تاسیسات ساختمانی ضد زلزله
1
فهرست
2
مقدمه
درفرهنگ عامه وقتی از ساختمان مقاوم و ایمن در برابر زلزله صحبت می شود ذهن بیشتر مردم متوجه پایداری وایمنی سازه ی ساختمان می شود . در ایران تاکنون در بررسی آثار تخریبی زلزله در ساختمان ها توجه بر سازه ی ساختمان بوده ، راه حل های ایمن سازی سازه بیشتر نگریسته شده است و به اجزای الحاقی جدا از سازه و یا به عبارت دیگر اجزای غیر سازه ای کمتر پرداخته شده است. در ساختمان های جدید ومدرن اجزای غیر سازه ای حضوری جدایی ناپذیردارند در طراحی و اجرای هرساختمان تخصص های اصلی معماری سازه ، تاسیسات برق و تاسیسات مکانیک حضوری فعال داشته مسئولیتی مشترک دارند. و اجزای غیر سازه ای ساختمان در این تخصص ها به سازه ی ساختمان متصل می شده ، یا برای بهره برداری بهتر ازساختمان ، به فضاهای آن اضافه می شوند .
3
رفتار اجزای غیر سازه ای ونقش آن ها به هنگام زلزله و بعد از آن درکشورهای پیشرفته از مدت ها پیش مورد توجه بوده است و به تجربه در یافته اند که ضرورت ایمن سازی وپیش گیری خطر حاصل از آن ها کمتر از ایمنی سازه ی ساختمان نیست.
ایران کشوری زلزله خیز است ، از این رو ایمن سازی سازه واجزای غیر سازه ای باید در یک عملکرد مشترک ودو سویه نگریسته شود، ولی نه تنها در فرهنگ عمومی بلکه در فرهنگ متخصصان ومهندسان نیز به ایمن سازی اجزای غیر سازه ای توجه لازم نشده است وجای آن در بحث های مهندسی ساخت وساز خالی بوده است .
4
Events such as massive earthquakes or terrorist attack can cause gas pipes and tanks to break and the leaking gas can cause fires and explosions. This system prevents secondary disasters due to gas leaks.
5
6
(7)
از تمهیداتی که برای مقاوم سازی غیر سازه ای ساختمان اندیشیده شده است در این مقاله به دو مورد اشاره میکنیم:
1.قطع کن شیر گاز حساس به زلزله
2.شیر برقی
7
انواع موضوع
شرح انواع موضوع
شیر آلات قطع اتوماتیک گاز حساس به زلزله شیرهایی هستند که در ورودی گاز خانگی بعد از رگلاتور یا در شبکه گاز نصب شده و در اولین لحظات زلزله جریان گاز را به صورت کاملا اتوماتیک قطع نموده و از وقوع انفجار،آتش سوزی و یا گاز گرفتگی به واسطه نشتی گاز جلوگیری می نمایند.
شیر آلات برقی شیرآلاتی هستند که با گرفتن فرمان الکتریکی از سنسور های مختلف همانند سنسور نشتی گاز،دود و دی اکسید کربن یا سمسور زلزله جریان گاز را قطع میکنند و تا زمانی که به صورت دستی ریست نشوند اجازه برگشت گاز به شبکه را نمی دهند.(1)
8
9
قطع کن شیر گاز
This system is activated by a spring and pressure of the supplied gas, and it does not depend on electrical energy at all. Therefore….
Easy Operation
Easy installation
Easy maintenance
Reasonable Price
نصب،راه اندازی و نگهداری آسان و نیز قیمت مناسب از ویژگی های این دستگاه است.(3)
10
Introducing the device
شیر آلات حساس به زلزله در واقع شیرآلات قطع کن اتوماتیک جریان گاز در هنگام وقوع زلزله می باشند. این شیر ها به زلزله حساس می باشند و تحت تاثیر لرزش زمین تا اندازه مشخصی، جریان گاز در خط لوله را قطع می کند. در صورت بسته شدن این شیر، قطع کن قادر نیست به صورت اتوماتیک به حالت اولیه باز گردد و مسیر جریان گاز را باز کند.
برای باز کردن مجدد این شیر باید بعد از رفع خطر دستگاه به صورت دستی تنظیم شود تا دوباره جریان گاز وصل گردد. این شیر ها در حالت کلی باز یا normally open هستند و فقط در هنگام وقوع زلزله بسته می شود. قطعات این شیر باید به گونه ای طراحی شود که با دوام و مستحکم باشد و هم چنین در مقابل خوردگی، رطوبت و تغیرات دمایی مقاوم باشد. این شیر می تواند به دو صورت عمودی و افقی باشد که با توجه به موقعیت نصب بعد از رگلاتور و یا کنتور در ورودی ساختمان نصب می شود.(1)
11
معرفی دستگاه
باتری پشتیبان (BACKUP)امکان فعال بودن سیستم را در زمان قطع جریان برق فراهم میکند.
بخش حسگر زلزله یک سیستم الکترونیکی بوده که قابل تنظیم بر مبنای PGA زلزله می باشد.
12
معرفی دستگاه
This device has been designed to automatically shut off the gas flow due to earthquakes under ASCE25-06 and TS12884 standards conditions. When the device is subjected to the momentum range of seismic vibrations given in the standard conditions, the device makes shut-off. The factory settings are made in this way presented to the user. Don’t change its settings. It must not expect to operate in different values. Device cannot be automatically installed after shut down, and does not allow gas flow. The device is reinstalled by pulling drawing handle back, and gas flow is provided.(3,5)
13
Introducing the device
این دستگاه طراحی شده است تا به طور خودکار جریان گاز را به دلیل زمین لرزه ها تحت شرایط استاندارد ASCE25-06 و TS12884 خاموش کند. هنگامی که دستگاه به دامنه حرکتی لرزش های لرزه ای داده شده در شرایط استاندارد قرار می گیرد، دستگاه خاموش می شود.
دستگاه بعد از خاموش شدن نمی تواند به صورت خودکار فعال شود و اجازه عبور جریان گاز نمی دهد. این دستگاه با کشیدن دستگیره رسم به عقب بازگردانده شده و جریان گاز را وصل میکند.(1)
14
معرفی دستگاه
انواع قطع کن شیر گاز
شیر آلات حساس به زلزله در دو نوع الکتریکی و مکانیکی وجود دارند.
مکانیکی
الکترونیکی
15
قطع کن گاز مکانیکی
همانطور که از اسم این شیر مشخص است، به صورت مکانیکی بسته می شود. درون محفظه این مدل شیر یک گوی وجود دارد که در صورت حس کردن لرزش زمین تا حداقل 4 ریشتر در داخل محفظه به حرکت در می آید. و مسیر جریان گاز در خط لوله بسته می شود.
نکته قابل توجه در این نوع شیر این است که گوی داخل محفظه به تنهایی باعث انسداد مسیر گاز نمیشود بلکه توسط مکانیسمی که از قبل طراحی شده است به میله ای فرمان می دهد و جریان را به طور کامل قطع می کند.
به خاطر امکان کج شدن این شیر در هنگام زلزله و هم چنین پرتاب شدن گوی به خارج از محفظه و شیر، استفاده از این شیر توصیه نمی شود.(1)
16
When an earthquake occurs, the gas supply is shut off when the steel ball and the heavy bob fall. As a result, a spindle pushes up to open the valve disc of the blow valve and release the filler gas.(4)
17
When an earthquake occurs the Gas supply is shut when both the steel ball element and the heavy bob element, which have different operating characteristics respectively, fall.
When only one of them falls the system does not shut down the gas supply. This is to prevent gas shut down from general daily vibration, such as heavy trucks, train movement or even just cylinder replacement.(3)
18
mechanism of earthquake shutoff system
The mechanisms for PSP's valves use a swing check valve, and a steel ball resting on a tapered cup-shaped support, making them an acceleration-sensitive trigger. Earthquakes cause a horizontal motion, thereby moving the ball away from the center of the support. The weight of the ball trips a move-able pipe, which causes the valve to begin closing. The valve-flapper is then forced close with the aid of springs, and the valve disc, in the closed position, is held in place by gas pressure. The actual valve trip mechanism is set and sealed in the manufacturing factory. There is a sight glass which allows easy visibility of the status of the valve mechanism, whether it is "Open" or "Closed" will be indicated.(3,5)
19
mechanism of earthquake shutoff system
مکانیسم عملکردی قطع کن شیر
مکانیسم عملکردی این دستگاه بر یک سوپاپ چرخشی و توپ فولادی استوار است که آنها گیرنده های حساس به شتاب هستند.
در اثر حرکت افقی زلزله توپ حرکت میکند و دیسک شیر را در حالت بسته قرار داده و از جریان گاز جلوگیری میکند.
20
قطع کن گاز الکترونیکی
این مدل از شیر براساس امواج نوعP عمل می کند. این امواج 10 ثانیه تا 1 دقیقه قبل از وقوع زلزله به وجود می آیند. و درون شیر سنسوری وجود دارد که در صورت تشخیص این امواج و یا موج های غیر معمول دیگر در سنسور، بلافاصله مسیر جریان گاز را می بندد.
نوع دیگری از حسگر ها، حسگر های حساس به گاز کربن مونواکسید می باشد که در صورت تشخیص گاز آلارم به صدا در امده و سیگنالی را می فرستد تا شیر در مسیر جریان گاز بسته شود که به این نوع حسگر نشت یاب گاز نیز می گویند. هم چنین دیگر استفاده این حسگر به تنهایی در خانه در کنار شومینه و یا بخاری نفتی و … می باشد که در صورت حس کردن گاز به صدا دربیاید.(1و2)
21
مزایا و معایب انواع قطع کن های شیر گاز
1- دستگاه مکانیکی قطع گاز دارای یک گوی در قسمت فوقانی بوده که با هرگونه لرزش و یا ضربه به لوله گاز به قسمت تحتانی سقوط کرده و باعث قطع جریان گاز می شود، لذا هرگونه لرزش ناشی از عبور مرور ماشین آلات سنگین و یا هرگونه ضربه به لوله گاز باعث قطع گاز ساختمان شده و این بزرگترین و خطرناکترین عیب سیستم های مکانیکی قطع گاز در دنیا بوده و در تمام سایتهای مربوطه این خطر گوشزد شده است .
دستگاه الکترونیکی قطع گاز حساس به امواج زلزله سیستمی هوشمند و پیشرفته بوده که امواج اولیه زلزله را شناسایی کرده(بدون خطا) و در کسری از ثانیه تحلیل و پردازش شده، سیگنالی به سیستم قطع گاز ارسال و باعث قطع گاز می شود بعلت وجود باطری BACK UP در شرایط قطع برق تا 24 ساعت سیستم فعال باقی می ماند .
در این شرایط با توجه به نرم افزار مربوطه امکان خطا وجود ندارد و لرزشهای محیطی ناشی از عبور و مرور ماشین آلات سنگین و هرگونه لرزش غیر زلزله ای باعث قطع گاز ساختمان نشده و این مزیت برتر دستگاه الکترونیکی نسبت به مکانیکی می باشد (هیچگونه لرزش غیر زلزله حتی تکان مصنوعی و ضربه زدن به لوله گاز باعث قطع گاز نمی شود).(1و2)
22
2- قطع کن مکانیکی دارای قطعاتی فولادی و فلزی می باشد که بعد از مدتی بعلت همجواری با جریان گاز به علت سولفاته، یا اکسید شدن خاصیت جابجائی روان روز اول را نداشته لذا ممکن است در زلزله های واقعی بعلت گیر کردن قطعات، عمل نکند .
دستگاه الکترونیکی قطع گاز هیچگونه قطعه ای که هنگام لرزش نیاز به جابجایی داشته باشد ندارد و بصورت الکتریکی عمل میکند و شروع کار و 5 سال بعد به لحاظ عملکرد هیچگونه تفاوتی ندارد ضمن اینکه مرکز فرمان یک برد الکترونیکی می باشد که هر 5 دقیقه یک بار Reset شده و همیشه آماده دریافت امواج زلزله می باشد، با این اوصاف عملکرد این دستگاه در تمام شرایط زمانی نزدیک 100% است .(1و2)
23
3- دستگاه های مکانیکی با یک نوع حساسیت لرزه ایی ثابت ساخته میشود ، در حالیکه سیستم الکترونیکی قابل کالیبراسیون در PGA های مختلف می باشد ، یعنی میتوان تنظیم کرد که با 4 ریشتر، 5 ریشتر، 6 ریشتر یا هر بزرگای زلزله مورد دلخواه فعال شده و گاز را قطع کند.
4- هیچکدام از دستگاه های مکانیکی تائیدیه سازمان نظام مهندسی ساختمان را ندارد در حالیکه سازمان نظام مهندسی ساختمان ، صراحتاً نوع الکترونیکی ساخت گروه صنعتی ایمن زلزله سدید را تائید کرده است.
5- دستگاه های مکانیکی با یک نوع حساسیت لرزه ایی ثابت ساخته میشود ، در حالیکه سیستم الکترونیکی قابل کالیبراسیون در PGA های مختلف میباشد.یعنی میتوان تنظیم کرد که با 4 ریشتر 5 ریشتر 6 ریشتر و یاهر بزرگای زلزله مورد دلخواه فعال شده و گاز را قطع کند.(1و2)
24
مشخصات فنی-الکترونیکی
25
(6)
مشخصات فنی-مکانیکی
26
(6)
ویژگی ها
27
(6)
Properties
The device is resistant to the sulfur compounds, corrosion, natural gas, solar light, moisture, temperature changes during the expected use of device to prevent damage of device components and housing from gas flow. All materials of device used for production of exterior parts are resistant against moisture, dirt, ozone, fertilization, mineral oil, vegetable oil, grease, exposure to sunlight for a long time and exposure to freezing temperatures for a long time. (7)
28
این دستگاه به ترکیبات گوگرد، خوردگی، گاز طبیعی، نور خورشید، رطوبت، تغییرات دما در طول استفاده از دستگاه مورد نظر برای جلوگیری از آسیب اجزای دستگاه از جریان گاز مقاوم است.
تمام مواد دستگاه مورد استفاده برای تولید قطعات بیرونی در برابر رطوبت، خاک، ازن، کود، روغن معدنی، روغن گیاهی، گریس، قرار گرفتن در معرض نور خورشید به مدت طولانی و در معرض دمای یخبندان در مدت زمان طولانی مقاوم هستند.(1)
29
ویژگی ها
شیر های حساس به زلزله می بایست دارای یکی از گواهینامه های معتبر داخلی و یا خارجی به شرح زیر باشند:
سازمان استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران
استاندارد ملى ایران ١٠٩۴٢
گواهینامه معتبر بین المللی همانند گواهینامه CE 2159 اروپا
گواهینامه معتبر از یک کشور صنعتی مطرح مانند استاندارد آمریکا ۱۶-۲۵ ASCE و استاندارد و گواهى UL آمریکا
(7)
30
نمودار افت فشار
31
انواع سیستم های قطع گاز
32
(6)
33
خانگی با فشار 0.25 PSI
34
صنعتی با فشار 60 PSI
35
صنعتی با فشار 250 PSI با مدل تاثیر در فشار لوله های سنسینگ
شیر برقی درون دستگاه
حسگر زلزله
36
صنعتی با فشار 250 PSI با مدل شیر برقی خارج ایستگاهی
شیر برقی خارج از دستگاه
INSTRUCTIONS FOR BOX TO BE USED
The device must be taken inside box in a manner that the attempt of the unauthorized person is not allowed.
The dimension of box must be bigger than the dimension of the valve.
There must be no blockage to prevent access to the setup arm of the device inside box.
The box must protect the device against impacts from outside, dust, water and continuous sunlight.
(3)
37
اجزا شیر قطع کن گاز حساس به زلزله
دستگاه شیر حساس به گاز
مجموعه ای از حسگر ها و فعال کننده قطع جریان گاز بر سیستم لوله کشی گاز می باشد.
بخش عمل کننده
از قطعه حسگر و یا سنسور فرمان دریافت می کند و قسمت قطع جریان گاز را فعال می کند.
وسیله حسگر
قطعه از شیر حساس به زلزله گاز که لرزش و یا موج P را حس می کند.
وسیله قطع کننده
قطعه دیگر از شیر حساس به زلزله گاز می باشد که از حسگر فرمان را دریافت و جریان گاز را قطع کند.
(1)
38
EARTHQUAKE SENSOR AND CUT-OFF SYSTEM
39
(4)
SENSOR – ELEMENTS
40
(4)
SENSOR – RESET
41
(4)
SIGNAL IN THE SHUT OFF VALVE
42
(4)
اجزای قطع کن شیر گاز
43
(2)
شیر حساس به زلزله 1 اینچ دنده ای افقی
44
(2)
شیر حساس به زلزله 1 اینچ دنده ای افقی
45
(2)
شیر حساس به زلزله 1 اینچ دنده ای افقی
46
نمای نصب
روش فعال سازی(ریست)
روش فعال سازی:
بعد از باز نمودن درپوش شفت،همانند شکل،شفت انتهای شفت را گرفته و تا انتها بکشید بعد به ارامی رها سازید تا شفت در همان حالت بماند.
(2)
شیر حساس به زلزله 1 اینچ دنده ای عمودی روبه بالا
47
(2)
شیر حساس به زلزله 1 اینچ دنده ای عمودی روبه بالا
48
(2)
شیر حساس به زلزله 1 اینچ دنده ای عمودی روبه بالا
49
نمای نصب
روش فعال سازی(ریست)
روش فعال سازی:
بعد از باز نمودن درپوش شفت،همانند شکل،شفت انتهای شفت را گرفته و تا انتها بکشید بعد به ارامی رها سازید تا شفت در همان حالت بماند.
(2)
شیر حساس به زلزله 3 اینچی افقی
50
(2)
شیر حساس به زلزله 3 اینچی افقی
51
(2)
شیر حساس به زلزله 3 اینچی افقی
52
نمای نصب
روش فعال سازی(ریست)
روش فعال سازی:
بعد از باز نمودن درپوش شفت،همانند شکل یک پیچ گوشتی باریک از سوراخ انتهای شفت گذرانده و ان را 90 درجه در جهت عقربه های ساعت چرخانده و به ارامی رها سازید.
در شیرهای فشار قوی یک شیر ونت یا بای پس روس بدنه وجود دارد.بعد از نصب اینگونه شیرها ابتدا گاز حبس شده قبل از شیر را طبق مراحل ذیر تخلیه نمایید:
1.یکی از شیر های ثبل از شیر قطع کن را بسته تا جریان گاز متوفف شود.
2.شیر ونت را باز نموده تا گاز حبس شده تخلیه شود.
3.شیر ونت را ببندید و شیر قطع کن را فعال نمایید.
الا میتوانید شیر قبلی را باز نمایید.
(2)
INSTALLATION INSTRUCTIONS
Its installation must be made by installer authorized by the gas
distribution company.
It must be established in the form that it perceives the seismic activity at the building where the device is installed, but it is not sensitive to the activities arisen from the dynamic reactions of the building or equipment.
Please be careful to clean pipes before installation.
For FM20/ FM25/M32/FM40/FM50 models, the device must be installed at the arrow direction, in the upright form which has scales at the top.
Please be careful when installing scales. Otherwise your device early turns off and causes undesirable gas breakdowns.
It must be connected to the structure with 2 clamps from entrance and exit to main line. The subsequent first clamp must be attached to the device with max 1m distance. The standard application must be made in next clamps.
The distance between clamps and pipe coupling or device must be max 150mm.
The clamps can be out of box.
The box installation must be made after installation of device scale.
(8)
53
نکات نصب قطع کن گاز حساس به زلزله
نصب این شیر باید توسط نصاب اداره گاز انجام شود.
چون این شیر به فعالیت های زمین لرزه ای حساس می باشد باید در جایی نصب شود که قادر به درک و فعالیت های حرکتی ساختمان باشد که معمولا در فاصله یک تا یک متر و نیمی سطح زمین نصب می شود.
لوله ها باید کاملا تمیز و عاری از هر گونه مواد جامدی باشد.
در زمان نصب مراقب باشید چرا که این شیر سریعا بسته می شود و منجر به قطع بی جهت جریان گاز می گردد.
جهت فلش بر روی این شیر نشانگر جهت جریان گاز می باشد پس شیر قطع کن گاز حساس به زلزله باید در راستای فلش نصب گردد.
دو طرف شیر باید به خوبی به لوله گاز منتقل شود.
پیچ تنظیمی روی شیر قطع کن گاز بعد از قرار دادن درون محفظه باید کشیده و 50 ثانیه نگه داشته شود.
(1)
54
آمار ایران و جهان
تجهیزاتی از جمله سیستم هشدار دهنده زلزله حساس به امواج اولیه زلزله ، دستگاه الکترونیکی قطع اتوماتیک گاز ، آب و برق زلزله، سیستم ایمنی p حساس به امواج زلزله ، سیستم ایمنی آسانسور حساس به موج ، سیستم ایمنی پالایشگاهها و پتروشیمی، سیستم ایمنی CNGجایگاههای سوخت بنزین و گاز پل و تونل، جان پناه زلزله و برگزاری سمینارها و همایشهای مرتبط و انتشار جزوات آموزش رفتارهای صحیح مقابله با زلزله از اهم راهکارها در جهت کاهش تلفات زلزله بوده است .
6کشور لرزه خیز جهان هم اکنون نیز علاوه بر کشور عزیزمان ایران،حسگرهای زلزله ساخت این شرکت در (فیلیپین ،ترکیه ، اسپانیا، ایتالیا، شیلی و کردستان عراق ) در حال استفاده می باشد و بکارگیری آنها خصوصا سیستم های کنترل گاز فشار قوی ، افتخاری ملی برای کشور عزیزمان ایران محسوب میگردد .
55
56
نمونه های اجرا شده درکشور
(6)
ایستگاه تقلیل فشار گاز شهرک غرب
57
جایگاه سوخت CNG الغدیر تهران
58
پالایشگاه ایرانول
59
حسگرهای سه گانه زلزله با پردازشگرهای مربوطه
ایستگاه گاز شرکت نفت تبریز
60
منابع
کاتالوگ شرکت طنین پارس
کاتالوگ شرکت مهندسی مهام صنعت اندیشه
کاتالوگ شرکت California Valves
کاتالوگ شرکت I.T.O ژاپن
کاتالوگ شرکت مهام مارکت
کاتالوگ شرکت سدید
White Paper: Earthquake Actuated Shutoff Systems for Industrial and Commercial Applications
http://www.ito-europe.com/products-2/earthquake-shut-off-systems/
https://www.westernrooter.com/earthquake-shut-off-valve
61