وب سایت دکتر رامین قاسمی اصل

کارکرد مطلوب وسايل گاز سوز

دکتر رامين قاسمي اصل

عضو هيات علمی دانشگاه آزاد اسلامی – واحد تهران غرب

مدرس دوره های ارتقا پایه مهندسی

با شروع فصل سرما معمولا بهره برداري از وسايل گاز سوز گرمايشي آغاز مي شود. وسايل مورد نظر جهت احتراق ، توليد گرما و حرارت از گاز طبيعي استفاده میشوند. گاز طبيعي ترکيبي از هيدروكربورها است که بخش عمده  آن را گاز متان به همراه سايرهيدروكربورهاي  ديگر از جمله اتان، پروپان، بوتان،  پنتان و نيزهيدروكربورهاي  سنگين تر تشکيل ميدهد.علاوه بر آن ناخالصي هاي غير هيدروكربوري مانند آب، همراه باگازهايي مانند دي اكسيد كربن، نيتروژن و بعضي از  مواقع سولفيد هيدروژن در آن يافت می شود.

گاز طبيعي بي رنگ ، بي بو و سبكتر ار از هوا است. ارزش حرارتي  هر متر مكعب گاز طبيعي تقريبا  معادل  ارزش حرارتي  يك  ليتر نفت سفيد مي باشد.براي تشخيص نشت گاز، مواد  بوداركننده را در ايستگاههاي دروازه ورودي شهرها به گاز طبيعي اضافه مي کنند تا ايمني مصرف كنندگان تامين شود.هر متر مكعب  گاز طبيعي هنگام  سوختن نياز  در شرایط متعارفی به حدود 10 متر مكعب هوا دارد وهرچه شعله آبي رنگ تر باشد نشان دهنده رسيدن هواي كافي برا ي احتراق مي باشد. لذا هر وسيله گاز سوز جهت احتراق نياز به اکسيژن کافي دارد . پس از احتراق، محصولات حاصل از احتراق مي بايستي به فضاي خارج هدايت شود. حوادث مربوط به گاز طبيعي درشبکه هاي گازرسانی شهري بصورت نشت گاز و سوختن ناقص  نمايان ميشود.پيامد نشت گازي که درشبكه هاي شهري و مراكز مصرف رخ مي دهد منجر به انفجـــار و آتش سوزي می شود. علل بروز نشت گاز مي تواند به دليل سايش داخلي لوله، ضربه هاي مكانيكي، اعمال تنشهاي اضافي و تماس با كابل برق، نقص درساختار متالورژيكي لوله، اتصالات، شيرها و ساير متعلقات، نقص در اجرا و نصب شيرها وساير متعلقات آن، نقص در جوش لوله ها و اتصالات جوشي، استفاده از شيلنگهاي لاستيكي و غير استاندارد، استفاده از شيلنگهاي فرسوده و استاندارد نبودن نصب وسايل گاز سوز به شيرهاي گاز باشد.

پيامد  سوختن ناقص گازطبيعي گاز زدگي ناميده می شود. سوختن  ناقص مي تواند به جهت  عدم نصب دودكش براي وسايل گاز سوز، نقص درنصب دود كش، مسدود بودن دودكش و پايين بودن ظرفيت دودكش نسبت به وسايل گازسوز، عدم تهويه مناسب درمحلهائ نصب وسايل گاز سوز  و نرسيدن هواي كافي جهت اختلاط با گاز  طبعیباشد. با توجه به اينکه عمده حوادث ناشي از مصرف گاز طبيعي به گاز گرفتگي بر مي گردد در اين نوشتار سعي مي شود اين موضوع بررسي گردد.

کارکرد صحيح و ايمن يک وسيله گازسوز مشروط به تامين هواي لازم براي احتراق کامل ( تهويه) و همچنين تعبيه سيستم اصولي خروج محصولات احتراق به فضاي خارج ساختمان (دودکش) مي باشد.عدم  تامين هواي لازم جهت احتراق کامل سوخت ، منجر به کاهش سطح اکسيژن در داخل فضا و عدم هدايت صحيح محصولات احتراقبه بیرون فضا شده که منجر به تولید گاز منواکسيد کربن در محصولات احتراق و در نتیجه افزايش مقدار آن  در فضاي نصب مي گردد.

تامين هواي لازم براي احتراق اکسيژن مورد نياز مي بايستي از طريق سيستم تهويه فراهم شود. بايد در نظر داشت که اکسيژن گازي بي رنگ و بي بو بوده که حد طبيعي آن در هوا 18%-5/23% است. کاهش درصد سطح اکسيژن به کمتر از 18% باعث پايين آمدن سطح اکسيژن خون و احساس نفس تنگي، بيحالي، خفگي و نهايتا مرگ مي گردد. افزايش سطح اکسيژن به بيشتر از 5/23% باعث ايجاد حباب در خون و ايست قلبي ميشود. هدايت صحيح محصولات احتراق به فضای بيرون  توسط دودکش مناسب و استاندارد انجام ميپذيرد. در صورتاحتراق ناقص و ورود اين محصولات به داخل فضا، سطح منواکسيد کربن در محل بالا خواهد رفت. منواکسيد کربن گازي بي رنگ ، بي بو و بي طعم است. اين گاز به جهت احتراق ناقص گاز و يا ساير سوختهاي فسيلي توليد مي شود. حد طبيعي آن در هوا 01/0 تا 02/0 قسمت در ميليون (ppm) و حد طبيعي آن در مناطق شهري کمتر از ppm 17 است. ميل ترکيبي اين گاز با همو گلوبين خون  200  تا 300 برابر بيش از اکسيژن مي باشد. مسموميت ناشي از استنشاق منواکسيد کربن  احساس فشار در سر، سوزش در چشم، ضربان  نا منظم قلب، سرخ شدن لبها، بزرگ شدن مردمک چشم، احساس گيجي و سردرگمي و عدم تشخيص آشکار، ضعف، کسالت و خواب آلودگي، حالت تهوع و استفراغ، حالت تشنج و کما مي باشد. در جدول روبرو اثر افزايش سطح منو اکسيدکربن روي انسان ارائه شده است.

با توجه با اهميت موضوع لازم است در طراحي معماري ساختمانها بر حسب نوع  وسايل گازسوز مورد استفاده در فضاي داخلي يا خارجي، تهويه مناسب و دودکش استاندارد جهت اجرا پيش بيني شده و مهندسان ناظر ساختمان اين موارد را با دقت در زمان اجرا تحت نظارت قرار دهند تا در زمان بهره برداري، ساکنين ساختمان در شرايط ايمن نسبت به بهره برداري از وسايل گازسوز قرار گيرد.  اصول مهم در زمينه طراحي مناسب سيستم تهويه و دودکش ساختمان به صورت زير است:

وسايل گاز سوز به سه نوع A.، B و C تقسيم بندي مي شود. وسايل گاز سوز نوع A لوازمي هستند که نياز به تجهيزات تخليه محصولات احتراق نداشته و هواي لازم براي احتراق آنها از فضاي نصب تامين مي شود. وسايل گاز سوز نوع B نياز به تجيهزات تخليه محصولات احتراق داشته و هواي لازم براي احتراق آنها  از فضاي نصب تامين مي شود. وسايل گاز سوز نوع C نياز به تجهيزات تخليه محصولات احتراق داشته و هواي لازم براي احتراق از فضاي بيرون تامين مي شود.

 وسايل گاز سوز نوع َAوC  درمبحث هفدهم مقررات ملي ساختمان بررسي نشده است. نمونه وسيله گاز سوز نوعََA بخاري گازي بدون دودکش است. استاندارد ملي 1-7268 با عنوان ويژگي‌ها و روش‌هاي آزمون بخاري گاز سوز بدون دودکش، نصب بخاري را در اتاق خواب، حمام، اتاق‌هاي زير شيرواني، فضاي زير پله، انباري، پارکينگ و فضاي محدود و کوچک بدون تهويه مجاز ندانسته و اين ممنوعيت به عنوان هشدار ايمني علاوه بر روي بسته بندي و دفترچه راهنما و دستوالعمل مصرف بخاري بايد بر بدنه بخاري به يکي از روش‌هاي مجاز نشانه گذاري درج شود.استفاده از بخاري‌هاي بدون دودکش به شرط داشتن نشان استاندارد و پروانه کاربرد علامت استاندارد که تضميمن کننده کيفيت و ايمني محصول است، مجاز خواهد بود. لذا حوزه طراحي مهندسي صرفا براي وسايل گاز سوز نوع B است.

طبق تعريف، دودکش مجراي قائم به شکل استوانه يا مکعب مستطيل جهت هدايت گازهاي محفظه احتراق به بيرون بوده و به صورت پيش ساخته، مصالح ساختماني و فولادي مي باشد. اندازه دودکش مستقل از وسايل گا

زسوز با توجه به ظرفيت حرارتي وسيله گازسوز، ارتفاع ساختمان، لوله رابط دودکش و نوع دودکش بر مبناي مبحث هفدهم مقررات ملي ساختمان قابل محاسبه است.

 قطعات دودکشهاي مورد استفاده در طبقات بايستي در زمان اجرا دودبند شده تا از انتشار محصولات احتراق در فضاي داخلي پرهيز شود. نمونه اي از اين روش دودبندي در شکل  مقابل  براي  دودکش  از نوع مصالح  ساختماني  مشاهده مي شود. در طراحي معماري ساختمان، حتما توجه گردد از شومينه به عنوان تنها وسيله گرمايشي داخل واحد و يا در اتاق خواب استفاده نشود. فضاي لازم در ديوارهاي جانبي جهت عبور دودکش حسب اندازه مناسب طراحي شده پيش بيني گردد. اجراي دودکشهاي لب به لب ممنوع بوده و در صورت اجبار از بوشن يا طوقه جهت دودبندي بين قطعات دودکش استفاده گردد.

در کنترل تهويه رعايت تعاريف مقدماتي ضروري است. فضاي نامحدود به فضائي اطلاق مي به فضائي اطلاق ميشود که حجم آن بزرگتر از 1 متر مکعب  به ازاي  هر 177 کيلوکالری در ساعت مجموع ظرفيت حرارتي وسايل گازسوز نصب شده در آن فضا باشد. در غير اين صورت فضا محدود است..ساختمان با درز بند معمولي ساختمانهايي است که با مصالح معمولي ساخته شده و درز بندي جدار خارجي آن در شرايط معمولي امکان تعويض هوا به ميزان حداقل نصف حجم فضاي ساختمان در ساعت را بدهد. تعويض هواي مذکور در صورتي ميسر مي گردد. ساختمان هوابند ساختمانهايي است که درز بند معمولي نباشد.

چون ساختمانهايي که مبحث نوزدهم مقررات ملي ساختمان کاملا در آنها  رعايت مي شود، از نوع هوابند هستند لذا اجرای سيستم گرمايش مرکزي در اين نوع ساختمانها ضروري است. زيرا امکان ورود هوا جهت احتراق وسيله گاز در زمان طراحي ساختمان از آن سلب شده است.

در ساختمانهاي  درز بند معمولي و فضاي نامحدود وسايل گاز سوز براحتی نصب می شوند.  اما در ساختمانهاي زير 60 متر مربع ممنوعيت نصب  وسايل گاز سوز پر مصرف مثل آبگرمکن فوري يا پکيج به علت عدم امکان تامين هواي لازم براي احتراق وجود دارد. در صورت اجبار به نصب اين گونه وسايل در واحدهاي کمتر از 60 متر مربع ميتوان تا ظرفيت 30000 کيلوکالري در ساعت از دريچه 150 سانتيمتر مربعي، ظرفيت 50000 کيلوکالري در ساعت از دريچه 210 سانتيمتر مربعي و ظرفيت 70000 کيلوکالري در ساعت از دريچه 250 سانتيمتر مربعي دائمي در نماي ساختمان بصورت غير قابل انسداد بهره گرفت

 در ساختمانهای درزبند معمولی و فضای محدود، ساختمان درز هوابند  و ساختمانهای عمومی و خاص که وسیله گازسوز گرمایشی در داخل آن نصب شده شرط تامین هوا از خارج انجام می شود. برای تامین هوا از خازج یک دهانه بازشو به اندازه دست کم يک سانتيمتر مربع به ازای هر 116 کيلو کالری در ساعت ظرفیت حرارتی دستگاههای نصب شده در فضا مورد نیاز است . این دهانه ورود هوا به فاصله 30 سانتيمتر از سقف و رو به هوای آزاد تعبیه گردد.ضمنا برای ساختمان با درز هوابند  يک دهانه دريافت مستقيم هوای اضافی با سطح يک سانتيمتر مربع برای هر 194 کيلو کالری در ساعت پيش بينی شود.هر چند  ساختمان درزبند معمولی و فضای محل نصب فضای محدود باشد با روش دريافت هوا ازداخل و خارج میتوان تامين هوا نمود به طوری که جمع کل هوای داخل بواسطه نفوذ و دريافتی از خارج هوای لازم برای احتراق را تامين نمايد.  

باعنايت به موارد فوق هماهنگي کامل معماران در زمان طراحي ساختمان  و نيز ناظران ساختمان در زمان اجرا با مهندسان تاسيسات از جمله عوامل مهمي هستند که ساکنين ساختمان را در زمان بهره برداري در يک حاشيه ايمني مطلوب از نظر حوادث ناشي از استفاده از گاز طبيعي قرار مي دهد. اميد است با بذل توجه بيشتر طراحان، مجريان، ناظران، نصابان، سازندگان وسايل گاز سوزو نيز بهره برداران نسبت به رعايت مسايل ايمني، حوادث ناشي از مصرف گاز طبيعي به حداقل رسانيده شود.