1- پیشگفتار

آموزش تأسیسات الکتریکی ساختمان در دانشگاه ها به موارد مختصری محدود می شود. استانداردهای موجود در ایـران نیـز جوابگـوی نیازهای رو به رشد سامانه های برق ساختمان ها نمی باشد. سازمان نظام مهندسی ساختمان استان تهران به عنـوان نهـادی اعتلایـی – انتظامی سعی نموده است به این موارد سامانی درخور بدهد. کنترل نقشه های فاز 2جزیی از این روند است. در مـدت کوتـاه اجـرای کنترل نقشه ها در سازمان تجارب ارزنده ای بدست آمده است که ضرورت تدوین و انتقـال آن بـه مهندسـان را ایجـاب می نمایـد. در همایش خانه خوب، زندگی خوب سعی می شود بدین طریق گام کـوچکی در اعـتلای سـطح علمـی و تجربـی مهندسـان کـشورمان برداشته شود.

2- سابقه امر

سابقه اولین تلاش ها برای تشکیل سازمان نظام مهندسی به سال 1352 و تدوین قانون نظام معماری و ساختمان بـر مـی گـردد. ایـن قانون با تصحیحات کلی به قانون نظام مهندسی ساختمان تغییر یافته و در سـال 1371 مـصوب گردیـد. از آن تـاریخ سـازمان نظـام مهندسی ساختمان استان تهران با اجرای آزمایشی این قانون شروع به کـار نمـود. در سـال 1374 قـانون نظـام مهندسـی و کنتـرل ساختمان جایگزین قانون قبلی گردید و رسماً به اجراء گذاشته شد.

در وزارت مسکن و شهرسازی وقت به موازات عملکرد سازمان نظام مهندسی با تدوین مباحث 20 گانه مقـررات ملـی سـاختمان، گـام بزرگی در به سامان نمودن امر طراحی و اجرای ساختمان ها برداشته شد.

اولین تجربه کنترل نقشه فاز 2 در سال 1385 با مساعدت شهرداری تهران آغاز شد. ایـن امـر بـیش از 2 مـاه دوام نیافـت و بـه علـت مشکلات ناشی از عدم ایجاد ساختار قوی با شکست روبرو شد.

ساخت و ساز بی رویه و بدون کنترل و عدم رعایت قوانین و استانداردها و بروز حوادث مرگبار در سطح شهر، متولیان امر را بـه چـاره جویی واداشت. الزامات آیین نامه ماده 33 قانون نظام مهندسی، کنترل نقشه ها را از وظایف ذاتی سازمان نظـام مهندسـی سـاختمان استان قرار داده است و حل مشکل ساخت و ساز بدون کیفیت تنها با اجرای این قانون ممکن می نمـود. تجربـه اجـرای ایـن مـاده در شهرستان های دیگر به غیر از تهران اثرات مثبت غیر قابل تردید آن را اثبات کرد. در مهرماه 1386 با عقد تفاهم نامه چهارجانبـه بـین شهرداری تهران، وزارت مسکن و شهرسازی وقت، شورای اسلامی شهر تهران و سازمان نظام مهندسی سـاختمان اسـتان تهـران گـام بزرگی در این راستا برداشته شد. مطابق این توافقنامه شروع امر کنترل نقـشه از ابتـدای دیمـاه 1386 بـا امـلاک بـا زیربنـای بـالای 3000 مترمربع در شهر تهران آغاز می شد و هر سه ماه این مساحت با 500 متر کاهش به سمت شمول کلی آن پیش می رفت.

دفتر کنترل ساختمان در نظام مهندسی استان تهران عملاً از اردیبهشت 1387 به این مهم مبادرت ورزید. تعـدادی از کارشناسـان 4 رشته اصلی مسئولیت این امر خطیـر را بـر عهـده گرفتنـد. شـهرداری تهـران در تیرمـاه 1387 مرحلـه دوم گـسترش طـرح را بـرای ساختمان های بالای 2500 مترمربع آغاز نمود. امری که آذر همان سال به دستور معاونت وقت معماری و شهرسازی شـهرداری تهـر ان کأن لم یکن گردید و پس از آن نیز شهرداری تهران به اعمال دقیق مفاد این توافقنامه نپرداخت.

دفتر کنترل ساختمان به کار خود برای کنترل ساختمان های با زیربنای بالای 3000 مترمربع ادامه داد و با بررسی حـدود 330 پـروژه به تجربیات ارزنده ای در این امر دست یافت.

با لغو یکجانبه توافقنامه در آبان ماه 1389 به روند رو به رشد کنترل نقشه ها مهر ابطال زده شد که امید است با دوربینـی مـسئولین محترم شهرداری تهران مجدداً آغاز گردد.

3- مقررات و الزامات تأسیسات الکتریکی در ایران

در ایران به غیر از مبحث سیزدهم مقررات ملی ساختمان که مطـابق قـانون، نقـش اصـلی را در نظـم و نـسق امـر طراحـی و اجـرای تأسیسات الکتریکی برعهده دارد، مقررات، الزامات و مشخصات فنی زیر نیز موجود است:

الف) نشریه 110 معاونت راهبردی و برنامه ریزی ریاست جمهوری

ب) راهنمای تکمیل چک لیست بازرسی تأسیسات الکتریکی نظام مهندسی ساختمان استان تهران

ج) استاندارد و آیین نامه سیم کشی ساختمانهای مسکونی، تجاری و صنعتی شرکت توانیر

د) چک لیستهای مربوط به شرح تفصیلی وظایف شرکتهای کنترل و بازرسی ساختمان

ه) فهرست بازبینی طرح و اجرای تأسیسات برقی ساختمان- دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان

و) آیین نامه ایمنی اداره کل بازرسی کار

منبع شماره 1 پروژه های عمرانی را شامل می شود. ردیف 2 ابنیه مشمول تفاهم نامه سه جانبه وزارتخانه های نیرو، راه و شهرسـازی و سازمان نظام مهندسی ساختمان را پوشش می دهد. سایر موارد مشمولیت عام پیدا نکرده است.

4- مبحث سیزدهم مققرات ملی ساختمان

مبحث سیزدهم مقررات ملی ساختمان اصلی ترین مرجع در امر طراحی و اجرای تأسیسات الکتریکی سـاختمان ها اسـت، کـه مطـابق قانون اجرای آن اجباری و الزامی است. شاکله اصلی این مبحث، استاندارد شماره 1927 مؤسسه استاندارد و تحقیقات صـنعتی ایـران بــوده کــه در ســال 1354 تــدوین گردیــده اســت. ایــن اســتاندارد نیــز بــه نوبــه خــود بــر شــالوده اســناد IEC٣٤٩ ، International Electrotechnical Commission قرار گرفته است. بر این مبنا، اولین ویرایش مبحث سیزدهم مقررات ملی ساختمان ایران در سال 1372 منتشر گردید. مطابق ماده 33 قانون نظام مهندسی، هـر 3 سـال یکبـار مـی بایـد مقـررات ملـی ساختمان مورد بازنگری قرار گیرد. ویرایش های این مبحث عمدتاً تصحیحات جزئی را شامل شده و کاستی های اصـلی را در بـر نگرفتـه است.

در کشورهای پیشرفته تهیه استانداردهای الکتریکی سابقه بیشتری دارد. استانداردهای تأسیسات برقی کـشور آلمـان در سـال 1893 تدوین شده است. در آمریکا اولین نسخه مقررات NEC که به تأسیسات برقـی اختـصاص دارد در سـال 1897 منتـشر شـده اسـت.

سابقه استاندارد کشور بریتانیا (BS) به سال 1901 میلادی بر می گردد و در کانادا برای تأسیسات برقی، مقررات و الزامات مورد لـزوم در سال 1927 تدوین گردیده است.

طبیعی است که نمی توان از مبحث سیزدهم مقررات ملی، شمول و جامعیت استانداردهای جهانی را انتظار داشت.

5- مواردی از عدم شمول مقررات مبحث 13

مقررات مبحث 13 (ویرایش سال 1382)، در گام اول عمدتاً تأسیسات الکتریکی ساختمان های مسکونی، تجاری و عمومی را مبنا قـرار داده اسـت و در مـوارد زیر صراحتی نداشته یا به اجمال اشاره شده است:

الف- بناهای درمانی

ب- اماکن خاص مانند استخرها، گرمخانه ها و . . .

ج- سامانه های اعلام حریق، تلفن، صوتی، شبکه و آنتن مرکزی

د- اماکن با خطر انفجار

ه- روشنایی معابر

و- وسایل حمل و نقل

6- ریشه اشکالات

نقص مقررات تنها یکی از حلقه های زنجیره تشکیل دهنده چرخه معیوب طراحی و اجرا است. کافی نبودن آموزشگاه های دانـشگاهی و عدم بومی سازی مقررات، عدم یکپارچگی مقررات سازمان های ذیربط، به کار نگرفتن مقررات و آموزش های تئـوری توسـط مهندسـان طراح و نبود کنترل کافی از مهمترین عوامل محسوب می شوند. به این سیاهه می توان عدم التزام بـه اخـلاق مهندسـی و ارزش پـایین خدمات مهندسی در ایران و نازل بودن هزینه های انرژی را اضافه نمود. این عامل آخر تمهیدات ویژه کاهش هزینـه هـای بکـارگیری بسیاری از ساز و کارهای جدید و به روز تأسیسات برقی را بدون توجیه می سازد و مقوله ساختمان های هوشمند را به عنوان نمونه ای از ایـن موارد می توان معرفی کرد. در کشور ما تجهیزات هوشمندسازی توجیه اقتصادی پیدا نکرده اند و هنوز امری تجملی به نظر می رسد. وزارت علوم و تحقیقات و فن آوری به همراه وزارت راه و شهرسازی و سازمان نظام مهندسـی سـنگین تـرین مـسئولیت را در رفـع نقص های برشمرده دارند.

برخی از مهمترین اشتباهات مهندسان در طراحی نقشه های فاز 2 تاسیسات الکتریکی ساختمانها(بخش دوم)

7- نمونه هائی از اشکالات مهندسان طراح

1-7 محاسبات کابل

از جمله مسایل بسیار ساده ای که مهندسان طراح برق با آن روبرو هستند محاسبه اندازه کابل است. بـدون توجـه بـه انـدازه وسـیله محافظ کابل، دو عامل شدت جریان در شرایط محیطی و افت ولتاژ مجاز معمول ترین عوامل موثر در این زمینه اند. عامل مهـم دیگـر هماهنگی کلید محافظ یا فیوز با اندازه کابل است. مبحث 13 عامل حداقل جریان اتصال کوتـاه را بـدین منظـور دخالـت داده اسـت. مطابق این روش برای حصول ایمنی قطع مدار در زمان کمتر از 5 ثانیه، شدت جریان های وسیله حفاظتی و میـزان حـداقل جریـان اتصال کوتاه در رابطه زیر باید صدق نماید:

KIn <= Ia

برای ضریب kنیز جداولی موجود است که برای کلیدهای اتوماتیک، مقادیر کمتر و برای وسـایلی کـه قابلیـت اطمینـان پـائین تـری دارند مقادیر بیشتری در نظر گرفته شده است.

این روش تا قبل از تدوین IEC٢٦٤ و ٣٦٤ IEC بر اساس مقررات VDE٠١٠٠ کشور آلمان رواج داشت. محاسبه حداقل جریان اتصال کوتاه برای هر کابل بسیار وقت گیر بوده، ضمن آنکه اطلاعات مورد نیاز برای محاسبه اتصال کوتاه تا نقطه انشعاب همیشه در دسترس نیست. روشن است که با عدم حصول شرط تطابق با افزایش سطح مقطع کابل، محاسبات حداقل جریان اتصال کوتاه باید تکرار شود که بر مشکل قبلی می افزاید. نمودار زیر نشان دهنده اصول کلی این روش است.

استاندارد ٦٠٣٦٤-٤-٣ IEC برای تطابق کلید حفاظتی با کابل روش دیگری برگزیده است. در این طریقه حفاظت اضـافه بـار به جای اتصال کوتاه در نظر قرار گرفته است. با فرض I_b جریان طراحی، I_n جریان نامی وسـیله حفـاظتی، I_z جریـان مجـاز کابل، I₂ جریانی که عملکرد موثر دستگاه حفاظتی را تضمین می نماید، خواهیم داشت:

I_b<=I_n<=I_z

I₂<=1.45.I_z

در مورد فیوزها، سطح ایمنی با اعمال ضریب 0.9 در جریان های کابل بالاتر برده می شود ولی در مورد کلیدهای اتوماتیک این ضـریب همچنان یک است. نگرانی عمده در عدم عملکرد وسیله حفاظتی کابل به هنگـام اتـصال کوتـاه در فواصـل دور از کلیـد وجـود دارد. محاسباتنشان می دهد که انتخاب صحیح سایز کابل در محاسبات افت ولتاژ این مشکل را بر طرف می سازد. مثال زیر روشنگر مراحل فوق است:

مثال:

کابل چند رشته NYY به طول 40 متر وظیفه تغذیه تابلوی 4 کیلوواتی 3 فاز را به عهده دارد. این کابل با کلیدی 25 آمپری در پائین دست حفاظت می شود. کابل بر روی نردبان نصب شده است و 5 کابل دیگر در مجاورت آن قرار دارد. درجه حرارت محیط 35 درجه، ضریب توان 0.8 و افت ولتاژ مجاز 2 %فرض می شود.

– انتخاب بر اساس شدت جریان I

I = 4 : (1.73 x 0.38 x 0.8)= 7.6 A

ضریب کاهش درجه حرارت = 0.94 : ضریب کاهش تجمیع = 0.8

7.6 : (0.8 x 0.94) = 10.1 A

بر اساس جداول استاندارد IEC نوع نصب E محسوب می شود. مطابق جدول جریان مجاز همین استاندارد، کابل مناسب (5×1.5) میلی متر مربع است.

– انتخاب بر اساس افت ولتاژ

f (q) = (0.02 x 380) : (1.73 x 10.1 x 0.04 ) = 10.874 ohm/km 

از جدول افت ولتاژ، کابل مناسب 2.5 بدست می آید. بنابراین برای برآورده شدن هر دو شرط کابل 2.5 را باید انتخاب نمود.

– انتخاب بر اساس تطابق با محافظ(جریان قابل تحمل کابل 2.5 میلیمترمربع طبق جدول و روش نصب E، برابر 28 آمپر می باشد).

28 x 0.94 x0.8 = 21.056        25 > 21.056

دیده می شود که شرط تطابق وجود ندارد. بنابراین باید سایز کابل را افزایش داد.

این بار کابل به مقطع 4 میلیمترمربع را انتخاب می نمائیم.(جریان قابل تحمل کابل 4 میلیمترمربع طبق جدول و روش نصب E، برابر 34 آمپر می باشد).

34 x0.94 x 0.8 = 25.57          25< 25.57

با این اندازه کابل بر اساس حداکثر جریان مجاز تابلو که همان اندازه کلید ورودی تابلو است، افت ولتاژ کابل را بدست می آوریم:

 (q) f برای کابل 4 مساوی 4.42 است.

6.12 V = 1.73 x 20 x 0.04 x 4.42

برابر است با افت ولتاژ یا 1.6 درصد است که در محدوده مجاز محسوب می شود.

2-7 برق اضطراری

• مطابق بند 13-4-4-1 از مبحث سیزدهم مقررات ملی ساختمان وجود برق اضطراری برای ساختمانهای زیر ضروری است :
• ساختمانهای مسکونی با بیش از 4 طبقه از کف زمین و مجهز به آسانسور
• ساختمانهای عمومی که نوع فعالیت آنها به نحوی است که قطع برق ممکن است خطر یـا خـسارات جبـران ناپـذیری بیافریند.
• ساختمانهای عمومی دارای شرایط بند1
• بیمارستانها و مراکز بهداشتی با توجه به نوع فعالیت آنها

علاوه بر ملاحظات فوق در مورد وجود دیزل ژنراتور در ساختمانهای کوچک مسکونی که تبعـات زیـادی در بـر خواهـد داشـت ، نـوع شبکه توزیع در ساختمانهای مسکونی نیز از نکات حائز اهمیت است که اکثراً از آن غفلت می شود.

شبکه ای که عمدتاً برای برق اضطراری در نظر گرفته می شود به شکل زیر است:

اساس این طرح بر پوشش کلیه مصارف به هنگام کار عادی از برق شبکه و تنها مصارف برق اضطراری به هنگام قطع برق است. کلید Change-Over که در واحدها قرار دارد اینترلاک 1 از 2 را فراهم می نماید. بدین معنا که تنها یکی از این دو کلیـد در آن واحـد قابلیت وصل دارند.

حال شرایطی را در نظر میگیریم که برق شهر وصل است ولی کلید Over-Change مطابق شکل زیر است:

روشن است که مصارف اضطراری منزل مسکونی در این حالت از کنتور مشاع تغذیه می شوند. ایـن بـه معنـای پرداخـت هزینـه بـرق مدارهای فوق الذکر در واحد مسکونی توسط کلیه ساکنین مجتمع مسکونی می باشد. با اینترلاکهای پیچیده تر می توان ایـن مـشکل را حل کرد، ولی تجربه نشان داده است که در هنگام بهره برداری این اینترلاکها از مدار خارج می شوند. بـه منظـور جلـوگیری از چنـین سوء استفاده هایی شبکه اصلی برق اضطراری ساختمان باید به 2 قسمت مطابق شکل زیر تفکیک شود.

برخی از مهمترین اشتباهات مهندسان در طراحی نقشه های فاز 2 تاسیسات الکتریکی ساختمانها(بخش سوم)

7- نمونه هائی از اشکالات مهندسان طراح

3-7 خازنهای اصلاح ضریب قدرت

در ساختمان های مسکونی و تجاری با مصارف بالا، کنتورهای 3 فـاز، بـرق راکتیـو را نیـز مطـابق تعرفـه محاسـبه می نماینـد. منظـور از بکارگیری این تجهیزات، جلوگیری از تولید توان راکتیو توسط ژنراتورهای نیروگاه است که میـزان تـوان کلـی تولیـدی آن را کـاهش می دهد.

نحوه محاسبه میزان توان راکتیو در درس های دانشگاهی توضیح داده شده و طراحان مشکلی در آن ندارند ولـی نکتـه ای کـه در بعـضی از طراحی های مهندسی به آن توجه نمی شود محل قرارگیری صحیح ترانس اندازه گیری جریان جهـت نمونـه گیـری و محاسـبه تـوان راکتیو شبکه است. همانطور که شکل زیر نشان می دهد قرارگیری ترانس جریان در این محل باعث می شود کـه نمونـه گیـری از کـل شبکه اصلاح شده صورت نگیرد.

در چنین حالتی هیچ گاه خازن ها وارد مدار نمی شوند زیرا ضریب قدرت در نظر گرفته شده 1 بوده و نیازی به اصلاح وجود ندارد.

شکل زیر وضعیت اشتباه دیگری را نشان می دهد. این بار قرارگیری CT در شبکه تجهیزات بوده و ضـریب قـدرت محاسـبه شـده بـه گونه ای است که خازنها همیشه در مدار خواهند بود. این رگولاتور نتیجه می گیرد که هیچگاه ضریب قدرت اصلاح نشده است.

عدم وارد مدار شدن خازن به هنگام برقراری برق اضطراری از دیگر الزاماتی است که باید مراعات شود. خازن ها در هنگام کـار دیـزل ژنراتورهـای کوچک در صورتی که حتی برای زمانی کوتاه وارد مدار شوند اضافه ولتاژهای بالایی پدید می آورند که امکان صدمه زدن به تجهیزات برقی را در پی دارد. این مشکل در حالت کار عادی شبکه بروز نمی کند. شبکه برق شهر در حکم شینه بینهایت اسـت و خازنهـای در این حدود، قدرت و قابلیت ایجاد ولتاژهای اضافی را در آن ندارند.

4-7 آنتن مرکزی

از نکاتی که در مبحث سیزدهم مقررات ملی به آن توجه کافی نشده است مبحث آنتن مرکزی است. در مبحـث فـوق، اجمـالاً نحـوه محاسبه سامانه آنتن مرکزی با فرض حداقل قدرت تقویت کننده به میزان بیشترین افت توان در بدترین مسیر، به عنوان راه حل عنـوان شده است. نکته ای که از آن غفلت شده، پخش متوازن سیگنال در کل سامانه است. اگر مدار بصورت متوازنی طراحی نـشود و تنهـا به این نکته بسنده گردد که قدرت تقویت کننده با افت بدترین مسیر هماهنگ گـردد در بعـضی نقـاط بـا تـوان بـیش از حـد مجـاز سیگنال روبرو خواهیم شد. در سیگنال های تصویری همانگونه که توان کمتر از حد مـورد لـزوم، موجـب اشـکال در تـصویر می شود، قدرت بالای سیگنال نیز همین نتیجه را در پی دارد. بدین منظور راه حلهای متفاوتی وجـود دارد. یکـی از روش هایی کـه اسـتفاده از آن توصیه می شود بکارگیری Tap-Off در مدار است. همان طور که در شکل های زیر مشاهده می شود هر چند که با ایـن روش تجهیـزات بیشتری بکار رفته، در مقابل، اختلاف بین قوی ترین و ضعیف ترین سیگنال تا حد مطلوبی کاهش یافته است. ضمن آنکه میـزان کابـل در رایزر به میزان زیادی تقلیل می یابد که امر نصب را ساده تر می سازد. در برج های بلند مرتبه این اشکال نمود بیشتری مـی یابـد. در چنین ساختمانهایی با توجه به بعد مسافت راه حل دیگر استفاده از Splitter اصلی در طبقه میانی و توزیع سیگنال از آن نقطـه است.

(استفاده از Splitter)

(استفاده از Tap-Off)

5-7 کلیدهای مجهز به رله نشت جریان RCD – Residual Current Device

اساس کار RCD ها بر مقایسه جریان رفت و برگشت استوار است. با یک جمع کننده جریان در 2 مسیر رفت و برگشت در صـورتی که مقداری بیش از حد تلرانس کلید وجود داشته باشد رله الکترومغناطیسی کلید عمل خواهد کرد.

لزوم نصب کلیدهای مجهز به RCD در استانداردهای مختلف جهانی وضعیت یکسانی ندارد. مبحث سیزدهم مقررات ملی سـاختمان وجود آن را ضروری ندانسته است. در انگلستان استفاده از آن برای پریزها در منازل مسکونی اجباری است. در آمریکـا بـه کـارگیری آن فقط برای اماکن مرطوب الزامی است. در آلمان برای پریزهای با جریان کمتر از 20 آمپر باید از آن استفاده نمود. در ایتالیـا وجـود حداقل 2 عدد RCD در هر منزل ضروری است. در استرالیا لزوم استفاده از کلید RCD در کلیه مـدارات اعـم از روشـنایی و پریـز وجود دارد.

استانداردIEC که اصلی ترین مأخذ مبحث سیزدهم مقررات ملی ساختمان اسـت، اسـتفاده از کلیـد RCD بـرای کلیـه پریزهـا را اجباری نموده است.

مبحث سیزدهم مقررات ملی ساختمان در مورد نصب کلید حفاظتی ملاحظاتی به شرح زیر دارد:

از این کلیدتنها می توان به عنوان حفاظت اضافی استفاده نمود و به کارگیری آن نصب لوازم حفاظتی در برابـر اضـافه بـار و اتصال کوتاه را منتفی نمی نماید.

– در مورد حساسیت عملکرد این کلیدها حد مجاز 30 میلی آمپر در نظر گرفته شده است. مهندسین برق به منظور اجتناب از عملکرد خطای این کلیدها از جریان های حساسیت بالا مانند 200 میلی آمپر استفاده می کنند که مطـابق ایـن مقـررات غیر مجاز است. مشکل قطع بدون مورد مدار توسط این کلیدها را در عوامل دیگر بایـد جـستجو نمـود. وجـود سـیم نـول مشترک با مداراتی که از کلید RCD دارای اشکال تغذیه نمی شوند، یکی از عوامل خطا محـسوب می شود. کیفیـت پـایین سیم و کابل و استفاده از نوار چسب های الکتریکی نیز در این مسئله تأثیر گذار است.

استفاده از این وسیله در سیستم های قدیمی TNC مجاز نیست. لازم به ذکر است که مقررات ملی ساختمان، این سیـستم را قابل قبول نمی داند. مطابق همین مبحث این کلیدها را باید به عنوان آخرین وسیله حفاظتی قرار داد. از مشکلاتی که این کلیدها دارند حساسیت به اضافه ولتاژهای گذرا در شبکه است.

با توجه به اتفاق قول اکثر استانداردهای معتبـر جهـانی در خـصوص الـزام اسـتفاده از RCD، تجدیـد نظـر در مقـررات ملـی ساختمان ضروری به نظر می رسد.

برخی از مهمترین اشتباهات مهندسان در طراحی نقشه های فاز 2 تاسیسات الکتریکی ساختمانها(بخش چهارم)

طراحی نقشه های تاسیسات الکتریکی در کشور ما تا به حال انسجام لازم را پیدا ننموده است. در این مقالـه که به دلیل طولانی بودن در 4 بخش ارائه گردیده است، سعی شده است ضمن ارائه سابقه ای از کنترل طراحی، برخی از مهمترین اشکالات مهندسان در طراحی نقشه های فاز 2 تاسیسات الکتریکی ساختمانها بر شمرده شود.

7- نمونه هائی از اشکالات مهندسان طراح

6-7 صاعقه گیر

از نکات حائز اهمیتی که مبحث سیزدهم مقررات ملی ساختمان در آن ارائه طریق ننموده است، مبحث صاعقه گیر می باشد. در طراحی سامانه صاعقه گیر چند مرحله وجود دارد:

الف- تعیین ضرورت نصب صاعقه گیر

ب- انتخاب نوع برقگیر

-ج طراحی سامانه

فرمولهایی برای تعیین ضرورت نصب برقگیر وجود دارد که مطابق آن هندسه ساختمان، نوع کاربری و موقعیت محلی، هـر یـک وزنی در محاسبه ضریب نهایی دارد. حاصلضرب این ضرایب اگر از مقداری کمتر باشد نیازی به نصب صاعقه گیر نخواهد بـود. در جزوه راهنمای طراحی سازمان نظام مهندسی ساختمان استان تهران با کمک استاندارد ٦٦٥١ BS این موارد شرح داده شـده است.

انتخاب نوع برقگیر مبحث مجادله انگیزی محسوب می شود. برقگیرها برحسب نوع عملکرد به دو دسته عمده تقسیم می شوند:

• انواع متداول و سنتی Conventional
• انواع اکتیو

سیستمهای صاعقه گیر متداول ترکیبی از برقگیرهـای فـرانک لین و قفـس فـاراده هـستند. اسـتانداردهای معتبـر جهـانی ماننـد ٦٦٥١ BS, ٠١٨٥ VDE, ٧٨٠ NFPA این روش حفاظت را مورد تأیید قرار داده اند و با تفاوت هایی روش های طراحی سـامانه را تبیین نموده اند. استاندارد بین المللی ٦٢٣٠٥ IEC نیز همین طریقه را تأیید می نماید.

در روش استاندارد انگلیسی عمدتاً از میله های برقگیر استفاده نشده و تنها پوشش قفس فاراده را کافی می داند ولی در استاندارد NFPA وضعیت به گونه دیگری است و میله های برقگیر فرانکلین نقش عمده ای بازی می نمایند.

در چند دهه گذشته انواع جدیدی از صاعقه گیرها وارد چرخه تولید شده اند که به صاعقه گیرهای اکتیـومعروفنـد. از انـواع مهـم آنها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• Early Streamer Emission (ESE)
• Collection Volume Method (CVM)
• Charge Transfer System (CTS)

Early Streamer Emission (ESE)

برقگیرهای فوق بر این ادعا عمل می نمایند که با ارسال پالسهایی به سمت ابر هنگامی که جریان کرونا شروع به انتـشار می نمایـد، باعث تحریک یک صاعقه زودرس از این طریق شده و محدوده بیشتری در اطراف را حفظ می کننـد. ایـن روش منتقـدان زیـادی دارد و تلاش بیش از یک دهه سازندگان این نوع برق گیر برای اخذ استاندارد NFPA نتیجه ای در بـر نداشـته و مـورد تأییـد قرار نگرفته است. عمدتاً سازندگان فرانسوی مدعی این نظریه هستند.

تفاوت هزینه در این روش با طریقه مرسوم تعجب برانگیز است. در حالی که یک برق گیر فرانکلین قیمتـی حـدود 10 دلار دارد این میزان در برقگیر ESE به 1250 دلار می رسد.

Collection Volume Method (CVM)

در این روش سعی شده با تغییر جانمایی الکترودها مـشکل بـرق گیرهـای ESE حـل شـود. ایـن نـوع برقگیـر اسـتانداردهای استرالیایی و نیوزیلندی را کسب نموده اند ولی در اخذ سایر استانداردها موفق نبوده اند.

Charge Transfer System (CTS)

این نوع برقگیر نیز مانند 2 مورد فوق نتوانست استاندارد NFPA راکسب نماید. مبنای ادعای سازندگان این تجهیـزات نیـز بـر این پایه است که آخرین مراحل اصابت صاعقه را تحت تأثیر قرار می دهد.

سازندگان انواع دیگری از صاعقه گیر مدعی هستند که اختلاف پتانسیل بـین سـاختمان مـورد حفاظـت و ابـر را کـاهش داده و بنابراین خطر اصابت صاعقه را کم می نماید.

در ایران تا چند سال پیش عمدتاً انواع رادیو اکتیو و سپس نوع ESE که به برقگیر الکترونیکی موسوم است مورد استفاده قـرار گرفته اند.

مبحث 13 مقررات ملی ساختمان در مواردی که اظهارنظر نکرده اسـت بـا اولویـت اسـتاندارد IEC، تعـدادی از اسـتانداردهای جهانی را ملاک عمل قرار داده است که هیچ یک از استانداردهای کسب شده از جمله مقررات کشور فرانسه جزو آنها نمی باشد.

7-7 برآورد بار (ضرایب همزمانی )

روشن است که پیش بینی مصرف برق بر اساس حداکثر توان وصل شده به مدار نادرست است. به علـت اسـتفاده غیرهمزمـان از مصارف برقی، حداکثر درخواست برق کمتر از توان وصل شده در سیستم می باشد. علاوه بر این نکته، بسیاری از تجهیزات برقی همواره در توان نامی خود کار نمی کنند و عوامل ذکر شده بالا در کاهش درخواست بـرق اثـر می گـذارد. در محاسـبات الکتریکـی یکی از مهمترین چالش هائی که در پیش روی مهندسان طراح وجود دارد برآورد ضریب درخواسـت اسـت کـه عمـدتاً بـه تعیـین ضریب همزمانی محدود می شود.

پاره ای از استانداردهای جهانی و دست نامه های معتبر مقادیری برای برآورد ضـرایب همزمـانی عنـوان نمـوده انـد کـه کـاربرد همگانی ندارد. بخصوص در منازل مسکونی عواملی مثل سطح رفاه، شرایط آب و هوایی و از همه مهمتر فرهنـگ مـصرف نقـش اساسی در تعیین ضریب همزمانی ایفا می نماید. بدین ترتیب روشن است که اعمال ضرایبی که در کشوری توسعه یافتـه جـوابی منطقی می دهد برای منطقه ای محروم در ایران پاسخگو نخواهد بود.

مبحث 13 مقررات ملی ساختمان ضرایبی برای همزمانی مصرف الکتریکـی سـاختمانهای مـسکونی، امـاکن تجـاری و عمـومی توصیه نموده است که منبع اخذ این ضرایب ویرایش پانزدهم اسـتاندارد (٧٦٧١ BS (Regulation Wiring IEE بـوده که در سال 1981 منتشر گردیده است. در ویرایش های بعدی این استاندارد، جداول مذکور حذف گردیده انـد . بـدیهی اسـت کـه این ضرایب در ایران نتایج مطلوبی نداشته اند.

به عنوان نمونه ای از تفاوت آشکار در استانداردهای کشورهای مختلف، جدول زیـر در مـورد ضـرایب همزمـانی روشـنائی مثـال مناسبی است:

مبحث 13 مقررات ملی ساختمان ایران – مبحث 13 – جدول پ 3
آپارتمانهای تک خانوار یا چند طبقه آپارتمانی	66 درصد
IEE Wiring Regulations – ویراست پانزدهم – ضمیمه 4
واحدهای مسکونی	66 درصد جریان مجموع
National Electric Code جدول 42 – 220
واحدهای مسکونی 3kVA اول بالاتر از 3kVA تا 120kVA بالاتر از 120kVA	1 0.35 0.25

استاندارد IEC که اصلی ترین مرجع مقررات ملی ساختمان است تنها ضرایب همزمـانی فیـدرهای تابلوهـا را ارائـه نمـوده و در سایر موارد توضیحی نیاورده است.

IEC 60439-1 جدول 1
تعداد مدار                    2 و 3                                    4 و 5                                    6 تا 9                                    10 و بالاتر	0.9 0.8 0.7 0.6

ضروری است دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان با همکاری وزارت نیرو نسبت به برآورد ضـرایب فـوق اقـدام نمـوده و راهکاری مناسب در پیش روی مهندسان طراح قرار دهد.

8-7 استخر و سونا

در مورد فضاهای خاصی مانند استخر و سونا مقررات ملی ساختمان(ویرایش سال 1382)، ارائه طریق ننموده است. روشن است که وجود آب و رطوبت بالا برای اشخاص خطرات زیادی در بر خواهد داشت.

در ذیل سعی می شود مطابق الزامات استاندارد ٧٦٧١ BS و NFPA در این مورد توضیح داده شود.

فضاهای استخر و اطراف آن بر اساس استاندارد BS مطابق شکل زیر به 3 منطقه تقسیم میشود:

الف- منطقه A (داخل استخر)

ب- منطقه B (فضای بالای استخر تا 2.5 متری بالای سکو و همین ارتفاع بالای فضای اطراف استخر تا فاصله 2 متری)

ج- منطقه C (فضایی که از 1.5 متری اطراف مرز منطقه B به ارتفاع 2.5 متر از کف شروع می شود).

در مناطق A و B از چراغ های معمولی نمی توان استفاده کرد. چراغهـای مـورد اسـتفاده بایـد از نـوع SELV(Safety Extra Low Voltage) با ولتاژ 12 ولت باشند.

در منطقه C در صورت استفاده از چراغ های معمولی حتماً باید مجهز به ترانس ایزوله باشد یا از رله هـای RCD بـا حـساسیت 30mA استفاده کرد .

در منطقه A از تجهیزات IP X8 ،در منطقه B، از IP X4 و در منطقه C ،برای استخرهای داخـل سـالن IP X2 و IP X4 در استخر هوای آزاد باید استفاده کرد.

هیچ تابلو یا کلیدی در مناطق A و B نباید قرار گیرد. به غیر از استخرهای کوچک که نصب پریزدر منطقه B مجاز اسـت. کـه این پریزها باید مجهز به رله RCD با حساسیت 30 میلی آمپر باشد. حداقل فاصـله ایـن پریزهـا 1.5 متـر خـارج از منطقـه A می تواند باشد.

ترانس های تغذیه جریان همگی باید خارج مناطق A، B و C قرار گیرد. از نکات بسیار حـائز اهمیـت کـه عمومـاً رعایـت نمـی گردد عدم زمین کردن ثانویه ترانسفورماتورهای کاهنده است. دیده می شود بـرای ثانویـه ترانـس های 12 ولـت نیـز از سـه سـیم استفاده شده است و سیم سوم زمین می گردد که نقض غرض خارج کردن مدار ثانویه و جلوگیری از بسته شدن مـدار بـه هنگـام بروز اتصالی است. همچنین بین اولیه و ثانویه ترانسفورماتورباید یک مانع وجود داشته باشد تا امکان اتصال دو سیم پیچ به هـم پدید نیاید.

نکته بسیار مهم، هم بندی تمام قسمتهای هادی اعم از میلگرد فونداسیون، نرده های اطراف استخر و مش کف است. جکوزی ها حتماً باید دارای کلید قطع اضطراری در مجاورت آن و در فاصله حداقل 1.5 متری باشند. در سوناهای خشک بـه غیـر از هیتر سونا وجود هیچ وسیله الکتریکی دیگری مجاز نیست.

نتیجه گیری:

ارتقاء طراحی تاسیسات برقی ساختمان ها نیاز به تعامل همه دست اندرکاران این حرفه دارد. ضعف مقررات یکی از اصلی ترین معضلات مهندسان طراح است. تجدیدنظر دوره ای مبحث سیزدهم مقررات ملی ساختمان، همانگونه کـه در قـانون پـیش بینـی شـده، امـری ضروری است. مواردی که در این مقاله بدان اشاره شده است، می تواند راهگشای این مسئله باشد.

منبع: مقاله "تجارب کنترل تقشه تاسیسات الکتریکی در سازمان نظام مهندسی ساختمان استان تهران" – عبدالمحسن جعفری – سازمان نظام مهندسی ساختمان استان تهران

دپارتمان تأسیسات الکتریکی سامانه جامع صنعت ساختمان – کارگشا

سایر مطالب منتخب در حوزه اشتباهات رایج و روش پیشگیریرا دنبال و ما را با نظرات ارزشمند خویش همراهی نمایید.