سیستم های مکانیکی ساختمان

از سیستم‌های مکانیکی ساختمان برای فراهم کردن محیطی امن به کار گرفته می شود. تاسیسات مکانیکی ساختمان باعث ایمنی ساختمان می شوند وجود دارند که از ساختار ساختمان محافظت می‌کند، محیطی امن و سالم برای ساکنان ایجاد می‌کند و به تجهیزاتی که در داخل تأسیسات قرار دارند اجازه می‌دهد تا به درستی کار کنند.کلید کاربرد مناسب سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع درک نیازهایی است که سیستم ها برای رفع آنها طراحی شده اند. این نیازها عبارتند از، برای مثال، پاسخ مصالح ساختمانی به رطوبت بالا یا شرایط یخبندان، آسایش حرارتی انسان، و تأثیر شرایط محیطی بر تجهیزات آموزشی یا پژوهشی. همچنین الزامی است که سیستم ها از طریق بکارگیری صحیح استراتژی های حفظ انرژی و محدودیت آلودگی، از نظر اجتماعی مسئولیت پذیر باشند.توابع ساختمانسیستم‌های مکانیکی باید با الگوهای کاربری عملکردی ساختمان یا برنامه‌های معماری مطابقت داشته باشند، همانطور که اغلب در مرحله طراحی معماری ساختمان به آن اشاره می‌شود. سیستم ها یا بخش هایی از آن باید فقط در صورت نیاز عمل کنند. هنگامی که یک فضای خالی است، سیستم باید شرایط بهینه مورد نیاز برای محافظت از تجهیزات یا مواد واقع در آن را حفظ کند و اجازه مصرف بهینه انرژی را برای بازگرداندن فضا به شرایط اشغال بدهد.مهم است که شرایط خاص (به عنوان مثال، هودهای بخار، تجهیزات کامپیوتری، اتاق تمیز، اتاق حیوانات) در مراحل اولیه طراحی درک شود. انتخاب، طراحی نصب، و نیازهای عملیاتی توسط کدها، استانداردها، و شیوه‌های رایج برای این نوع نیازهای خاص دیکته می‌شود و نیاز به تعادل بین دستورات و خواسته‌های کاربر دارد. انتخاب مناسب تجهیزات HVAC برای برنامه معماری مهم است تا شرایط محیطی برای این نیازهای خاص برآورده شود. برخی از طرح‌های سیستم قادر به ارائه کنترل دقیق رطوبت یا تحمل محدود نیستند یا محدودیت‌های دیگری دارند. در بسیاری از موارد به این ویژگی ها نیازی نیست و می توان سیستم های پیچیده تری را انتخاب کرد. با این حال، هنگامی که سیستم نصب می شود، ویژگی های عملیاتی ذاتی آن را نمی توان به راحتی تغییر داد، و تاسیسات باید با سطوح کنترل محیطی حاصله زندگی کند. این ویژگی‌های سیستم و محدودیت‌های آن‌ها بعداً در فصل با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار خواهند گرفت.تصمیم گیری در مورد انتخاب سیستم HVAC به برخی از تصمیمات اولیه که توسط معمار گرفته می شود بستگی دارد. بنابراین، مهم است که تیم مهندسی در مرحله طراحی شماتیک حضور داشته باشد و مقداری ورودی داشته باشد. در طول این مرحله است که روابط فضایی مشخص می‌شود و درباره مکان‌های نسبی توابع تصمیم‌گیری می‌شود. مشاوره مهندسی در طول این بخش از فرآیند طراحی به احتمال زیاد منجر به تاسیساتی می شود که می تواند با یک سیستم HVAC کارآمد و کارآمد طراحی شود.ملاحظات بودجهمتأسفانه، محدودیت های بودجه اغلب انتخاب و طراحی سیستم های مکانیکی را تعیین می کند. این تصمیمات اغلب کوتاه مدت و عمدتاً هزینه محور هستند که به ضرر هزینه های عملیاتی و نگهداری آتی است. برنامه ریزی اولیه بودجه باید شامل برنامه ریزی برای سیستم های مکانیکی مناسب باشد. بنابراین، درک گزینه های متعددی که ممکن است در دسترس و مناسب باشند، حیاتی است. هنگامی که بودجه تعداد مطلوب سیستم های جداگانه را نمی دهد، یک سیستم بزرگتر که می تواند در آینده به زیر سیستم ها یا مناطق تقسیم شود.بنابراین ممکن است امکان بهره برداری اقتصادی با بار جزئی فراهم شود. هنگامی که بودجه برای سیستم مورد نظر در دسترس نباشد، طراحی برای پیشرفت‌های آینده اغلب با هزینه کم یا بدون هزینه اضافی انجام می‌شود. هنگامی که با انتخاب های حیاتی بین آنچه مورد نظر و محدودیت های بودجه مواجه هستیم، تحلیل هزینه چرخه عمر اغلب می تواند ثابت کند که سیستم مورد نظر دوره بازگشت کوتاهی خواهد داشت، در نتیجه ارزیابی مجدد بودجه بر اساس صرفه جویی در طول عمر ساختمان را توجیه می کند.برنامه ریزی بودجه هرگز نباید طراحی تجهیزات حیاتی پزشکی، تحقیقاتی یا مشابهی را که کنترل محیطی مناسب برای آنها ضروری است، به خطر بیاندازد.منطقه بندی سیستمپهنه بندی سیستم های مکانیکی ساختمان را می توان به عنوان فراهم کردن مناطق یا مناطق خاصی تعریف کرد که کنترل فردی محیط فضا را دارند. این کنترل را می توان با داشتن یک سیستم مجزا برای هر منطقه یا یک سیستم بزرگ که قادر به ارائه مناطق خاص با کنترل جداگانه باشد، انجام داد. یک ساختمان می‌تواند چندین سیستم مجزا داشته باشد که می‌توانند منطقه‌بندی اضافی را برای مناطق خاص در داخل منطقه ناخالص ارائه شده توسط هر سیستم جداگانه فراهم کنند. این احتمالاً رایج ترین ترتیب است.حداقل منطقه بندی اولیه اجباری است، اما منطقه بندی بیش از حد هزینه بر است و می تواند هزینه های تعمیر و نگهداری غیر ضروری را اضافه کند. در اینجا نیز باید تعادل برقرار شود.مناطق اساسیمناطق اصلی ساختمان با تأثیر آب و هوا بر ساختمان تعیین می شود. البته، عامل اصلی، تأثیر خورشید بر هر نوردهی است زیرا پرتوهای خورشید به بخش‌های مختلف ساختمان در طول روز برخورد می‌کنند و ارتفاع را در طول فصول تغییر می‌دهند. در برخی از مناطق ایالات متحده، اوج تقاضای خنک کننده برای نوردهی های جنوبی ممکن است در پاییز رخ دهد، در حالی که نوردهی های شمالی ممکن است همزمان نیاز به گرمایش داشته باشند. طراحی مناسب می تواند خنک کننده خارج از فصل را در خود جای دهد. مناطق داخلی به جز سقف تحت تأثیر آب و هوا نیستند و بنابراین مناطق داخلی نیز می توانند مجزا باشند.یک ساختمان معمولی ممکن است دارای یک منطقه محیطی در هر یک از چهار طرف و یک منطقه داخلی باشد. اگر یک ساختمان کلاسی یا خوابگاهی با یک راهرو دو بار تک باشد، می توان زون ها را از هشت منطقه به دو منطقه کاهش داد. اگر ساختمان چند طبقه باشد، طبقه فوقانی ممکن است به دلیل قرار گرفتن در معرض سقف دارای مجموعه ای از مناطق مجزا باشد. معمولاً مناطق داخلی گرما ندارند زیرا توسط فضاهایی با دمای یکسان احاطه شده اند. چنین مناطقی معمولاً نیاز به خنک کننده در تمام طول سال دارند.