سیستم تهویه مطبوع سالن سینما ، تئاتر ، کنفرانس و کنسرت

سیستم تهویه مطبوع سالن سینما ، تئاتر ، کنفرانس و کنسرت

نویسنده: مهندس مریم داودزاده

سالن های سینما ، تئاتر و کنفرانس و نیز سالن کنسرت از مناطق پر ازدحام محسوب می شوند و در نتیجه نیاز فراوانی به تامین هوای تازه وجود دارد تا مقدار انباشته شدن دی اکسید کربن تعدیل شود. در مناطق پر ازدحام،  مقدار بار حرارتی زیادی با حضور افراد ایجاد می شود. در اماکنی مانند سالن تئاتر ، بار روشنایی ناشی از لامپ ها و تجهیزات نورانی زیاد بوده و همه این آیتم ها باید در محاسبات بار تهویه و طراحی سیستم لحاظ شوند. مطابق استاندارد ASHRAE دمای آسایش افراد در این اماکن بین ۲۱٫۱ تا ۲۴٫۴ درجه سانتی گراد تعریف می گردد و مقدار رطوبت نسبی نیز نباید از ۶۵ درصد تجاوز کند.

مسائل مهم در طراحی سیستم تهویه این اماکن عبارتند از :

۱ . کنترل صدا و ارتعاشات در سیستم تهویه مطبوع سالن سینما ، تئاتر ، کنفرانس و کنسرت

مسئله مهم دیگر در تهویه مطبوع سالن سینما ، تئاتر ، کنفرانس و کنسرت کنترل صدا و ارتعاشات سیستم تهویه است. با توجه به نوع و کیفیت تجهیزات به کار رفته در تاسیسات تهویه ، مقدار صدا و ارتعاشات متغیر است. ایجاد صدا و ارتعاشات هم به موقعیت قرار گیری دستگاه ها و کارکرد آن و هم به سیستم توزیع جریان هوا مربوط می شود. کنترل صدا در سالن تئاتر ، کنفرانس و سالن کنسرت نسبت به سینما اهمیت بیشتری دارد. بنابرین باید از دستگاه هایی استفاده شود که در خارج از ساختمان نصب شده و سیستم های توزیع کننده هوا مانند فن کویل و هواساز کمترین صدا را داشته باشند.

موقعیت قرارگیری دستگاه های سیستم تهویه مانند سیستم سرمایشی و گرمایشی گازسوز GHP ، چیلر ، هواساز و … مخصوصا زمانی که ایجاد صدا مسئله بحرانی محسوب شود ، اهمیت بالایی دارد. یکی از راه حل ها نصب دستگاه در فضاهای دور از از سالن و غیر قابل استفاده مانند پشت بام است. دستگاه چیلر تراکمی هوا خنک و سیستم تهویه GHP به راحتی در پشت بام نصب و صدای کارکرد تجهیزات آنها به پایین منتقل نمی شود. اگر قرار باشد که از چیلر و هواساز استفاده شود ، باید تجهیزات آن در یک اتاق ایزوله شده از نظر صدا و به دور از سالن نگهداری شود.

۲ . تشخیص و کنترل اتوماتیک

سیستم تهویه مطبوع سالن کنفرانس ، تئاتر ، سینما و کنسرت باید به صورت اتوماتیک عمل کند. به این مفهوم که با تغییر تعداد افراد حاضر و در نتیجه تغییر بار حرارتی ، به صورت خودکار آن را اندازه گیری کرده و متناسب با آن ، مقدار درجه حرارت ، رطوبت و سرعت جریان هوا را تغییر دهد.

۳ . اهمیت کاهش مصرف انرژی

با توجه به اینکه این سالن ها در طول شبانه روز بین ۸ تا ۱۲ ساعت کار پیوسته دارند ، استفاده از سیستم هایی با مصرف انرژی کم و ارزان قیمت و در نتیجه کاهش هزینه های جاری در طول مدت زمان ، اهمیت می یابد.

۱ . دستگاه GHP یا VRF و هواساز و فن کویل

دستگاه GHP یک دستگاه سرمایشی و گرمایشی است که با گاز طبیعی (گاز لوله کشی شده شهری) کار می کند. این دستگاه با لوله کشی به واحدهای فن کویل داخل ساختمان یا هواساز متصل می شود. هواساز نیز با فیلتر نمودن هوای ورودی به سالن و سپس تنظیم دما و رطوبت آن ، جریان هوا را در قسمت های مختلف سالن آمفی تئاتر ، کنسرت و … توزیع می کند. همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید یونیت هایی تحت عنوان یونیت های خارجی که در خارج از سالن آمفی تئاتر یا کنسرت و … نصب می شوند با فرستادن گاز مبرد به هواسازها و فن کویل ها ، تبادل حرارت بین مبرد و هوا در هواسازها و فن کویل ها اتفاق افتاده و هوا در فصل تابستان خنک و در زمستان گرم می شود. از آنجایی که سالن های آمفی تئاتر فضایی یکپارچه و بزرگ دارند و باید هوای تازه هم وارد آن شود معمولا فقط از هواساز استفاده می شود و فن کویل ها حذف می گردند. همانطور که گفتیم دستگاه GHP با مصرف گاز شهری کار می کند چونکه یک موتور احتراقی گازسوز دارد تا با احتراق گاز در آن می تواند به چرخش درآید و کمپرسورهای سیکل را نیز بچرخاند و در نوع دیگری از این سیستم ها که به VRF معروف هستند دیگر موتور گازسور وجود ندارد و به جای آن از موتورهای الکتریکی استفاده می شود.

همانطور که اشاره کردیم یک سیستم تهویه سرمایشی و گرمایشی برای سالن های آمفی تئاتر و موارد مشابه باید بتواند ضمن خنک کردن و گرم کردن هوایی که قصد ورود به سالن را دارد ، حتی الامکان رطوبت تحت کنترلی نیز داشته باشد (حداقل در فصل گرم که رطوبت هوا بالاست بتواند رطوبت را کم کند) و همچنین دبی مناسبی از هوای تازه را برای تنفس هر چه بهتر افراد حاضر فراهم کند که همه این کارها توسط هواساز صورت می پذیرد. برای اینکه با نحوه کار هواساز آشنا شوید کافی است تا در شکل زیر نگاه دقیقی بیندازید که ساختار و نحوه ارتباط بین GHP یا VRF با هواساز را به خوبی نشان می دهد.

۲ . دستگاه چیلر ، بویلر و هواساز و فن کویل

دستگاه چیلر (یا مینی چیلر برای اماکن کوچک تا متوسط) یک دستگاه سرمایشی است که آب را در مداری بسته سرد کرده و به هواساز یا فن کویل ارسال می کند. بویلر (یا پکیج برای اماکن کوچک تا متوسط) نیز یک دستگاه گرمایشی است که آب را در مداری بسته گرم کرده و به فن کویل های داخل ساختمان یا هواساز ارسال می کند. با گردش آب سرد یا گرم در کویل های هواساز یا فن کویل ، فن جریان هوا را از اطراف کویل ها عبور داده و دمای آن را به دمای مطلوب و مورد نظر می رساند. بنابرین بویلر و چیلر دستگاه های بوجود آورنده آبگرم و آب سرد هستند که آب گرم و سرد را با لوله کشی به دستگاه های فن کویل و هواساز داخل ساختمان منتقل می کنند. دقیقا شکل بالا را در نظر بگیرید که در آن به جای اینکه دستگاه GHP یا VRF به هواساز متصل شود یک چیلر و یک بویلر را به هواساز متصل کنیم و در واقع به جای اینکه مبرد به کویل هواساز وارد شود ، آب سرد و آب گرم به کویل متصل شود تا سرمایش و گرمایش مورد نیاز به وجود آید.

۳ . دستگاه زنت و بویلر

این دو سیستم ذکر شده در بالا بهترین سیستم های ممکن برای سرمایش ، گرمایش و تنظیم رطوبت و جهت حرکت هوای داخل ساختمان هستند. علاوه بر این دستگاه ها ، دستگاه های دیگری مانند زنت ، ایرواشر و … نیز وجود دارند که قیمت آنها نسبت به دستگاه های ذکر شده کمتر است ولی فقط در برخی موارد که جوابگوی نیازهای دمایی و رطوبتی در شرایط آب و هوایی خاص (شرایط آب و هوایی خشک و نیمه خشک) باشند ، مورد استفاده قرار می گیرند. برای اینکه درک صحیحی از ساختار و طرز کار دستگاه زنت یا ایرواشر داشته باشید می توانید یک کولر آبی صنعتی بسیار بزرگی را تجسم کنید که تقریبا سیستم سرمایش دستگاه زنت و ایرواشر به همین شکل است. اما مطابق شکل زیر این دستگاه قابلیت گرمایشی هم دارد. در شکل زیر فقط اجزای گرمایشی دستگاه زنت نشان داده شده و اجزای سرمایشی آن همانطور که گفتیم تقریبا مثل کولر آبی است.

محاسبات سایزینگ کانال کشی

پایه محاسبات و طراحی و سایزینگ ابعادی کانال ، به دست آوردن بار سرمایشی و گرمایشی و دبی هوای مورد نیاز فضای مورد نظر می باشد ، بدین صورت که شما بعد از اینکه بار حرارتی یا برودنی فضارا محاسبه کردید ، cfm  لازم برای تهویه فضا را باید محاسبه کرده و سپس با توجه به ابعاد اتاقها و فضای معماری موجود براساس نوع کاربری و تعداد دفعات تعویض هوا Cfm  مورد نظر به آن اتاق را اختصصاص می دهیم از مجموعه cfm  های اختصاص داده شده  و هوادهی کل سیستم تعیین میگردد

واحد cfm واحدی برای میزان هوادهی در دستگاه های دمنده و فن دار می باشد. دستگاه هایی نظیر فن کویل، فن، هواساز هایی مانند یونیت داخلی داکت اسپلیت، سانتریفیوژ ها و … از این دسته از دستگاه ها می باشند.

در واقع cfm مختصر شده عبارت (cubic feet per minutee) به معنای فوت مکعب در دقیقه می باشد. در واقع اگر ظرفیت دستگاهی ۳۰۰cfm باشد، این دستگاه در هر دقیقه معادل با ۳۰۰ فوت مکعب هوا پمپاژ خواهد کرد. با این تعریف، به راحتی می توان این واحد را به واحد های دیگر مانند متر مکعب بر ساعت و… تبدیل کرد.

تبدیل cfm به متر مکعب بر ساعت (m3/h)

بر اساس آنچه که گفته شد، cfm برابر با ft3/min می باشد. برای تبدیل آن به m3/h باید عدد مورد نظر را در ۱٫۷  ضرب کنیم.

تبدیل متر مکعب بر ساعت به cfm

مطابق بالا، برای تبدیل متر مکعب به cfm، باید عدد مورد نظر را در ۰٫۵۸۸۶ ضرب کنیم. https://www.engineeringtoolbox.com/air-change-rate-room-d_867.html

به طور کلی در تهویه مطبوع برای یک فضا ، ما به دو cfm نیاز داریم ، cfm  اول که مربوط به بار سرمایش و گرمایش محیط می باشد ، یعنی بتواند بار بردارد و  cfm  دوم مربوط به هوای تازه است ،این هوای تازه یا از طریق کانال تامین می شود و یا از طریق درز های اتاق و پنجره ها و … ، به این دلیل در بخش لازم دیدم که cfm  هوای تازه عنوان کنم که در بسیاری از پروژهای تاسیساتی لوکس ، که از فن کویل برای بر داشتن بار حرارتی استفاده می شود ، از یک کانال هوای تازه که به هوارسان متصل است برای تولید freshair یا هوای تازه استفاده می شود

منظور محاسبه دبی هوای لازم ، دبی هوای برای خنک کاری محیط و برداشتن بار و غلبه بر بارهای  وارده می باشد ، مثلا دراتاقی ۵ بار در ساعت تعویض هوا داریم  ۳۵۰۰ cfm  می باشد ، حال ما بار برودتی  برای خنک کردن این   ۳۵۰۰ cfm  همان حجم هوایی که باید توسط دستگاه خنک کننده به داخل ریخته شود تا فضا خنک گردد این همان دبی هوای لازم می باشد.

گام اول : محاسبه cfm ورودی به  داخل اتاق که براساس تعداد دفعات تعویض هوا و تعیین نرخ ACH  یا air change تعیین می شود ، این CFM جلوتر به عنوان بار حرارتی ناشی از ورود هوای تازه به فضا لحظا شده و در محاسبات بار تلفات حرارتی آن به دست آید ، این هوای تازه حاوی دو بار حرارتی مجزا ب نام بار نهان و بار محسوس می باشد که در اقلیم های شرجی صد در صد باید محاسبه و مقدار آن در بار برودتی کل برای انتخاب چیلر به دست آید   برای مثال مقدار دبی هوای خنک برای یک بانک با ابعاد ۴۰۰ متر مربع با ارتفاع سه متر  در شهر تهران واقع شده است ، در حدود ۱۵۰ نفر ارباب رجوع به هماره کارکنان آنها براورد شده است ، مطلوب است دبی هوای خنکی که از طریق کانال به بانک می ریزد را محاسبه فرمایید

محاسبه cfm  که درون بانک هست و باید توسط دبی هوای خنک ما برداشته شود برای بانک های نرخ ACH  را ۵ بار در ساعت در نظر میگیریم پس یعنی در حدود ۳۵۳۰ CFM  هوایی است که از بیرون ا طریق درز ها و .. به درون بانک میریزد ، یا به عبارتی درون این بانک هوایی با دبی ۳۵۳۰  سی اف ام موجود است که باید آن را برداریم و به جای هوای خنک بریزیم ، این دبی پایه محاسبات بار ناشی از ورود هوای تازه به داخل فضا می باشد که

http://tarazenergy.com/%D9%85%D8%AD%D8%A7%D8%B3%D8%A8%D8%A7%D8%AA-%D8%B3%D8%A7%DB%8C%D8%B2%DB%8C%D9%86%DA%AF-%DA%A9%D8%A7%D9%86%D8%A7%D9%84-%DA%A9%D8%B4%DB%8C-%D9%88-take-off/

باتوجه به فرمول بالا با داشتن حجم اتاق و دبی جریان ورودی که با داشتن مساحت و سرعت جریان بدست می آید می توان به محاسبه دفعات تعویض هوا پرداخت . برای میزان دفعات تعویض هوا استاندارد اشری ASHRAE  که مربوط به انجمن گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع آمریکا است مقدار استانداردی برای کاربری های متفاوت پیشنهاد داده است  که در جدل زیر می بینیم

برخی نکات در طراحی در سیستم توزیع هوای سالن ها

در این فضا ها گرمایش به جز در ورودی ها یا در زمان گرم کردن اولیه سالن پیش از حضور افراد به ندرت مشکل ساز می شود به طور کلی محل استقرار افراد در داخل سالن اغلب از لابی ، راهرو ها و سایر قسمت های جانبی می باشد . برای سرمایش سالن ، می توان هوا را از سمت فوقانی سالن جاییکه در آن هوای سرد با گرمای چراغ ها و حاضرین ترکیب می شوند ، به داخل سالن وارد کرد . دریچه های هوای برگشت نیز به توزیع هوا کمک می کنند برای مثال قرار دادن دریچه های برگشت در زیر صندلی ها و یا در نزدیکی کف سالن اطراف محل نشستن می تواند نقش موثری در توزیع مناسب هوا با کمترین کوران داشته باشد با این وجود در صورت تجاوز کردن سرعت هوا از ۲۷۵ فوت در دقیقه بر روی دریچه های برگشت هوا ، علاوه بر ایجاد کوران ، سرو صدای آزار دهنده ای نیز ایجاد می نماید

به دلیل چیدمان فضا ها گاهی لازم است تا دریچه های جت نازل هوای رفت با پرتاب هوای بین ۵۰ تا ۱۵۰ فوت ( ۱۵ تا ۴۵ متر ) در دیوار های جانبی نصب شود . برای زمانیکه دریچه های رفت در سقف قرار دارند ، اگر دریچه های برگشت هوا در ارتفاع پایینی قرار داشته باشند پرتاب جریان هوای رفت از کف برای توزیع هوا اهمیتی ندارد .

هوای رفت باید از طریق دریچه های سقفی با بالاترین سرعت و نیز سطح صدای قابل قبول به داخل سالن تخلیه شود. اگر چه این سرعت اجازه نمیدهد هوای تهویه شده به همه صندلی ها برسد با این وجود دریچه های برگشت هوا در نزدیکی صندلیهایی که هوای تهویه نشده به آنها نمی رسد ، نصب می شوند تا با گرم یا خنک کردن حضار هوا به سمت آنها کشیده شود . به این ترتیب هوای رفت مانند پتو ، روی صندلی ها را می پوشاند و به صورت یکنواخت از طریق دریچه های برگشت زیر و کنار صندلیها مکیده میشود .

https://ar-haddadi.ir/portfolio-item/%D8%B3%D8%A7%D9%84%D9%86-%D9%87%D9%85%D8%A7%DB%8C%D8%B4-%D9%88-%D8%A7%D8%AC%D8%AA%D9%85%D8%A7%D8%B9%D8%A7%D8%AA/

عایق کاری کانال ها؛فرقی نمیکند کانال کشی در کدام قسمت ساختمان انجام میشود،عایق کاری امری ضروری به شمار میرود.

هنگام کانال کشی باید به معماری داخلی ساختمان توجه داشت.

توجه به اندازه،ضخامت و نوع ورق استفاده شده برای ساخت کانال ها

پره راهنما و تقسیم کننده برای کانال های فرعی باید لحاظ شود.

استاندارد بودن ورق استفاده شده برای ساخت کانال ها

استفاده از دریچه های بازدید امری ضروری به شمار میرود.

مجهز بودن کانال های فرعی به دمپر

انتهای مسیر کانال ها باید دریچه نصب شود.

تمامی لوله های عمودی به عبارت دیگر رایزر ها باید داخل داکت ها نصب شوند.

ضروری است شرایط نشت هوا در هر مرحله کانال کشی و همچنین هنگام تمام شدن کار آنالیز و بررسی شود.

در نظر گرفتن جریان هوا و مسائل مربوط به افت فشار،یکی از نکات اجرایی کانال کشی به شمار میرود.

باید به این نکته توجه کرد که کانال تبدیل شیبی حدود ۷٫۱ داشته باشد.

تقسیم کننده ها و دمپرها نباید لبه اضافه داشته باشند.

برای جلوگیری از ورود دود به کانال ها باید دمپر دود تعبیه شود.

در نظر گرفتن اتاقک هوا برای اتصال چندین کانال هوا، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

هنگامی که قصد دارید کانال را با عایق الاستومری بپوشانید باید توجه داشته باشید که فاصله باقی مانده بین عایق را با نوار درزگیر از جنس همان عایق بپوشانید.

موادی که در کانال کشی استفاده می شود

کانال‌ها از مواد مختلف ساخته می شوند ، که در زیر به آنها می پردازیم:

فولاد گالوانیزه

این آلیاژ یکی از مواد استاندارد و محبوب است که برای ساخت کانال های گالوانیزه یا لوله اسپیرال استفاده می‌شود. پوشش روی موجود در این فلز مانع زنگ زدگی شده و به شما کمک می کند تا از هزینه های رنگ آمیزی جلوگیری کنید. کانالهای فلزی با استفاده از روکش فایبرگلاس (که به آنها آستر کانال نیز گفته می شود) یا به وسیله عایق کانال، عایق بندی می‌شوند. در صورت نیاز می توان از یک کانال دو جداره استفاده کرد.

آلومینیوم

این نوع کانال سبک است و نصب آن بسیار آسان است. بسته به نیاز خود به راحتی می توانید اشکال سفارشی یا خاص ساخته شده در سایت یا فروشگاه را دریافت کنید. کانالهای آلومینیوم در مقایسه با فولاد گالوانیزه کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پنل های پلی اورتان و فنولیک

این پنلهای فوم با روکش آلومینیوم در هر دو طرف در کارخانه ساخته می‌شوند. ضخامت ورق آلومینیوم بسته به اینکه در داخل یا خارج استفاده شود متفاوت است. پنتان بعنوان عامل کف کننده به جای گازهای CFC ، HFC ، HCFC و HC توسط اکثر تولید کنندگان استفاده می شود.

کانال تخته فایبرگلاس

این پنل ها برای ارائه عایق حرارتی داخلی ساخته شده اند. سطح داخلی آن می تواند صدا را جذب کند و عملکرد بدون صدای واحد گرمایش یا سرمایش را فراهم کند.

کانال فلکسیبل

این کانالها با پلاستیک انعطاف پذیر روی سیم پیچ فلزی ساخته می شوند تا لوله فلکسیبل با کانال خرطومی را شکل دهند. کانال فلکسیبل هوا در طیف وسیعی از مدل‌ها ارائه می شود و برای اتصال خروجی هایی که هوا را به کانال های گالوانیزه تأمین می‌کنند ، مناسب است.

اجزای سیستم

سیستم تهویه مطبوع اجزای دیگری به غیر از کانال نیز دارد که به سیستم کمک می کند تا در صورت نیاز هوا را با کیفیت در کل خانه یا ساختمان تجاری شما ارائه دهد. در زیر برخی از اجزای اصلی که باید بدانید و عملکرد آنها ذکر شده است:

دمپرهای ارتعاشی

دمپرهای ارتعاشی مقاطع انعطاف پذیری هستند که معمولاً بعد یا قبل از کنترل کننده هوا در کانال قرار می گیرند تا ارتعاشی را که هنگام کار سیستم کانال به وجود می آید ، به حداقل برسانند. سیستم تهویه مطبوع از کنترل کننده هوا شروع می شوند ، که شامل دمنده است. دمنده ها لرزش قابل توجهی ایجاد می کنند و باعث می شوند سیستم کانال‌کشی ارتعاش و سر و صدا را در سراسر ساختمان منتقل کند. با استفاده از دمپرهای ارتعاشی ساخته شده با مواد لاستیکی از این امر جلوگیری می شود.

تیک- آف

تیک- آف در منافذ برش خورده به دیواره لوله اصلی تعبیه می شود. آنها به انشعاب کانال اصلی کمک می کنند تا بخشهای کوچکی از جریان به لوله شاخه وارد شود. هنگام تیک- آف ، زبانه های فلزی زیادی متصل شده است تا آن را به کانال اصلی متصل کند.

 میراگرهای کنترل حجم

سیستم کانال شما باید راهی برای تنظیم میزان جریان هوا به بخشهای مختلف سیستم تهویه مطبوع داشته باشد. میراگرهای کنترل حجم به این عملکرد کمک می کنند و می توانند به صورت خودکار یا دستی باشند. کنترل خودکار در یک سیستم ساده توسط دمپرها انجام می شود در حالی که حجم متغیر هوا به کنترل سیستم های پیچیده کمک می کند.

دمپرهای دود و آتش

این اجزا در صورت عبور لوله‌ها از پرده ضد آتش یا دیوار آتش، در سیستم تهویه یافت می شوند. آنها به گونه ای طراحی شده اند که اگر آتش یا دود را تشخیص دهند ، بلافاصله یک کانال را مسدود می کنند. سپس آنها بسته می مانند تا زمانی که یک تکنسین به صورت دستی آنها را باز کند.

پره‌های چرخان

پره های چرخشی به گونه ای طراحی شده اند که در کانال نصب می شوند تا مقاومت و تلاطم جریان هوا را کاهش دهند. هوا توسط پره ها هدایت می شوند و به هوا کمک می کند تا به راحتی تغییر مسیر دهد.

پلنیوم ها

پلنیوم واحد اصلی جمع آوری و توزیع هوا در سیستم تهویه مطبوع است. پلنیوم‌های برگشتی هوا را از منافذ متعدد برگشت جمع‌آوری کرده و از طرف دیگر ، پلنیوم تأمین کننده، هوا را از واحد مرکزی سیستم به داخل اتاقهایی که نیاز به سرمایش یا گرمایش دارند هدایت می کند.