لرزه گیر هواکش در ساختمان

 

در بحث کنترل لرزش و نویز جهت بهبود ارتقا کیفیت محیط کار و زندگی استفاده از لرزه گیر هواکش بسیار موثر است.

چکیده: هواکش هایی که برای رقیق سازی و تخلیه هوای آزمایشگاه ها مورد استفاده قرار می گیرندY معمولاً بطور کامل (فن و موتور) بر روی صفحات فلزی پلنوم ها نصب می شوند. بدون اینکه برای نصب آنها از لرزه گیرهای موثری استفاده شود. این بدین منظور است که لرزش را به سازه ساختمان منتقل نکنند. اگر فن و موتور بطور صحیح و دقیق بالانس شده باشند. لرزش منتقل شده از فن به سازه ساختمان معمولاً می تواند در محدوده مجاز و غیر قابل حس در فضاهای ساختمان های عادی باشد. اما کماکان این مقدار هنوز بیش از حد مجاز در ساختمان های حساس (مانند آزمایشگاه ها) است.
نصب هواکش های حساس آزمایشگاهی در صورتی امکان پذیر است. که اگر کانال های اگزاست و بازشوهای بام به شکلی طراحی شده باشند. که به شکل غیر فعال انتقال نویز را کاهش دهند. و همچنین اگر فن و پلنوم با لرزه گیر هواکش مناسب و کافی نصب شده باشند. تا انتقال لرزش به ساختمان را به خوبی کنترل کنند. آنگاه نصب هواکش ها مستقیماً بالای فضاهای آزمایشگاهی حساس، بدون نقض استانداردها و ضوابط مورد نیاز برای فضاهای آزمایشگاهی و تجهیزات حساس، امکانپذیر است. در این مقاله به بررسی نتایج حاصل از تحقیقات انجام شده بر روی داده های مربوط به مقادیر نویز و لرزش در دو آزمایشگاه پزشکی قانونی و بیولوژیک می پردازیم. که هواکش های آنها روی بام و مستقیماً بالای فضاهای حساس نصب شده اند. نمودارهای مقایسه ای مقادیر نویز و لرزش ارایه شده تا شرایط را قبل و بعد از اصلاحات لرزه ای ساختمان نشان دهد. با استفاده از این نمودارها و تصاویر مقادیر نویز و لرزه اندازه گیری شده است.

 

 

کلمات کلیدی: نویز ، لرزش ، هواکش ، لرزه گیر هواکش   

لزوم استفاده از لرزه گیر هواکش در تجهیزات حساس آزمایشگاهی

 

تجهیزات حساس آزمایشگاهی مانند میکروسکوپ ها، دستگاه های میکروبالانس، میزهای نوری و … به شدت به لرزش ساختمان حساس هستند. همچنین اگر صداهای فرکانس پایین به اندازه کافی شدت داشته باشند و بطور مداوم ایجاد شوند بر روی آنها تأثیر می گذارند. این اختلالات می توانند دقت اندازه گیری دستگاه ها را کاهش داده یا سبب اختلال در تصویر برداری و کدورت آنها شوند. برخی از تولید کنندگان میکروسکوپ ها و سایر دستگاه های آزمایشگاهی حساس، ضوابط خاصی را در مورد لرزش مجاز سطح و صداهای قابل انتقال از طریق هوا، به عنوان اصول اولیه پیش از نصب تجهیزاتشان ارایه می دهند. همچنین برای طراحی و ارزیابی سیستم ها، ضوابط عمومی نویز و لرزش وجود دارد.

عوامل ایجاد لرزش در ساختمان ها

 

ماشین های دواری که روی سقف ساختمان های آزمایشگاهی نصب می شوند می توانند عاملی برای لرزش محسوس ساختمان و ایجاد نویز باشند، علی الخصوص اگر تجهیزات بزرگ فاقد انواع لرزه گیر هواکش مناسب و موثر باشد. فن های رقیق کننده هوای آزمایشگاه ها به همراه سیستم اگزاست هودهای بخارگیر، معمولاً بدون استفاده از لرزه گیرهای مناسبی که عملاً آنها را از سازه ساختمان جدا کند، روی بام نصب می شوند. بنابراین، طبیعتاً فن ها و موتورهای آنها می توانند عامل ایجاد لرزش و انتشار آن در ساختمان و انتقال آن به تجهیزات حساس آزمایشگاهی و تأثیر بر روی عملکرد آنها باشند.

 

بررسی مقادیر لرزش هواکش های دو ساختمان با کاربری متفاوت

 

در این مقاله مقدار نویز و لرزش دو مورد (موارد A و B) بررسی شده اند که به دلیل عدم استفاده از لرزه گیر هواکش در نصب آنها، لرزش ایجاد شده توسط فن و موتور، عملکرد آزمایشگاه را تحت تأثیر قرار می دهد.

هر دو ساختمان دارای فونداسیون بتنی و سازه تیرچه و بلوک، و ساختمان A پزشکی قانونی و ساختمان B آزمایشگاه بیولوژیک بودند.

در هر دو مورد، همه فن ها و پلنوم ها در ابتدا بدون لرزه گیر هواکش یا حتی پد لاستیکی نصب شده بودند. همچنین، کانال های هوا،  ونت ها و لوله های برق بدون اتصالات انعطاف پذیر یا لرزه گیر به دستگاه ها وصل شده بودند.

در شروع کار، پس از تکمیل سازه، مقادیر نویز و لرزش در هر دو ساختمان بیش از حد مجاز برای ساختمان ها و تجهیزات حساس آزمایشگاهی بود و مدیران آزمایشگاه ها از مقادیر نویز و لرزشی که به علت عدم وجود لرزه گیر شنیده و احساس می شد اظهار نارضایتی می کردند زیرا فضاهای کاری مستقیماً زیر محل نصب هواکش ها بود.

 

نتیجه اولین اقدام جهت لرزه گیری هواکش های دو ساختمان

 

به عنوان اولین اقدام اصلاحی، اتصالات موتور به فن ها کاملاً بالانس شد تا لرزش دورانی را کاهش دهد. این کار مقادیر لرزش را کاهش داد، اما نه به آن میزان که با محدودیت های استاندارد آزمایشگاه مطابقت داشته باشد.

به منظور اعمال اصلاحات بیشتر در یکی از آزمایشگاه ها، انواع لرزه گیر فنری زیر پلنوم هوای بای پاس اضافه شدند تا لرزش موتور و فن را از سازه بتنی بام جدا کنند. به دنبال نصب لرزه گیر فنری و سایر اصلاح کننده ها، مقادیر نویز و لرزش تا حد ضوابط کاهش یافت.

در آزمایشگاه دوم، میزهای ضد لرزش برای استفاده و قرار دادن تجهیزات آزمایشگاهی تهیه شد.

در مورد A، نتایج حاکی از کاهش معنادار لرزش با استفاده از نصب لرزه گیر هواکش و فن های موجود است.

در مورد B، امکان استفاده از لرزه گیر هواکش و لرزه گیر فن نیست، اما امکان استفاده از میزهای ضد لرزش برای میکروسکوپ ها و سایر تجهیزات حساس آزمایشگاهی وجود دارد.

 

جزییات اولیه نصب لرزه گیر هواکش جهت مهار لرزش تجهیزات روی بام

 

هواکش های هر دو ساختمان بدون انواع لرزه گیر هواکش نصب شده و مستقیماً به بام پیچ شده بودند ، همانطور که در شکل های ۱ تا ۴ مشخص است.

در مورد A فن ها، هوای اگزاست آزمایشگاه را از طریق کانال هایی که از پایین وارد پلنوم می شوند، می مکند، و بازشوهای روی بام بطور کامل توسط ملات و سایر مواد لازم آب بند و هوا بند شده اند.

در مورد B تمامی شرایط مشابه مورد A است با این تفاوت که کانال ها از کنار وارد پلنوم شده اند.

 

ساختارهای اولیه نویز و لرزش هواکش ها

 

در ابتدا، پس از اینکه عمل نصب هواکش کامل شد، مقادیر نویز و لرزش در هر دو آزمایشگاه بیشتر از حد مجاز برای آزمایشگاه ها و تجهیزات حساس بود، و مدیران آنها از شنیدن صدا و احساس لرزش ناشی از هواکش ها، بخصوص در فضاهایی که مستقیماً زیر آنها قرار داشتند اظهار نارضایتی می کردند.

پیک لرزش و نویز هوابرد در ۲۳ Hz و ۳۸ Hz دقیقاً با میزان تولید شده آنها توسط فن هواکش های بام مطابقت داشت. لرزش در ۲۹.۵ Hz با میزان لرزش ناشی از موتور هواکش ها مطابقت داشت. مشاهده شد که با خاموش کردن هواکش ها، سطح نویز و لرزش ساختمان به حالت مطلوب برگشت.

همینطور، در مورد B، پیک لرزش داخلی و نویز هوابرد در ۱۹ Hz با میزان تولید شده آنها توسط فن هواکش های بام مطابقت داشت. لرزش موتور به میزان ۲۹.۵ Hz در مورد B خیلی واضح نبود و مانند مورد A مشکل خاصی برای ساختمان ایجاد نمی کرد. با این حال، لرزش هواکش که باعث لرزش ساختمان می شد، کماکان حتی تا ۸ طبقه زیر محل قرارگیری آن را بیش از حد مجاز آزمایشگاه می لرزاند.

بالانس فن و موتور پروسه ای است که توسط آن توزیع حجم هر موتور بررسی می شود و اگر لازم باشد به شکلی تنظیم می شود تا این اطمینان حاصل شود که لرزش در محدوده مجاز است. در هر دو مورد، تولید کنندگان فن مجدداً فن ها و موتورها را بالانس کردند تا مشکلاتی را که ممکن است در این زمینه وجود داشته باشد برطرف کنند، و همچنین سایر تجهیزات را نیز بالانس کردند تا اینکه لرزش و نویز را در ساختمان تا حد ممکن کاهش دهند.

در مورد A، تجهیزات بر اساس (ISO 1940-1 Balance Grade G2.5 (2.5 mm/s Velocity مجدداً بالانس شدند. این بالانس مجدد فن ها و موتورها لرزش ساختمان را در بسیاری نقاط بین ۸ تا ۱۰ دسیبل کاهش داد.

در مورد B، متخصصین تعیین کردند که بالانس کردن بر اساس G2.5 عملی نیست. بالانس مجدد بر اساس G6.3 انجام شد تا تلاش شود در حد امکان به G2.5 برسد، و اندازه گیری مقادیر لرزش نشان داد که لرزش ساختمان در نقاط مشابه بین ۳ تا ۱۲ دسیبل کاهش یافت، اما در بسیاری نقاط دیگر کلاً تغییری نکرد.

در هر دو مورد، انتظار می رفت لرزش تجهیزات به تدریج با خروج فن ها و موتورها از حالت بالانس، افزایش پیدا کنند و بر این اساس نیاز به بالانس مجدد احساس شود. بنابراین راهکارهای قابل اطمینان تری مورد نیاز است.

 

مقادیر پیشنهاد شده برای لرزه گیری

 

در ابتدا توصیه شد که لرزه گیر فنری فن و هواکش زیر پلنوم های اختلاط موجود (در مورد A) نصب شوند تا لرزش ایجاد شده توسط فن ها و موتورها را خنثی کنند. لازم بود که اندازه و نحوه چیدمان فن ها به گونه ای طراحی شود تا بهترین دفلکشن استاتیکی ممکن به دست آید و بتواند به شکلی موثر لرزش ناشی از فن ها و موتورهایی که با دورهای ۱۱۶۶ تا ۲۴۴۲ دور در دقیقه چرخش داشته و فرکانسی بین ۱۹.۴ Hz تا ۴۰.۵ Hz تولید می کنند را خنثی کند.

بر اساس محاسبات انجام شده، لرزه گیر فنری هواکش با دفلکشن نامی ۲۵mm برای مورد A توصیه شدند، همچنین اتصالات انعطاف پذیر برای لوله های برق، ساپورت مجزا برای هودهای هوای ورودی و فنرهای درون خطی با دفلکشن مشابه که بر روی کابل های حایل جهت مقاومت در برابر نیروی باد به سیستم متصل شده بودند، جهت تکمیل سیستم مورد استفاده قرار گرفتند.

 

نتایج حاصل از نصب لرزه گیر هواکش در مورد A

 

پس از لرزه گیری فن ها، لرزش در کف آزمایشگاه و سطح میزهای کار و در بیشتر نقاط طبقات بالایی ساختمان به شکلی معنادار کاهش یافت.

ارتقای ناشی از بالانس مجدد فن ها و تجهیزات وابسته به G2.5 و نصب لرزه گیر هواکش زیر فن ها، لرزش کف آزمایشگاه را بین ۱۰ تا ۱۲ دسیبل کاهش داد. در بسیاری  از سطوح و میزهای کاری با تنظیمات جزیی تر، حتا کاهش بیشتری هم مشاهده شد.

 

لرزه گیر هواکش و دیگر تجهیزات آزمایشگاهی مورد B

در مورد B، صاحبان ساختمان آزمایشگاه معتقد بودند که نصب انواع لرزه گیر هواکش زیر فن های موجود عملی نیست. بنابراین بجای آن از کاربران آزمایشگاه ها در طبقات ۱ تا ۱۲ ساختمان خواستند که میزهای ضد لرزش و پداستال برای تجهیزات حساس به لرزش تهیه کنند. هرچند این کار به میزان نسبتاً قابل قبولی لرزش تجهیزات را در حین عملکرد کاهش می داد، اما عملاً تشدید رزنانس در محل تماس میز با زمین وجود داشت که سبب می شد تا نیاز به انتخاب میزهای خاص متناسب با شرایط لرزش ساختمان بیشتر احساس شود.

استفاده به جا و درست از انواع لرزه گیر هواکش و لرزه گیر فن، جهت نصب هواکش ها بر روی بام روشی به مراتب ساده تر و مقرون به صرفه تر جهت دستیابی به مقادیر قابل قبول لرزش و نویز در طبقات ساختمان و سطوح و میزهای کاری دستگاه های حساس آزمایشگاهی است .
هرچند که ترکیب استفاده از این نوع لرزه گیر فن و لرزه گیر هواکش به همراه استفاده از اتصالات انعطاف پذیر جهت نصب کانال ها، لوله های برق و … و استفاده از کابل های حایل دارای لرزه گیر درون خطی و در نهایت تجهیزات آزمایشگاهی حساس مجهز به سیستم های کنترل و کاهش لرزش و نویز، امکان دستیابی به بالاترین حد ممکن قابل قبول برای کاهش لرزش و نویز را فراهم می کنند.

 

نویسنده : مهندس پدرام بداقی