پروژه تجاری و اداری کارن

در اکثر پروژه های ساختمانی خصوصا ساختمان های بلند مرتبه، انتخاب محل پمپ خانه و نوع سیستم ذخیره سازی و توزیع، تأثیر مستقیم بر هزینه های تأمین، هزینه های بهره برداری و هزینه های اجرایی سیستم های آبرسانی و آتشنشانی میگذارد. در این گزارش ابتدا به معرفی سناریوهای متفاوت جهت ذخیره سازی و توزیع آب بهداشتی و آتشنشانی پرداخته شده است و سپس براساس فاکتور های عملکردی و اقتصادی به آنالیز فنی و مالی سناریو های مذکور در پروژه تجاری و اداری کارن پرداخته شده است.
در ادامه براساس محاسبات ارائه شده در دفترچه فاز یک تاسیسات مکانیک و با در نظر گرفتن حداقل ذخیره سازی 54 مترمکعب در شبانه روز جهت کاربری های بهداشتی ساختمان و 75 مترمکعب ذخیره سازی جهت تغذیه سیستم اطفا حریق به معرفی سناریوهای ذخیره سازی و توزیع آب در ساختمان پرداخته شده است.

سناریو های محل ذخیره سازی و ایستگاه پمپاژ

محل جانمایی منابع ذخیره و بوستر پمپ های آبرسانی و آتشنشانی، تأثیر مستقیم بر هزینه های تأمین اولیه، هزینه های بهره برداری و چالش های ابنیه خواهد گذاشت. جهت تصمیم گیری در خصوص محل پمپ خانه دو سناریو مطروحه در ذیل قابل ارائه است.

1. جانمایی پمپ خانه در زیر زمین پنجم
2. جانمایی مخازن در زیر رمپ ورودی به پارکینگ

جانمایی پمپ خانه در زیر زمین پنجم

یکی از سناریو ها در خصوص جانمایی مخازن ذخیره سازی و سیستم پمپاژ آب، در بخش جنوب غربی ساختمان در زیر زمین پنجم است. قرار گیری پمپ خانه در پایین ترین طبقه موجب افزایش توان الکتروپمپ جهت تأمین فشار مورد نیاز در زون های آبرسانی و زون آتشنشانی میشود.

همانطور که در جدول محاسبات مربوط به فشار پمپ آبرسانی در صفحه بعد آمده است، در حالتی که بوستر پمپ های آبرسانی در زیر زمین پنجم قرار گیرد. هد مورد جهت تأمین فشار آب در آخرین مصرف کننده، در حدود 2/7 بار می باشد که در این حالت با توجه به ارتفاع 50 متری از آخرین مصرف کننده تا تجهیزات سیستم پمپاژ، سه عامل مطروحه در ذیل، موجب افزایش هزینه های تأمین اولیه تجهیزات، هزینه های بهره برداری و مصارف برق و همچنین افزایش هزینه های لوله کشی و اجرای سیستم میشود.

1. افزایش توان الکتروپمپ: افزایش توان الکترو پمپ های آبرسانی و آتشنشانی و در نتیجه افزایش فضای مورد نیاز جهت جانمایی پمپ ها و افزایش هزینه های تأمین پمپ و بهره برداری از آن
2. افزایش کلاس فشار تجهیزات: هد استاتیک بالا (حدودا 5 بار) بر تجهیزات سیستم پمپاژ سبب افزایش کلاس فشار تجهیزات و سیستم لوله کشی و در نتیجه سبب افزایش هزینه اولیه تجهیزات میشود.
3. افزایش مصالح و متریال لوله کشی: با توجه به اینکه پمپ خانه در جنوب غربی پایین ترین طبقه در نظر گرفته شده است و نسبت به مصرف کننده های بهداشتی بیشترین فاصله ممکن را داشته است، موجب افزایش مصالح و متریال جهت لوله کشی میشود.

محاسبه حداقل افت فشار برای پرمقاومت ترین مصرف کننده
طول مسیر لوله کشی افقی	m	100
طول مسیر لوله کشی عمودی	m	50
طول کل پر مقاومت ترین مسیر لوله کشی	m	150
ضریب افزایش طول اتصالات	–	1.5
ضریب افت فشار (5-7 درصد)	ft/100ft	5
افت فشار شبکه لوله کشی	m	11.3
افت فشار  شیرآلات و لوله کشی در موتورخانه	m	2
حداقل فشار پشت شیر پر مقاومت ترین مصرف کننده	m	8
هد استاتیک	m	50
هد بوستر پمپ	m	71.5
	ft	235

براساس پلان معماری در نظر گرفته شده در زیر زمین پنجم و با در نظر گرفتن فضای اختصاص یافته به پمپ خانه، با استفاده از سیستم ذخیره سازی ماژولار مخازن GRP، حداکثر ظرفیت ذخیره سازی آب در حدود 50 مترمکعب در دسترس است که این مقدار تنها مقدار ذخیره سازی مورد نیاز جهت آب بهداشتی را تأمین میکند و با توجه به محاسبات ارائه شده در دفترچه فاز یک تاسیسات مکانیک در بخش آتشنشانی، پاسخگوی عملکرد سیستم اطفا حریق فایرباکس و اسپرینکلر نمی باشد.

لازم به ذکر است، با توجه به نقشه های جانمایی تجهیزات موتورخانه مرکزی و پمپ خانه، در ویرایش شماره صفر (REV.00) در صورتی که مخازن ذخیره در زیر زمین پنجم جانمایی شوند، سیستم موتورخانه و پمپ خانه می بایست در زیر زمین پنجم تا سوم در نظر گرفته شوند و این امر موجب کاهش فضای اختصاص یافته به انبار میشود و نیاز به اعلام نظر از طرف مشاور محترم معماری دارد.
به طور خلاصه جانمایی مخزن در زیر زمین پنجم با محدودیت های مطروحه در ذیل میشود:

1. عدم برآورد ظرفیت مورد نیاز جهت ذخیره سازی آب
2. افزایش بار وارد شده به سازه
3. جانمایی سیستم های موتورخانه و پمپ خانه در سه طبقه و محدودیت های معماری
4. افزایش هزینه های تأمین اولیه
5. افزایش هزینه های اجرا و بهره برداری

جانمایی مخزن و پمپ خانه

جانمایی مخازن ذخیره سازی آب بهداشتی و آتشنشانی یکی از آلترناتیو های اصلی جهت حل مشکلات بررسی شده در بخش قبل است. با توجه به عدم اختصاص فضای کافی به محل پمپ خانه در زیر زمین پنجم  استفاده از فضای زیر رمپ ورودی پارکینگ به مخازن ذخیره با مزیت های تشریح شده در ذیل همراه است:

1. اختصاص حجم ذخیره سازی آب کافی جهت آب بهداشتی و اطفاء حریق
2. حذف بار وارد شده به سازه از طرف مخازن
3. کاهش ظرفیت الکتروپمپ و برق مصرفی سیستم پمپاژ
4. کاهش هزینه های اجرای سیستم
5. کاهش فشار استاتیک وارد شده به تجهیزات و لوله کشی سیستم پمپاژ
6. کاهش فضای اختصاص یافته به موتورخانه و پمپ خانه در داخل ساختمان

با این وجود اختصاص فضایی با امکان دسترسی به مخازن جهت تعمیر و نگه داری، در زیر رمپ با چالش های ابنیه ای همراه است. در ادامه به بررسی انواع مخازن و متریال های مورد استفاده در سیستم ذخیره سازی و توزیع آب در ساختمان پرداخته میشود.

متریال و نوع مخزن ذخیره سازی

به طور معمول جهت ذخیره سازی آب در مصارف بهداشتی ساختمان، از سه نوع مخزن رایج در این بخش استفاده میشود که عبارت است از:

1. مخازن ماژولار GRP
2. مخازن بتنی
3. مخازن پلی اتیلن

مخازن ماژولار GRP

مخازن GRP به عنوان یکی از مستحکم ترین سازه از انواع مخزن فایبرگلاس امروزه مورد توجه بسیاری از دست اندرکاران صنعت کشور است. مخزن آب GRP علاوه بر مصارف خانگی در تمامی مصارف که نیاز به نگهداری آب با کیفیت همچون صنایع داروسازی و .. داشته باشد مورد استفاده قرار می گیرد.

مخازن GRP به صورت ماژولار و با پنل های یک متری توسط بست ها و آب بند های استاندارد به هم متصل میشوند و  از مواد غیر سمی تولید میشوند. این مخازن در عین وزن کم دارای دوام بسیار بالایی هستند. در برابر خوردگی بر اثر مواد شیمیایی و عوامل محیطی مقاومت بسیار خوبی داشته و از لحاظ ظاهری نیز دارای منظر خوبی هستند.

مزایای مخازن GRP

• قابلیت اتصال ماژولار
• سرعت بالا در نصب و بهره برداری
• اطمینان از حفظ کیفیت آب ذخیره سازی شده
• اطمینان از عدم نشتی در مخازن
• انعطاف پذیری
• عمر بالای مخزن.

مخازن بتنی

یکی از رایج ترین انواع مخازن در پروژه های صنعتی و ساختمانی جهت ذخیره سازی آب بهداشتی، مخازن بتنی است. قابلیت انعطاف پذیری بالا در ساخت مخازن، مقاومت در برابر اشعه UV، هزینه ساخت به نسبت پایین، عمر و مقاومت بالا، از مهمترین مزایای این نوع مخازن است.
با این وجود مخازن بتنی دارای معایبی نیز می باشد که از مهمترین آن میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

• زمان بالا در ساخت مخازن
• هزینه بالاتر ساخت مخزن نسبت به مخازن پلی اتیلن
• نفوذ پذیری مخزن و احتمال کاهش کیفیت آب بهداشتی

مخازن پلی اتیلن

مخازن ذخیره با متریال پلی اتیلن یکی پر کاربرد ترین نوع مخزن، بخصوص در پروژه های صنعتی و ساختمان با زیر بنای پایین تا متوسط است. حذف ریسک های نشتی و نفوذ پذیری در این نوع مخازن یکی از مهمترین مزایای آن است. همچنین به دلیل کاهش در زمان تأمین، نصب و راه اندازی و قیمت پایین مخزن، استفاده از مخازن پلی اتیلن رایج می باشد.
با این حال در پروژه های ساختمانی و صنعتی با نیاز ذخیره سازی بالا استفاده از این نوع مخازن با چالش های جدی رو به رو است. مخازن پلی اتیلن در دو نوع ایستاده و عمودی از ظرفیت 500 تا 20000 لیتر در دسترس است. محدودیت حجم ذخیره سازی در این نوع مخازن سبب استفاده از چند مخزن به صورت موازی جهت تأمین میزان ذخیره سازی مورد نیاز در پروژه خواهد شد. این امر به دلیل رعایت فاصله میان مخازن و مقطع دایره ای موجب کاهش حجم به سزایی در متراژ زیر بنای یکسان میشود.
تصویر زیر نقشه برش مخازن پلی اتیلن را در زیر رمپ پارکینگ نشان میده. با توجه به فضای در دسترس جهت جانمایی مخازن ذخیره، حجم ذخیره سازی در حدود 130 متر مکعب میشود.

ماتریس انتخاب سیستم ذخیره سازی و توزیع آب

در این بخش جهت بررسی و آنالیز دقیق تر نسبت به انتخاب نوع مخزن ذخیره آب و محل پمپ خانه، از روش ارائه شده توسط ASHRAE استفاده شده است. در این روش با توجه به سناریو های قابل اجرا جهت ذخیره سازی و توزیع و براساس فاکتور های اساسی جهت تصمیم گیری و انتخاب سیستم، امتیاز گذاری انجام میشود. فاکتور های تصمیم گیری بر اساس درجه اهمیت آن ها در پروژه از 1 تا 5 درجه بندی شده و امتیاز مربوط به هر کدام از سناریو ها با توجه به ضریب وزنی ارائه شده به هر فاکتور محاسبه میشود. جدول صفحه بعد ماتریس انتخاب سیستم ذخیره سازی و توزیع آب در ساختمان را نشان میدهد.
با توجه به توضیحات ارائه شده در قسمت محل جانمایی مخازن و با توجه به عدم فضای اختصاص یافته به محل پمپ خانه در زیر زمین پنجم، در صورت امکان سنجی مسائل مرتبط با بخش ابنیه، پیشنهاد مشاور تاسیسات مکانیک در نظر گرفتن محل ذخیره آب ساختمان در زیر رمپ ورودی پارکینگ است. با این حال جهت بررسی هرچه دقیق تر سناریو های ذخیره سازی و توزیع آب در ساختمان، سناریو های مرتبط با پمپ خانه در زیر زمین پنجم نیز بررسی و آنالیز شده است.

ماتریس انتخاب سناریوهای ذخیره سازی با توجه به موارد مذکور در آلترناتیو های جانمایی و نوع مخزن در 6 سناریو دسته بندی و ارائه شده است و با توجه به فاکتورهای اساسی تصمیم گیری و ضریب وزنی اختصاص یافته امتیاز گذاری شده است.

نتیجه گیری

براساس اطلاعات بدست آمده در جدول بالا، سناریوهایی که محل جانمایی مخزن ذخیره سازی در زیر رمپ ورودی پارکینگ در نظر گرفته شده است نسبت به سناریوهایی که مخزن در پمپ خانه زیر زمین پنجم است بیشترین امتیاز را آورده اند. با توجه به حداقل ظرفیت ذخیره سازی مورد نیاز برای مصارف بهداشتی و آتشنشانی در ساختمان و عدم اختصاص فضای کافی به این منظور در اتاق پمپ خانه و با توجه به ماتریس انتخاب سیستم، انتخاب سناریوهای 1 تا 3 برای سیستم ذخیره سازی و توزیع مناسب نیست.
در ارتباط با نوع مخزن ذخیره سازی آب، با توجه به بررسی تمامی فاکتورهای فنی و مالی در ماتریس ارائه شده، استفاده از مخازن GRP با وجود هزینه اولیه بالاتر نسبت به مخازن بتنی و پلی اتیلن، بهترین انتخاب برای نوع مخزن مورد استفاده در این پروژه است. با این حال جهت کاهش هزینه های تأمین اولیه سیستم و البته با رعایت تمامی موارد فنی ارائه شده در ماتریس، انتخاب مخزن بتنی به عنوان ذخیره ساز آب بهداشتی و آتشنشانی در ساختمان (با رعایت ملاحظات اجرایی در ساخت مخزن) میتواند پاسخگوی نیاز پروژه باشد.