دیدگاه های کلی در طراحی ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری

در طراحی ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری پست علاوه بر درنظر گرفتن محل و ابعاد بازشوها و چگونگی ورود هوای مورد نیاز و خروج دود حاصل از دیزل ژنراتور ، پارامترهای شهری از قبیل ایجاد سروصدا و اقلیمی و همچنین همجواری‌ها در طرح معماری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

جایابی ساختمان دیزل اضطراری در محوطه پست :

در تعیین محل ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری عوامل ذیل تعیین‌کننده می‌باشند.

1-فاصله ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری از ساختمان کنترل.

ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری می‌بایست ضمن رعایت همجواری دارای فاصله مناسب با ساختمان کنترل و تابلوهای موجود در آن بوده و محل ساختمان به نحوی انتخاب شود که ضمن کاهش طول کابل‌کشی‌ها ،لرزش ، دود و صدای حاصل از کار دیزل در ساختمان کنترل در حد قابل قبول و در دامنه آسایش(مطابق با استانداردهای بین المللی ) باشد.

2-فاصله ساختمان دیزل ژنراتور با تجهیزات محوطه پست.

ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری می‌بایستی به نحوی در محوطه پست قرار‌گیرد که فاصله کافی را با محوطه نصب تجهیزات دارا باشد تا علاوه بر رعایت مسائل ایمنی ، آلودگی ناشی از دود خروجی دیزل نیز تاثیری بر تجهیزات نداشته باشد. در این خصوص می‌بایستی مسیر باد غالب در محل پست مشخص گردد.

3-تعیین مکان مناسب ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری.

از دیدگاه مسائل معماری و همجواری‌ها با فضای اطراف دقت کافی در تعیین محل ساختمان دیزل اضطراری بایستی انجام گردد.

4-دسترسی مناسب به ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری.

محل ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری می‌بایستی به نحوی تعیین گردد که از ساختمان کنترل و محوطه نصب تجهیزات پست دسترسی مناسبی به آن وجود داشته باشد.

اطلاعات مورد نیاز جهت طراحی ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری :

برای طراحی ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری باید قبلاً اطلاعات ذیل تعیین شود:

• توپوگرافی زمین پست.

• جانمایی کلی محوطه پست و محل قرارگیری ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری پست.

• مشخصات و مقاومت خاک زمین پست.

• مصالح مورد استفاده در معماری منطقه.

• میزان و وضعیت نور مناسب و لازم در فضای داخل ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری.

• نحوه تهویه لازم هوا در ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری.

• اقلیم منطقه محل طراحی ( شامل یکی از دسته بندی های بزرگ ؛ گرم و خشک ، گرم و مرطوب ، معتدل ، سرد و خشک)

• نحوه دسترسی به ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری از محوطه.

• نوع و ابعاد تجهیزاتی که بایستی در داخل ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری مستقر گردد.

• خیابان کشی های اطراف ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری.

• زاویه بهینه تابش نور خورشید در منطقه ( با توجه به پهنه بندی شرایط اقلیمی ایران ).

• جهت و شدت بادهای منطقه.

• شتاب زلزله منطقه.

• طرز استقرار تجهیزات و پانلهای کنترل و مخزن سوخت در داخل یا خارج از ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری.

• طرز استقرار کانالهای کابل در داخل ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری.

• بررسی مسیر کانال ارتباطی بین ساختمان دیزل ژنراتور و ساختمان کنترل و یا استفاده از دیگر کانالهای موجود در محوطه.

شاخص ها و پارامترهای طراحی :

مناطق معتدل و مرطوب:

• پیش بینی بام‌های شیب‌دار.

• پیش بینی آبروهای مناسب در اطراف سقف بنا و جمع‌آوری و هدایت آنها به زمین.

• استفاده از حدود 80 تا 120 سانتیمتر کرسی چینی از سطح زمین ( با توجه به سطح آبهای زیرزمینی)

• ایجاد کوران و تهویه هوا در بنا با تمهیدات لازم.

• استفاده از پلان ساده در طراحی.

• استفاده از مصالح تیپ و بومی منطقه.

مناطق سرد و خشک:

• استفاده از دیوارهای نسبتاً ضخیم حدوداً بین 35 تا 45 سانتیمتر.

• استفاده از مصالح دارای مقاومت زیاد در برابر تغییرات دما نظیر سنگ های مالون و مصالح وزنی.

• بکارگیری بازشوهای کوچک به منظور جلوگیری از سرعت تبادلهای حرارتی.

• جهت گیری مناسب به منظور استفاده از حداکثر تابش نور خورشید در طول روز.

• استفاده از سقف‌های تخت با عایق حرارتی و رطوبتی مناسب به منظور حفاظت از یخبندان و به حداقل رساندن تبادل حرارتی از سقف در زمان‌هایی که سطح بام پوشیده از برف باشد.

• پیش بینی بافت خشن و رنگ تیره در سطوح خارج بنا.

• درصورت وجود مجرای تهویه در سقف ، توصیه می‌گردد فاصله بازشو از سطح بام حداقل 80 سانتی‌متر باشد.

مناطق گرم و مرطوب:

• ضخامت اندک دیوارها و استفاده از مصالح سبک در ساخت بنا.

• جهت‌گیری رو به دریا و استفاده از نسیم دریا به خشکی ( در صورتی که پست در نزدیکی دریا قرار گرفته باشد)

• استفاده از پلان های مناسب و کشیده بمنظور ایجاد تهویه مناسب.

توزیع فضا :

ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری عموماً مکانی است که به شکل اتاقکی ساخته شده و دلیل اصلی احداث آن ایجاد فضای سرپوشیده جهت محافظت دیزل ژنراتور اضطراری و ملحقات آن از عوامل جوی از یک‌سو و کاهش آلودگی صوتی در محوطه پست و کنترل حوزه آلودگی‌های ناشی از دود خروجی و روغن‌کاری دیزل از سوی دیگر، که به صورت فضای یکپارچه طراحی می‌گردد.

ارتباطات :

با توجه به لزوم تردد محدود پرسنل جهت انجام آزمونها و تعمیرات ، تعبیه یک درب چند لنگه به منظور ورود و یا خروج پرسنل و یا دیزل ژنراتور و ملحقات ضروری می‌باشد. پیش‌بینی فواصل مناسب دیزل ژنراتور از هر‌طرف با دیوار و پیش‌بینی سهولت انجام تعمیرات بر روی دیزل ژنراتور در محل از ویژگی‌های طراحی این ساختمان می‌باشد.

تهویه هوا

جهت خروج هوای آلوده ناشی از کار کرد دیزل ژنراتور اضطراری در ساختمان احتیاج به یک تا چند فن است.

همچنین استفاده از اگزوز مناسب با منبع اگزوز متناسب با حجم دود خروجی جهت کنترل خروج دود و جلوگیری از آلودگی صوتی نیز ضروری است.

همچنین تعبیه یک منبع گرم‌کننده اولیه جهت متعادل نگهداشتن دما در فصول سرد مورد نیاز است.

ابعاد و اصول معماری ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری :

به طور کلی هدف اصلی از ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری حفاظت از تجهیزات تامین‌کننده برق اضطراری در مقابل برف و باران و یا تابش مستقیم نور خورشید و به طور کلی شرایط نامساعد جوی می باشد. لیکن علل دیگر نیز در ساخت بنای فوق مد نظر است.

مورد اول سروصدای ناشی از کارکرد دیزل ژنراتور است که هر چند مدت عملکرد آن بسیار محدود است ولی ممکن است موجب اخلال در کار پرسنل شاغل در پست گردد. بدیهی است با محصور نمودن دیزل ژنراتور در ساختمان جداگانه ، افت قابل توجهی در صدای دیزل ژنراتور ایجاد خواهد شد.

از طرف دیگر برخی روغنکاری‌ها موجب آلودگی در اطراف محوطه دیزل ژنراتور اضطراری می‌گردد که با محصور نمودن فضا ، محدود خاصی جهت موارد فوق تعیین می شود. ذکر این نکته ضروریست که در اطراف دیزل ژنراتور رعایت فاصله جانبی مناسب الزامی است.

باتوجه به موارد فوق و ظرفیت پائین دیزل ژنراتور اضطراری ، ساختمان آن در پست به صورت اتاقی به ابعاد حدود 5/6 متر در 5/7 متر با توجه به ابعاد دیزل ژنراتور و تجهیزات جانبی آن مورد نیاز است. البته ذکر این نکته ضروری است که ابعاد فوق با توجه به نوع ظرفیت و سازنده دیزل ژنراتور متفاوت خواهد بود.

ارتفاع مناسب جهت اتاقک فوق با توجه به فضای مورد نیاز جهت تعبیه هواکش‌های مربوطه در حدود 4 متر است.

ارتفاع فوق از روی فونداسیون دیزل ژنراتور تا زیر سقف نهایی است.

فونداسیون دیزل ژنراتور براساس وزن و نیروهای دینامیکی دیزل ژنراتور و بصورت جداگانه از فونداسیونها و سازه اتاقک بایستی طراحی و ساخته شود.

در طراحی ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری باید وضعیت مخزن سوخت و محل احداث آن (داخل یا خارج ساختمان دیزل )

باتوجه به نوع اقلیم ، نوع سوخت مصرفی و میزان لازم برای ذخیره سازی مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد.

همچنین محل خروج اگزوز از سقف اتاق و یا بدنه آن مطابق سیستم مورد استفاده در دیزل ژنراتور خریداری شده تعیین

می‌گردد.

بعضی از دیزل ژنراتور‌ها دارای سیستم خنک کننده آب جداگانه هستند که چنانچه دیزل ژنراتور مورد استفاده از این نوع

باشد باید در مورد احتیاج و نوع فونداسیون جهت سیستم خنک کننده بصورت جداگانه نیز بررسی و اقدام گردد.

دیوارهای اطراف ساختمان می تواند با مصالح مختلف بنایی هماهنگ با اقلیم ساخته شود و سقف نیز در اشکال مورد نظر معمار ، منطبق بر آب و هوای منطقه و همچنین اصول اقتصادی احداث گردد.

بررسی های لازم می بایستی برای ضرورت استفاده از یک جرثقیل ریلی سقفی در سقف ساختمان انجام گیرد تا در موقع لزوم بخصوص هنگام تعمیرات امکان حمل قطعات میسر گردد. به هر حال چنانچه با توجه به ظرفیت ، ابعاد و وزن دیزل ژنراتور و یا توصیه سازنده ، استفاده از وسایل دیگری که دارای هزینه کمتر هستند ، به عنوان مثال قلابهای سقفیامکان پذیر باشد ، استفاده از این روشها نیز مجاز است.

احداث رمپ مناسب برای حمل و بارگیری در محل در ورودی دیزل خانه ضروری می باشد. شیب این رمپ حدد 2 تا 3 درصد و عرض رمپ حدود 3 متر انتخاب می گردد.

تعبیه یک دریچه هوا با دمپر قابل تنظیم در ساختمان دیزل می بایستی انجام گیرد. یک آبرو نیز باید در داخل اطاق دیزل نیز تعبیه شود.

برای کانالهای داخل ساختمان استفاده از درپوش فلزی ضروری است.

محل استقرار تابلوهای کنترل دیزل ژنراتو ر می بایستی تا حد ممکن به در ورودی اتاق دیزل نزدیک باشد.

ابعاد این تابلو برای سازندگان مختلف ، متفاوت است.

روش قدم به قدم طراحی :

می‌توان با روش قدم به قدم کلیه مطالب ارائه شده را جهت تبدیل به کالبد معماری به ترتیب ذکر نمود . این روش مسیر اقدامات را از جمع آوری اطلاعات اولیه تا نیل به نتیجه نهایی مشخص می نماید.

طراحی معماری ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری در پستهای فشارقوی

• مشخصات زمین

چنانچه زمین در نظر گرفته‌شده جهت احداث ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری دارای شیب ناچیز باشد، می‌توان زمین را تسطیح شده فرض نمود. از دیدگاه جانمائی کلی محوطه پست، حدود قرارگیری این ساختمان، با حفظ فاصله مناسب، مجاور ساختمان کنترل در نظر گرفته می‌شود. لازم است مقاومت مکانیکی خاک و نوع جنس زمین در محل ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری و همچنین نحوه دسترسی از محوطه به ساختمان کنترل در نظر گرفته شود.

• تهویه

با توجه به ظرفیت دیزل ژنراتور اضطراری و ابعاد ساختمان آن مقدار هوای مورد نیاز جهت دیزل مشخص می‌شود.

براساس حجم هوای مورد نیاز و در صورت نیاز به هواکش، تعداد هواکش‌ها جهت ورود هوا تعیین شده و آن‌گاه مشخصات و ابعاد فن‌های مورد نیاز جهت ورود هوا به داخل ساختمان تعیین می‌گردد. ارتفاع و محل قرارگیری هواکش‌ها برطبق نظرات کارخانه سازنده و محاسبات مربوطه تعیین شده و در جبهه‌های مربوطه ساختمان مشخص می‌گردد.

• باز شو

در دیوار‌های جانبی اتاق دیزل، بازشوهای مختلفی مورد نیاز است. یکی محل خروج اگزوز دیزل ژنراتور اضطراری است که باتوجه به مشخصات دیزل ژنراتور از دیوار یا سقف خارج می‌شود و دیگری محل تردد پرسنل ورود و خروج دیزل به داخل ساختمان که برای آن یک در دو لنگه یا کشوئی با عرض حداقل 2 و ارتفاع 3 متر مورد نیاز است.

علاوه بر این در صورتی که بر اساس محاسبات و دستورالعمل های سازنده دیزل ژنراتور اضطراری، بازشوهای دیگری در سقف و یا دیوارهای جانبی اتاق مورد نیاز باشد، می‌بایستی در دیوارها و سقف ساختمان در نظر گرفته شود.

یک دریچه ورودی هوا جهت رادیاتور دیزل ژنراتور که قابل تنظیم و توری دار باشد می بایستی در نظر گرفته شود. همچنین جهت نورگیری ، پنجره ها می بایستی در ارتفاع مناسب عموماً 8/3 متر از کف قرار گرفته و ارتفاع آنها به حد کافی عموماً 80 سانتی‌متر باشد.

• سازه

فونداسیون دیزل ژنراتور اضطراری براساس محاسبات سازه مشخص شده و ابعاد آن با توجه به ظرفیت دیزل ژنراتور اضطراری و تجهیزات جانبی آن متفاوت است. فونداسیون باید به نوعی طراحی گردد که علاوه بر تحمل وزن ناشی از مجموعه تجهیزات دیزل ژنراتور اضطراری و متعلقات، لرزش‌های ناشی از کارکرد دستگاه را نیز تحمل نماید. در عین حال لرزش ها را به کف و دیوارها و سقف منتقل نکند.

با توجه به نیاز متفاوت بنا در مقابل حوادث ناشی از زلزله، استفاده از اسکلت بتنی یا فلزی توصیه می‌گردد. هرچند باتوجه به یک طبقه بودن بنا می‌توان از انواع سیستم‌های مقاوم دیوارهای باربر نیز در ساخت بنا استفاده نمود. در ضمن در کنار فونداسیون جهت جمع‌آوری روغن می‌توان حوضچه‌ای طراحی نمود که بوسیله کانالی هدایت روغن به بیرون از اتاق دیزل‌خانه را امکان‌پذیر سازد.

البته در دیزل‌های کوچک حجم روغن مورد استفاده بالا نبوده و لذا می‌توان چاله تخلیه روغن را حذف نمود.

همچنین می‌توان جهت تعویض روغن دیزل از دستگاه مکنده که دارای مخزن جمع‌آوری روغن نیز می‌باشد استفاده کرد.

• مصالح

همانگونه که در بخش شاخص‌ها و پارامترهای طراحی توضیح داده شد انتخاب نوع مصالح با توجه به ضوابط مختلف تعیین

می‌گردد که از جمله ضوابط فوق می‌توان موارد زیر را برشمرد :

استفاده از مصالح بومی در ساخت بنا علاوه بر صرفه اقتصادی و سهولت تهیه هزینه حمل و نقل مصالح را تا حدود زیاد کاهش می‌دهد.

استفاده از مصالحی که در ابنیه همجوار محوطه پست استفاده شده است به منظور حفظ هماهنگی و رعایت بافت پست از

اولویت برخوردار است.

نوع اقلیم آب و هوا در انتخاب مصالح نقش ویژه ای دارد. بطور مثال استفاده از آجر در مناطق گرم و خشک و سنگ در

مناطق سرد و کوهستانی متداول می‌باشد.

نمای خاص معماری در بسیاری از موارد جهت ارائه تیپ خاص در نمای بنا لازم است از مصالح خاصی استفاده گردد.

بطور مثال هنگامی که قصد ما ارائه یک تیپ معماری صنعتی از ساختمان اتاق دیزل باشد، لازم است مصالح بکار گرفته شده گویای این هدف باشد.

استفاده از مصالح جدید مانند پانل های سه بعدی که عایق های صوتی بسیار خوبی می‌باشند.

سیستم اتصال زمین ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری :

نظر به استقرار ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری در محل پست‌ها و وجود شبکه ارت، اتصالات زمین تجهیزات منصوبه در این ساختمان می‌بایستی به شبکه ارت پست صورت گیرد. وجود یک گودال ارت جهت جداسازی سیستم زمین پست و سیستم زمین دیزل‌خانه ضروری می‌باشد.

یک نمونه طراحی اتاق دیزل ژنراتور :

در این مرحله باتوجه به اطلاعات و شاخص های ارائه شده ، طرح یک نمونه ساختمان دیزل اضطراری پست ارائه می‌شود.

1- فرضیات

الف- دیزل

قدرت دیزل کامینز مدل QSX15G8

670 اسب بخار معادل 500 کیلو وات مکانیکال در شرایط اضطراری

595 اسب بخار معادل 444 کیلو وات مکانیکال در شرایط پیوسته

نوع دیزل : چهار زمانه ، 1500 دور با 6 سیلندر خطی ، مجهز به رادیاتور آبی و به وزن 1370 کیلوگرم.

ب- ژنراتور

ژنراتور استامفورد با توان خروجی

550 کیلو ولت آمپر معادل 440 کیلو وات در شرایط اضطراری

500 کیلو ولت آمپر معادل 400 کیلو وات در شرایط اضطراری

ولتاژ خروجی 415 – 380 ولت

فرکانس 50 هرتز

درجه حفاظت IP23

کلاس عایق بندی H

ج- مجموعه دیزل ژنراتور

دستگاه دیزل ژنراتور با توان خروجی 550 کاوآ در شرایط کارکرد اضطراری و 500 کاوآ در شرایط کارکرد پیوسته.

شدت صدی دستگاه در فاصله 1 متری با 75% بار معادل 77 دسی بل.

شدت صدا دستگاه در فاصله 7 متری با 75% بار معادل 70 دسی بل.

شدت صدا دستگاه در فاصله 15 متری با 75% بار معادل 65 دسی بل.

ابعاد دستگاه طول 3433 ، عرض 1500 و ارتفاع 2065 سانتی متر.

ابعاد فونداسیون از نوع مگ و طول 4500 ، عرض 2500.

فاصله فونداسیون از دیوار های مجاور حداقل 5/1 متر.

وزن خشک دستگاه 4125 کیلو گرم

طرح مورد نظر جهت اتاق دیزل ژنراتور

• طراحی ساختمان دیزل ژنراتور اضطراری بر اساس اقلیم شهر تبریز که منطقه ای سرد و خشک می باشد، صورت می‌گیرد.

• سطح پست تسطیح شده است.

• مقاومت خاک زمین محل احداث دیزل خانه حدود 5/2 کیلو گرم بر سانتی مترمربع و به صورت شن درشت دانه است.

• ابعاد اتاق باتوجه به ابعاد دیزل و متعلقات و تجهیزات جنبی آن با در نظر گرفتن پیش بینی آکوستیک اتاق دیزل، حدود طول 8 ، عرض 4 و ارتفاع 5/3 متر محاسبه می‌گردد.

• ارتفاع ساختمان با توجه به ارتفاع دیزل و تجهیزات جانبی 5 متر مفید از زیر جرثقیل طراحی می‌گردد.

• تعبیه دریچه ورودی هوا از سمت ژنراتور با حداقل ورود هوا به میزان 40 متر مکعب در دقیقه.

• تعبیه دریچه خروجی هوا به ابعاد رادیاتور جهت خروج هوای گرم ناشی از کارکرد دیزل ژنراتور به بیرون از اتاق دیزل.

• انجام لوله‌کشی اگزوز با استفاده از منبع اگزوز متناسب با شرایط استفاده در محل نصب ( شرایط محیطی صنعتی، مسکونی، اداری تجاری و … ) . در نظر‌گرفتن لوله 6 اینچ به متراژ حداکثر 6 متر و استفاده از 2 زانویی.

• استفاده از گرمکن برقی جهت گرم نگه داشتن میعات داخل دستگاه دیزل ، برای استارت نرم دستگاه در فصول سرد.

• تعبیه درب جهت تردد کارشناسان فنی و دسترسی آسان به دستگاه.

• تعبیه درب 2 لنگه یا کشویی جهت بیرون‌آوردن دستگاه دیزل ژنراتور برای تعمیرات اساسی و یا جایگزینی آن با دستگاه دیزل ژنراتور قوی‌تر در آینده.

• نصب تابلو‌کنترل چنج‌آور جهت عملکرد خودکار دیزل ژنراتور در فاصله حداکثر 6 متری از دستگاه دیزل ژنراتور بر روی دیوار.

• قراردادن مخزن سوخت هفتگی یا ماهیانه در پشت دستگاه دیزل ژنراتور با رعایت استاندارد‌های ایمنی.

بیشتر بخوانید: دیزل ژنراتور ولوو: