
الأطلسي في فيلادلفيا، بنسلفانيا
الحصول على شهادة LEED GOLD
تُعرف المنطقة المحيطة بتقاطع شارع سبرس وشارع ساوث برود بأنها "صف المليارديرات" في فيلادلفيا، وهي منطقة مليئة بالفنون. وعلى مدار السنوات القليلة الماضية، شهدت المنطقة نهضة سكنية حديثة. وتم تحويل العديد من المباني متعددة الاستخدامات إلى مساكن فاخرة للغاية، ولكن لم يكن أي منها بارزًا مثل ذا أتلانتيك.
يقع مبنى أتلانتيك على مقربة من مسرح ميريام ومركز كيميل للفنون المسرحية وجامعة الفنون، وقد بدأ تاريخه الغني في عام 1922 كمقر لشركة أتلانتيك ريتشفيلد للنفط. وقد حصل المبنى المكون من 22 طابقًا الآن على شهادة LEED الذهبية ويضم 228 شقة، وهي من المباني التي لا يوجد لها مثيل في مدينة الحب الأخوي.
تملك شركة Post Brothers، وهي شركة تطوير عقارات متعددة الأسر مقرها فيلادلفيا، وتدير The Atlantic. في بداية مشروع التجديد الشاق، تم اختيار المهندس المعماري رافائيل فينولي لإضفاء روعة Breaux Arts على المبنى الذي يبلغ عمره 100 عام. وكأهداف للمشروع، كان إنشاء كل عنصر من عناصر الحياة الحضرية الرائعة مصحوبًا بالرغبة في توفير أعلى مستويات الاستدامة البيئية.
تعتمد الطاقة الكهربائية في The Atlantic بالكامل على طاقة الرياح. كما أن البصمة الكربونية شبه معدومة، وذلك بفضل مواد البناء التي يتم الحصول عليها بطريقة مسؤولة، ومعايير جودة الهواء الداخلي الصارمة، وغلاف المبنى عالي الأداء، وإضاءة LED، وبالطبع نظام تكييف وتدفئة فعال بشكل غير عادي.

راحة وكفاءة ممتازة
قال تشاك ماون، مندوب المبيعات في شركة Sass, Moore & Associates (SMA) ومقرها فيلادلفيا: "كان من المقرر في الأصل أن يكون هذا التجديد مشروعًا لمضخة حرارية بمصدر مياه". تمثل شركة SMA شركة Williams Comfort Products، وهي الشركة الرائدة في تصنيع منتجات IPS (نظام الأنابيب المتكامل).
وأضاف ماون: "من المؤكد أن مضخات الحرارة التي تعمل بمصدر المياه تتمتع بالكفاءة الكافية للحصول على شهادة LEED GOLD، ولكن من خلال اقتراح نظام IPS، قدمنا لشركة Post Brothers خيارًا لتوفير المال مع زيادة الأداء". "كان تحقيق الاستدامة الأكبر بتكلفة أقل أمرًا جذابًا للغاية بالنسبة لهم".
IPS هو نظام أنابيب هيدروليكي يستخدم أنابيب المياه الساخنة والباردة المنزلية لتوصيل المياه إلى وحدات HVAC الطرفية الخاصة. يمكن لنظام الأنابيب أن يخدم وظيفتين لأن جميع المكونات حاصلة على شهادة NSF 61.
تم تكليف شركة Advanced Engineering، وهي شركة هندسية متخصصة في أعمال الميكانيكا الكهربائية والميكانيكية والحماية من الحرائق في فيلادلفيا، بتصميم النظام. تعمل الشركة منذ عام 2002، ونصف أعمالها في فيلادلفيا، بينما النصف الآخر منتشر في جميع أنحاء البلاد. في السنوات الأخيرة، تمكنت الشركة من ترسيخ مكانتها في سوق الإسكان متعدد الأسر من خلال تحويل وإعادة تأهيل سلسلة من المباني القديمة الكبيرة إلى شقق ومجمعات سكنية فاخرة. وقد أدى هذا إلى إنشاء محفظة قوية تنطبق على العمل في The Atlantic.
قال جيري فينك، أحد الشركاء الثلاثة في شركة Advanced Engineering: "اتصلت بنا شركة Post Brothers بهذه الفكرة بعد أن تعرفت على نظام IPS من تشاك ماون. لم نقم بتصميم نظام IPS من قبل، لكننا عملنا مع شركة Post Brothers في العديد من المشاريع وأردنا استكشاف الفكرة. وبعد النظر في أهداف المشروع ومقارنة جميع التكاليف المترتبة على ذلك، أصبح نظام IPS أساس التصميم".
تم تركيب النظام بواسطة المقاول الميكانيكي Worth & Company, Inc. على مدار عام ونصف من أعمال التجديد. لا تتميز أنظمة IPS بالكفاءة في استخدام الطاقة فحسب، بل إن التصميم الفريد يوفر المساحة والمواد الخام مع خفض تكاليف التشغيل والصيانة الأولية. تعمل هذه الأنظمة تمامًا مثل نظام هيدروليكي رباعي الأنابيب مع الاستفادة الإضافية من التبريد الموفر للطاقة.
في هذا التطبيق، يتم إدخال الماء بدرجة حرارة 120 درجة فهرنهايت من الخط الساخن المنزلي إلى وحدة الملف اللولبي للمروحة عبر صمام منطقة عندما يطلب منظم الحرارة في الغرفة الحرارة. بعد المرور عبر ملف التسخين المعتمد لمياه الشرب، يتم إرجاع الماء إلى خط إعادة تدوير المبنى. تعمل وظيفة التبريد في النظام بطريقة مماثلة. إن إضافة خط إرجاع مياه باردة منزلي كامل الحجم للحصول على نظام رباعي الأنابيب حقيقي له تأثير ضئيل على التكلفة الأولية.
تبريد اقتصادي
وفي حالة The Atlantic، تتراوح أحجام وحدات لفائف المروحة التي تنتجها شركة Williams من طن واحد إلى خمسة أطنان، حيث تخدم الوحدات الأكبر حجمًا المناطق المشتركة والمساحات متعددة الاستخدامات.
كان ويليامز رائدًا في نظام IPS وأتقن تصميم ملفات المروحة IPS. وعلى مدار السنوات الاثنتي عشرة الماضية، تم تركيب هذه الأنظمة في أكثر من 12 مبنى في جميع أنحاء الولايات المتحدة.
تتميز ملفات المروحة المصممة على شكل مخبأ والمستخدمة في جميع أنحاء The Atlantic بإمداد مجاري وعودة مجاري، على الرغم من توفر تكوينات مختلفة من Williams. وبصرف النظر عن تلك الموجودة في المناطق المشتركة، تم تجهيز كل وحدة طرفية بمنظم حرارة فردي، مما يوفر للسكان التحكم الكامل في بيئتهم. استخدم المهندس المعماري سجلات طويلة ونحيفة لتزويد كل مساحة بالهواء، مع الحفاظ على المظهر الحديث.
نظرًا لأن المياه الصالحة للشرب تمر عبر ملفات المروحة، فيجب أن تكون الوحدات حاصلة على شهادة NSF 61. إن حقيقة أن خطوط السباكة تخدم تركيبات المياه ووحدات الطرفية تقلل بشكل كبير من تكلفة التركيب والوقت، مع توفير الراحة والقدرة على التحكم الشائعة في أنظمة ملفات المروحة ذات الأنابيب الأربعة. وبالتالي، يمكن لأنظمة IPS توفير التدفئة والتبريد المتزامنين في المناطق المجاورة.
لا يقتصر الأمر على تقليل مواد الأنابيب والعمالة فحسب، بل يتم أيضًا تقليل جميع نفقات المعدات الهيدروليكية بشكل كبير (المضخات، وما إلى ذلك) دون التخلي عن أي من مزايا الراحة والكفاءة المتأصلة في الأنظمة الهيدروليكية. توفر أنظمة IPS أيضًا مستويات كفاءة الطاقة التي تنافس أي نظام HVAC تجاري آخر في السوق وتوفر الفرصة للاستفادة من التبريد الموفر (التبريد المجاني).
توفر المياه الباردة من المرافق العامة تبريدًا غير مدعوم طالما أنها تدخل المبنى بدرجة حرارة 62 درجة فهرنهايت أو أقل. وهذا ما يسمى بالتبريد الموفر. عندما لا تكون مياه المرافق العامة باردة بدرجة كافية لتلبية الطلب على التبريد بالكامل، يتم استخدام المبردات لتكملة سعة التبريد لحلقة إعادة تدوير المياه الباردة. ولضمان سلامة المياه الصالحة للشرب، يتم عزل المبرد عن المياه المنزلية عبر مبادل حراري مزدوج الجدار من الفولاذ المقاوم للصدأ.
في الأساس، توفر IPS كفاءة وتوفير الطاقة للنظام الأخضر، ولكن بأسعار معقولة لحل منخفض التقنية (PTAC) دون وضع مكونات صاخبة وتتطلب صيانة ثقيلة داخل المساحة المشغولة.

التصميم والمعدات تخلقان التوفير
وبعيدًا عن وحدات لفائف المروحة المعتمدة من NSF 61 وتصميم الأنابيب متعدد الأغراض، فإن المكونات الميكانيكية في The Atlantic تبدو مشابهة تمامًا لما قد تجده في مضخة الحرارة بمصدر المياه أو تركيب لفائف المروحة ذات الأربعة أنابيب.
يتم توفير التبريد الإضافي من خلال برج تبريد REYMSA المصنوع من الألياف الزجاجية والذي يبلغ وزنه 750 طنًا وزوج من ضواغط البراغي Dunham Bush التي يبلغ وزنها 375 طنًا.
كما هو الحال مع أي نظام مياه ساخنة تجاري منزلي تقريبًا، يتم استخدام الغلايات أو سخانات المياه ذات الحجم الكبير لإنتاج المياه الساخنة. عندما تكون هناك حاجة إلى المياه الساخنة، يتم استخدام المياه الباردة المرتجعة كمصدر. نظرًا لأن المياه الباردة المرتجعة أكثر دفئًا من المياه القادمة من الشارع، يتم توفير الطاقة.
في The Atlantic، تنتج ثلاث غلايات تكثيف كبيرة مياه ساخنة لخزان تخزين كبير. يتم خفض درجة حرارة المياه إلى 120 درجة فهرنهايت قبل إمداد المبنى بالتدفئة والمياه الساخنة. يتم استخدام زوج من المبادلات الحرارية الكبيرة ذات الألواح والإطارات من Taco Comfort Solutions بين الغلايات وخزان التخزين.
تم اختيار هذه المبادلات الحرارية لأنها كانت من بين عدد قليل من المبادلات الحرارية المصممة لتحمل الضغط العالي المطلوب في المبنى؛ 300 رطل/بوصة مربعة عند مداخل يبلغ قطرها ست بوصات.
بالطبع، جميع أنابيب الإمداد والعودة في جميع أنحاء المبنى حاصلة أيضًا على شهادة NSF 61. الأنابيب التي يتراوح قطرها بين ثلاث وعشر بوصات مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 10. تم استخدام النحاس في أي شيء يقل عن ثلاث بوصات، وتم استخدام تجهيزات Victaulic لجميع تجهيزات الأنابيب، سواء كانت من الفولاذ المقاوم للصدأ أو النحاس.
في حالة عدم وجود حاجة للتدفئة أو التبريد لفترة طويلة من الوقت، تتميز لوحة التحكم الحصرية من Williams بمؤقت تطهير الملف. وفقًا لمعيار ANSI، يفتح جهاز التحكم صمام منطقة الملف لفترة وجيزة كل يوم للقضاء على احتمالية الركود داخل النظام.
قال فينك: "كان نظام الأنابيب الأربعة الحقيقي مكلفًا للغاية. لقد سمح لنا تصميم IPS باستخدام نظام لفائف المروحة رباعي الأنابيب، كما أن اقتصاديات التركيب جعلته قادرًا على المنافسة مع أنواع الأنظمة الأخرى التي كنا نفكر فيها. كما حقق نقاط LEED مع خلق بيئة داخلية هادئة ومريحة للغاية".
لتوفير هواء خارجي مخصص، قامت شركة Worth & Company بتثبيت العديد من أنظمة الهواء الخارجي المخصصة (DOAS) من AAON على سطح المبنى. يدخل هذا الهواء إلى المبنى عبر مجاري الهواء التي تنتهي في الممرات والمناطق المشتركة الأخرى.
النتيجة النهائية هي نظام تدفئة وتبريد متوافق مع معايير LEED ويوفر وفورات كبيرة. أنظمة IPS مثالية للضيافة، أو المعيشة المستقلة، أو الشقق السكنية، أو أي منشأة أخرى مشغولة على مدار الساعة.
"لم نرَ أبدًا النسخ المطبوعة من التصميم الأصلي"، كما قال ماون. "ومع ذلك، فإننا ندرك أن التوفير في التكلفة الأولية الذي يوفره نظام IPS من ويليامز، عند مقارنته بتصميم WSHP الأصلي، كان حوالي 900,000 ألف دولار. ولكن هذه ليست سوى البداية. إن أنظمة IPS غير مكلفة بطبيعتها في الصيانة والتشغيل، مقارنة بأي أنظمة HVAC تجارية أخرى. كما تتميز بعمر الخدمة الطويل الذي يمكن توقعه من أي نظام هيدروليكي."

مزيد من التطبيق
يعمل 19 متخصصًا في التصميم في شركة Advanced Engineering الآن على بناء مبنى متعدد الاستخدامات مكون من ثمانية طوابق في ألينتاون، بنسلفانيا. كان المبنى عبارة عن مساحة مكتبية بالكامل عند إنشائه. والآن، يتم تحويل أربعة من طوابقه إلى مساحة معيشية متعددة العائلات. اقترح فينك تصميم IPS للجزء السكني من المبنى.
قال فينك "لقد قمنا بمسحه والتقينا بفريق المالك. يبدو أنهم مهتمون جدًا بنظام IPS. نحن نستكمل مرحلة التخطيط في غضون أسابيع، وعند هذه النقطة سنحدد نهج نظامنا مع IPS".
في الواقع، يحتوي المبنى بالفعل على محطة مركزية. يتم إقران المبردات والغلايات البخارية بصناديق VAV. فكرة فينك هي ترك النظام الحالي في مكانه حيث سيظل المبنى مساحة مكتبية. ستتطلب المناطق التي يتم تحويلها إلى مساحة معيشة نظام سباكة جديد تمامًا على أي حال، فلماذا لا نستخدم مكونات معتمدة من NSF 61 ونقتل
ثلاثة عصافير بحجر واحد: السباكة والتدفئة والتبريد؟
"وبهذه الطريقة، يمكننا تركيب ملفات مروحة منفصلة في المساحات السكنية"، كما قال فينك. "يمكننا توفير تدفئة وتبريد منخفضي الضوضاء وفعّال ومريح بتكلفة منخفضة. لو لم أكن مشاركًا في مشروع IPS في The Atlantic، لما كنت على دراية بالمزايا التي يمكن أن يجلبها لمشروع مثل هذا".

اتصل بنا
"*" تشير إلى الحقول المطلوبة