یکپارچه سازی سیستم های تهویه مطبوع

پیشگامان تاسیسات : 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 زیر نشان 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.

 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 . 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.

 سیستم توزیع هوای سقفی – رفت و برگشت

گزینه استقرار درخت توزیع: این گزینه ها در شکل 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 توزیعمحیط (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.

 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 هوای 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  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. درختان HVAC 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 . 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 بالا رو 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 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 کانال های 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.

 

 

 ساختمان اداری فاکس پلازا در لس آنجلس برج شیشه و گرانیتی 34 طبقه

 

 ساختمان بین المللی، سان فرانسیسکو Anshen و آلن، معماران، مهندسین Eagelson

 

بادبزن در تهويه مطبوع

رونمایی از نسل جدید سیستم های تهویه مطبوع ال جی

سیستم های تهویه مطبوع