اجرای انواع سیستم تأسیسات ساختمان

چکیده

اجرای انواع سیستم تأسیسات مکانیکی ، الکتریکی و لوله کشی (Mechanical, Electrical & Plumbing) (MEP) در ساختمان ها با توجه به تفاوت ها در روش اجرا توسط مجریان سیستم ها می تواند بسیار متفاوت و چالش برانگیز باشد. تداخل های کاری در عملکرد نیروهای اجرایی معمولاً باعث بروز تأخیرات در زمانبندی پروژه ها شده و هزینه های پروژه را افزایش می دهد. این مقاله با تمرکز بر استفاده از انواع ساپورت مدولار تأسیساتی در ساختمان های بلند مرتبه و انواع جدیدترین سیستم تأسیسات ساختمان به منظور رفع مشکلات ناشی از اجرا نگارش شده است . به منظور امکان بررسی تفاوت ها ، هر دو سیستم ساپورت سنتی و سیستم ساپورت مدولار مورد بررسی قرار گرفته اند.

معرفی سیستم ها

انواع سیستم تأسیسات مکانیکی ساختمان ، سیستم تأسیسات الکتریکی و سیستم لوله کشی (Mechanical , Electrical & Plumbing) (MEP) که تحت عنوان سیستم تأسیسات ساختمان هم شناخته می شوند در واقع سیستم های فعال ساختمان هستند و با ایجاد سیستم های الکتریکی ، ارتباطی ، سرمایش و گرمایش ، تهویه ، آب مصرفی و فاضلاب ، ساختمان را قابل سکونت و زندگی می کنند. مبحث مهندسی سرویس های ساختمان با توجه به معرفی ، توسعه و پیشرفت ، سیستم ها و مصالح نوین ساختمانی به شکلی معنادار گسترش یافته است . بر اساس استاندارد ASHRAE ، به ساختمان های با ارتفاع بلند تر از ۹۱ متر، ساختمان های بلند مرتبه می گویند و اخیراً دو کلاس جدید ساختمان یعنی ساختمان های “فوق بلند مرتبه” (بلند تر از ۳۰۰ متر) و “ابر بلند مرتبه” (بلند تر از ۶۰۰ متر) هم به آنها اضافه شده است.

طراحی این نوع از سیستم تأسیسات ساختمان با توجه به ارتفاع ساختمان و ظرفیت تجهیزات می تواند بسیار چالش برانگیز باشد. بر اساس ارتفاع و چیدمان ناهمگن ساکنین ، این ساختمان ها نیازمند طبقات میانی برای سرویس دهی بوده و ممکن است علاوه بر سرویس های مرکزی ، سرویس دهی به صورت غیر مرکزی هم وجود داشته باشد.

بیشتر سیستم تأسیسات ساختمان های بلند مرتبه در یک نقطه مرکزی ساختمان متمرکز بوده و توسط انواع رایزر تأسیسات به کل ساختمان سرویس دهی می کنند . همین مسأله هماهنگی در زمان طراحی و اجرا را دچار مشکل کرده و دوباره کاری هایی که ممکن است در زمان اجرا بر اثر بی دقتی یا تداخل کاری مجریان و ضعف های اجرایی روی دهد می تواند سبب افزایش هزینه ها گردد. مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM) و استفاده از تأسیسات پیش ساخته و انواع ساپورت مدولار تأسیساتی می توانند به عنوان راه حل مشکلات فوق در نظر گرفته شوند.
با این حال محدودیت هایی در زمینه استفاده از ساختارهای مدولار وجود دارد که پیش از شروع به اجرا نیازمند بررسی هستند.

مدول سازی و استاندارد سازی سیستم تأسیسات ساختمان

مدول سازی و استاندارد سازی دو مورد کاملاً شناخته شده در صنایع پیش ساخته سیستم تأسیسات هستند. هر چند این دو کلمه در بسیاری از موارد با هم به کار برده می شوند ، زمانی که صحبت از توسعه محصولات در میان است تفاوت عمیقی بین آن دو وجود دارد. قضاوت اشتباه در مورد این دو مفهوم یکی از دلایل فقدان و ضعف پیش سازی در سیستم تأسیسات مکانیکی ساختمان ، سیستم الکتریکی و سیستم لوله کشی (MEP) است. هر دو این مفاهیم می توانند در مورد انواع سیستم تأسیسات ساختمان به کار برده شوند، با این حال، برداشت از آنها و عملکردشان وابستگی بسیار زیادی به کاربری ساختمان دارد.

استانداردسازی دیتاسنترها

بطور مثال، استاندارد سازی می تواند در مورد دیتا سنترها به کار برده شود، جایی که بار سرمایشی سیستم تأسیسات ساختمان به شدت وابسته به اندازه دیتا سنتر است. برای دیتا سنترها ابعاد استانداردی وجود دارد و بر این اساس ، سیستم تأسیسات سرمایشی هم باید استاندارد سازی شود تا نیازهای سرمایشی را برآورده سازد . پس این مفهومی است که استانداردی را ایجاد می کند که مقیاس تولید و عملکرد محصول دیگری را مشخص می کند. گروهی از اسباب بازی های باتری خور می توانند به عنوان مثال دیگری در نظر گرفته شوند. در حالی که همه ی آنها از یک نوع باتری استفاده می کنند، تعداد باتری های مورد نیاز بستگی به اندازه و عملکرد آن اسباب بازی دارد.

در ساختمان های تجاری مانند هتل ها، ادارات و بازارها، تفاوت ها و گستردگی ها در بارهای حرارتی و برودتی بر اساس شکل معماری و کاربری فضاها استاندارد سازی سیستم HVAC را غیر ممکن می سازد. به عبارت دیگر، ساخت و استاندارد سازی انواع سیستم تأسیسات که در این شرایط غیر عادی به طور عادی عمل کند بسیار مشکل است.

عامل دیگر در محدود کردن استاندارد سازی، محدودیت های فضا در زمان ساخت است. به دلیل اینکه سیستم های MEP آخرین بخش از ساخت و ساز است محدودیت هایی به لحاظ اجرایی در این زمینه ایجاد می شود. در ساختمان ها، به ویژه ساختمان های بلند مرتبه سیستم های MEP و موتورخانه در پایین ترین طبقه قرار می گیرند، بنابراین در مورد ساختمان هایی که در مناطق شهری واقع می شوند انتقال تجهیزات و مصالح به داخل به دلیل وجود سایر ساختمان ها دارای محدودیت های خاص خود است. این محدودیت های ساختمانی و معماری برای پروژه های مختلف به شکلی معنا دار متفاوت هستند.

تداخل سیستم های MEP در محل

در مقایسه با عملیات سیستم تأسیسات ساختمان که بسیار قابل تنظیم و برنامه ریزی اجرایی است، اجرای سیستم های MEP بسیار ناپایدار و غیر قابل پیش بینی است. تداخل های ایجاد شده در سیستم های MEP با سایر سیستم تأسیسات ساختمان و قسمت های سازه ای ساختمان می تواند باعث هدر رفتن زمان و هزینه زیادی شود.
در ساختمان های تجاری سیستم های MEP بین ۴۰ تا ۶۰ درصد کل هزینه های ساختمان را به خود اختصاص می دهند. حتی یک تغییر کوچک در هر یک از انواع سیستم تأسیسات ساختمان می تواند کل سیستم تأسیسات MEP ساختمان را دچار تغییر کند. بطور مثال تغییر کاربری یک فضا در انواع سیستم ساختمان نیازمند تغییر سیستم تهویه است و بنابراین، سایز کانال و به تبع آن سایر سیستم تأسیسات مانند لوله کشی رایزرها را تغییر می دهد.

پروسه ساختاری سیستم های MEP سنتی و پیش ساخته

بسیار مهم است که مفهوم دقیق سیستم های سنتی و پیش ساخته به درستی درک شوند. در حقیقت در یک سیستم تأسیسات سنتی وظیفه مهندس طراح تنظیمات نهایی سیستم تأسیسات ساختمان جهت اجرا نیست ، بلکه طراح در واقع اصول سیستم تأسیسات را طراحی کرده و نقشه ی اولیه (Layout) را در اختیار پیمانکار قرار می دهد. در کارگاه با بررسی وضعیت موجود توسط پیمانکار نقشه شاپ آماده شده و وضعیت دقیق اجرا را مشخص می سازد. پس از حل شدن تمام مشکلات و موانع اجرایی ، نقشه نهایی آماده شده و به تأیید طراح می رسد.
بدیهی است که این پروسه زمان زیادی را هدر داده و کل مراحل ساختمانی را به تأخیر می اندازد. همچنین به دلیل تعدد نیروهای متخصص در زمینه طراحی و هماهنگی، هزینه های این بخش به شکلی معنا دار افزایش می یابد. این روند هدر رفت زمان و هزینه طبیعتاً در مراحل دیگر اجرایی نیز کاملاً واضح و مشخص است. به علاوه، هزینه های دوباره کاری ناشی از تداخلات و پرت مصالح مصرفی در انواع سیستم تأسیسات سنتی بسیار زیاد خواهد بود.

ساپورت های تأسیساتی

سیستم ساپورت تأسیسات نیز به عنوان یکی از اجزای اصلی سیستم های MEP از قواعد حاکم بر سیستم های سنتی و پیش ساخته پیروی می کنند. طی سال های اخیر پیشرفت های چشمگیری در خصوص استفاده از ساپورت های تأسیساتی پیش ساخته (سیستم ساپورت مدولار تأسیسات) در بخش سیستم های MEP روی داده است. هر چند که ساپورت های تأسیساتی نقش بسیار مهمی در سیستم های MEP ایفا می کنند اما معمولاً مورد غفلت واقع می شوند. ساپورت های تأسیساتی در حقیقت یکی از پر هزینه ترین و زمانبر ترین بخش ها در اجرای سیستم های MEP هستند. تداخلات و تغییرات ایجاد شده در سیستم های MEP طبیعتاً ساپورت های تأسیساتی را نیز به شکلی قابل توجه تحت تأثیر قرار داده و سبب تحمیل هزینه های سنگین و هدر رفتن وقت بسیار زیادی در روند اجرا می شود.

ساپورت های مدولار تأسیساتی

ساپورت های مدولار تأسیساتی یکی از جدید ترین دستاوردها در زمینه اجرای سیستم های MEP می باشند. این ساپورت های تأسیساتی به شکلی گسترش یافته اند که از تعدادی قطعات و اتصالات پیش ساخته مانند پروفیل های فولادی گالوانیزه، پایه پروفیل، پیچ های قفل شونده، واشر، مهره، بست های آویز و سایر قطعات مورد نیاز جهت ساخت ساپورت های تأسیساتی استفاده می کنند. اتصال بین قطعات در این ساپورت های تأسیساتی عموماً توسط پیچ و مهره بوده و غالباً نیازمند جوشکاری یا سایر روش های اتصال سنتی نمی باشند. اتصال قطعات ساپورت های مدولار تأسیساتی توسط پیچ و مهره و امکان استفاده مجدد از قطعات در زمان بروز تغییرات و دوباره کاری ها، هزینه های اجرایی و زمان مورد نیاز برای ساخت و نصب این ساپورت های تأسیساتی را به شدت کاهش می دهد.