نقد و بررسی نصب دستگاههای گازسوز در فضاهای با درزبندی معمولی و هوابند مطابق بحث 17
داریوش هادیزاده
گروه تخصصی مکانیک نظام مهندسی استان البرز
مطابق مباحث 14 و 17 مقررات ملی ساختمان، اگر فضایی که دستگاههای با سوخت مایع یا گاز در آن نصب می‌شود درزبندی معمولی باشد و حجم آن کافی باشد تعویض هوای طبیعی با نفوذ هوا به داخل آن فضا، برای تامین هوای احتراق مورد نیاز دستگاههای آن، کافی است و نیازی به تامین هوای احتراق از سایر روش‌ها نیست.
مطابق مباحث 14 و 17 مقررات ملی ساختمان، اگر فضایی که دستگاههای با سوخت مایع یا گاز در آن نصب می‌شود درزبندی معمولی باشد (فضایی که درزبندی جدارهای خارجی آن به گونه‌ای باشد که تعویض هوای طبیعی به میزان 5/0 دفعه در ساعت را فراهم کند) و حجم آن کافی باشد (فضایی که به ازای هر 177 کیلوکالری بر ساعت ظرفیت دستگاه بیش از یک متر مکعب حجم داشته باشد)، تعویض هوای طبیعی با نفوذ هوا به داخل آن فضا، برای تامین هوای احتراق مورد نیاز دستگاههای آن، کافی است و نیازی به تامین هوای احتراق از سایر روش‌ها نیست.
حداقل مساحت فضای با درزبندی معمولی برای نصب بخاری خانگی
می‌دانیم که مطابق مبحث 17 مقررات ملی ساختمان، مقدار تقریبی مصرف گاز بخاری خانگی 6/0 متر مکعب بر ساعت می‌باشد. اگر ارزش حرارتی گاز طبیعی را 9500 کیلوکالری بر متر مکعب بگیریم مقدار ظرفیت حرارتی بخاری بدست می‌آید که برابر است با:
پس حداکثر ظرفیت حرارتی بخاری باید یا باشد.
اما حداقل حجم اتاق باید برابر باشد با:
اگر ارتفاع فضا مثلاً اتاق خواب را 7/2 متر بگیریم حداقل مساحت آن بدست می‌آید.
همانطوریکه دیده می‌شود حداقل مساحت مفید اتاق خواب با درزبندی معمولی باید 12 متر مربع باشد
اینک بررسی می‌کنیم آیا تعویض هوای فضای مذکور می‌تواند هوای احتراق را تامین نماید؟
مطابق مبحث 14 فضای مذکور باید 5/0 بار در ساعت تعویض هوا داشته باشد یعنی:
بنابراین تعویض هوای مذکور می‌باشد اما مقدار هوایی که دستگاه مذکور برای احتراق نیاز دارد چقدر است؟
می‌دانیم که عمده گاز طبیعی متان (CH4) است که واکنش آن با اکسیژن بصورت ذیل است:
دیده می‌شود که به ازای یک حجم متان دو حجم اکسیژن برای احتراق کامل نیاز است از طرفی اکسیژن حدود 20 درصد هوا را تشکیل می‌دهد پس به ازای یک حجم سوخت ده حجم هوا نیاز است. اما مطابق مبحث 17 مقررات ملی ساختمان، مصرف گاز بخار خانگی 6/0 متر مکعب بر ساعت است پس حدود 6 متر مکعب بر ساعت هوا نیاز است.
بنابراین دیده می‌شود که مقدار هوای نفوذی بواسطه تعویض هوا بیش از 5/2 برابر هوای احتراق مورد نیاز دستگاه است اما هر نفر برای تنفس مطابق مقررات15cfm یا هوا نیاز دارد پس اگر فرض کنیم در اتاق خواب مذکور 2 نفر بخوابند حدود هوا برای تنفس دارند که با هوای لازم برای احتراق، مجموع هوای لازم برابر است با:
(هوای مورد نیاز برای تنفس و احتراق)
( مقدار تعویض هوا)
همانگونه که مشاهده می‌شود مطابق مبحث 17 مقررات ملی ساختمان مقدار تعویض هوای 5/0 دفعه در ساعت فقط برای تأمین هوای احتراق است و برای تأمین همزمان تنفس و احتراق جوابگو نیست و برای رفع این مشکل باید میزان تعویض هوای فضای مذکور (اتاق خواب) حداقل 2 دفعه در ساعت باشد
به همین ترتیب اگر برای واحد مسکونی که دارای یک دستگاه آب گرم کن دیواری، دوعدد بخاری، یک اجاق گاز و یک روشنایی گازی باشد بخواهیم حداقل مساحت واحد مسکونی فوق را بدست آوریم. با توجه به اینکه امکان اینکه هم زمان دستگاههای گازسوز فوق روشن باشند مساله را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
:دبی گاز مورد نیاز دستگاهها
:مجموع ظرفیت حرارتی دستگاه ها
:حداقل حجم مورد نیاز برای دستگاهها
:حداقل مساحت مفید با توجه به ارتفاع 7/2 متر
می توان با توجه به تعداد و نوع دستگاههای گازسوز و مقدار مصرف گاز آنها از فرمول زیر و یا در صورتیکه تعداد دستگاهها با جدول1انطباق داشته باشد از جدول فوق حداقل مساحت لازم با درزبندی معمولی بدست آورد
جدول1 مساحت لازم فضاهای با درزبندی معمولی برای نصب دستگاههای گاز سوز
|
– |
– |
– |
– |
1 |
1 |
1 |
1.5 |
W.H.Z |
آبگرمکن زمینی |
1 |
|
– |
1 |
1 |
1 |
– |
– |
– |
2.5 |
W.H.D |
آبگرمکن دیواری |
2 |
|
1 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
2.5 |
P |
پکیج |
3 |
|
– |
3 |
2 |
1 |
3 |
2 |
1 |
0.6 |
H |
بخاری |
4 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0.1 |
Li |
روشنایی |
5 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0.7 |
G.C |
اجاق گاز |
6 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0.3 |
F.P |
شومینه |
7 |
|
72 |
108 |
96 |
84 |
88 |
76 |
64 |
|
A |
حداقل مساحت فضا |
8 |
Û مثال 3:
اگر در یک واحد مسکونی یک دستگاه پکیج کوچک، یک عدد بخاری اضطراری، یک عدد روشنایی گازی و یک اجاق گاز استفاده شده باشد و فضای مذکور درزبند معمولی باشد حداقل مساحت آن را محاسبه کنید؟
بخاری را زمانی استفاده می‌کنیم که پکیج به دلایلی خاموش باشد، با فرض ارتفاع 7/2 متر داریم:
اینک بررسی می‌کنیم که در صورت نصب یک دستگاه گازسوز در یک فضا با حجم کافی ولی درزبند ویژه چه اتفاقی می‌افتد؟
دیدیم که حداقل حجم لازم برای نصب یک دستگاه بخاری خانگی 2/32 متر مکعب است مقدار هوای لازم برای احتراق حدود 6 متر مکعب است از طرفی حداقل اکسیژن لازم برای تنفس 18 درصد می‌باشد (مقدار معمول اکسیژن در هوا 21 درصد است) بنابراین نباید مقدار اکسیژن به کمتر از 85 درصد بر سد یعنی حداکثر مقدار مصرف هوای فضا توسط دستگاه گازسوز باید 15% مقدار 2/32 متر مکعب 83/4 متر مکعب باشد اما مدت زمانی که طول می‌کشد 83/4 متر مکعب هوا توسط دستگاه مصرف شود ساعت یا حدود 48 دقیقه می‌باشد بنابراین نصب یک دستگاه در یک فضا با حداقل حجم کافی ولی با درزهای هوا بند بعد از حدود 48 دقیقه باعث کاهش اکسيژن به کمتر از 18 درصد می‌شود
جالب اینجاست که موقعی که هوای فضای بادرزبند معمولی به مصرف دستگاه می‌رسد فشار داخل فضا نسبت به اتمسفر منفی شده و متاسفانه برای جبران خلاء بوجود آمده، دودهای خروجی به درون فضا وارد می‌شوند (چونکه دودکش به دستگاه گازسوز کاملاً درزبند و هوابند نیست.
برای اینکه ببینیم فشار منفی بوجود آمده در فضا بیشتر است یا فشار منفی داخل دودکش، مبادرت به محاسبه فشار منفی داخل دودکش می‌کنیم. فشار منفی دودکش از فرمول روبرو محاسبه می‌شود:
که به ترتیب ارتفاع دودکش، چگالی هوای محیط نصب دستگاه و چگالی محصولات احتراق، می‌باشد اگر دمای درون دودکش را 130°c بگیریم داریم:
اما فشار فضای محل نصب دستگاه در مدت زمان فوق 85/0 فشار اتمسفر یا به 86126 پاسکال رسیده است یعنی 15199 پاسکال از فشار محیط کمتر شده است اگر بخواهیم که دود از محل اتصال دودکش و بخاری به درون فضا منتقل نشود باید فشار منفی دودکش از فشار منفی اتاق بیشتر باشد یعنی:
یعنی اینکه ارتفاع دودکش باید بیش از 5135 متر باشد که عملاً امکان پذیر نیست. بنابراین مشاهده می‌شود که نه تنها کاهش اکسیژن مشکل ساز می‌شود بلکه ورود گازهای دودکش از جمله CO باعث تشدید موضوع می‌شوند.
مولف: مهندس داریوش هادیزاده، فوق ليسانس مكانيك( تبديل انرژي)
داراي پروانه اشتغال به كار پايه يك تاسيسات مكانيكي.عضو انجمن مهندسين مكانيك ايران. مدرس آموزشگاه فنی مهندسی کاشانه
پایان پیام/.