ویرایش پنجم مبحث ۱۹ چه تغییراتی برای طراحی و انتخاب تجهیزات HVAC ایجاد کرده است؟

خلاصه مقاله ویرایش پنجم مبحث ۱۹، مدیریت انرژی ساختمان را جدیتر وارد فرایند طراحی، اجرا و ارزیابی ساختمان کرده است. برای HVAC، نتیجه مهم این است که دیگر نباید فقط به تأمین بار سرمایشی و گرمایشی فکر کرد؛ ظرفیت صحیح تجهیزات، راندمان، کنترل، عملکرد در بار جزئی، پوسته ساختمان و رده انرژی باید در کنار یکدیگر دیده شوند. در عین حال، طبق ابلاغ جدید مرداد ۱۴۰۵، امکان اجرای همزمان ویرایش چهارم و پنجم مبحث ۱۹ تا پایان سال ۱۴۰۵ تمدید شده است. بنابراین برای پروژه واقعی، باید نسخه ملاک عمل و الزامات مرجع صدور پروانه همان پروژه نیز کنترل شود. (irceo.ir)
مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان دیگر موضوعی نیست که فقط معمار، سازنده یا متخصص عایقکاری با آن سروکار داشته باشد. بخش قابلتوجهی از عملکرد انرژی ساختمان مستقیماً به سیستمهای گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع وابسته است و به همین دلیل انتخاب چیلر، بویلر، هواساز، فن، پمپ و سیستم کنترل باید در کنار عملکرد انرژی کل ساختمان دیده شود.
ویرایش پنجم مبحث ۱۹ در سال ۱۴۰۴ با عنوان «مدیریت انرژی در ساختمان» منتشر و ابلاغ شد. همین تغییر عنوان نسبت به نگاه سنتی «صرفهجویی در مصرف انرژی» نشاندهنده حرکت به سمت نگاه جامعتر به عملکرد انرژی ساختمان است. (Scribd)
اما سؤال مهم برای مهندسان و فعالان HVAC این است:
ویرایش پنجم مبحث ۱۹ در عمل چه تأثیری بر طراحی و انتخاب چیلر، هواساز، سیستم گرمایش و سایر تجهیزات HVAC دارد؟
در این مقاله مستر تهویه، موضوع را از دید تأسیسات مکانیکی بررسی میکنیم.
مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان چیست؟
مبحث نوزدهم یکی از مباحث مقررات ملی ساختمان است که الزامات مربوط به انرژی ساختمان را پوشش میدهد.
موضوع فقط عایقکاری دیوار و سقف نیست.
عملکرد انرژی ساختمان حاصل تعامل چند بخش است:
-
پوسته ساختمان
-
پنجرهها و سطوح نورگذر
-
تابش خورشیدی
-
سیستم گرمایش
-
سیستم سرمایش
-
تهویه
-
روشنایی
-
تجهیزات کنترلی
-
نحوه بهرهبرداری
ویرایش پنجم در سال ۱۴۰۴ منتشر شده و علاوه بر الزامات پوسته و تأسیسات، پیوستهایی برای موضوعاتی مانند کنترل انرژی و تعیین رده انرژی ساختمان دارد. (مهندسین مشاور هفت شهر آریا)
بنابراین برای یک متخصص HVAC، مبحث ۱۹ دیگر یک موضوع جانبی نیست؛ بخشی از منطق طراحی سیستم است.
وضعیت اجرای ویرایش پنجم مبحث ۱۹ در سال ۱۴۰۵ چیست؟
این قسمت به دلیل تغییرات اخیر بسیار مهم است.
ویرایش پنجم در ۱۹ تیر ۱۴۰۴ ابلاغ شد و در ابتدا مقرر بود شش ماه پس از ابلاغ ملاک اجرا قرار گیرد. (Igupa)
اما طبق ابلاغ تازه وزیر راه و شهرسازی در مرداد ۱۴۰۵:
مهلت اجرای همزمان ویرایش چهارم و پنجم مبحث ۱۹ تا پایان سال ۱۴۰۵ تمدید شده است. (irceo.ir)
بنابراین نباید برای یک پروژه واقعی صرفاً با خواندن یک مقاله اینترنتی نتیجه گرفت که دقیقاً کدام ویرایش باید ملاک طراحی باشد.
نکته اجرایی: برای هر پروژه، آخرین ابلاغیهها و ضوابط مرجع صدور پروانه، سازمان نظام مهندسی و سایر مراجع ذیصلاح همان پروژه باید بررسی شود.
مهمترین تغییر نگاه در ویرایش پنجم؛ از «صرفهجویی» به «مدیریت انرژی»
یکی از مهمترین تغییرات، عنوان خود مبحث است:
مدیریت انرژی در ساختمان
این تغییر نگاه برای HVAC اهمیت زیادی دارد.
در رویکرد ساده، ممکن است تصور کنیم کافی است یک دستگاه با راندمان بالا خریداری کنیم.
اما در مدیریت انرژی سؤالهای بیشتری مطرح میشود:
آیا دستگاه درست انتخاب شده است؟
آیا ظرفیت آن با بار واقعی ساختمان متناسب است؟
در بار جزئی چگونه کار میکند؟
Set Point مناسب است؟
پمپها و فنها متناسب با نیاز ساختمان کنترل میشوند؟
آیا سیستم در زمان عدم حضور افراد همچنان با ظرفیت بالا کار میکند؟
یعنی راندمان دستگاه تنها بخشی از مسئله است.
۱. تأثیر پوسته ساختمان بر انتخاب چیلر و سیستم گرمایش
قبل از انتخاب چیلر یا بویلر باید مشخص شود ساختمان واقعاً چه میزان بار حرارتی دارد.
اگر پوسته ساختمان بهینه شود، بار سرمایشی و گرمایشی نیز میتواند کاهش پیدا کند.
مواردی مانند:
-
عایق دیوار
-
عایق سقف
-
نوع شیشه
-
ضریب انتقال حرارت پنجره
-
سایهاندازی
-
جهت ساختمان
-
نفوذ هوا
روی بار HVAC اثر دارند.
بنابراین اشتباه است که ابتدا ظرفیت چیلر یا بویلر تعیین شود و بعد طراحی پوسته بدون هماهنگی ادامه پیدا کند.
پوسته و HVAC باید بهعنوان یک سیستم واحد دیده شوند.
بهینهسازی پوسته فقط بار سرمایشی و گرمایشی را کاهش نمیدهد؛ بلکه میتواند مستقیماً بر برچسب انرژی ساختمان نیز اثر بگذارد، زیرا عملکرد پوسته و تأسیسات در ارزیابی انرژی ساختمان بهصورت یکپارچه دیده میشوند.
۲. Oversizing؛ چرا بزرگتر گرفتن تجهیزات میتواند اشتباه باشد؟
یکی از مشکلات رایج در طراحی تأسیسات، اضافه کردن ضرایب اطمینان متعدد به بار محاسباتی است.
یک ضریب در محاسبه بار،
یک ضریب در انتخاب تجهیز،
و یک ضریب دیگر برای «اطمینان بیشتر».
در نهایت ممکن است دستگاهی انتخاب شود که بهمراتب بزرگتر از نیاز واقعی ساختمان است.
Oversizing میتواند باعث:
-
افزایش هزینه خرید
-
عملکرد نامناسب در بار جزئی
-
Cycling بیشتر
-
کنترل ضعیفتر
-
افزایش فضای تأسیسات
-
افزایش ظرفیت برق موردنیاز
شود.
بنابراین مدیریت انرژی از همان محاسبه صحیح بار آغاز میشود، نه بعد از خرید تجهیزات.
۳. راندمان اسمی چیلر کافی نیست
فرض کنید دو چیلر ظرفیت یکسانی دارند.
آیا فقط مقایسه راندمان کاتالوگی آنها برای انتخاب کافی است؟
خیر.
چیلر در تمام ساعات سال با ۱۰۰ درصد ظرفیت کار نمیکند. در بخش قابلتوجهی از زمان، بار ساختمان پایینتر از بار طراحی است.
به همین دلیل عملکرد در بار جزئی اهمیت زیادی دارد.
علاوه بر آن، عملکرد واقعی به موارد دیگری نیز وابسته است:
-
دمای هوای محیط
-
دمای آب ورودی و خروجی
-
وضعیت کندانسور
-
دبی آب
-
کنترل کمپرسورها
-
Set Point
-
وضعیت پمپها
به همین دلیل هنگام انتخاب یا ارزیابی چیلر، فقط COP اسمی کافی نیست و باید عملکرد واقعی سیستم، بار جزئی و شرایط بهرهبرداری نیز بررسی شود؛ موضوعی که در مقاله کاهش مصرف برق چیلر بهصورت کامل بررسی کردهایم.
۴. انتخاب هواساز فقط براساس CFM کافی نیست
در هواساز نیز صرفاً تأمین دبی هوا پایان طراحی نیست.
باید مواردی مانند:
-
افت فشار
-
راندمان فن
-
سرعت هوا
-
فیلتر
-
کویل
-
هوای تازه
-
شرایط رطوبتی
-
کنترل دبی
-
فشار استاتیک
-
عملکرد در بار جزئی
بررسی شوند.
اگر فن برای بدترین حالت انتخاب شود و سپس تمام سال با همان دور کار کند، بخشی از ظرفیت در بسیاری از ساعات بلااستفاده خواهد بود.
در سیستمهای مناسب، استفاده از کنترل دور میتواند عملکرد فن را با نیاز واقعی سیستم هماهنگ کند.
۵. VFD چه نقشی در مدیریت مصرف برق HVAC دارد؟
پمپ و فن از مصرفکنندگان مهم برق سیستم HVAC هستند.
بار ساختمان دائماً تغییر میکند، اما در بسیاری از تأسیسات قدیمی پمپ و فن تقریباً همیشه با سرعت ثابت کار میکنند.
VFD میتواند سرعت موتور را متناسب با نیاز سیستم تغییر دهد.
کاربردهای متداول عبارتاند از:
-
پمپ آب سرد
-
پمپ آب گرم
-
فن هواساز
-
فن برج خنککننده
اما یک نکته بسیار مهم وجود دارد:
VFD بهتنهایی مساوی با صرفهجویی نیست. سنسور، Set Point و منطق کنترل باید درست طراحی شوند.
استفاده صحیح از VFD زمانی بیشترین اثر را دارد که با منطق کنترل مناسب همراه باشد؛ این موضوع یکی از پایههای مدیریت مصرف برق HVAC است.
۶. Set Point؛ عدد کوچکی که میتواند اثر بزرگی داشته باشد
مدیریت انرژی بدون مدیریت Set Point کامل نیست.
Set Point فقط همان عددی نیست که روی کنترل کولر گازی میبینیم.
در یک ساختمان مرکزی میتوان Set Pointهای متعددی داشت:
-
دمای فضای داخل
-
دمای آب سرد
-
دمای آب گرم
-
دمای هوای رفت
-
فشار استاتیک کانال
-
اختلاف فشار شبکه آب
انتخاب بیش از حد محافظهکارانه این مقادیر میتواند باعث کارکرد بیشتر تجهیزات شود.
انتخاب دمای هدف پایینتر از نیاز واقعی میتواند مصرف سیستم را افزایش دهد؛ برای درک بهتر این موضوع، راهنمای تنظیم Set Point سیستم تهویه مطبوع را مطالعه کنید.
۷. BMS چیست و چگونه مصرف انرژی سیستم تهویه مطبوع را کاهش میدهد؟
BMS نباید فقط صفحهای باشد که وضعیت روشن یا خاموش بودن تجهیزات را نمایش میدهد.
یک سیستم کنترل مناسب میتواند:
-
ساعات کار تجهیزات را مدیریت کند؛
-
Set Pointها را تنظیم کند؛
-
چیلرها را Stage کند؛
-
پمپها را کنترل کند؛
-
شرایط بیرون را پایش کند؛
-
آلارم مصرف غیرعادی ایجاد کند.
در نتیجه طراحی HVAC و طراحی کنترل باید از ابتدا با یکدیگر هماهنگ شوند.
۸. رده انرژی ساختمان چرا برای انتخاب HVAC مهم است؟
موضوع رده انرژی بهتدریج اهمیت اجرایی بیشتری پیدا کرده است. مقررات و دستورالعملهای مرتبط، تعیین رده انرژی و کنترل رعایت مبحث ۱۹ را وارد فرایند طراحی و پایانکار کردهاند. (Gostaresh Sakhteman)
این موضوع یک پیام مهم برای بازار HVAC دارد:
در آینده مقایسه دو ساختمان فقط براساس متراژ، نما و تجهیزات لوکس نخواهد بود؛ عملکرد انرژی نیز میتواند به یکی از شاخصهای کیفیت ساختمان تبدیل شود.
در نتیجه سازندهای که سیستم HVAC را صرفاً براساس کمترین قیمت اولیه انتخاب میکند، ممکن است در ارزیابی انرژی ساختمان با محدودیت بیشتری مواجه شود.
۹. آیا تجهیزات گرانتر الزاماً رده انرژی بهتری ایجاد میکنند؟
خیر.
این یکی از مهمترین نکات این مقاله است.
یک چیلر گرانقیمت اگر:
-
Oversize باشد؛
-
پمپها اشتباه انتخاب شده باشند؛
-
Set Point نامناسب باشد؛
-
کنترل مناسبی نداشته باشد؛
-
ساختمان پوسته ضعیفی داشته باشد؛
الزاماً ساختمان کممصرفی ایجاد نمیکند.
از طرف دیگر، تجهیزات متناسب با بار واقعی + طراحی درست + کنترل مناسب میتوانند نتیجه بهتری ایجاد کنند.
بنابراین:
High Efficiency Equipment ≠ High Efficiency Building
ساختمان پربازده حاصل عملکرد هماهنگ کل سیستم است.
۱۰. ویرایش پنجم مبحث ۱۹ چه تأثیری بر موتورخانه دارد؟
در سیستم گرمایش نیز همان منطق برقرار است.
باید مواردی مانند:
-
ظرفیت بویلر
-
راندمان
-
تعداد بویلرها
-
Staging
-
دمای آب
-
کنترل مشعل
-
دور پمپ
-
عایق شبکه
-
شرایط بار جزئی
بررسی شوند.
در ساختمانهای مسکونی، انتخاب نوع سیستم گرمایش نیز بر عملکرد انرژی اثر دارد و مقایسه گرمایش مرکزی و پکیج باید با توجه به بار، کنترل، مصرف و هزینه چرخه عمر انجام شود.
۱۱. اندازهگیری مصرف؛ حلقهای که نباید فراموش شود
نمیتوان فقط براساس کاتالوگ تجهیزات نتیجه گرفت که ساختمان کممصرف خواهد بود.
در مرحله بهرهبرداری باید بدانیم:
ساختمان واقعاً چقدر انرژی مصرف میکند؟
برای پروژههای بزرگ، Submetering میتواند مشخص کند چه میزان انرژی توسط:
-
چیلرها
-
پمپها
-
هواسازها
-
روشنایی
-
سایر بارها
مصرف میشود.
هرچه اندازهگیری مصرف دقیقتر باشد، امکان ارزیابی عملکرد واقعی تجهیزات بیشتر میشود؛ در همین زمینه، کنتور هوشمند برق میتواند به تحلیل الگوی مصرف و ساعات اوج بار کمک کند.
چکلیست HVAC برای پروژههای مشمول مبحث ۱۹
قبل از نهایی کردن طراحی تأسیسات بررسی کنید:
-
محاسبات بار با پوسته نهایی هماهنگ شده است؟
-
تجهیزات Oversize نشدهاند؟
-
عملکرد بار جزئی بررسی شده است؟
-
راندمان فن و پمپ بررسی شده است؟
-
امکان کنترل دور وجود دارد؟
-
Set Pointها مشخصاند؟
-
استراتژی Staging تعریف شده است؟
-
تجهیزات کنترل و سنسورها مشخص شدهاند؟
-
امکان پایش مصرف وجود دارد؟
-
عایق لوله و کانال بررسی شده است؟
-
طراحی HVAC با الزامات انرژی پروژه هماهنگ شده است؟
جمعبندی
ویرایش پنجم مبحث ۱۹ را نباید صرفاً یک الزام اداری برای دریافت مجوز ساختمان دید.
برای صنعت HVAC، پیام مهمتر این است:
طراحی تأسیسات باید از «تأمین ظرفیت» به سمت «تأمین آسایش با حداقل مصرف منطقی انرژی» حرکت کند.
چیلر، هواساز، بویلر، فن، پمپ و BMS اجزای جداگانه نیستند؛ همه بخشی از عملکرد انرژی ساختمان هستند.
به همین دلیل انتخاب تجهیزات باید پس از محاسبه بار و با درنظرگرفتن راندمان، بار جزئی، کنترل و شرایط واقعی پروژه انجام شود.
برای انتخاب چیلر، هواساز یا تجهیزات گرمایشی پروژه فقط ظرفیت اسمی را ملاک قرار ندهید. شرایط اقلیمی، بار واقعی، نوع کاربری و الزامات انرژی ساختمان باید همزمان بررسی شوند. برای بررسی و انتخاب تجهیزات متناسب با پروژه میتوانید از مشاوره تخصصی کارشناسان ما در مستر تهویه استفاده کنید.














