مرکزي تغذيه مي‌شوند.
اجرا و آزمايش سيستم تهويه مطبوع
پس از انجام محاسبات و تهيه نقشه‌هاي سيستم تهويه مطبوع، اجراي سيستم با توجه به دستورالعمل‌هاي اجرايي در ساختمان مورد نظر انجام مي‌شود و در مراحل مختلف اجرا، سيستم مورد آزمايش و بررسي قرار مي‌گيرد. در ساختمان‌هاي بزرگ که نقشه‌هاي شبکه‌هاي مختلف تاسيسات بطور جداگانه تهيه مي‌شوند، براي تنظيم بهينه فضا و جلوگيري از تداخل شبکه‌ها با يک‌ديگر بهتر است قبل از اجراي تاسيسات، نقشه‌هاي کارگاهي که نشان دهنده آرايش مقاطع لوله‌ها و کانال‌ها در سقف‌هاي کاذب، داخل داکت‌ها و کانال‌ها مي‌باشند، تهيه مي‌شوند.
مطالب زير بعنوان راهنمايي جهت بدست آوردن اطلاعات مورد نياز در انتخاب محل سيستم‌هاي تهويه مطبوع مي‌باشد:
1- فضاهاي در دسترس و بدون استفاده ساختمان بايد بررسي شوند.
2- موقعيت تمام ديوارها و پارتيشن‌هايي که محل نصب وسايل اطفا حريق مي‌باشند بايد مورد توجه قرار گيرند.
3- مجاري مکش هواي بيرون نسبت به ساختمان و خيابان و امکان ورود مواد نامطلوب آلوده کننده به آن بايد در نظر گرفته شوند.
4- مشخصه‌هاي معماري ساختمان جهت انتخاب دريچه‌هايي که با طرح ساختمان مطابقت نمايند بايد بررسي شوند.
5- تجهيزات و کانال‌هاي هدايت هوا که از قبيل موجود هستند براي استفاده مجدد در صورت امکان بررسي شوند.
6- فنداسيون ساختمان و مقاومت آن براي جايابي و نصب سيستم تهويه مطبوع بايد مورد توجه قرار گيرد.
7- مسئله‌ي کنترل صدا و ارتعاش در ارتباط با محل دستگاه‌ها بايد مورد بررسي قرار بگيرد.
8- امکان حرکت دادن تجهيزات و بردن آن‌ها به محل مورد نظر بايد بررسي شود.
9- نحوه تامين برق مصرفي محل و محدوديت‌هاي جريان و ولتاژ بايد مشخص شده باشد.
10- استانداردهاي ملي در مورد سستم تامين آب، تجديد ماده مبرد، فاضلاب ، کانال‌ها، تجديد هواي ساختمان‌ها، محل قرارگيري دستگاه‌ها و غيره بايد رعايت شوند.
بررسي جوانب اقتصادي:
از جمله مهم‌ترين عواملي که مي‌تواند بر نوع تجهيزات و کل سيستم اثر بگذارد، عوامل اقتصادي مي‌باشد. اين عوامل نتيجه صاحب کار و حد سرمايه گذاري در ايجاد تاسيساتي است که بايد شرايط حداقل و يا حداکثري را تامين نمايد. سه عامل مهم اقتصادي که در انتخاب يک سيستم تهويه مطبوع مطرح هستند عبارتند از هزينه‌هاي اوليه، هزينه‌هاي نگهداري و برگشت سرمايه. مهندس طراح نه تنها بايد طرح خود را بر مبناي جوانب مهندسي تهيه کند، بلکه بايد ميزان سرمايه گذاري کارفرما را نيز در نظر داشته باشد. هزينه خريد تجهيزات نيز به قيمت آن‌ها، مواد مصرفي، نيروي کار وهزينه‌هاي نصب سيستم وابسته است. اين موارد را بايد به دقت متعادل ساخت تا بتوان بهترين سيستم را انتخاب کرد.
هزينه‌هاي نگهداري يک سيستم تهويه مطبوع نيز به مقدار مصرف انرژي آن سيستم و دستمزد افرادي که جهت بهره برداري از آن مشغول کار هستند بر مي‌گردد. در محاسبه اوليه مخارج و درآمدها؛ تقريبات به کار برده شده بر مبناي قضاوت‌هاي تجربي در تعيين مقادير بار تهويه مطبوع و مخارج لازم جهت بهره برداري از سيستم صورت مي‌گيرد. سپس مي‌توان تجزيه و تحليل مخارج و درآمدها را براي سيستم تهويه مطبوعي که قادر است پتانسيل سرمايه گذاري جالبي داشته باشد انجام داد. متناسب با اين نتايج و تحليل‌ها مي‌توان تعيين نمود که کدام سيستم مناسب‌ترين و بهترين انتخاب خواهد بود
