למה מגזרי פלדה זקוקים להשקיה מת specialised
דינמיקת חום: ספיגת חום על ידי גגות מתכת ו stratifikatzia של האוויר
בשל הולכה חום מעולה, תנודות הטמפרטורה במגדלי פלדה קיצוניות. גגות מתכת סופגים חום במהירות בימים צחיחים, וברוב המקרים עולים ב-50–70 מעלות מעל טמפרטורת האוויר החיצוני. תופעה זו יוצרת אתגרי חום חמורים בפנים. מה הצעד הבא? אוויר חם עולה למעלה, ויוצר באופן טבעי שכבות שבהן האוויר החם נשאר ליד הגג ואילו האוויר הקריר נותר קרוב לרצפה, שם עובדים. בבניינים ללא אוורור, ההבדלים בטמפרטורה יכולים להיות מפתיעים, ולעיתים קרובות עולים על 30 מעלות בין הרצפה לגג. עובדה זו גורמת למערכות החימום והקירור לעבוד קשה בהרבה, ומעלה את עלויות החשמל של העסק. מעבר לבזבוז כספי, החימום השכבותי ללא אוורור מקצר גם את תקופת חייו של ציוד יקר, ומייצר סביבה לא נוחה לעובדים. הפתרון הוא מערכת אוורור טובה שמתמקדת בהעברת ושיבוץ שכבות האוויר החם, ומייצרת התפלגות טמפרטורה אחידה ללא אותו נטל אנרגטי.
התעכבות מים, הקורוזיה ותקלות בבודד על פני השטחים הקרים של הפלדה יוצרים סיכונים של לחות.
הבעיה העיקרית בפלדה היא שכאשר אוויר חם ולח פוגש משטחים קרים של פלדה (במיוחד בלילה כאשר הטמפרטורות יורדות), הפלדה לא תאפשר לרטיבות לברוח בקלות, מה שיגרום לבעיות חמורות בחומרים. פלדה בטמפרטורת הסביבה שמעל נקודת ההחלקה תקבל את הרטיבות על משטחיה פי שלושה מהר יותר מאשר חומרים עם בידוד או חומרים פרומים אחרים (שיכולים גם לספוג ולאחר מכן לשחרר את הרטיבות). זה מוביל לבעיות נוספות של רטיבות. לאחר מכן, הפלדה נאכלת עוד יותר (מחלישה את האינטגריות המבנית). בנוסף, המים יחדירו גם את הבידוד, מה שיקטין את יעילותו ב-40%, ויצמחו אבקנים (שהם השורש למוות הבידוד). החומרים האלה – עץ ואבן – יספגו וישחררו רטיבות, ובהתאם לכך יתנהגו שונה מפלדה, שלא תעשה כלום כדי להקל על התנאים. זה נכון גם לגבי הפלדה והקיטור. ישנו השפעה מחמירה נוספת של הפלדה, משום שאין החלפת אדים כמעט כלל בבניין, מה שמחמיר עוד יותר את הבעיה. לא אמור להיות כך, אך כאשר טמפרטורת הסביבה גבוהה מנקודת ההחלקה, תיווצר קיטור. בעתיד, תנאי הסביבה ישפיעו באופן משמעותי על החומרים שיאוחסנו בבניין; אם הוא אינו חדיר לאדים ואין אספקת מים נוזליים מתמדת מעל נקודת ההחלקה. כל הגורמים הללו יחד יבטיחו שהבניין יסבול נזקים משמעותיים לאורך השנים.
החלת וентילציה טבעית במתקני פלדה
היעילות של עיצוב הזרימה מהזווית העליונה לתחתית המבנה והגורמים האחרים
מערכת הרכס-למרגעה מפעילה את המגמה הטבעית של אוויר חם לעלות. כאשר אוויר חם נמלט דרך פתחי אוורור בחלק העליון של הגג, ואויר טרי נמשך דרך פתחי אוורור תחתונים בצדדים. מערכת זו מתאימה במיוחד למחסנים פלדיים, מאחר שהגגים המетאליים מחוממים לעומק וגם משחררים את החום בלילה, מה שמשפר את זרימת האויר. יעילותה תלויה מאוד במיקום הספציפי. ארגון ASHRAE פרסם מחקר המציין שבתנאי יובש ורוח, קצב החלפת האויר במערכות אלו יהיה גבוה ב-40% לעומת אקלימים לחים ושקטים. מבנים קרובים לים עם עיצוב תכנוני מתאים לאוורור צולב יראו 8–10 חליפות אויר בשעה. להבדיל, באקלימים טרופיים, שבהם רמות הלחות גבוהות, יש צורך במערכות נוספות כדי לשלוט ברמת הלחות. הגדלת היעילות של המערכת תלויה במידה רבה בתכנון הספציפי של פתחי האוורור. מהנדסים רבים משתמשים בסימולציות ממוחשבות, או במודלים של דינמיקת זורמים ממוחשבת (CFD), לתכנון המערכות לפני הבנייה.
כאשר מערכות מתאימות בצורה הולמת לתבניות האקלים המקומיות, ניתן להפחית את הצורך בקירור מכני בכמעט שליש, מה שמשמר כסף ואנרגיה לאורך זמן.
יישום מערכת התרחשות מכנית והיברידית במכולת פלדה
חסרי זרימה טבעית: רמות לחות גבוהות וקבועות, תרחושת תהליכים, ומצבים של מעטפת סגורה מאוד
השאיבה הטבעית פשוט אינה מספיקה במגוון רב של מצבים מהעולם האמיתי. חישבו על כל המצבים בחיים האמיתיים שכוללים כמות גדולה של לחות. דוגמה מובהקת: המטבח של מסעדה. גם המקום שבו מתבשל הבטון הוא דוגמה לכך. באופן דומה, חישבו על מפעל שבו נוצרת חום ונפלטים אדים. חישבו על מקום שבו יש כמות גדולה של חלקיקי אבק. גם מבנים בעלי בקרה הדוקה שתוכננו לשליטה בטמפרטורה או לביטחון הם דוגמה לכך. בכל המקרים הללו קיים בעיה משותפת. מערכות אוורור פסיביות מפסידות את יעילותן ואינן מספקות תגובה מהירה ומספקת נגד הצטברות הלחות. התעבות מצטברת בקצב לא בטיחותי, מה שמייצר סיכון ליציבות המבנה, שכן החומר הבודד ניזוק והחומרים מתחילים לעלות חלודה. מחקר מראה שבלחות שלא נשלטת במבנים פלדיים ניתן להגיע לשימוש רק ב-60% מהתקופה לתכנון החיים של המבנה. זהו אחד הגורמים המובילים לאמצה המהירה של מערכות אוורור היברידיות. בין אם ביום רגיל ובין אם כאשר המערכת מופעלת, זרימת האוויר הטבעית אחראית בעיקר לאוורור. במערכות אלו, זרימת האוויר הטבעית אחראית לרוב העבודה.
עם זאת, כאשר הרטיבות עולה באופן דרמטי מדי או כאשר הטמפרטורה עולה ב-30 מעלות מעל הטמפרטורה החיצונית, המפוחים האוטומטיים לפליטה נפעלים כדי לשמור על התאמה לתקנים של ASHRAE. מערכות אלו, שתוכננו להיות גמישות, מגינות על איכות האוויר ועל שלמות חומרי הבנייה, ובאותה עת מפחיתות את עלויות האנרגיה ב-25% עד 50% יחסית למערכות מכניות קונבנציונליות.
עיצוב יעיל של זרימת האוויר ומיקום פתחי ההזנה והפליטה במכולות פלדה
הזנה ופליטה מאוזנות: יחס נמוך של פתחי הזנה/גבוה של פתחי פליטה שנקבע על ידי ניתוח CFD
עיצוב הالتهרה במגדלי פלדה תעשייתיים תלוי יותר במיקום הספציפי של פתחי הזרמת האוויר מאשר במספרם. לדוגמה, תכנונים אופטימליים בתעשייה ישתמשו במערכות התנעה מאוזנות עם פתחי קליטה נמוכים ופתחי פליטה גבוהים. כאשר אוויר נמשך דרך פתחי הקיר או פתחי הסופיט בגובה רמה, הוא מחמם ועולה, ועוזב את המרחב דרך פתחי התקרה העליונים. עיצוב זה של התנעה ממריץ באופן פעיל את התנועה כלפי מעלה של אוויר חם ורטיבות, תוך עקירת משטחים קרים שנטויים להתעבות. מודלים חישוביים גם מראים שמגדלי פלדה 'נושמים' בצורה הטובה ביותר ונקודות מתות מצטמצמות ב-70% אם שטח הקליטה מהווה 60% משטח הפליטה. מה הם התוצאות הסופיות? האוויר נשאר בתנועה מתמדת, התושבים מרגישים בנוח, קצב הנזילה של הפלדה מואט, ורצפות רטובות הפחות מסוכנות להחלקה.
שאלות נפוצות
מהי החשיבות של התנעה במגדלי פלדה?
הבדלים בטמפרטורה וצטברות לחות יכולים ליצור מגוון רחב של בעיות, והשאיבה יכולה לסייע בשליטה ובהפחתת הבעיות הללו. שיאובה טובה תמזער את ההשפעות על הציוד, תحسن את הנוחות של העובדים, וגם תפחית את עלויות האנרגיה.
אילו בעיות עלולות להתרחש במכולות פלדה עקב שאיבה לקוייה?
צטברות לחות, הבדלים גדולים בטמפרטורה וקיטור יכולים להיגרם כולם כתוצאה משאיבה לקוייה. קורוזיה ותקלות באיזול עלולות גם הן להיות בעיות פוטנציאליות שנגרמות מכך, וכן נזקים מבניים ולמלאי.
מהו המטרה של השאיבה הטבעית במכולות פלדה?
אוויר חם עולה למעלה, ומכולות פלדה יכולות לנצל עובדה פשוטה זו של הפיזיקה במערכות שאיבה טבעית כגון מערכת צלע-לקרדום. במערכות אלו, האוויר החם מועבר החוצה דרך פתחים עליונים, בעוד שאויר קריר נמשך פנימה דרך פתחים תחתונים.
האם נדרשות מערכות שאיבה היברידיות ומיכניות?
כאשר ההזנה הטבעית אינה מספיקה בגלל חום, רטיבות או איטום אוויר, יש צורך במערכות היברידיות ומיכניות כדי ליצור זרימת אוויר באזורים אלו. מערכות אלו משמשות גם כדי להבטיח שלא יתאסף לחות באזורים שבהם מבנה הבניין עלול להיפגע.