لرزه گیر مکانیکی، طراحی هوشمند برای

مقابله با لرزش تأسیسات ساختمان‌های مسکونی

انواع گوناگونی از لرزه‌گیر‌های لاستیکی و لرزه گیر‌های فنری مورد استفاده در ساختمان‌های مسکونی هستند، که به منظور کنترل ارتعاشات، کاهش ضربه و پایین آوردن آلودگی صوتی در تجهیزات و تاسیسات مکانیکی مختلف کاربرد دارند.

کد خبر: ۸۱۱۰۶۳

تاریخ: ۲۰ خرداد ۱۴۰۴ - ۱۳:۴۸

لرزه گیر مکانیکی، طراحی هوشمند برای مقابله با لرزش تأسیسات ساختمان های مسکونی

سیستم‌های لرزه‌گیر مکانیکی به دو دسته‌ی لرزه‌گیرهای لاستیکی و لرزه‌گیرهای فنری تقسیم می‌شوند. انتخاب نوع لرزه‌گیر مناسب بر مبنای عوامل مختلفی از جمله طبقه نصب تجهیز در ساختمان (به عنوان مثال، بام، طبقات میانی یا زیرزمین)، فرکانس کاری تجهیز (مانند فرکانس دوران یک موتور یا کمپرسور) و درصد کاهش انتقال ارتعاش مورد نیاز صورت می‌گیرد. لرزه‌گیرهای لاستیکی معمولاً برای فرکانس‌های پایین و بارهای سبک مناسب هستند، در حالی که لرزه‌گیرهای فنری برای فرکانس‌های بالاتر و بارهای سنگین‌تر کاربرد دارند. همچنین، در انتخاب لرزه‌گیر باید به عواملی مانند شرایط محیطی (دما، رطوبت، مواد شیمیایی) و میزان میرایی مورد نیاز نیز توجه کرد.

کنترل لرزش و سروصدای اضافی تأسیسات مکانیکی و الکتریکی در ساختمان های مسکونی از چالش های اصلی مهندسان است. نیازمندی‌های این سیستم‌ها و لوله‌کشی تاسیسات، بسته به نوع کاربری ساختمان، بسیار متنوع است.
انتقال مداوم و موثر انرژی و آب در تأسیسات، بدون ایجاد مزاحمت برای ساکنین، یک چالش طراحی به شمار می‌رود. چرا که این فرآیندها با لرزش و تولید صدا همراه است. معمولاً موتورخانه‌ها در مکان‌های نامناسب ساختمان جانمایی می‌شوند، اغلب در نزدیکی فضای استراحت. حتی اگر موتورخانه دور باشد، لرزش و صدا از طریق لوله‌ها منتقل شده و آسایش ساکنین را مختل می‌کند.

دو روش برای انتقال ارتعاشات سیستم‌ها و تاسیسات وجود دارد: از طریق سازه ساختمان و از طریق لوله‌کشی. این مسائل، دردسرهای زیادی برای طراحان، مهندسان و مشاورین ایجاد می‌کند، زیرا تغییرات در مراحل پایانی ساخت یا پس از سکونت، پرهزینه و دشوار است. راهکار کلیدی برای کاهش صدا و لرزش، جداسازی کامل و دقیق تجهیزات از ساختار ساختمان در فاز طراحی و یا جایگذاری مناسب و بجای یک سیستم حرفه ای مانند لرزه گیر جهت جلوگیری از لرزش و ایجاد صدای اضافی است.

تأثیر طراحی تأسیسات و لوله کشی ها بر نویز و لرزش

لرزه گیر مکانیکی، طراحی هوشمند برای مقابله با لرزش تأسیسات ساختمان های مسکونی از نکات مهمی است که در این مقاله به آن پرداخته میشود. نویز و لرزش تأثیر قابل توجهی بر طراحی سیستم‌های  تأسیسات و لوله‌کشی ها دارند. از آنجا که مدل‌سازی یا آزمایش تمام حالات اجرای سیستم لوله‌کشی تأسیسات عملاً غیرممکن است، اصول کلی در این زمینه تدوین شده‌اند.

فلنج‌ها و اجزای سنگین:  فلنج ‌ها، شیرها و تکیه‌گاه‌های صلب ارتعاشات دیواره لوله را تحت تأثیر قرار داده و امواج ایستاده ایجاد می‌کنند. این عناصر سنگین به عنوان نقاط ثابت (گره) در سیستم لوله‌کشی عمل کرده و به نظر می‌رسد فرکانس‌های لرزش و صدای خط لوله را افزایش می‌دهند.

ساپورت های لوله: ساپورت های لوله معمولاً تأثیر زیادی بر انتقال ارتعاش ندارند، مگر اینکه بسیار محکم باشند و عملاً بخشی از ساختار ساختمان شوند. مثلا بست‌های کلویس نمونه‌ای از این نوع ساپورت ها هستند. در مقابل، آویزهای فنری اغلب از انتقال ارتعاش به سازه جلوگیری می‌کنند.

خم‌های لوله:  زانویی‌ها امواج خمشی را به امواج پیچشی تبدیل کرده یا جهت آنها را تغییر می‌دهند. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که اتصالات انعطاف‌پذیر در کاهش امواج خمشی مؤثرند، اما در مهار امواج پیچشی عملکرد ضعیفی دارند. بنابراین، اگر ارتعاشات از نوع پیچشی باشند، قرار دادن یک اتصال انعطاف‌پذیر بلافاصله بعد از زانویی تأثیر چندانی در کاهش ارتعاش نخواهد داشت.

فشار سیال:  افزایش فشار سیال معمولاً تا حدود 50 psi تأثیر قابل توجهی بر ارتعاشات ندارد.

رادهای کنترلی: یکی از دغدغه‌های رایج مهندسان متخصص این است که میله‌های کنترلی می‌توانند باعث ایجاد "مدار کوتاه" در عملکرد رابط‌های لاستیکی شوند. آزمایش‌ها نشان می‌دهد که میله‌های کنترلی تاثیر چندانی بر ویژگی‌های لرزش توسط رابط‌ها ندارند. از آنجا که فلنج‌ها مانند نقاط ثابت سیستم عمل می‌کنند، ارتعاش درون رابط توسط واکنش جداره رابط کاهش می‌یابد. آزمایش‌های ارتعاش نشان می‌دهد که مواد الاستومری در مقایسه با شیلنگ‌های فولادی زره‌دار، لرزه‌گیرهای بهتری هستند. قابلیت انعطاف رابط‌های الاستومری در هر دو جهت محوری و جانبی به آن‌ها اجازه می‌دهد تا ارتعاش‌های ناشی از جداره لوله و سیال را جذب کنند. با این وجود، به دلیل اینکه ویژگی‌های ارتعاشی هر ساختمانی بر اساس وابستگی زیاد آن به طرح سیستم‌های تهویه مطبوع و لوله‌کشی تاسیسات و اجزای آن متفاوت است، نمی‌توان یک راه حل و ماده یکسان برای مهار ارتعاش و صدا در همه ساختمان‌ها پیشنهاد کرد و توصیه می‌شود در این زمینه نظرات فنی کارشناسان و متخصصین در تطابق با استانداردهای موجود مورد توجه قرار گیرد.

ارتعاش چیست؟

هر دستگاه یا تجهیزات مکانیکی که در ساختار خود از اجزای متحرک یا چرخشی بهره می‌برد، به دلیل ایجاد نیروهای نامتعادل، پدیده ارتعاش را به وجود می‌آورد. این ارتعاشات ناشی از عملکرد دستگاه‌ها می‌توانند مشکلات گوناگونی را در ساختمان و محیط نصب ایجاد کنند. از جمله مهم‌ترین این مشکلات می‌توان به کاهش راندمان و طول عمر تجهیزات به دلیل خستگی ناشی از ارتعاش، انتقال ارتعاشات به سازه ساختمان و سایر طبقات، و همچنین ایجاد آلودگی صوتی در زمان کارکرد دستگاه اشاره کرد، که موجب نارضایتی ساکنین میشود.

انواع لرزه گیر مکانیکی

به‌طور کلی، سیستم‌های لرزه‌گیر مکانیکی به دو دسته‌ی لرزه‌گیرهای لاستیکی و لرزه‌گیرهای فنری تقسیم می‌شوند. انتخاب نوع لرزه‌گیر مناسب بر مبنای عوامل مختلفی از جمله طبقه نصب تجهیز در ساختمان (به عنوان مثال، بام، طبقات میانی یا زیرزمین)، فرکانس کاری تجهیز (مانند فرکانس دوران یک موتور یا کمپرسور) و درصد کاهش انتقال ارتعاش مورد نیاز صورت می‌گیرد. لرزه‌گیرهای لاستیکی معمولاً برای فرکانس‌های پایین و بارهای سبک مناسب هستند، در حالی که لرزه‌گیرهای فنری برای فرکانس‌های بالاتر و بارهای سنگین‌تر کاربرد دارند. همچنین، در انتخاب لرزه‌گیر باید به عواملی مانند شرایط محیطی (دما، رطوبت، مواد شیمیایی) و میزان میرایی مورد نیاز نیز توجه کرد.

محل نصب لرزه گیر

محل نصب تجهیزات، که به آن طبقه نصب نیز گفته می‌شود، نقش مهمی در انتخاب و طراحی لرزه‌گیر دارد. در ساختمان‌هایی که تجهیزات در نزدیکی فضاهای حساس به صدا مانند اتاق خواب، نشیمن و فضای استراحت نصب می‌شوند، باید حداکثر تلاش برای کاهش انتقال ارتعاش صورت گیرد. اما در مکان‌هایی مانند زیرزمین، کارخانه‌ها، نیروگاه‌ها و انبارها که کنترل صدا اهمیت کمتری دارد، می‌توان الزامات کاهش انتقال ارتعاش را تعدیل کرد.

تاثیر جغرافیا بر انتخاب لرزه‌گیر

محل نصب لرزه‌گیر، علاوه بر نوع کاربری محیط، در انتخاب آن نقش مهمی دارد. به عنوان مثال، در مناطق زلزله‌خیز که روی گسل قرار دارند، کنترل نیروهای دینامیکی وارده بر لرزه‌گیر در هنگام زلزله، نوع لرزه‌گیر را تعیین می‌کند. لرزه‌گیرهای لاستیکی، به دلیل خاصیت میرایی و جذب صوت، قابلیت تولید در اشکال هندسی و سختی‌های مختلف را دارند. این لرزه‌گیرها برای کنترل ارتعاشات مکانیکی با فرکانس بالا مناسب بوده و میزان تغییر شکل مجاز آن‌ها معمولاً محدود است. در مقابل، لرزه‌گیرهای فنری برای جابه‌جایی‌های بیشتر مناسب بوده و امکان ارائه تغییر شکل‌های بالاتری را فراهم می‌کنند. این لرزه‌گیرها بر اساس نوع کاربرد، به صورت آزاد، مهاردار و آویز طراحی و تولید می‌شوند.

لرزه گیرهای پرکاربرد

استفاده از انواع لرزه‌ گیر برای کنترل ارتعاشات تجهیزات، راهکاری رایج است که همواره توسط متخصصان صدا و آکوستیک توصیه می‌شود.

در میان گستره وسیعی از لرزه‌گیرها، مدل‌های لاستیکی و فنری، به دلیل داشتن میزان جابجایی (دفلکشن) مناسب و قابل قبول، از پرکاربردترین‌ها هستند.

لرزه‌گیرهای فنری معمولاً دارای دفلکشن بین ۱ تا ۵ اینچ هستند، در حالی که لرزه‌گیرهای لاستیکی دفلکشنی در حدود ۰.۱۵ تا ۰.۵۵ اینچ دارند. بر این اساس، مشخص است که در صورت نیاز به دفلکشن بالا، لرزه‌گیرهای فنری انتخاب بهتری هستند. اما مشکل لرزه‌گیرهای فنری این است که فرکانس طبیعی دارند که می‌تواند با فرکانس زلزله هم‌زمان شود. این همزمانی می‌تواند باعث پدیده رزونانس شده و در نتیجه، لرزه‌گیر به شدت پرتاب شود.

اگر لرزه‌گیر فنری فاقد قاب ضدزلزله باشد، حرکت فنر موجب جابجایی و سقوط تجهیزات قرار گرفته روی آن می‌شود. در صورتیکه تجهیز مورد نظر یک فن یا سایر تجهیزات HVAC مربوط به هوا باشد، خطر سقوط کل سیستم کانال‌کشی وجود دارد. اگر تجهیز HVAC آبی باشد، خطر سقوط و تخریب سیستم لوله‌کشی و آب‌گرفتگی ساختمان وجود دارد. از همه بدتر، اگر تجهیز در فضای باز و روی بام قرار گرفته باشد، احتمال سقوط آن از ارتفاع وجود دارد.
این نوشته، مفاهیم کلی کنترل ارتعاشات تجهیزات را بر اساس روش‌های عملی، تجهیزات مکانیکی و الزامات طراحی مبتنی بر استاندارد ASHRAE ارائه داد تا بتوان به یک سیستم کنترل ارتعاش مؤثر برای تجهیزات خاص دست یافت.

لرزه گیر مناسب استفاده در ساختمان های مسکونی

انواع گوناگونی از لرزه‌گیرهای لاستیکی و لرزه گیرهای فنری مورد استفاده در ساختمان های مسکونی هستند، که به منظور کنترل ارتعاشات، کاهش ضربه و پایین آوردن آلودگی صوتی در تجهیزات و تاسیسات مکانیکی مختلف کاربرد دارند. لرزه‌گیرهای مکانیکی قابلیت استفاده در انواع مختلف تجهیزات و تاسیسات را دارند، از جمله: مولدهای برق متراکم‌کننده‌های هوا آب‌گردان‌ها دستگاه‌های تهویه هوا دیگ‌های بخار چیلرها بادبزن‌ها توربین‌های چرخشی انواع ماشین‌آلات صنعتی تاسیسات دریایی و ...

برای اطلاع بیشتر در مورد لرزه گیر و انواع مصالح نوین ساختمانی به سایت شرکت سازه پایدارالهیه مراجعه بفرمایید