پاورپوینت تاسیسات مکانیکی و الکتریکی – استاد شریف آبادی

تاسیسات مکانیکی و برقی

چرا دانشجویان معماری و عمران هم می بایست تاسیسات مکانیکی یاد بگیرند؟
اهمیت بسیاری از موارد زمانی مشخص می شود که آن موضوع وجود نداشته باشد.
شما ساختمانی رو بدون تهویه و سیستم های گرمایشی و سرمایشی مناسب در نظر بگیرید. اگر چنین ساختمانی با بهترین و شیک ترین مصالح هم ساخته شده باشد، استفاده از آن ممکن نیست.
یا اگر در مرحله ای قبل از پایان کار باشد، نیازمند تغییر شکل ها و خرابی هایی است که هر کدام درد سر مربوط به خود را دارد.

آب و فاضلاب (مبحث 16 مقررات ملی ساختمان)
هر ساختمانی اعم از کوچک یا بزرگ، عمومی یا خصوصی نیازمند تاسیسات حداقلی برای تامین، توزیع و مصرف آب و همین طور جمع آوری، انتقال و دفع فاضلاب است.

مبحث آبرسانی را می توان بر اساس سه محور مطالعه کرد:
1- چگونگی تامین
2- شبکه توزیع
3- نوع مصرف

چگونگی تامین
به طور معمول آب از طریق شبکه آبرسانی شهری تامین می شود و پس از اخذ انشعاب در ساختمان مورد بهره برداری قرار می گیرد.

در صورت عدم دسترسی به شبکه آب شهری تامین آب از طریق حفر چاه و یا قنات و رودخانه صورت می گیرد که در این صورت نیازمند احداث تصفیه خانه و تلمبه خانه می باشد.

ساختمان های مرتفع و یا ساختمان های واقع بر زمین های مرتفع ممکن است فشار شبکه آبرسانی ناکافی باشد لذا می توان به کمک منبع تحت فشار یا منبع ثقلی فشار لازم را تامین نمود.

منبع ثقلی
برای ساختمان های کوتاه با مصارف کم می توان از منبع ثقلی که ارتفاع سطح آب آن حداقل 6 متر بلندتر از مرتفع ترین شیر داخل ساختمان باشد استفاده نمود.
منبع ثقلی هم تامین کننده فشار است و هم امکان ذخیره سازی دارد.
منبع ثقلی به کمک پمپ تغذیه یا با فشار آب شهر در طول شب پر می شود.

منبع تحت فشار
برای ساختمان های مرتفع با مصرف زیاد از پمپ های فشار ساز یا بوستر پمپ استفاده می شود.

به منظور جلوگیری از روشن ماندن دائم پمپ ها یا ممانعت از روشن و خاموش شدن پی در پی از منبع تحت فشار استفاده می شود.

پمپاژ غیر مستقیم
مطابق مقررات شرکت های توزیع آب، پمپ را نمیتوان به طور مستقیم به شبکه آب شهری وصل نمود؛ زیرا ممکن است ضمن آسیب رساندن به کنتور موجب اختلال در خط توزیع اصلی شود. بنابراین حد فاصل ورودی پمپ و شبکه آب شهری منبعی قرار دارد.

از نقطه نظر معماری: این بخش از تجهیزات آب رسانی بیشترین مشکلات را در پی دارند، زیرا تامین اماکنی برای منبع ذخیره آب، تلمبه خانه و تجهیزات تصفیه آب به دلیل لزوم نکات فنی و سطح و حجم پروژه چندان آسان نیست.

توزیع آب
شبکه توزیع آب با لوله های گالوانیزه و اخیراً در برخی موارد با لوله های پلیمری صورت میگیرد.
گستردگی شبکه لوله کشی تابعی از مقدار و نقاط مصرف است. هر چه نقاط مصرف متمرکز و به هم نزدیکتر باشند، شبکه لوله کشی هم جمع و جورتر و کوچک تر خواهد بود.
هر چه شبکه لوله کشی کوتاه تر باشد، اجرای آن راحت تر، عمر شبکه بیشتر و تعمیر و نگهداری آن کم هزینه تر خواهد بود.
اجرای عمودی یا افقی لوله ها تابعی از محل استقرار نقاط تر و چگونگی استقرار سایر فضاها است؛ اما بنا به یک اصل کلی بهتر است لوله های آب مصرفی بیشتر به صورت عمودی اجرا شوند.

زیرا برای اجرای لوله ها به صورت افقی محدودیت های بیشتری وجود دارد. از طرفی هر یک از نقاط تر نیازمند شفت برای عبور لوله فاضلاب است. پس می توان لوله های آب را نیز از همان معبر عبور داد.

اما در اماکنی که امکان اجرای سقف کاذب وجود داشته باشد، اصراری به حرکت عمودی لوله ها نیست.

مصارف آب
آب شرب: آب سرد، آب گرم و برگشت آبگرم مصرفی.

آب غیر شرب: سیستم اطفای حریق، آبیاری محوطه، آب مصرفی تجهیزات حرارتی و برودتی

اگر چه گستردگی مصرف تجهیزات گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع به میزان موارد قبلی نیست، اما این سیستم علاوه بر لوله کشی مخصوص نیازمند سختی گیر است. املاح کلسیم و منیزیم به عنوان سختی پایدار آب می توانند بر جدار داخلی لوله ها رسوب کند و موجب کاهش انتقال حرارت و افزایش خوردگی تجهیزات شود.

جداول مختلفی وجود دارند که میزان مصرف آب را بر اساس نوع کاربری ساختمان تخمین می زند؛ و حداکثر و حداقل دبی (مقدار جریان) و فشار لوازم بهداشتی را بیان می کند.
حداقل فشار لوازم بهداشتی برای اکثر موارد 5/5 متر ستون آب است. به همین دلیل برای محاسبه ارتفاع آبرسانی 6 متر از ارتفاع فشار شبکه کم می کنیم. به طور مثال اگر فشار شبکه آب 300 kPa یا 3 bar باشد یعنی معادل 30 متر ستون آب، می توان آب را تا ارتفاع 24 متری بدون نیاز به پمپاژ و مخزن، منتقل کرد.

از طرف دیگر حداکثر فشار آب مجاز در پشت شیرهای لوازم بهداشتی 40 متر ستون آب می باشد.
لذا در ساختمان های بسیار مرتفع می توان ساختمان را به چندین بخش تقسیم کرد و برای هر بخش تدابیر خاصی در نظر گرفت.

فاضلاب
جمع آوری و دفع فاضلاب ساختمان شامل 3 نوع لوله کشی کاملاً مجزا، پر دردسرترین نوع لوله کشی است.
اندازه بزرگ تر لوله ها، لزوم اجزای شیب به منظور حرکت طبیعی فاضلاب، عدم امکان حرکت های افقی با طول زیاد، احتمال بیشتر گرفتگی و رعایت نکات بهداشتی موجب محدودیت بیشتر، طراحی و اجرای حساس تر فاضلاب می شود.

1- لوله های تخلیه پساب لوازم بهداشتی
2- تخلیه آب باران
3- لوله های ونت یا هواکش

لوله های فاضلاب
لوله های فاضلاب، لوله های همواره پر نیستند و در اغلب خالی اوقات هستند. بنابراین می تواند گازهای بد بوی فاضلاب را به داخل ساختمان منتقل کنند. بنابراین برای جلوگیری از نفوذ گازهای متعفن می بایست در مسیر خروجی سرویسهای بهداشتی از تله یا سیفون استفاده کرد.

لوله ونت یا هواکش
سیفون مانند سدی در برابر گازهای متعفن عمل می کند؛ اما این کافی نیست پس لازم است که لوله فاضلاب تا بلندترین نقطه ساختمان ادامه یابد تا گازها از لوله ها خارج شوند.
اگر چه در ساختمان های کوچک ادامه لوله فاضلاب نقش هواکش را بازی می کند اما در ساختمان های بزرگ و مرتفع لازم است به موازات لوله اصلی فاضلاب، لوله مجزایی به عنوان ونت اجرا شود.
زیرا در ساختمان های بلند این امکان وجود دارد که در صورت حرکت آب طبقات بالاتر به سمت پایین خلاء نسبی ایجاد شده و موجب تخلیه آب سیفون طبقات پایین شود. اما با اجرای لوله ونت تعدیل فشار صورت گرفته و مکشی اتفاق نمی افتد.

لوله های آب باران
لوله های تخلیه آب باران می بایست به طور کاملاً مجزا اجزا شود. زیرا در صورت اتصال لوله فاضلاب به کف شوی پشت بام، بر اثر بارندگی های شدید، بوی بدی در داخل ساختمان منتشر می شود. زیرا آب باران از یک طرف موجب تخلیه سیفون و از طرف دیگر موجب تلاطم در چاه فاضلاب می شود.
فاجعه مهم تر زمانی است که به دلیل گرفتگی تصادفی مسیر آب باران، آب باران از اولین مسیر باز داخل ساختمان شود.

دفع فاضلاب
دفع فاضلاب در اغلب اماکن با استفاده از چاه های جذبی صورت می گیرد.

اما در مناطقی که به دلیل بالا بودن سطح آب زیر زمینی و عدم نفوذپذیری زمین امکان حفر چاه وجود ندارد، از ترانشه های جذبی یا سپتیک تانک استفاده می شود؛ که نیازمند لایروبی و تخلیه دوره ای است.

برای اماکن خاصی مانند آشپزخانه های صنعتی، به ویژه وقتی قرار است فاضلاب به چاه جذبی هدایت شود، باید در خروجی اصلی فاضلاب از مخازن چربی گیر استفاده نمود. چرا که چربی ها نفوذ پذیری خاک را
کاهش می دهند.

برای آزمایشگاه ها نیز باید در خروجی فاضلاب از حوضچه یا مخزن خنثی سازی استفاده کرد.
برای دفع فاضلاب به شبکه شهری، کافی است مقررات محلی مانند عدم اتصال لوله آب باران به شبکه شهری، خنثی سازی فاضلاب های اسیدی و رعایت ارتفاع اتصال رعایت شود تا فاضلاب ساختمان به سهولت دفع شود.

از نقطه نظر معماری:
در نظر گرفتن محل چاه جذبی، چربی گیر، سپتیک تانک حوضچه خنثی سازی و تصفیه خانه فاضلاب اهمیت فوق العاده ای دارد.
بهتر است چاه فاضلاب در زیر ساختمان حفر نشود. حداقل طول میله چاه 10 متر است و دهانه ی چاه معمولاً 80 تا 90 سانتی متر در نظر گرفته می شود.
در تعیین محل مخازن چربی گیر و سپتیک تانک می بایست به محل خروجی لوله ها، شیب آن و چگونگی وزش باد و مزاحمت هایی که از طریق انتشار بو و لایروبی های دوره ای به دنبال دارد توجه داشت.
در مجاورت مخازن باید فضای کافی برای عملیات لایروبی و تخلیه نیز در نظر گرفته شود.

نکات مورد توجه در لوله کشی:
می­بایست در اطراف لوله­ها فضای کافی برای تعمیرات یا تعویض وجود داشته باشد.
می­بایست در کوتاه­ترین مسیر با کم ترین تغییر جهت، موازی یا عمود بر دیوارهای ساختمان انجام شود.
نباید از داخل دودکش، کانال­ها، آسانسور یا اتاق برق عبور کند.
مسیر لوله کشی طوری انتخاب شود که در صورت تعویض لوله، آسیبی به مصالح یا لوازم بهداشتی وارد نشود.

1- نصب مستقیم پمپ بر روی لوله انشعاب آب شهر مجاز نیست.
2- در نقطه خروج لوله از کنتور شیر قطع و وصل و شیر یک طرفه نصب شود.
3- در ورودی لوله آب هر آپارتمان باید شیر قطع و وصل و شیر یک طرفه نصب شود.
4-بر روی لوله رایزری که حداقل به دو طبقه آب می رساند، شیر قطع و وصل و شیر تخلیه نصب شود.
5- در صورتی که طول لوله آب گرم بیش از 30 متر باشد استفاده از لوله برگشت آب گرم مصرفی الزامی است.
6- لوله های قائم ممکن است روکار باشند یا داخل شفت قرار گیرند.
7- لوله های افقی ممکن است روکار باشند یا داخل سقف کاذب یا کانال کوچک افقی قرار گیرند.
8- برای ساختمان مسکونی بیش از 4 طبقه یا بیش از 10 واحد آپارتمانی باید مخزن ذخیره پیش بینی شود.
9- نکات اجرایی در پایین نقشه نوشته شود؛ مانند محل اجرا و نحوه عایق کاری

گرمایش و سرمایش
گام اول: تخمین بارهای گرمایش و سرمایش
گام دوم: تخمین دبی آب یا هوای حامل بار گرمایشی یا سرمایشی
گام سوم: انتخاب و تخمین ابعاد و ظرفیت تجهیزات تبادل حرارت
گام چهارم: انتخاب و تخمین ظرفیت تجهیزات انتقال و توزیع
گام پنجم: انتخاب و تخمین ظرفیت تجهیزات مولد
گام ششم: تخمین ابعاد اماکن و معابر تاسیسات مکانیکی

گام اول: تخمین بار گرمایش یا سرمایش
به طور کلی هر گاه اختلاف دما بین دو جسم یا دو محیط وجود داشته باشد، حرارت از جسم گرمتر (محیط گرمتر) به جسم سردتر (محیط سردتر) منتقل می شود.
شیوه های انتقال حرارت:

موارد بار گرمایشی
1- انتقال حرارت از دیوارها، درها و پنجره ها
که از رابطه زیر می توان محاسبه کرد: 𝑄=𝑈 𝐴 ∆𝑇
𝑄: نرخ انتقال حرارت که در واحد انگلیسی با واحد 𝐵𝑡𝑢 ℎ𝑟 بیان می شود.
𝑈: ضریب کلی انتقال حرارت که به جنس در و دیوار و پنجره بستگی دارد.
𝐴: مساحت سطح مورد نظر با واحد 𝑓𝑡 2
∆𝑇: اختلاف دمای داخل و خارج با واحد ℉

∆𝑇: اختلاف دمای داخل و خارج
دمای داخل محیط در اغلب موارد بر پایه آسایش انسان تعیین می شود.

البته برای مکان های مختلف یک ساختمان نیز دماهای متفاوتی پیشنهاد می شود.

ضریب جهت
در محاسبه بار حرارتی دیوارهای خارجی، جهت دیوار نیز موثر است.

دیوارهای جنوبی چون بیشتر در معرض تابش آفتاب هستند، ضریب جهت برای آنها در نظر گرفته نمی شود.

موارد بار گرمایشی
1- انتقال حرارت از دیوارها، درها و پنجره ها
2- هوای نفوذی
مقدار هوای نفوذی به میزان کیپ بودن در و پنجره ها، جهت و سرعت وزش باد، ارتفاع ساختمان و در موارد تهویه مکانیزه به مقدار هوای لازم جهت تهویه بستگی دارد.

بار حرارتی دیوارها، درها و پنجره ها + بار حرارتی هوای نفوذی= بار حرارتی اتاق

با افزایش ارتفاع ساختمان چون بادخور دیوارها بیشتر می شود. بار حرارتی اتاق مقداری افزایش می یابد؛ که با عنوان ضریب ارتفاع در محاسبات وارد می شود.

مثال:
مطلوبست محاسبه بار حرارتی دیوار بیرونی اتاقی در ضلع غربی ساختمان با ابعاد
20×10 𝑓𝑡 با ضریب کلی حرارت 0.25 در حالی که اختلاف دمای داخل و خارج 60℉ است.
𝑄=0.25∗200∗60=3000 𝐵𝑡𝑢 ℎ𝑟
با در نظر گرفتن 5% ضریب جهت:
𝑄=3000∗1.05=3150 𝐵𝑡𝑢 ℎ𝑟
مجموع بار حرارتی اتاقی 20000 𝐵𝑡𝑢 ℎ𝑟 محاسبه شده است. چنانچه این اتاق مربوط به واحدی در طبقه سوم ساختمان باشد، بار حرارتی اتاق چه تغییری می کند؟
ضریب ارتفاع برای طبقه سوم 7.5%
𝑄=20000∗1.075=21500 𝐵𝑡𝑢 ℎ𝑟

تخمین بار گرمایی با استفاده از نمودار

تخمین بار گرمایی
به ازای هر فوت مربع دیوار خارجی با مصالح بنایی بدون عایق: 𝑄=0.4 ∆𝑇
به ازای هر فوت مربع دیوار خارجی با مصالح بنایی با عایق: 𝑄=0.06 ∆𝑇
به ازای هر فوت مربع در و پنجره مشرف به خارج: 𝑄=0.9 ∆𝑇
ناشی از نفوذ هوا به ازای هر فوت مکعب حجم فضا: 𝑄=0.027 ∆𝑇
ناشی از تعویض مکانیکی هوا: 𝑄=1.08×𝐴𝐶× ∆𝑇
1.08=0.0749×0.241×60

تخمین بار گرمایی
به طور کلی بار گرمایی برای اغلب ساختمان ها بین 20−60 𝐵𝑡𝑢 ℎ𝑟 به ازای هر فوت مربع یا 200−600 𝐵𝑡𝑢 ℎ𝑟 به ازای هر متر مربع تخمین زده می شود.
برای ساختمان های خاص با صد در صد هوای تازه مانند بیمارستان ها و آزمایشگاه ها دامنه تخمین بارگرمایی بین 40−120 𝐵𝑡𝑢 ℎ𝑟 به ازای هر فوت مربع یا 400−1200 𝐵𝑡𝑢 ℎ𝑟 به ازای هر متر مربع است.

3- بار گرمایی آب گرم مصرفی در مکانهایی که گرمایش به کمک تاسیسات حرارت مرکزی انجام می شود. تهیه آب گرم مصرفی نیز از جمله وظایف دیگ ها یا واحد یکپارچه گرمایشی می باشد.
بارگرمایی آب گرم مصرفی از رابطه زیر محاسبه می شود: 𝑄=𝑉×8.33×∆𝑇
𝑉 :مقدار واقعی مصرف بر حسب 𝐺𝑎𝑙 ℎ𝑟
∆𝑇 : اختلاف دمای بین آب ورودی و آب خروجی
دمای آب شهر معمولاً 60℉ (16 ℃) و دمای آب خروجی 140 ℉(60℃) در نظر گرفته می شود.
8.33 : حاصلضرب چگالی و ضریب گرمای ویژه آب در سیستم انگلیسی

ضریب تقاضا * حداکثر مصرف آب گرم = مقدار واقعی مصرف

ضریب ذخیره منبع* مقدار واقعی مصرف = ظرفیت منبع آب گرم

آبگرمکن های غیر مستقیم
در تاسیسات حرارت مرکزی آب گرم مصرفی توسط آب گرم، آب داغ یا بخار ایجاد شده در دیگ، در داخل یک مبدل حرارتی تهیه می شود. این مبدل حرارتی هم نقش تولید و هم نقش ذخیره سازی آب گرم را به عهده دارند، لذا به عنوان منبع از آنها نام برده می شود.

منبع آب گرم دو جداره: در تاسیسات حرارت مرکزی کوچک و خانگی کاربرد فراوانی دارد.
منبع آب گرم کوئل دار: در تاسیسات گرمایش مرکزی بزرگ و برای ساختمان هایی که به آب گرم نسبتاً زیادی احتیاج دارند، کاربرد دارد.
به طور کلی بازده منبع دو جداره نسبت به منبع کوئل دار کمتر است.

منبع آب گرم دو جداره:
دارای دو محفظه استوانه ای تو در تو است که بین آنها هیچ ارتباط مستقیمی وجود ندارد. مخزن آب مصرفی در قسمت میانی قرار دارد و در محفظه بیرونی آب گرم ارسالی از دیگ جریان می یابد.

منبع آبگرم کوئل دار
این نوع منابع دارای یک کوئل مسی هستند که سیال ناقل گرما، بخار، آب داغ و یا آب گرم ارسالی از دیگ در آن جریان می یابد و آب مصرفی داخل منبع در تماس با کوئل گرم می شود.

از نقطه نظر معماری:
منابع آب گرم کوئل دار در دو نوع افقی و عمودی تولید می شوند؛ که نوع عمودی آن به دلیل سطح اشغال کمتر بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. البته در صورتی که محدودیت ارتفاع داشته باشیم می توان از نوع افقی استفاده کرد.
منابع آبگرم غیر مستقیم به طور معمول در موتور خانه و در کنار دیگ های آب گرم یا بخار نصب می شوند.
در پروژه های بزرگ می توان منابع تولید آبگرم را در چندین نقطه ساختمان نصب کرد.
در تاسیسات بزرگ بهتر است به جای یک منبع، از دو یا چند منبع استفاده شود تا در صورت خرابی و تعمیر یکی از منابع ساختمان از آب گرم بی نصیب نماند.

تخمین بار سرمایشی فضا
بار سرمایشی ساختمان به عوامل متعددی همچون:
بار هدایتی دیوارها و در و پنجره ها
بار تشعشعی اکتسابی از پنجره ها
بار سرمایی هوای نفوذی
بار سرمایی ناشی از ساکنین و وسایل گرمازای داخل فضا
بستگی دارد. ساعت احتمالی وقوع بار سرمایشی حداکثر تابعی از موقعیت فضا و کاربرد آن فضا دارد. محاسبات هر قسمت از بار سرمایشی فضا نیازمند جداول متعددی می باشد. اما برای داشتن تخمین مناسب استفاده از جدول زیر کافی است.

بار کم: گرمای محسوس و نهان ناشی از عوامل گرمازا مانند وجود افراد یا روشنایی و … کم است.
بار متوسط: گرمای محسوس و نهان ناشی از عوامل گرمازا مانند وجود افراد یا روشنایی و … متوسط است.
بار زیاد: گرمای محسوس و نهان ناشی از عوامل گرمازا مانند وجود افراد یا روشنایی و … زیاد است.

برای استفاده از جدول کافی است مساحت فضای مورد نظر را بر عدد داخل جدول تقسیم نمایید.
به عنوان مثال بار سرمایی متوسط یک آپارتمان به مساحت 800 𝑓𝑡 2 80 𝑚 2 ، 2 تن تبرید می باشد.
1 تبرید تن=12000 𝐵𝑡𝑢 ℎ𝑟

آشنایی با انواع سیستم های حرارت مرکزی
1- حرارت مرکزی با آب گرم
سیستم های گرمایش با آب 2- حرارت مرکزی با آب داغ
3- حرارت مرکزی با بخار

4- حرارت مرکزی با هوای گرم

حرارت مرکزی با آب گرم: فشار سیستم، فشار جو است. لذا دمای آب گرم با توجه به نقطه جوش آب تعیین می شود که معمولاً از 90 ℃ تجاوز نمی کند.
حرارت مرکزی با آب داغ: که در تاسیسات بزرگ استفاده می شود. دمای آب از نقطه جوش جو بیشتر است و حداکثر تا 400 ℉ می رسد. فشار سیستم باید از فشار جو بیشتر باشد به حدی که آب بخار نشود. بدین منظور از منبع انبساط بسته استفاده می شود.
حرارت مرکزی با بخار: اصولاً مقدار حرارتی که توسط بخار حمل می شود بسیار قابل توجه است. به همین دلیل برای مناطق بسیار سردسیر، ساختمان های مرتفع و یا مجموعه ای از ساختمان ها و بیمارستان ها که بخار مصارف دیگری نیز دارد، مناسب و مقرون به صرفه است.

حرارت مرکزی با هوا: گرم کردن هوا ممکن است:
به طور مستقیم در کوره هوای گرم در تماس با گرمای ناشی از شعله یا
به صورت غیر مستقیم با عبور از کوئل های آب گرم، آب داغ یا بخار، در وسایلی مانند هواساز و فن کوئل اتفاق می افتد.
گردش هوا معمولاً اجباری است و یک باد زن نیروی محرک لازم را تامین می کند.

گام دوم: تخمین دبی آب یا هوای حامل بار حرارتی
به طور معمول اختلاف دمای آبگرم رفت و برگشت تجهیزات 20 ℉ (10 ℃) در نظر گرفته می شود. لذا دبی آبگرم را می توان با رابطه زیر تعیین کرد: 𝑔𝑝𝑚=دقیقه بر گالن
𝑔𝑝𝑚= 𝐵𝑡𝑢/ℎ𝑟 10000 یا 𝑙𝑖𝑡 𝑠 = 𝐾𝑤 42
به طور معمول اختلاف دمای آب سرد رفت و برگشت تجهیزات 10 ℉ (5℃) در نظر گرفته می شود. لذا دبی تخمینی آب سرد برابر است با:
𝑔𝑝𝑚= 𝐵𝑡𝑢 ℎ𝑟 /5000 یا 𝑙𝑖𝑡 𝑠 = 𝐾𝑤 21

اگر دمای داخل را حدود 25℃ در نظر بگیریم، می توانیم با رابطه زیر مقدار تخمینی هوای حامل بار حرارتی را تعیین کنیم: 𝑐𝑓𝑚=دقیقه بر مکعب فوت
هوای حامل بار گرمایی 𝑐𝑓𝑚= 𝐵𝑡𝑢/ℎ𝑟 30
هوای حامل بار سرمایی 𝑐𝑓𝑚= 𝐵𝑡𝑢/ℎ𝑟 20

گام سوم: انتخاب تجهیزات تبادل حرارت
تجهیزات تبادل حرارت
دو فصلی
تک فصلی
رادیاتور
کنوکتور
واحد تشعشعی
یونیت هیتر
واحد القائی
هوا ساز
فن کوئل

بهترین محل نصب رادیاتور زیر پنجره یا در کنار دیوارهای سردتر می باشد.

تعداد پره های لازم برای هر فضا را می توان با تقسیم بار حرارتی فضا بر ظرفیت هر پره به دست آورد. ظرفیت هر پره به عرض و ارتفاع آن پره بستگی دارد.

اگر بار گرمایی اتاقی به مساحت 25 متر مربع معادل3250 𝐾𝑐𝑎𝑙 ℎ𝑟 ( 13000 Btu hr ) باشد، می توان از گزینه های زیر برای تامین گرمایش اتاق استفاده کرد:
یک بلوک رادیاتور فولادی 25 پره ، 600×200 3250 130 =25
دو بلوک رادیاتور فولادی 19 پره، 500×150 3250 87 =37.36
یک بلوک رادیاتور آلومینیومی 26 پره ، 500 3250 125 =26
دو بلوک رادیاتور آلومینیومی 13 پره ، 500
طول رادیاتورهای فولادی به ازای هر پره تقریباً 45 میلیمتر و طول رادیاتورهای آلومینیومی به ازای هر پره تقریباً 60 میلیمتر است.

برای محاسبه طول مورد نیاز کنوکتور می بایست ظرفیت تخمینی هر متر از طول لوله را دانست.
ظرفیت برحسب 𝐵𝑡𝑢/ℎ𝑟 به ازای هر فوت طول لوله

به عنوان مثال برای گرمایش اتاقی با بار گرمایشی 13000 𝐵𝑡𝑢 ℎ𝑟 ، به 13.8 𝑓𝑡 کنوکتور لوله فولادی یک ردیفه با دمای آب 190℉ نیاز است. 13000 940 =13.8 𝑓𝑡
در صورتی که از کنوکتور لوله فولادی دو ردیفه با دمای آب 220℉ استفاده شود، 6.34 𝑓𝑡 طول کفایت می کند.

توزیع بهتر هوا، سرعت گرمایش بالا، مدت زمان کم پیش راه اندازی، امکان تهویه و تجدید هوا از جمله مزایای یونیت هیتر می باشد.

ظرفیت فن کوئل ها بر اساس مقدار هوادهی برحسب فوت مکعب در دقیقه 𝑐𝑓𝑚 تعیین می شود.
در صورت استفاده از فن کوئل های زمینی، برای تامین هوای تازه می توان از معبری به طول 15-20 سانتی متر و عرض 6 تا 10 سانتی متر بر روی دیوار خارجی که با دریچه ای پوشانده شده است، استفاده کرد.
در موارد خاص مانند اتاق بستری بیماران بیمارستان، هوای تازه از معبری مشخص وارد شبکه کانال شده و با اندازه معینی وارد فضای مورد تهویه می شود.

استفاده از فن کوئل های سقفی یا کانالی برای فضاهای پر رفت و آمد مکانهای عمومی مناسب تر است، در این صورت ضمن بهره گیری از تمامی فضا، از آسیب های عمدی یا سهوی نیز حفاظت می شود.
برای فضاهای بزرگ که به چندین فن کوئل زمینی یا سقفی نیاز دارند، استفاده از فن کوئل های کانالی پیشنهاد می شود. در این صورت علاوه بر کاهش سر و صدا، مقدار لوله کشی و مشکلات اجرایی مربوط به نصب نیز کاهش می یابد.

فن کوئل های زمینی در ظرفیت های 200−800 𝑐𝑓𝑚 از رایج ترین انواع محسوب می شوند. فن کوئل های زمینی در ابعاد مختلف، به صورت روکار یا تو کار ساخته می شوند.

فن کوئل های سقفی نیز مانند فن کوئل های زمینی در ظرفیت های 200−800 𝑐𝑓𝑚، در دو گونه توکار و روکار تولید می شوند.
نوع توکار آن که بدون کابینت بوده و در فضای سقف کاذب جاسازی می شود، رایج تراست.

فن کوئل های کانالی در دو نوع ایستاده زمینی و سقفی توکار در ظرفیت های بیش از 800 فوت مکعب در دقیقه مورد استفاده قرار می گیرند.

هوا ساز:
هوا ساز دستگاهی است که با انجام عملیاتی همچون تغییر دما، افزایش یا کاهش رطوبت، تصفیه و تنظیم سرعت، مشخصات هوا را تغییر داده و آن را مطبوع می سازد.
یک هواساز کامل از قسمت های مختلفی مانند کوئل گرمایی، کوئل سرمایی، کوئل پیش گرمکن، کوئل دوباره گرمکن، بادزن، موتور الکتریکی، جعبه مخلوط کننده هوا،فیلترهای تصفیه، رطوبت زن، قطره گیر، تشتک جمع آوری آب و … تشکیل شده است.
کوئل های گرمایی یا سرمایی از لوله های مسی یا فولادی پره دار ساخته می شوند که با توجه به ظرفیت هواساز در چندین ردیف در مسیر هوای عبوری قرار می گیرند.
جعبه مخلوط کننده هوا برای اختلاط هوای برگشتی و هوای تازه مورد استفاده قرار می گیرد.

هواسازها را می توان بر اساس تعداد کوئل، تجهیزات جانبی و مناطق هوادهی و شکل ظاهری در انواع مختلفی طبقه بندی کرد.
از نظر شکل ظاهری: افقی و عمودی
از نظر کوئل: دو کوئله و کوئل دو فصلی
مناطق هوا دهی: یک منطقه ای و دو منطقه ای
هواساز یک منطقه ای: برای فضاهای دارای شرایط مشابه از نظر کاربری، موقعیت استقرار و ساعات وقوع بار حداکثر
هواساز دو منطقه ای: قابلیت تامین هوا برای فضاهای غیر مشابه را دارد.

هوا ساز افقی

هوا ساز عمودی

هواساز یک منطقه ای
هواساز چند منطقه ای

زمینه های کاربردی هواسازها:
برای فضاهایی که
نیازمند تامین هوای تازه زیادی هستند. (سالن سینما و رستوران)
استفاده از فن کوئل به دلیل ایجاد سرو صدا چندان مناسب نیست. (کلاس درس)
فضاهایی که وجود تجهیزات تبادل حرارت ضمن اشغال فضا، امکان دستکاری افراد را افزایش می دهد.
اماکنی که به هر دلیلی می باید از لوله کشی آب یا بخار در آنها پرهیز کرد. (کتابخانه، اتاق کنترل)

از نقطه نظر معماری:
در بین تجهیزات تبادل حرارت، هواسازها به دلیل حجم نسبتاً زیاد، نیاز به اتاق مخصوص دارند. در صورت امکان و عذم ایجاد مزاحمت اتاق هواساز نزدیک فضای مورد تهویه در نظر گرفته می شود. بهتر است اتاق هواساز حداقل یک دیوار خارجی داشته باشد تا از آن بتوان برای حمل و نصب هواساز و تامین هوای تازه استفاده کرد.
به طور معمول هواسازها دارای شاسی مخصوص و لرزه گیر هستند؛ در غیر این صورت باید بر روی فنداسیون مناسب و لرزه گیر قرار گیرند.

حالت های مختلف استقرار اتاق هواساز در ساختمان

ابعاد تقریبی هواساز

در تجهیزات دو فصلی که به طور مشترک برای فصل گرم و سرد استفاده می شود دبی بیشتر مبنای تعیین ظرفیت است.

تجهیزات مولد
مولد سرما
مولد گرما
مولد دوفصلی
نیمه مولد مرکب دوفصلی
واحد یکپارچه گرمایشی
تجهیزات مکمل مولد گرما
کوره هوای گرم
دیگ

دیگ
دیگ وسیله تهیه سیال گرم در سیستم های گرمایش مرکزی آبی و بخاری است.
دیگ ها را می توان از نظر عملکرد در سه گروه عمده دیگ های تولید آبگرم، آب داغ و بخار طبقه بندی نمود. از نظر جنس مصالح نیز در دو گروه چدنی و فولادی قرار می گیرند.
برای تخمین ظرفیت دیگ باید بارگرمایشی فضاها و بار گرمایشی آبگرم مصرفی را جمع نمود و حداقل 20% به عنوان تلفات دیگ و دودکش به آن افزود.

𝑄 𝐵 = 𝑄 𝑡 (1+𝐴)

دیگ فولادی عقب خشک
دیگ فولادی عقب تر

در ساختمانهای بزرگ بهتر است به جای یک دیگ از چند دیگ با ظرفیت های مساوی یا نامساوی استفاده شود:
1- تا بنا به میزان سردی هوا تعدادی از دیگ ها یا همه آنها را روشن کنیم.
2- در طول فصل گرما که هدف فقط تهیه آبگرم مصرفی است می توان دیگ های اصلی را خاموش کرد و فقط دیگ کوچکی را روشن نگه داشت.
3- تا در صورت تعمیر یکی از دیگ ها با مشکل مواجه نشویم.

زمینه های کاربری و ملاحظات:
دیگ های چدنی برای تاسیسات خانگی و کوچک مناسب است به نحوی که فشار وارده بیش از 5 اتمسفر نباشد.(ساختمان های با ارتفاع حداکثر 50 متر)
دیگ های چدنی به دلیل ساختار قطعه ای حمل و نقل آسانتری دارند و عمر آنها نسبتاً زیاد است.
دیگ های فولادی به دلیل تحمل فشارهای بالا برای تولید آبگرم، آب داغ و بخار محدودیتی ندارند.
دیگ های فولادی به صورت یکپارچه حمل و نصب می شوند، لذا طرح معماری باید با توجه به ابعاد دیگ، معابر مناسبی را در نظر بگیرد.
دیگ های فولادی مقاومت کمی در برابر خوردگی دارند و نسبت به دیگ های چدنی گرانتر هستند؛
بنابراین در شرایطی که بتوان از دیگ های چدنی استفاده کرد بر دیگ های فولادی ارجحیت دارند.

مثال: محاسبه طول تقریبی دیگ چدنی با ظرفیت 200000 کیلوکالری بر ساعت؟

کوره هوای گرم
دارای قسمت های اصلی مانند مشعل، محفظه احتراق و بادزن می باشد و برای ساختمانهایی که نیازمند تعویض هوای زیادی هستند، بسیار مناسب است.
چون به صورت تک فصلی استفاده می شود می توان هوای گرم را از پایین توزیع و از بالا به کوره برگرداند.

به منظور تثبیت فشار سیستم و فراهم آوردن امکان انبساط حجمی آب مورد استفاده قرار می گیرد.

منبع انبساط باز بالاتر از مرتفع ترین وسیله تبادل حرارت قرار می گیرد. اما منبع انبساط بسته معمولاً در موتورخانه مرکزی نصب می شود.
اگرچه به صورت تئوری می توان با یک لوله منبع انبساط را به سیستم گرمایش متصل نمود اما به منظور جلوگیری از یخ زدگی با لوله رفت و برگشت در مدار گردش آب قرار می گیرد.
یکی از معایب منبع انبساط بسته گرانی خود منبع و استفاده از گاز ازت است که این عیب در مقایسه با اتلاف حرارت مستمر منبع باز و لوله کشی های آن ناچیز است.
عیب دیگر حجم بیشتر نسبت به منبع باز است که آن نیز در صورت استفاده از منبع دیافراگمی رفع می شود.

تجهیزات مولد
مولد سرما
مولد گرما
مولد دوفصلی
نیمه مولد مرکب دوفصلی
خنک کن جذبی
خنک کن تراکمی
خنک کن تبخیری

خنک کن تبخیری براساس گرماگیری آب از هوای عبوری عمل می کند. آب با گرفتن گرمای محسوس هوا تبخیر می شود. که همین علت نامگذاری این تجهیزات است. پس دستگاه خنک کن تبخیری موجب افزایش رطوبت هوا می شود. لذا عملکرد مناسب و بازده خنک کن های تبخیری زمانی است که اختلاف دمای خشک و دمای مرطوب منطقه زیاد باشد. در مناطق مرطوب چون اختلاف دمای خشک و مرطوب کم است، به دلیل بازده کم تجهیزات تبخیری از آنها استفاده نمی شود.

1- کولر آبی
رایج ترین وسیله سرمایش تبخیری کارآمد در مناطق خشک و نیمه خشک در ایران است. پاشش آب بر پوشالها، امکان تبخیر سریع تر آب را فراهم می آورد.
کولرهای آبی باید در فضای باز نصب شوند تا امکان تامین صد در صد هوای تازه برای آنها وجود داشته باشد. هر مکانی که کولر آبی نصب می شود باید معابر مناسبی برای خروج هوا در نظر گرفت.
کولر آبی معمولاً در پشت بام نصب می شود اما باید دقت نمود در محلی که احتمال ورود هوای آلوده وجود دارد قرار نگیرد. حداقل 3 متر فاصله افقی از دهانه دودکش و دهانه هواکش فاضلاب، مگر اینکه حداقل 2 متر از سطح فوقانی کولر بالاتر باشند.

در ساختمان های بلند به دلیل مقدار زیاد کانال مصرفی و افت فشار زیاد برای طبقات پایین استقرار کولر در پشت بام چندان منطقی نیست.
بنابراین در بسیاری موارد می توان کولرها را در تراس یا بالکن هر طبقه قرار داد. در این صورت باید فضای کافی برای دسترسی و تعمیرات در اطراف کولر وجود داشته باشد؛ و کفشوی مناسب با قطر 2 اینچ برای تخلیه آب پیش بینی شود.
کولر آبی نباید در بالای معابر عمومی نصب شود مگر اینکه در زیر آن سینی قطره گیر با لوله تخلیه نصب شود.
کانال فلزی در معرض تابش مستقیم آفتاب نباید بیش از 2 متر باشد.

2- هواشوی
هوا شوی همچون کولر آبی از طریق رطوبت زنی باعث کاهش دمای خشک هوا می شود. آب توسط یک پمپ فشار قوی به سمت افشانک ها هدایت می شود و به صورت پودر به هوا اضافه می شود. پاشش آب از افشانک ها گرد و غبار را نیز از هوا می زداید.
در برخی موارد در صورت نیاز برای افزایش ظرفیت و کاهش رطوبت هوای خروجی می توان با قرار دادن یک کوئل آب سرد شرایط بهتری را فراهم آورد.
هواشوی ها بازده بهتری نسبت به کولرهای آبی دارند و در ظرفیت های بسیار بیشتری به کار گرفته می شوند.

3- برج خنک کن
البته برج خنک به عنوان دستگاه سرمایشی ساختمان مورد استفاده قرار نمی گیرد، بلکه بیشتر به منظور خنک نمودن آب کندانسور چیلرهای تراکمی یا جذبی کاربرد دارد.
برج های خنک کن مانند تمامی تجهیزات تبخیری در مناطق گرم و خشک و نیمه خشک کاربرد دارند و در مناطق مرطوب نمی توان از آنها استفاده کرد.
برج های خنک کن تجهیزاتی نسبتاً حجیم، سنگین و پر سر و صدا هستند و حتماً باید در فضای باز نصب شوند. نصب برج خنک کن در محوطه نسبت به بام در اولویت قرار دارد. در این صورت بهتر است در اطراف برج خنک کن حصاری مشبک نصب شود. تا ضمن پنهان نمودن آن و ایجاد نمایی مطلوب از دسترسی افراد غیر مسئول جلوگیری شود.

خنک کن تراکمی
همه خنک کن های تراکمی، از واحدهای کوچک و کم ظرفیت (کولر گازی) تا خنک کن های پر ظرفیت (چیلر تراکمی) دارای سه قسمت اصلی
1- کمپرسور (متراکم کننده)
2- کندانسور (تقطیر کننده)
3- اواپراتور (تبخیر کننده)
هستند. ماده مبرد در اواپراتور حرارت را از آب یا هوای اطرافش جذب کرده و تبخیر می شود که این موجب کاهش دمای آب یا هوا می شود.

کندانسور
اواپراتور
کمپرسور
شیر انبساط

سپس مبرد تبخیر شده وارد کمپرسور شده و با فشار به سمت کندانسور هدایت می شود. تا در کندانسور در مجاورت آب یا هوا بار دیگر تقطیر شده و برای تبخیر مجدد وارد اواپراتور شود.
کندانسورها ممکن است با آب یا با هوا خنک شوند.
در مواردی که تجهیزات تراکمی کم ظرفیت باشند و به صورت محلی استفاده شوند، از کندانسورهای هوایی استفاده می شود.
در ظرفیت های زیاد و در شرایطی که منطقه مرطوب نباشد، از کندانسور آبی استفاده می شود. کندانسور آبی نیازمند اتصال به برج خنک کننده هستند.

اواپراتورها نیز ممکن است از نوع آبی یا هوایی باشند. اواپراتور تجهیزات کم ظرفیت و محلی به طور معمول هوا را خنک می کند و اواپراتور چیلرهای تراکمی مرکزی آب را خنک می کنند.

از مزایای مهم خنک کن های تراکمی تنوع و گوناگونی آن است که امکان کاربری گسترده ای را به آنها می دهد. از خنک کن های تراکمی می توان در اقلیم های متفاوت و شرایط کاربری مختلف استفاده کرد.
ضریب کارآیی نسبتا خوب از دیگر مزایای این خنک کن ها محسوب می شود.
بزرگ ترین عیب خنک کن های تراکمی مصرف نسبتاً زیاد برق آنها است.
خنک کن های تراکمی که دارای کمپرسور سیلندر- پیستونی هستند تجهیزاتی پر سر و صدا و دارای استهلاک زیاد محسوب می شوند.

خنک کن های جذبی
خنک کن های جذبی رایج از نوع آب- لیتیم بروماید هستند، که آب ماده مبرد و لیتیم بروماید ماده جاذب می باشد.
خنک کن های جذبی با ظرفیت کم که به صورت واحدهای محلی مورد استفاده قرار می گیرند، از نوع آمونیاک- آب می باشند که آمونیاک ماده مبرد و آب ماده جاذب است.
خنک کن های جذبی تنوع چندانی ندارند و در اغلب موارد، در انواع پرظرفیت ساخته شده و کاربردی مرکزی دارند.
ضریب کارآیی آنها نسبت به چیلرهای تراکمی کمتر و حجم آنها بیشتر است.
چیلرهای جذبی متکی به سوخت فسیلی و دیگ های آبگرم یا بخار هستند و مصرف برق آنها بسیار کم است. استهلاک کم و عمر نسبتاً زیاد از جمله مزایای آنهاست.

چیلرهای جذبی کم سر و صدا و بدون لرزش هستند.
به طور کلی چیلرهای جذبی از انرژی حرارتی استفاده می کنند. این انرژی حرارتی ممکنن است با شعله مستقیم یا آب گرم و بخار تهیه شده در دیگ یا انرژی خورشیدی تامین شود . به همین دلیل چیلر جذبی را می توان در موارد زیر پیشنهاد داد.
1- برای مکان هایی که بتوان از انرژی حرارتی بازیافتی از سایر تجهیزات استفاده کرد.
2- بیمارستانها که بخار برای گرمایش یا سایر مصارف استفاده می شود.
3- مواردی که مصرف زیاد برق (برای خنک کن تراکمی) مقرون به صرفه نمی باشد.

تجهیزات مولد دو فصلی
مولدهای دو فصلی ترکیب متناسبی از مولدهای گرما و سرما در قالب یک دستگاه هستند.
اهمیت تجهیزات سرمایشی و محوریت آنها باعث می شود تا این گونه تجهیزات بر اساس نوع سیستم سرمایش طبقه بندی شوند.
مولد دو فصلی تراکمی
مولد دو فصلی جذبی
مولد دو فصلی تبخیری

پمپ حرارتی رایج ترین دستگاه مولد دو فصلی است که متناسب با فصل، موجب گرمایش یا سرمایش محیط می شود. از نظر ساختار و عملکرد مشابه یک سیستم تبرید تراکمی است. در این دستگاه تغییر عملکرد کندانسور و اواپراتور توسط یک شیر چهار راهه صورت می گیرد.

کولر پنجره ای یا دو تکه با گرمکن برقی نیز از جمله مولدهای دو فصلی هستند، که همان سیستم تراکمی با مقاومت گرمایی الکتریکی می باشد. البته ظرفیت گرمایی این تجیزات کم است و برای مناطقی که زمستان چندان سردی ندارند استفاده می شود.
مولد دو فصلی تبخیری نیز دستگاهی ترکیبی از کولر آبی و کوره هوای گرم می باشد.
برخی از تجهیزات مولد دو فصلی مانند چیلرهای جذبی شعله مستقیم و پمپ های حرارتی پرظرفیت تجهیزات مرکزی هستند؛ اما استفاده از آنها به منظور گرمایش، به دلیل هزینه های زیاد مقرون به صرفه نیست.
مولدهای دو فصلی توانایی تهیه آبگرم را ندارند و در صورت استفاده از آنها باید از آبگرمکن های محلی برای تامین آبگرم استفاده کرد.

تخمین سطح مقطع لوله
لوله ها به صورت تکی مشکل چندانی ندارند اما اغلب اوقات به صورت گروهی و با کاربری های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. عبور لوله ها از اماکن مختلف تابع مقررات و ضوابط خاصی است که در تعیین معابر تاثیر دارد. از سوی دیگر لوله ها تا حد امکان باید در دسترس باشند.
به طور کلی برای تعیین قطر لوله می توان از رابطه زیر استفاده کرد.
𝑄=2.449×𝑉× 𝐷 2 𝑄 𝑔𝑝𝑚 , 𝑉 𝐹𝑃𝑆 , 𝐷 (𝑖𝑛)
مثال: دبی آب در لوله ای 2000 گالن در دقیقه و سرعت آن کمتر از 8 فوت بر ثانیه است، قطر لوله چه مقدار باید باشد؟
𝐷= ( 𝑄 2.449×𝑉 ) 1 2 = 2000 2.449×8 =10.1 𝑖𝑛 ≈10 𝑖𝑛

برای جلوگیری از سر و صدا، سرعت مجاز آب در لوله ها حداکثر 4 FPS منظور می شود. اما در اماکنی که موضوع سر و صدا چندان اهمیتی ندارد می توان سرعت را تا 10 FPS نیز در نظر گرفت. بر همین اساس افت فشار مجاز با سرعت 4 فوت بر ثانیه 2/5 فوت در هر 100 فوت است.
برای تعیین معبر لوله ها باید توجه داشت که لوله های سسیستم های گرمایی و سرمایی به صورت رفت و برگشت و در بعضی موارد به صورت سه لوله ای (لوله برگشت معکوس) اجرا می شوند. به ازای هر لوله 2/5 اینچ (5 سانتی متر) برای عایق و از هر سو حداقل 8 سانتی متر با یکدیگر یا دیواره شفت در نظر گرفت.
سیستم لوله کشی ساختمان را بر اساس نحوه برگشت آب به دو دسته طبقه بندی می کنند.
1- برگشت مستقیم 2- برگشت معکوس

1- سیستم لوله کشی با برگشت مستقیم
در این روش قطر لوله برگشت در تمام طول مسیر با قطر لوله رفت متناظر برابر است. در این سیستم افت فشار در مسیر لوله کشی به مبدل های نزدیکتر کمتر از افت فشار در مسیر لوله کشی به مبدل های دورتر می باشد. آب در مبدل های نزدیک تر با سرعت بیشتری گردش می کند. سیستم متعادل نیست و باید از شیرهای متعادل کننده استفاده کرد.
این طریقه لوله کشی برای جایی که دستگاه های پخش کننده حرارت دارای افت فشارهای نامساوی (مانند فن کویل ها) هستند و هر کدام نیز یک شیر تنظیم کننده (balancing valve) دارند، توصیه می شود. لازم به ذکر است سیستم لوله کشی رادیاتور ها در ساختمان های کوچک با برگشت مستقیم انجام می گردد.

2- سیستم لوله کشی با برگشت معکوس:
اگر دستگاه های پخش کننده گرما دارای افت فشار مساوی و یا تقریبا مساوی باشند، لوله کشی با برگشت معکوس برای آنها پیشنهاد می شود. در این سیستم آب برگشتی از دستگاه ها در جهت حرکت آب در لوله رفت حرکت می کند تا لوله برگشت آب آخرین دستگاه نیز به آن متصل می گردد، پس از آن آب به سمت موتورخانه حرکت خواهد کرد.
در این سیستم لوله کشی مجموع طول لوله های رفت و برگشت برابر هستند، در نتیجه افت فشار در مدار لوله کشی تمام دستگاه ها مساوی است. اگر افت فشار آب در خود دستگاه مساوی یا تقریباً مساوی باشد، مقدار آب در هر مدار متناسب با قطر لوله محاسبه شده، جریان خواهد یافت. لازم به ذکر است که سیستم لوله کشی بیشتر ساختمان ها به این روش انجام می شود.

سیستم لوله کشی برگشت مستقیم
سیستم لوله کشی برگشت معکوس

تخمین ابعاد کانال
برای تخمین سطح مقطع کانال کافی است دبی هوا و سرعت مجاز هوا مشخص باشد.
𝐴=𝑄÷𝑉 𝑄 𝑐𝑓𝑚 , 𝑉 𝑓𝑡 𝑚𝑖𝑛 , 𝐴( 𝑓𝑡 2 )
حداکثر سرعت هوا در کانال های اصلی برای اماکن غیر صنعتی 2000 فوت در دقیقه است. افزایش سرعت هوا موجب سر و صدا شده و در بسیاری اماکن آزاردهنده است. اما برای اماکن صنعتی که سر و صدا اهمیت چندانی ندارد بهتر است سرعت هوا بیشتر در نظر گرفته شود تا هزینه های شبکه کانال کمتر و اجرای آن آسان تر شود.

بهترین مقطع برای کانال ها، دایره است. اما به طور معمول امکان استفاده از مقاطع مدور به دلیل جای زیادی که اشغال می کنند در همه جا امکان پذیر نیست.
بعد از مقطع مدور، مقاطع مربع شکل بهتر هستند. هر چه مقطع کانال ها به مربع نزدیک تر باشد، اقتصادی تر است. اما در بسیاری اماکن به دلیل افزایش عمق شفت ها و سقف های کاذب امکان پذیر نیست. بنابراین استفاده از مقاطع مستطیل اجتناب ناپذیر است. البته در مقاطع مستطیل می باید نسبت 1 به 4 ابعاد را رعایت نمود.
ظرفیت کوئل سرمایی هواسازی 600000 Btu/hr می باشد. ابعاد سطح مقطع کانال اصلی رفت را تعیین کنید.
Q= 600000 20 =30000 𝑐𝑓𝑚 𝐴= 30000 2000 =15 𝑓𝑡 2
بنابراین ابعاد 3 در 5 فوت را می توان برای کانال رفت در نظر گرفت. ابعاد در نقشه ها به اینچ نوشته می شوند بنابراین ابعاد کانال 36 در 60 فوت است.

وصاله ها: در طی مسیر کانال کشی وصاله هایی از قبیل زانویی، برای تغییر جهت جریان و تبدیل ها برای تغییر تدریجی سطح مقطع کانال به دلیل گرفتن انشعاب یا برخورد به مانع نیز وجود دارد.
دمپرها: وظیفه ی دمپرها کنترل دبی و تنظیم فشار هوا در نقاط مختلف سیستم می باشد. دمپرها به صورت دستی یا توسط دمپر موتور کنترل می شود.

سرعت مناسب بر روی دریچه باید بین 250- 500 fPm باشد.
دریچه ها انواع مختلفی دارند. در یک دسته بندی معمول می توان به موارد زیر اشاره کرد.
1- دریچه های دیواری: که در انتهای کانال رفت نصب می شوند و به منظور تنظیم دبی جریان و جهت جریان می باشد. دریچه های دیواری را می بایست تا حد امکان در ارتفاع بالا و نزدیک سقف نصب کرد.
2- دریچه های سقفی: این گونه دریچه ها نصب آسان تری دارند و در مرکز هر قسمت از سقف قرار می گیرند.
3- دریچه های تیغه ثابت: برای تخلیه یا برگشت هوای اتاق در نظر به کار می رود. محل نصب آنها روی در یا دیوار مشرف به راهرو و نزدیک کف اتاق می باشد.

برای اتاق هتل ها که یک حریم شخصی است، الزاماً می بایست از کانال برگشت استفاده کرد.
برای سرویس های بهداشتی و اتاق های آلوده بیمارستان می بایست کانال تخلیه در نظر گرفت.

دریچه های سقفی
دریچه های دیواری

معابر کانال ها تقریباً با سطح مقطع آنها برابری می کند و یا اندکی به واسطه عایق کاری و نبشی بیشتر است. اما معابر افقی یا عمودی لوله ها بهتر است حداقل 2/5 برابر سطح مقطع آنها با عایق کاری باشد تا تعمیر و تعویض امکان پذیر و آسان شود.
در معابری که کانال ها همراه با سایر تجهیزات مانند لوله ها یا سینی های کابل اجرا می شوند، کانال ها باید در عمق اجرا شوند به نحوی که حجم نسبتاً زیاد کانال مانع از دسترسی به سایر تجهیزات نشود.

سقف های کاذب
سقف های کاذب از جمله مهم ترین معابر کانال و لوله ها است که برای اغلب ساختمان های مسکونی، اداری و تجاری ارتفاع مفید آنها بین 30 تا 60 سانتی متر در نظر گرفته می شود.
اما برای بیمارستان ها و اماکن درمانی یا مراکز آزمایشگاهی و تحقیقاتی بزرگ به دلیل حجم زیاد کانال های هوا و لزوم به کار گیری تجهیزات ویژه مانند لوله کشی گازهای طبی یا آزمایشگاهی، هوای فشرده و … ارتفاع مفید سقف های کاذب به ویژه در راهروها نباید کمتر از 100 سانتی متر باشد.

گاهی اوقات با توجه به حجم پروژه و نحوه استقرار تجهیزات نسبت به فضا لازم می شود که ارتفاع بیش از 2 متر نیز در نظر گرفته شود که در این صورت آن را طبقه تاسیساتی می نامند.

تعدد تجهیزات و مزایای آن
اصولاً در طراحی ها نباید نیازهای سطوح زیادی از ساختمان را با یک یا تعداد کمی از دستگاه ها مرتفع کرد.
بهتر آن است که تعداد تجهیزات بیشتر و حجم آنها کمتر باشد. در این صورت از ارتفاع نصب کاسته و سطح مورد نیاز افزایش خواهد یافت. در اغلب موارد تامین فضا به صورت افقی مشکلات کمتری را نسبت به تامین فضای عمودی به دنبال دارد.
علاوه بر این، وجود تجهیزات متعدد اگر چه ممکن است باعث افزایش سرمایه گذاری اولیه شوند، اما ضریب اطمینان سرویس دهی دوران بهره برداری را افزایش داده و با کاهش دامنه ظرفیت امکان کنترل دقیق تری را فراهم می آورند و متعاقب آن در اکثر موارد موجب کاهش مصرف انرژی می شوند.

البته این نکته حائز اهمیت است که:
تعدد تجهیزات نباید منجر به پراکندگی و بی نظمی در ساختار تاسیسات مکانیکی شود.
به این منظور باید مناطقی که به صورت افقی یا عمودی به نصب تجهیزات یا معبر کانال و لوله اختصاص می یابند در یک راستا باشند.

شفت ها یا معابر عمودی
در کنار سقف های کاذب که نقش معابر افقی را دارند، معابر عمودی یا شفت ها به ویژه در ساختمان های چند طبقه از اهمیت زیادی برخوردارند.
سطح مقطع شفت تابعی از تعداد لوله ها، کانالها و سطح مقطع آنها است که بنا به نوع ساختمان و منطقه بندی و نوع سیستم گرمایش و تهویه مطبوع دارای تنوع و تفاوت های زیادی است.
یکی از موارد مهم که نیازمند شفت اختصاصی است، دودکش است. سطح مقطع دودکش به ازای هر کیلو وات ظرفیت دیگ، 400 میلی متر مربع یا به ازای هر 1000 بی تی یو در ساعت ، 0/2 اینچ مربع تخمین زده می شود.

سطح مقطع دودکش با ظرفیت دیگ نسبت مستقیم و با ارتفاع دودکش نسبت معکوس دارد.

شفت مناسب برای دودکش، شفتی است که تا حد امکان از موتورخانه تا بام به صورت مستقیم اجرا شود و سطح خارجی دودکش در آن حداقل 30 سانتی متر از هر طرف با سطح داخلی شفت فاصله داشته باشد تا علاوه بر امکان بازدید و بررسی، مانع از انتقال حرارت دودکش به سطوح بیرونی شفت شود. به همین دلیل بهتر است پایین شفتی که دودکش از آن عبور می کند باز باشد.
اجرای افقی دودکش تنها یک بار و تنها از محل خروجی دیگ تا لوله قائم مجاز است. طبق مقررات ملی ساختمان طول قسمت افقی نباید از 75% طول قسمت قائم دودکش بیشتر باشد. بنابراین معمار باید از همان ابتدا موقعیت موتورخانه را به گونه ای در نظر بگیرد که اختلالی در حرکت عمودی به وجود نیاید.

شفت ها نیز همچون آسانسورها و پلکان در فضاهای عمومی اجرا می شوند و در هر طبقه می بایست قابل دسترسی باشند.
در مورد لوله های فاضلاب به دلیل محدودیت در حرکت های افقی اجرای شفت های پراکنده که بخشی از فضاهای خیس که بر روی هم قرار گرفته اند، محسوب می شوند، در اولویت است.
تعدد رایزرهای فاضلاب ضمن کاستن از لوله های افقی و ممانعت از انتشار آلودگی، موجب کاهش سطح مقطع لوله ها می شود.

شفت مشترک برای دو سرویس مجاور در اتاق هتل یا بستری بیمارستان
درحالت (الف) شفت بین دو اتاق قرار گرفته و یک دیوار سرویس ها خارجی است. دیوار خارجی برای سرویس ها مزیت نورگیری و تهویه طبیعی را به دنبال دارد، اما ممکن است از سطح نورگیری اتاق ها بکاهد. از طرف دیگر باید در مسیر شفت تا ورودی سرویس، سقف کاذب اجرا شود.
در حالت (ب) شفت بین دو سرویس واقع شده است و با توجه به کاشی کاری و عایق رطوبتی داخل سرویس ها، دسترسی آتی به شفت ها بسیار مشکل و پرهزینه است. در این حالت نیازی به اجرای سقف کاذب موضعی در اتاق ها نیست.
در حالت (ج) هر دو سرویس مشرف به راهرو هستند و یک دیوتاره شفت از طریق راهرو قابل دسترسی است.

تاسیسات آتش نشانی
آتش سوزی عبارت است از احتراق سریع مواد در حضور اکسیژن.
 فرآورده های آتش سوزی:
1- شعله و گرما 2- دود و گازهای سمی
بنابراین وظیفه سیستم حفاظت در برابر آتش سوزی علاوه بر اطفای حریق، حذف دود نیز می­باشد.

دسته بندی آتش سوزی:
دسته A: آتش سوزی مواد سوختی معمولی مانند: چوب، پارچه، کاغذ و لاستیک.
دسته B: آتش سوزی مایعات آتش گیر، روغن­­ها، چربی­ها، رنگ­های روغنی و گازها.
دسته C: آتش سوزی ناشی از تجهیزات برقی واسطه اطفای حریق نباید رسانای الکتریسیته باشد.
دسته D: آتش سوزی فلزات سوختنی مانند منیزیوم، تیتانیوم، سدیم، لیتیم، پتاسیم.

دسته بندی خطرات:
خطر کم: مواد سوختنی ناچیز مانند کلاس ها، مساجد، تالارها.
خطر متوسط: مواد سوختنی A , B مانند دفاتر اداری، فروشگاه­ها انبارهای راهروبندی شده و کارخانه­های سبک
خطر زیاد: مواد سوختنی A, B انبار است، تولید می­شود یا مصارف دیگری دارد.

مراحل طراحی سیستم حفاظت در برابر آتش:
کاربری ساختمان بر نحوه حفاظت از آتش موثر است.
مرحله 1،آشکارسازی: به طور خودکار یا به وسیله انسان
مرحله 2، اعلام خطر: مدیریت ساختمان، ساکنان و سازمان آتش نشانی را مطلع می­کند و به ساکنان گفته می­شود که چه کارهایی انجام دهند.
مرحله 3، فرونشانی آتش: از سیستم­های دستی یا خودکار برای اطفای حریق و بیرون راندن دود استفاده می­شود.

طرح ایمنی در برابر آتش:
بعضی از معیارهای بنیادی به قرار زیر است:
ساخت مقاوم در برابر آتش: دیوارها، تیغه­ها، سقف و کف باید با ضریب مقاومت در برابر آتش قید شده یا بیشتر از آن ساخته شود. ضرایب بسته به کاربری و ارتفاع تغییر می­کند.
کنترل دود: ساختمان بایستی بتواند دود را از طریق بیرون راندن، رقیق سازی یا محدود کردن کنترل کند؛ با باز شدن پنجره یا افزایش فشار در ساختمان
مسافت حرکت: حداکثر مسافت طی شده برای دسترسی به خروجی از دورترین نقطه تا خروجی، بدون برخورد با مانع از مقدار معین بیشتر نشود.

راه خروج: از هر فضای داخل ساختمان دست کم، دو راه خروج مجزا وجود داشته باشد مگر در فضاهای کوچک.
اختصاصی بودن راه خروج: پله های اضطراری، ورود داکت و لوله به آن باید محدود و تحت حفاظت باشد.
حمل و نقل عمومی: آسانسورها تهویه شوند یا تحت فشار باشند، (البته آسانسورها راه خروج اضطراری محسوب نمی شوند.) بازشدگی پله برقی با کرکره­های آتش بند محافظت گردد یا با آبفشان و پرده آب محافظت شود. بازشدگی عمومی را باید درزبندی کرد تا آتش به یک طبقه محدود شود.

روشنایی کافی: برای فضاهای عمومی که ممکن است شخصی برای اولین دفعه به آنجا مراجعه کرده باشد، اهمیت بیشتری دارد. علائم معمولاً در ارتفاع 7 ft یا بیشتر نصب می کنند. نصب علائم اضافی در ارتفاع 2 ft از کف راهروی دود گرفته، راه موثری برای هدایت ساکنان به محلی امن است.
هماهنگی با سازمان آتش نشانی: محل استقرار شیرها، تابلوهای برق، سیستم های هشدار دهنده، راه­های دسترسی به ساختمان.

مدیریت ساختمان نیاز دارد که فوراً شدت آتش را ارزیابی کند و اقدامات مقتضی، از قبیل فعال کردن سیستم اعلام خطر، اعلام تخلیه کامل یا بخشی از ساختمان و مطلع کردن سازمان آتش نشانی را به عمل آورد.
اعلام خطر دستی: کلید الکتریکی خاصی که یک سیستم هشدار دهنده مانند زنگ یا چراغ چشمک زن را فعال می­کند و برای جلوگیری از به کار اندازی تصادفی شخص ناچار است قبل از به کار انداختن صفحه یا میله­ای شیشه­ای را بشکند.
آشکارسازهای گرمایی: وقتی دما در مجاورت آن به میزان از پیش معینی رسید، سیستم اعلام خطر را فعال می­کند.
آشکارساز دود: که مورد تاکید آیین نامه ­ها می­باشد. از آشکارسازهای گرمایی حساس ترند به شرط آن که دود حاصل از آتش سوزی در محدوه آشکارسازی آنها قرار داشته باشد.

آشکارسازهای شعله: به چهار دسته اصلی فروسرخ، فرابنفش، فوتو الکتریکی و سوسوزن تقسیم می شوند. عمدتاً در فرآیندهای صنعتی و معدن کاری استفاده می شود.
در بندهای مغناطیسی: وسیله ای الکترومغناطیسی که وقتی برق دار است در آتش بند را باز نگه می دارد و در هنگام وقوع آتش سوزی آن را رها می کند تا بسته شود.
آشکارسازهای جریان: وقتی آب در سیستم فرونشانی آتش جریان پیدا می­کند سیستم اعلام خطر را فعال می­کند. وسیله ای مطمئن برای پاییدن سیستم آتش نشانی، حتی در صورت عدم حضور ساکنین
وسایل دیداری و شنیداری: زنگ، بوق، آژیر، چراغ چشمک زن، با لامپ­های پردوام در کف یا دیوارها برای راهنمایی ساکنین.

سیستم­های فرونشانی آتش:
با سرد کردن مواد سوختنی تا زیر دمای اشتعال یا با جلوگیری از واکنش اکسیژن می­توان آتش را فرونشاند. بسته به نوع آتش سوزی و کاربری ساختمان بعضی سیستم های فرونشانی از بعضی دیگر، کارآمدترند.
سیستم های فرونشانی آتش را می توان به چند روش دسته بندی کرد:
1- دسته بندی بر اساس واسطه مورد استفاده: آب، کف، مواد شیمیایی، گاز هالوژنه
2- دسته بندی بر اساس عمل وسیله: کپسول آتش نشانی، منبع ایستاده و شیلنگ، آبفشان.
3- دسته بندی بر اساس روش کار: دستی یا خودکار.

آب رسانی: آب متداول ترین واسطه آتش نشانی است. این ماده به آسانی و در حجم زیاد در دسترس است و از هر واسطه آتش نشانی دیگری ارزان تر است.
فشار بخش های مختلف این سیستم، وقتی جریان عبور می کند، باید از مقادیر زیر بیشتر باشد:
در لوله اصلی: 10−20 𝑝𝑠𝑖 69−138 𝑘𝑃𝑎
در دهانه شیلنگ (نازل) 65 𝑝𝑠𝑖 448 𝑘𝑃𝑎
در هر کله گی آبفشان 15−30 𝑝𝑠𝑖 (103−206𝑘𝑃𝑎)
روی بام 15−30 𝑝𝑠𝑖 (103−206𝑘𝑃𝑎)

وقتی شبکه آبرسانی قادر به تامین نیازهای سیستم حفاظت نباشد می توان از منابع دیگر استفاده کرد. به طور کلی، ظرفیت ذخیره ای معادل 30 دقیقه متداول است.

سیستم های کف ساز
این سیستم ها برای آتش سوزی های دسته B کارآمد هستند. کف به وسیله مولدهایی تولید می شود که آب را با مواد شوینده مخلوط می کنند تا به ازای هر لیتر آب مصرفی 1000 لیتر کف تولید شود.
از سیستم های کف ساز در موارد مختلف از جمله در چاپخانه ها و کارخانه های هواپیماسازی استفاده می کنند.

سیستم های گازی فرونشانی آتش:
این سیستم برای آتش سوزی های دسته C کارآمد هستند. همه گازهای مورد استفاده را به صورت مایع تحت فشار ذخیره می کنند. این سیستم ها بر سه نوع هستند:
1- سیستم دی اکسید کربن: در صورتی موثر واقع می شوند که در فضاهای محصور، بدون تهویه طبیعی به کار گرفته شوند. گاز 𝐶𝑂 2 مسموم کننده است.
2- گاز هالوژنه: نام عمومی این گازها حاوی عناصری از قبیل فلوئور، کلر، برم و ید است.
3- گاز اتمسفری: مخلوطی از آرگون، دی اکسید کربن و نیتروژن است.
این مخلوط مسموم کننده نیست، لایه اوزون را تخریب نمی کند و سبب گرم شدن زمین نمی شود. این نوع سیستم گازی موثر است، اما در مقایسه با گازهای هالوژنه در فضایی با حجم برابر، مقدار بیشتری از آن را باید مصرف کرد.

مواد شیمیایی خشک
این مواد به ویژه، برای فرونشانی آتش سوزی های دسته D (آتش سوزی هایی که در آنها فلزات سوختنی نقش دارند) به کار می روند. بیشتر مواد شیمیایی خشک حاوی بی کربنات ها، کلرید ها، فسفات ها و سایر ترکیبات اختصاصی اند.
وقتی فلزات می سوزند نباید برای خاموش کردن آنها از آب استفاده کرد، زیرا فلز گداخته اکسیژن آب را استخراج می کند و شدیدتر می سوزد؛ در عین حال هیدروژن آب هم آزاد می شود که به آسانی آتش می گیرد.

کپسول های آتش نشانی
از کپسول های آتش نشانی سیار به عنوان نخستین وسیله برای حفاظت در برابر آتش سوزی استفاده می شود. غالباً به کمک همین کپسول ها از بروز فجایع بزرگ جلوگیری می شود. آن ها را معمولاً با آب یا مواد شیمیایی پر می کنند و با دست به کار می اندازند.
در ساختمان هایی که در معرض آتش سوزی دسته A قرار دارند، کپسول ها را باید در تمام فضاها نصب کرد در ساختمان های مشمول دسته B,C,D نصب آن به محل های خاص محدود می شود.

مزیت کپسول آتش نشانی آبی، هزینه پایین آن است.
مزیت کپسول های دی اکسید کربن و هالوژنه آن است که گاز روی سطح مورد حفاظت فیلم تشکیل نمی دهد و این ویژگی برای تجهیزات برقی و الکترونیکی بسیار مهم است.
مواد شیمیایی برای آتش سوزی مواد شیمیایی یا فلزات موثرند، اما این مواد معمولاً خورنده اند و به دشواری پاک می شوند.

سیستم های منبع ایستاده و شیلنگ
سیستم های منبع ایستاده و شیلنگ از لوله کشی، شیرهای مختلف، اتصالات شیلنگ و دیگر تجهیزات لازم برای ایجاد جریان یا افشانه آب به منظور فرونشانی آتش، تشکیل می شوند. به طور کلی در گروه های کاربری ساختمان یا در موارد زیر باید منبع ایستاده نصب شود:
وقتی ارتفاع طبقه بالای ساختمان از آخرین نقطه دسترسی ماشین های آتش نشانی (9 متر) بیشتر باشد.
هر گاه بخشی از ساختمان بیش از (120 متر) با آخرین نقطه دسترسی ماشین های آتش نشانی فاصله داشته باشد.
در مراکز خرید و صحنه تئاتر، تالار و …. که در آن دکور ساخته یا نصب می شوند.

سیستم­های منبع ایستاده به چند دسته تقسیم می­شوند:
سیستم­های تر: در این سیستم­ها منبع ایستاده با آب تحت فشار پر شده است. وقتی سیستم فعال می­شود. آب بلافاصله وارد شیلنگ متصل به منبع خواهد شد. در اغلب کاربری ­های ساختمان استفاده می­شود.
سیستم خشک: منبع با هوای فشرده پر می­شود؛ و با بازشدن شیر منبع، آب به طور خودکار وارد سیستم می­شود.
کاربری: هنگامی که ساختمان در معرض یخ بندان باشد یا استفاده از آب خطراتی را به دنبال داشته باشد؛ یک مرکز کامپیوتر یا نیروگاه.
سیستم دستی: استفاده از این سیستم ها به سازمان های آتش نشانی منحصر می شود.

تعداد رایزرهای مورد نیاز منبع ایستاده به فاصله افقی تحت پوشش شیلنگ ها بستگی دارد. به طور کلی در پاگرد بین طبقات در هر راه پله باید یک اتصال شیلنگ تعبیه کرد.
در سیستم های خودکار و نیمه خودکار باید سیستم هشدار دهنده جریان آب نصب کرد. به علاوه باید شیرهایی برای جداکردن سیستم لوله کشی، جلوگیری از پس زدن و قطع جریان را در نظر گرفت. باید بتوان از فاصله ای معین تشخیص داد که شیری بسته یا باز است.

سیستم های آبفشان
سیستم های آبفشان از منبع تامین آب، شبکه ای از لوله ها و کله گی های آبفشان تشکیل می شوند و هدف از نصب آنها فرونشانی خودکار آتش در فضاهایی است که در آنها دما یا دود به میزان از پیش معینی رسیده است.
کله گی آبفشان از سه قسمت نازل، آشکار ساز گزما و هادی الگوی پاشش تشکیل می شود. آشکار ساز با پیوندی زودگداز ساخته می شود. وقتی دما به نقطه ذوب رسید فشار آب آن را در هم می شکند و نازل را باز می کند.
گستره دمای ذوب آبفشان ها متفاوت است از دمای معمولی(58−78℃) تا دمای خیلی بالا (163−230℃). آبفشان ها را با رنگ رمزگزاری می کنند تا بتوان آن ها را شناسایی کرد.

سیستم تر: آبفشان تحت فشار آب قرار دارند، وقتی در نتیجه گرما باز می­شوند، بلافاصله آب از آن خارج می­شود.
سیستم خشک: شبکه لوله­کشی با هوای فشرده یا نیتروژن پر شده است. فشار هوا مانع ورود آب به بخش پس از شیر کنترل می­شود. وقتی فشار هوا آزاد می­شود آب به داخل سیستم جاری می­شود و می­بایست در طی 60 ثانیه به دورترین نقطه سیستم برسد. (محل­های در معرض یخ بندان)

کنترل گرهای دود
وقتی آتش هست، دود هم هست. میزان دود تولید شده به جنس ماده سوختنی که در آتش می سوزد بستگی دارد. آتش ناشی از سوختن چوب و کاغذ دود نسبتاً رقیقی تولید می کند، اما آتش حاصل از سوختن مواد پلاستیکی دود غلیظ و سمی تولید می کند.
کنترل دود مستلزم هماهنگی کامل بین طرح معماری، سازه و سیستم های گرمایش و تهویه مطبوع و حفاظت در برابر آتش سوزی است.
دود عمدتاً تحت تاثیر دو عامل پخش می شود:
1- اختلاف چگالی (اثر دود کش) 2- اختلاف فشار

وقتی هوای بیرون سرد است غالباً هوا در داخل چاه های ساختمان مانند راه پله، چاه آسانسور، داکت تاسیسات بالا می رود؛ زیرا هوای داخل ساختمان از هوای بیرون گرم تر و رقیق تر است. وقتی هوای بیرون از هوای داخل ساختمان گرم تر است، جریان هوای رو به پایین یا دودکش وارون مشاهده می شود.

کنترل فشار
هوا از فضایی که فشار آن بالاتر است به فضایی می رود که فشار هوای پایین تری دارد. اگر فشار هوا در فضاهای آتش بندی شده پایین نگه داشته شود، آنگاه هوای حاوی دود نمی تواند به آسانی به سایر فضاها جریان پیدا کند.
تخلیه موضعی : تخلیه هوا به وسیله بادزن یا کاهش فشار آن از طریق تهویه در طبقه ای که آتش سوزی از آنجا آغاز شده است، سبب کاهش فشار در منطقه آتش بندی شده می شود. در نتیجه هوا از سایر مناطق به این منطقه جریان پیدا می کند و مانع پخش دود می شود.

لایه بندی فشار: با کنترل مناسب رفت، برگشت و تخلیه هوا، دود تولید شده در منطقه آتش بندی شده نمی تواند به مناطق دیگر برود. به طور کلی اگر فشار در منطقه آتش بندی شده بین 0/1 و 0/15 اینچ آب از فشار در مناطق دیگر کمتر باشد، دود را می توان به نحو موثری محدود کرد.
بخش بندی ساختمان: در این روش ساختمان را به چند بخش عمودی تقسیم می کنند. گویی چند ساختمان مجزا را روی هم ساخته اند. از این روش در ساختمان­های بلندتر از 50 طبقه استفاده می­شود. عیب این روش هزینه اضافی و دردسرهای طبقات گذار بین هر دو بخش است.

ایجاد فشار در راه­پله: راهی که مهم­ترین راه خروج از ساختمان به شمار می­رود. عملکرد بادزن ایجاد فشار در راه پله می­بایست منجر به افزایش فشار به میزان حداقل 0.05 اینچ آب و حداکثر 0.25 اینچ آب در داخل راه پله شود.
ظرفیت بادزن ایجاد فشار به تعداد درهایی که به طور هم زمان باز فرض می­شوند وابسته است. به طور کلی حداقل 3 در یا 20% تعداد کل درها را کاملاً باز فرض می­کنند. به طور مثال برای یک ساختمان 20 طبقه باید هوا را با آهنگ 12000cfm در فشار 60 پاسکال تامین کرد.

تاسیسات الکتریکی
استفاده از انرژی الکتریکی برای روشنایی، گرمایش، تهویه مطبوع، حمل و نقل، تجهیزات تولید، و لوازم خانگی بی شمار هر روز رایج تر می شود. لذا طرح سیستم برقی بخش جدایی ناپذیر از فرآیند طراحی یک ساختمان است.
به طور کلی سیستم های برقی، در مقایسه با سیستم های مکانیکی، فضای زیادی را در ساختمان اشغال نمی کنند، اما بیشتر وسایلی که با برق کار می کنند در فضاهای مفید و معمولاً به صورت نمایان قرار می گیرند.

فرآیند طراحی سیستم برقی

تحلیل نیازهای ساختمان
تعیین بارها(مصرف کننده ها)
انتخاب سییتم های الکتریکی
هماهنگی با سایر تصمیم های طراحی
آماده کردن طرح و تهیه مشخصات فنی

تحلیل نیازهای ساختمان
عامل های مهمی که بر طراحی سیستم های برقی اثر می گذارند به شرح زیرند:
عامل های مربوط به کاربری: نوع ساختمان، کاربری، تعداد ساکنان، دستگاه های برقی که در ساختمان نصب می شود یا پیش بینی می شود که در آینده نصب شود.
2- عامل های مربوط به هزینه: میزان بودجه ساختمان چقدر است؟ کیفیت آن متوسط آن یا ساختمانی سطح بالا است؟
3- محیط داخلی: آیا ساختمان گرم می شود؟ تهویه مطبوع دارد؟ سیستم مرکزی هستند یا واحدی؟
4- معیارهای روشنایی: تراز نورپردازی و نوع چشمه های نوری
5- سیستم های معین: سیستم هایی مانند مدیریت ساختمان، ساعت، اعلام خطر آتش سوزی، مخابرات ، آنتن های رادیو و تلویزیون، سیستم صوتی عمومی، نیازهای خاص در بیمارستان یا اماکن صنعتی

تعیین بارها
مصرف برق در ساختمان ها به نحو چشم گیری افزایش یافته است.
1- نورپردازی
2- تجهیزات مکانیکی
3- تجهیزات ساختمان (وسایل حمل و نقل عمومی، تجهیزات خانگی، تفریحی و … )
4- سیستم های معین
5- برق مصرفی دستگاه های دو شاخه دار

وسایل سیم کشی
در سیستم های الکتریکی از انواع وسایل سیم کشی از قبیل کلید، پریز،وسایل محافظ، کنتاکتور و دیمر استفاده می شود.
سیم ها یا کابل هایی که برای انتقال جریان استفاده می شوند از موادی با رسانندگی زیاد هستند تا اتلاف توان و افت ولتاژ به حداقل برسد. و سپس با غلاف عایق مناسب پوشانده می شود. جریانی که می توان با ایمنی از سیم عبور داد، به اندازه سیم، نوع عایق آن، روش نصب، تعداد سیم ها در هر کابل رو و دمای محیط بستگی دارد.
به صورت کلی می توان گفت که نباید بیش از 40% سطح مقطع کابل رو با سیم یا کابل پر کرد :
1- جلوگیری از افزایش بیش از حد گرما 2- فراهم آوردن امکان نصب سیم

جعبه سیم کشی و جعبه تقسیم: هر گاه کابل رو خیلی طولانی یا خیلی پر پیچ و خم باشد، می توان در محل هایی از آن جعبه سیم کشی نصب کرد تا عبور دادن سیم از کابل رو آسان تر شود. وقتی به هم وصل کردن سیم ها ضرورت داشته باشد باید از جعبه تقسیم استفاده کرد. هیچ سیمی نباید در داخل کابل رو متصل شود، مگر در جعبه تقسیم ها یا در داخل تجهیزات.
همه جعبه تقسیم ها، جعبه های سیم کشی باید برای بازرسی و تعمیر در دسترس باشند. به طوری که بدون نیاز به تخریب سفت کاری یا نازک کاری بتوان آن را باز کرد.

دیمر : دیمرها وسایل عاملی هستند که ورودی یک دستگاه و در نتیجه خروجی آن را کاهش می دهند. بیشتر دیمرها برای تنظیم شدت نور به کار می روند. اما برای تنظیم سرعت (دور) بادزن، مته و … نیز از آنها استفاده می شود.

فتوسل وسیله ای است مانند کلید یک پل که برای قطع و وصل یک یا چند چراغ از آن استفاده میکنند اما فتوسل ها یک مزیت نسبت به کلید های یک پل دارند که باتوجه به طلوع و غروب خورشید چراغ ها را به طور خودکار خاموش و روشن میکند به طوری که وقتی خورشید غروب کرد، سنسور نوری داخل فتوسل فرمان وصل چراغ را میدهد و وقتی خورشید طلوع کرد و نور به فتوسل تابیده شد فتوسل فرمان قطع به چراغ ها میدهد.

نورپردازی:
در بهترین حالت می بایست طراحی ساختمان و بهره برداری از آن به گونه ای باشد که بتوان از نور طبیعی تا حد امکان استفاده کرد. نور جنوبی و شمالی بر نور شرقی و غربی ارجحیت دارد و در مواقع ناچاری نور شرقی از نور غربی بهتر است.
نورگیری طبیعی می تواند از بالا یا از پنجره های دیواری انجام شود. نورگیری از بالا منجر به یکنواختی توزیع نور در محیط می شود و جهت ساختمان و ساختمان های مجاور اثر چندانی بر آن ندارد.

در نورگیری از دیوار رعایت نکات زیر حائز اهمیت است:
1- در صورت امکان پنجره ها بر روی بیش از یک دیوار قرار گیرند تا منجر به توزیع نور بهتر و کاهش خیرگی شود.
جهت جلوگیری از تابش نور مستقیم خورشید و هدایت نور غیر مستقیم به داخل ساختمان از سایبان یا پنجره های طاقچه ای استفاده کرد.

انواع نورپردازی
روشنایی عمومی: نورپردازی کلی یا عمومی غیرمستقیم است و چشم را نمی زند. نورپردازی کلی باید درهمه جا یکسان بتابد، یعنی نباید نقاطی از اتاق بیش از حد روشن باشد و نقاطی تاریک‎ترباشد. منابع روشنایی کلی مانند چراغ های توکار، چراغ های ردیفی یا همان نورپردازی از سقف هستند.

روشنایی وظیفه ای: نوعی نورپردازی است که برای فعالیت های ویژه مانند نوشتن، خواندن، آشپزی، کار با کامپیوتر، خیاطی، آرایش و سرگرمی لازم است. این روشنایی مخصوص محیط کار است، سایه نمی اندازد و چشم را خسته نمی کند. این نورپردازی از منابع روشنایی مانند: آباژور‏های رومیزی، چراغ مطالعه کلاهک دار، لوسترهای آویز با قابلیت تغییر در ارتفاع، آباژورپاتختی، چراغ‎های بازویی قابل تنظیم لوسترهای ویژه میز آشپزخانه تامین می شود.

روشنایی تاکیدی : این نور فقط جنبه تزئینی یا دکوراتیو دارد این روشنائی را برای تاکید بر وجوه خاصی از فضا از جمله آثار هنری، انواع آینه‎های دیواری، مجموعه های نفیس مانند یک تابلو فرش یا یک مجسمه دکوراتیو خاص به کار می گیرند و بیشتر در موزه ها و نمایشگاه ها از آن برای به نمایش گذاشتن آثار
ارزشمند استفاده می شود .

سیستم های معین: سیستم های مخابراتی، ایمنی و امنیتی بخشی از سیستم های برقی معین هستند که الکتریسیته را برای تولید، پردازش، ذخیره سازی یا انتقال اطلاعات مصرف می کنند.
اغلب سیستم های معین با ولتاژ پایین کار می کنند. توان مصرفی آنها محدود است. بنابراین سیستم سیم کشی از لحاظ آتش سوزی یا جانی خطرناک نیست.

اتصال به زمین
وقتی سیستم برقی به عمد یا تصادفی به زمین متصل شود، سیستم اتصال به زمین دارد. برای متصل کردن سیستم به زمین دلایل متعددی وجود دارد:
1- اتصال زمین سیستم و دستگاه را از اضافه ولتاژ ناشی از اتصال اتفاقی با منابع ولتاژ بالاتر محافظت می کند.
2- وقتی صاعقه به ساختمان و سیستم برقی اصابت می کند، ممکن است سیم کشی برق یا عایق دستگاه دچار شکست شود و جریان صاعقه در جستجوی راهی برای رسیدن به زمین باشد، اگر سیستم به خوبی به زمین متصل شده باشد، جریان صاعقه مستقیماً به زمین می رسد.

3- اتصال به زمین مانع برق گرفتگی شدید می شود. اگر سیستم و دستگاه متصل به زمین باشند و مدار الکتریکی بر حسب اتفاق با دستگاه اتصال کوتاه کند، وسیله محافظ دستگاه باید عمل کند و مدار را قطع کند.

سیستم برق اضطراری
نوعی سیستم پشتیبان است که در زمان بحران یا وقتی که سیستم معمولی از کار می افتند مورد استفاده قرار می گیرند.در ساختمان ها و مکان های عمومی در هنگام قطع برق شهر، برخی تجهیزات مهم ممکن است نیاز به ادامه کار داشته باشند از جمله:
روشنایی در بخش های حساس پیش بینی شده
تاسیسات تلفن و مخابرات آسانسورها و درهای خودکار
تاسیسات اتاق های جراحی و مراقبت های ویژه پزشکی در بیمارستان ها
تاسیسات اعلام خطر و نجات (دود، آتش، دزدی)
واحدهای تولیدی خاصی که قطع برق آن ها عامل صدمات زیادی می شود
تاسیسات رایانه ای پمپ های تامین فشار آب و آتش نشانی
سیستم های گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع در بخش های حساس پیش بینی شده

1- منابع ذخیره کننده :
این منابع همان باتری ها هستند و برای کار در تغذیه اضطراری باید قابلیت شارژ مجدد را دارا باشند. باتری ها را با واحد انرژی الکتریکی KWH می سنجند. در ضمن ولتاژ باتری نیز برای ما مشخص می باشد. با دانستن این دو عامل می توانیم بفهمیم که باتری تحت آمپر مصرف کننده چند ساعت قادر است انرژی لازم را تامین کند.
مزیت مهم این منابع این است که انرژی آن ها در کمترین زمان لازم قابل بهره برداری است. یعنی این که هرگاه باتری شارژ شده ای را در اختیار داشته باشیم و به صورت ناگهانی به آن احتیاج پیدا کنیم، نیازی به انجام فرآیند پیچیده ای جهت آماده سازی آن نداریم.

عیب مهم این منابع نیز این است که به دلیل عدم تولید انرژی، دوام این منابع کم است و نمی توان از آن ها به عنوان منابع دائم و طولانی مدت بهره گرفت. با توجه به عیب گفته شده، این منابع بیشتر در مواردی استفاده می شوند که زمان قطعی برق اصلی کم است ولی در صورت قطع برق نیاز است که در کمترین زمان لازم تغذیه مدار برقرار گردد.
جهت نمونه عملی این مورد می توان تغذیه اضطراری رایانه ها را مثال زد که مصرف کمی دارند و جهت حفظ اطلاعات و جلوگیری از خرابی آن باید زمان قطعی برق مابین کار را تقریباً به صفر برسانیم.

2- منابع تولید کننده :
این منابع همان ژنراتورها هستند. این دستگاه طبق تعریف یک انرژی غیر الکتریکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. غالباً انرژی ورودی به وسیله یک موتور دیزل تامین می گردد. البته می توان به هر نحو دلخواهی انرژی ورودی را تامین کرد و انتخاب موتور دیزل فقط به خاطر ارزان و به صرفه بودن آن می باشد.
عیب بارز این منبع طولانی بودن زمان لازم جهت آماده سازی اتصال به مصرف کننده بعد از قطع برق اصلی می باشد که این نقیصه را نیز می توان با نصب نرم افزارها و سخت افزارهای مکمل به حداقل زمان رساند (10 تا 40 ثانیه).

مزیت مهم این منبع نیز طولانی بودن زمان برق دهی آن ها می باشد و فقط زمانی این منبع متوقف می گردد که یا سوخت آن ها به پایان برسد و یا مشکلی در ساختمان آن به وجود آید. بنابراین، این منبع جهت مصرف کننده هایی استفاده می شود که خاموش و روشن شدن آن ها صدمه ای وارد نمی سازد ولی مصرف برق آن ها بالا می باشد.
به ترکیبی از یک موتور دیزل، ژنراتور و انواع متعلقات فرعی آن که به عنوان یک مجموعه به یکدیگر متصل شده باشند دیزل ژنراتور می گویند.