روش‌های تهویه پارکینگ‌ها

گروه مهندسی مکانیک دانشکده فنی دانشگاه اسکندریه

ترجمه: محمود سمیعی

تهویه طبیعی و خروجی مکانیکی ساختمان‌ها شامل سیستم‌های سنتی، جت فن‌ها و سیستم‌های القایی می‌شود. در این مقاله فناوری و موارد جت فن، بهره‌برداری از جت فن، نمونه‌هایی از جت فن‌ها، سیستم کنترل، نصب جت فن‌ها و دینامیک محاسباتی سیالات (CFD) مورد بحث قرار می‌گیرند.

وقتی رانندگان اتومبیل‌ها وارد و یا از پارکینگ خارج می‌شوند و پارکینگ هم محوطه‌ای محصور است، با وجود دود زیاد، رانندگی در این محیط از نظر سلامتی بسیار خطرناک است. حتی اگر سوخت‌های موتورهای اتومبیل‌ها کامل و بدون اشکال باشد باز هم آن‌ها گازهای سمی و غیر سمی را آزاد کرده که تنفس را مختل می‌کنند.

حداقل یک وسیله نقلیه هنگام روشن بودن، دی‌اکسید کربن (CO2)، آب (H20) و نیتروژن (N) را آزاد می‌کند. متأسفانه موتورهای اتومبیل‌ها عمدتاً به‌طور کامل و کیفی سوخت را نمی‌سوزانند و باعث آزادسازی کربن در پارکینگ‌ها می‌شوند، NOxoxides مواد مختلف مثل nitrogentypically و سوخت‌های ناقص و خطرناک را در محیط رها می‌کنند. ذرات سوخت O2 از آب و CO2 و CO، دی‌اکسید کربن و منواکسید کربن می‌توانند بسیار خطرناک باشند؛ بنابراین تهویه پارکینگ‌ها بسیار مهم است؛ همچنین برای تخلیه دود در صورت بروز آتش‌سوزی در پارکینگ‌ها، از تهویه‌ها استفاده می‌شود.

در این ترجمه سعی شده که روش‌های تهویه پارکینگ‌ها مورد بررسی قرار گیرند. در این مقاله با 2 روش تهویه پارکینگ‌ها (Ventilation of parkings) آشنا می شوید. ترجمه و تنظیم توسط مجله مهندسی ایمنی

به‌طورکلی دو روش برای انجام مقررات ساختمان در مورد تهویه وجود دارد که باید مورد توجه قرار بگیرند. این دو روش تهویه طبیعی یا طبیعی- مکانیکی است. روش ترجیحی برای تهویه پارکینگ‌ها روش مکانیکی برای اتومبیل‌ها است. در این روش، به‌سادگی دریچه‌هایی برای انتقال هوای تازه فراهم می‌شود که مساوی با درصد مساحت کف پارکینگ است. قوانین شرایط مکانیکی مربوط را بیان می‌کنند، برای کنترل دود باید سیستمی را انتخاب کرد که بتواند غلظت دی‌اکسید کربن در پارکینگ اندازه‌گیری کرده که عمدتاً کمتر از 30 بخش در میلیون به‌طور متوسط در طی یک دوره هشت‌ساعته است. برای خروج دود باید از روش‌های مختلف برای تغییر هوا در محل دود گرفته استفاده کرد.

سیستم‌های سنتی (سیستم‌های مکانیکی کیفی Ducted-مجرایی) و سیستم‌های مکانیکی سنتی از کانال‌های فلزی استفاده می‌کنند تا دودهای موجود از محل خارج شوند. بنا به این شیوه، دریچه‌های هوا باید به‌طور مساوی در اطراف پارکینگ ساخته شوند و همچنین در سطح پایین پارکینگ باشند تا نقاط خروج دود و آلودگی در سطح پایین ساختمان به راحتی از آن‌ها عبور کند. این سیستم باید بتواند به مدت 60 دقیقه در دمای حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد کار کند. مجراهای ساخت و تعمیرها باید از موادی ساخته شود که دارای نقطه ذوب بالاتر از 800 درجه سانتی‌گراد باشند.

طبق مقررات سیستم‌های خروج مکانیکی توصیه شده و می‌توانند به خروج دود کمک کنند اما امروزه به‌ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرند. مجراهای زیر سقف در ارتفاع کم به شکل محدودی در پارکینگ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. پرتوهای پایین دست نیاز به پایین آمدن مجرای سقفی دارند و بدین ترتیب ارتفاع نیز کم می‌شود. نقاط اصلی در سطح پایین مورد نیاز است که اغلب برای احاطه آن‌ها به موانع محافظتی احتیاج است و این‌ها فضای معتنابه‌ای از کف را به خود اختصاص می‌دهند. این روش تهویه پارکینگ‌ها هزینه اولیه بالا و در حال انجام هم هزینه بیشتری برای نگهداری لازم دارد.

جت فن، جت رانش، سیستم‌های تهویه جت، ضربان یا القایی، همه موارد مختلفی برای همان سیستم اصلی هستند که به‌طور فزاینده‌ای رایج شده‌اند، زیرا می‌توانند بر بسیاری از مشکلات مرتبط با مجاری فلزی غلبه کنند. برای تهویه تونل‌ها از جت فن‌های کوچک با سرعت بسیار بالا استفاده می‌شود، این امر باعث شده تا هوای اطراف متراکم و در فضایی محدود مانند تونل یا پارکینگ برای جابجایی حجم زیادی از گاز استفاده شود. سیستم‌های تهویه فشار هوا، هوای آلوده را از راه پارکینگ به سمت بیرون هدایت می‌کنند؛ و به جای کشیدن آن به نقاط خروجی متعدد، به عنوان سیستم مکانیکی کیفی مجاری، به یک نقطه خروجی منتقل می‌شوند.

تعداد و محل استقرار هواکش‌ها باید با دقت انتخاب شود تا مطابق با الزامات طراحی سیستم ساختمان باشد. در این سیستم باید از عدم وجود نقاط مرده و راکد (در جایی که جریان هوا وجود ندارد) برای گازها و دود اطمینان حاصل شود؛ یعنی سیستم تهویه باید تمام نقاط حتی نقاط کور را پوشش دهد که احتمالاً دود یا گاز سیال در نقطه‌ای جمع نشود. علاوه بر صرفه‌جویی در فضا و همچنین جلوگیری از نقاط کور ساختمان، سیستم‌های جت فن دارای مزایای دیگری نسبت به سیستم‌های مجاری سنتی هستند. سیستم‌های پنکه جت یا جت فن صرفه‌جو در انرژی، اغلب با تشخیص گاز کربن به شکل ترکیبی فعال می‌شوند و تنها تا انتهای وجود دود فعالیت می‌کنند. با استفاده از این روش می‌توان اطمینان داشت که فن‌ها دقیقاً برای کنترل و رقیق کردن آلودگی فعال می‌شوند و به شکل بالقوه صرفه‌جویی بالایی را در مصرف انرژی باعث می‌شوند.

سروصدای کم یکی دیگر از مزیت‌های این سیستم است. از آنجا که فن‌های اصلی و کیفی نسبتاً کوچک‌تر هستند و برای کنترل گاز کربن با سرعت کمتری نسبت به یک سیستم سنتی کار می‌کنند، سروصدای تولیدی آن‌ها به میزان قابل توجهی پایین‌تر است. علاوه بر این‌ها باید توجه داشت که هزینه سیستم‌های پنکه جت بسیار کمتر از یک سیستم با کانال است.

جت فن‌ها، فن‌های موقعیت‌یاب دارند تا اطمینان حاصل شود که دود و گازهای خطرناک به سرعت و کامل به نقاط اصلی خروجی منتقل می‌شوند. جت فن‌ها می‌توانند حداکثر 50 نیوتن متر رانش را تأمین کنند و از این رو بیشتر مناسب استفاده در پارکینگ‌های کوچک و متوسط هستند. فن‌های القایی می‌توانند حداکثر 100 نیوتن متر رانش را تأمین کنند که برای پارکینگ‌های متوسط تا بزرگ مناسب هستند. جت فن‌ها انعطاف‌پذیر هستند و می‌توانند متناسب با تغییرات در استفاده از فضا سازگار شوند. در این نوع جت فن‌ها حجم منتقل شده هوا چندین برابر بیشتر از میزان جریان واقعی فن است. این مطلب در پروفایل سرعت جت فن ثبت شده است.

جت فن‌ها با توجه به توان آن‌ها در اندازه‌های بسیاری موجودند. پوشش همه‌ی این محصولات از جنس استیل و ورق گالوانیزه است که از دو طرف یکپارچه شده‌اند و فعالیت آن‌ها را بی‌ سروصدا می‌کنند. چرخ پروانه‌ها هم معمولاً از آلومینیوم با فشرده ساخته می‌شود. پروانه گریز از مرکز نیز از جنس فولاد جوش داده و روکش شده است.

همان‌طور که گفته شد می‌توان از جت فن برای خروج بخشی از دود، تهویه یا حتی در صورت بروز آتش استفاده کرد. در روزهای عادی جت فن توسط سیستم CO کنترل می‌شود که مطابق با آستانه تنظیم غلظت هوا است؛ به این ترتیب هوای آلوده و مونوکسید کربن از پارکینگ خارج می‌شود. این امر فقط با چند جت فن و با سرعتی كم انجام می‌شود. در عین حال تمام اجزای سیستم بسته به غلظت هوا می‌توانند در سطح خروجی بالاتر عمل كنند. توصیه می‌شود که سیستم در صورت وقوع آتش‌سوزی شش تغییر هوا در ساعت (ACH) را برای تهویه روزانه در تمام سطوح و 10 ACH در کف آتش فراهم کنند.

هنگام حریق در صورت وجود جت فن‌ها به سیستم خروج دود کمک زیادی خواهد شد. جت فن‌ها بلافاصله بدون در نظر گرفتن تنظیمات سیستم CO با حداکثر سرعت فعال می‌شوند تا دود از ناحیه آتش‌سوزی گرفته شود. شفت‌های تهویه مرکزی به‌طور کامل در همان زمان روشن می‌شوند. یک مزیت مهم سیستم خروج دود جت فن در این واقعیت نهفته است که می‌توان دود را فوراً از ناحیه آتش بیرون کشید؛ به عبارت دیگر، می‌توان از جت فن‌ها برای کنترل میزان دود نیز استفاده کرد. این امر از تقسیم یک پارکینگ به قسمت‌های جداگانه برای کاهش انتشار آتش جلوگیری می‌کند.

نمونه‌هایی از فن‌های سیستم‌های القایی را می‌توان در جت فن‌های پیشرفته یافت. در این جت فن‌ها، یک سیستم فن محور یا جریان محور در یک سیلندر استوانه‌ای ورودی و خروجی نصب می‌شود. جت فن‌ها می‌توانند حداکثر 50 نیوتن متر رانش را تأمین کنند که برای بیشتر پارکینگ‌های کوچک و متوسط مناسب است.

در فن القایی، یک پنکه گریز از مرکز با ورودی هوا در زیر بدنه پنکه اصلی قرار می‌گیرد و با باز شدن در اندازه کافی کاهش می‌یابد. فن‌های القایی می‌توانند حداکثر 100 نیوتن متر را پوشش دهند که آن‌ها را برای پوشش به نیاز پارکینگ‌های متوسط تا بزرگ مناسب می‌کند.

یک سیستم کنترل مفید، توضیحات طراحی شده برای مدیریت کارآمد و تجهیزات تهویه پارکینگ‌ را ارائه می‌دهد. هنگامی که ترافیک پارکینگ زیاد است و کمبود انرژی وجود دارد، با مصرف انرژی مناسب به حفظ کیفیت هوا کمک می‌کند. فن‌ها با توجه به شرایط موجود در فضا برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی، معمولاً دارای سنسورهای CO و کنترل سرعت هستند.

برای نصب جت فن‌ها باید ویژگی‌های سقف را برای کارآمدتر شدن سیستم در نظر گرفت. معمولاً باید جت فن‌ها را به تیرهای سقف پشتیبان نصب کرد اما اگر این مورد امکان‌پذیر نباشد، سیستم مجبور است مؤثرتر عمل کند و ممکن است فن‌های بیشتری برای تهویه کامل هوا لازم باشد.

خروج دود از روزنه‌های عمودی (لوله‌های هواکش که از پارکینگ تا پشت‌بام کشیده شده) حداکثر انعطاف‌پذیری در طراحی سیستم را تضمین می‌کند. در ضمن برای به حداقل رساندن ارتفاع سیستم، ممکن است فن‌های JetVent در بین تیرهای سقفی قرار بگیرند.

اگر گزینه دیگری وجود نداشته باشد، فن‌های JetVent در پرتوهای سقفی قرار می‌گیرند. به هر حال آن‌ها باید در فاصله کافی از انسداد قرار بگیرند و توجه شود که به‌طورکلی فاصله افقی هشت برابر ارتفاع انسداد باشد. نازل‌های موجود در واحدهای JetVent مخصوص این منظور طراحی شده‌اند و زاویه‌دار به سمت پایین هستند. در ضمن سعی کنید در رویارویی با سایر خدمات، قطعات خدمات مکانیکی مانند آبپاش، علائم و لوله‌کشی را در منطقه الگوی تخلیه JetVent قرار دهید.

فن‌هایی که در این سری قرار دارند، فاصله حداکثر و توصیه شده بین فن‌های JetVent برای سطوح مختلف فشار فن است. این فواصل راهنمایی برای جت فن‌هایی است که به‌طور سری قرار داده شده‌اند. هنگام استفاده از این فاصله‌ها، آنالیزها مشخص می‌کنند که آیا این امر در یک طراحی خاص از پارکینگ به دست می‌آید یا خیر. در برخی موارد ایده آل، طرح‌هایی با استفاده از حداکثر مسافت مؤثر بوده‌اند.

دینامیک محاسباتی سیالات CFD (محاسبات دینامیکی سیالات) می‌تواند پیش‌بینی دقیقی از حرکت هوا، دما و چگالی دود در پارکینگ را با در نظر گرفتن محاسبات هندسی که غالباً پیچیده است در ساختمان‌ها جداگانه انجام دهد. این سطح از جزئیات به هیچ‌وجه نمی‌تواند توسط هیچ وسیله دیگری ارائه شود. تجزیه و تحلیل محاسبات دینامیکی سیالات (CFD) اغلب برای اثبات و اصلاح بیشتر طرح مورد نیاز است زیرا ممکن است جت فن‌هایی لازم باشد که جهت‌گیری مجدد داشته باشند یا در برخی موارد اضافه یا جابجا شوند.