مزایا و معایب سیستم VRF در ساختمان‌ های بلندمرتبه (آسمان ‌خراش ‌ها) [نکات مهم، فواید فنی و اقتصادی آن]

برای قرار دادن سیستم تهویه مطبوع گرمایشی و سرمایشی در ساختمان های بلند مرتبه، آسمان خراش ها و برج ها با مشکلاتی مواجه می شویم که این مسائل در ساختمان هایی با ارتفاع کمتر وجود ندارند. به عنوان مثال هر مقدار که ارتفاع ساختمان بلندتر شود، درجه حرارت بیرون کاهش و سرعت وزش باد نیز افزایش می یابد.

نکته قابل توجه دیگر این است که گرما همواره رو به سمت بالا حرکت کرده و به این ترتیب تامین نیازهای گرمایشی و سرمایشی طبقات بالاتر، به نسبت طبقه های پایین تر کاملا متفاوت خواهد بود. سیستم تهویه مطبوع برای ساختمان های بلند، آسمان خراش و برج ها نیاز به انرژی زیادی دارند؛ به گونه ای که حدود 30 الی 50 درصد انرژی کل ساختمان صرف تهویه می گردد.

در ادامه با وی آر اف شاپ می خواهیم به بررسی وجود سیستم وی آر اف در ساختمان های بلند مرتبه بپردازیم و مهمترین مباحثی که برای طراحی در برج ها و آسمان خراش ها در نظر گرفته می شود را بررسی کنیم؛ لذا در ادامه این مقاله با ما همراه باشید.

نکات در نظر گرفته شده در طراحی برج ها و آسمان خراش ها

یکی از مهمترین نکات، مدنظر قرار دادن معماری خاص سازه و همکاری با مهندسان معماری جهت دستیابی به معماری زبا در کنار وجود سیستمی هوشمند و بهینه است. به عنوان مثال طراحی نمایی بهینه از لحاظ مصرف انرژی، باید به گونه ای انجام شود که بار حرارتی ایجاد شده بر اثر تابش نور خورشید را به حداقل رسانده و همچنین تهویه طبیعی هوا در راستای کاهش مصرف انرژی نیز مد نظر قرار داده شود.

در نظر داشتن دستیابی به کیفیت هوای استاندارد در داخل ساختمان و رسیدن به حداکثر آسایش حرارتی و برودتی ممکن در تمامی طبقات نیز از موضوعات مهم است. مثلا شرایط آب و هوایی در ارتفاع 100 متری نسبت به ارتفاع 600 متری کاملا متفاوت بوده و چالش های زیادی در طراحی سیستم تهویه چنین ساختمان هایی ایجاد می شود.

یکی از نکات مهم دیگر نیز، در نظر گرفتن اثر دودکشی ایجاد شده در ساختمان های بلند است که گرمایش طبقات پایینی و همچنین بسته شدن درب های آسانسورها را با چالش ها و مشکلاتی مواجه می کند که برای این مورد راه حل های مهندسی و اصولی جهت رفع این مشکلات باید در نظر گرفته شود.

سیستم تهویه مطبوع مرکزی VRF

و اما سیستم VRF چیست؟ و در این جهت چه کاربردی دارد؟ در سال های اخیر راه حل و تکنولوژی جدیدی با نام VRF یا حجم متغیر مبرد روانه بازار شده است که دستگاه های وی آر اف در دو طرح کلی GHP و EHP موجود هستند. این سیستم ها بر مبنای سیکل تبرید تراکمی عمل کرده و یونیت های خارجی یا نصب شده در خارج از ساختمان و یونیت های داخلی یا فن کویل های نصب شده در داخل ساختمان و لوله کشی مسی حاوی مبرد که به آن گاز فریون نیز می گویند، اجزای اصلی آن را تشکیل می دهند.

به طور کلی در سیستم تهویه مطبوع VRF، یک الکتروموتور مرکزی و در سیستم تهویه مطبوع GHP، یک موتور احتراقی گازسوز بوده که کمپرسورهای سیکل تبرید را به چرخش درآورده و مبرد موجود در مدار با تبادل حرارت در کویل های موجود در یونیت بیرونی و یونیت های داخلی ساختمان، عمل سرمایش و گرمایش را انجام می دهد.

آیا وی آر اف بهترین گزینه برای برج ها و ساختمان های بلندمرتبه است؟

نحوه عملکرد سیستم VRF از سیکل تبرید تا توزیع هوشمند مبرد را بررسی کردیم و اکنون باید بگوییم که با افزایش شهرنشینی و افزایش ساخت و سازهای عمودی، برج های مسکونی مرتفع و ساختمان های بلند به عنوان یکی از رایج ترین نوع های سکونت در شهر های بزرگ تبدیل شده است.

این نوع ساختمان ها به علت ارتفاع، تراکم واحدها و نیاز به توزیع یکنواخت تهویه، نیاز به راهکار های هوشمندانه و دقیقی جهت سرمایش و گرمایش هستند که در این راستا، سیستم وی آر اف به عنوان یکی از پیشرفته ترین فناوری های تهویه مطبوع به شمار می روند.

دلایل جذابیت سیستم وی آر اف برای ساختمان های بلند مرتبه

سیستم های وی آر اف دارای خصوصیات منحصر به فردی هستند که ویژگی ها، آن ها را برای برج های مرتفع جذاب تر می کند، این ویژگی ها عبارت اند از:

• قابلیت کنترل دمای مستقل برای هر واحد مسکونی، بدون وابستگی به دیگر فضاها
• کاهش فضای اشغال شده جهت کانال کشی های حجیم در مقایسه با سیستم های دیگر
• مصرف بهینه انرژی به دلیل استفاده از کمپرسورهای اینورتر
• قابلیت اجرا در طبقات زیاد با طراحی منعطف در طول لوله کشی

مزایای فنی و اقتصادی سیستم وی آر اف در ساختمان های مرتفع

در برج های بلند مرتبه که معمولا چند ده طبقه دارند، ایجاد یک سیستم تهویه مطبوع تمرکز و منعطف، کار ساده ای نبوده و می خواهیم در ادامه مواردی را ذکر کنیم که با این راهکار ها، علاوه بر ممکن سازی کنترل فردی بر دمای هر واحد، نقشی در کاهش مصرف برق و بهینه سازی عملکرد را نیز ایفا کند.

• صرفه جویی انرژی بالا: تکنولوژی اینورتر با تنظیم دور کمپرسور بر اساس نیاز واقعی، مانع اتلاف انرژی می گردد.
• نصب آسان در فضای محدود: بدون نیاز به موتورخانه مرکزی.
• عملکرد بی صدا: مناسب برای محیط های مسکونی که آسایش صوتی از اهمیت زیادی برخوردار است.
• قابلیت توسعه فاز به فاز پروژه: سیستم وی آر اف امکان اجرای تدریجی را داشته و برای پروژه هایی با بهره برداری مرحله ای گزینه ای مناسب است.

بررسی معایب و چالش های وی آر اف در برج های بلند

با آن که سیستم های وی آر اف دارای مزایای متعددی برای ساختمان های بلند مرتبه هستند، اما نمی توان از محدودیت ها، مشکلات و چالش های آن ها چشم پوشی کرد. این محدودیت ها شامل محدودیت در لوله کشی، هزینه اولیه بالا و نیاز به تخصص بالا برای نصب و نگهداری هستند.

کلام آخر

با توجه به ویژگی های فنی، مزایای عملیاتی و همخوانی بالای سیستم های وی آر اف با طراحی معماری برج های مرتفع، می توان گفت که این سیستم ها به عنوان یکی از بهترین گزینه ها برای تهویه مطبوع برج های مرتفع به شمار می روند که البته این انتخاب باید با توجه به شرایط پروژه، اقلیم، نوع کاربری، تحلیل هزینه چرخه عمر، بودجه، موقعیت جغرافیایی و طراحی تاسیسات ساختمان انجام شود.