مدل سازی انرژی و تحلیل پدافند غیرعامل سامانه های برودتی در مراکز شهری حساس (ایستگاه های آتش نشانی، بیمارستان ها)

این پژوهش با هدف تحلیل انرژی و ارزیابی کارآمدی سامانه های برودتی و تهویه مکانیکی در مراکز حیاتی شهری نظیر ایستگاه های آتش نشانی و بیمارستان ها در شرایط بحرانی انجام گرفته است. در بحران های شهری همچون زلزله، آتش سوزی گسترده یا قطع برق سراسری، حفظ پایداری عملکرد تجهیزات حرارتی و برودتی از اهمیت حیاتی برخوردار است، زیرا تداوم سرمایش اضطراری می تواند مانع از ازکارافتادن تجهیزات حساس پزشکی، ذخایر دارویی یا اتاق های سرور فرماندهی عملیات شود. در این راستا، الگویی ترکیبی مبتنی بر اصول پدافند غیرعامل و مدل سازی انرژی ارائه گردید تا رفتار حرارتی سامانه ها در مواجهه با اختلالات زیرساختی ارزیابی شود. در مدل پیشنهادی، ابتدا بار سرمایشی ساختمان ها در شرایط اقلیمی ایلام با استفاده از نرم افزار TRNSYS مدل سازی شد و سپس داده های خروجی برای تحلیل پایداری در محیط MATLAB مورد استفاده قرار گرفت. سه سناریو شامل حالت عادی، قطع کامل برق به مدت ۲ ساعت، و بحران ترکیبی (قطع برق + آسیب در مدار آب خنک کننده) شبیه سازی شدند. نتایج نشان داد که استفاده از مبدل های جذب کننده حرارت با ضریب عملکرد (COP) متوسط ۱٫۳۵ و استفاده از ذخیره حرارتی در قالب چیلرهای هیبریدی، می تواند زمان پایداری سرمایش را از ۴۵ دقیقه به بیش از ۱۶۰ دقیقه افزایش دهد. علاوه بر آن، تحلیل حساسیت نشان داد که بهره گیری از طراحی برودتی مقاوم در برابر شکست ساختاری، تا ۴۲٪ مصرف انرژی اضطراری را کاهش و توان عملیاتی سامانه ها را ۳۱٪ افزایش می دهد. از منظر پدافند غیرعامل، الگوی ارائه شده بر سه رکن اصلی «تاب آوری، جایگزینی، و ایزولاسیون حرارتی» استوار است و امکان عملکرد مستقل سامانه های سرمایش اضطراری را حتی در صورت قطع برق شبکه فراهم می سازد. نوآوری این تحقیق در ترکیب هم زمان مفاهیم انرژی و پدافند غیرعامل در نرم افزارهای تحلیلی TRNSYS و MATLAB است که برای نخستین بار در کشور برای ارزیابی ایمنی انرژی در مراکز امدادی ایران به کار گرفته می شود. یافته ها، ضرورت تدوین دستورالعمل های بومی برای طراحی سامانه های برودتی با قابلیت عملکرد خودکار و تاب آور را نشان داده و زمینه را برای تدوین استاندارد ملی «پایداری برودتی در زیرساخت های امدادی» فراهم می سازد. این پژوهش گامی در راستای ارتقاء ایمنی عملکرد و پایداری انرژی در شرایط بحرانی و تحقق الزامات پدافند غیرعامل شهری محسوب می شود.

کلیدواژه ها:

پدافند غیرعامل ، تاسیسات حرارتی و برودتی ، مدیریت بحران ، تحلیل پایداری انرژی ، آتش نشانی ، مدل سازی TRNSYS ، تهویه مکانیکی ، تاب آوری زیرساختی.