فن F300 — راهنمای عملیاتی و طراحی برای مهندسان

در مهندسی ایمنی ساختمان، به‌ویژه در سیستم‌های تخلیه دود (Smoke Extraction)، یکی از چالش‌های اصلی طراحی فن‌ها، عملکرد پایدار آن‌ها در دمای بسیار بالا در شرایط آتش است. فن F300 به معنای فن تخلیه دود است که می‌تواند در دمای ۳۰۰ درجه سلسیوس به مدت ۱۲۰ دقیقه فعالیت کند، طبق استاندارد EN 12101-3. چنین عملکردی باعث می‌شود این فن به المانی کلیدی در طراحی سیستم‌های تهویه ایمنی تبدیل شود.

تعریف فنی فن F300

1. بر اساس استاندارد EN 12101-3، فن F300 باید در آزمونی تحت دمای ۳۰۰ °C به مدت ۲ ساعت عملکرد خود را حفظ کند.
2. این سطح از مقاومت حرارتی تضمین می‌کند که فن در شرایط آتش، می‌تواند دود داغ را به‌صورت مؤثر تخلیه کند بدون اینکه ساختار آن به‌سرعت تخریب شود.
3. چنین فن‌هایی معمولاً در کاربردهای حیاتی مانند پارکینگ‌ها، تونل‌ها، پلکان اضطراری و مخازن دود استفاده می‌شوند.

الزامات طراحی فنی برای فن F300

برای دستیابی به عملکرد پایدار در چنین دمای بالا، طراحی فنی فن F300 باید چندین بخش کلیدی را پوشش دهد:

موتور و عایق‌کاری حرارتی

1. موتور باید دارای عایق بسیار مقاوم به حرارت باشد، به طوری که در دمای بالا دوام بیاورد و عملکردش افت نکند.
2. همچنین در برخی طراحی‌ها، حفاظت موتوری (مثل فیوز حرارتی) باید طوری باشد که در حالت آتش‌سوزی، بای‌پس شود تا فن خاموش نشود (مطابق با الزامات ایمنی).
3. موتورهای معمولی تا دمای 50 درجه مقاومت دارند ولی موتورهای مربوط به فن های ضدحریق تا دمای 300 درجه برای 120 دقیقه مقاومت دارد.

بدنه (Housing)

1. بدنه فن F300 باید از فولاد یا آلیاژهای مقاوم به گرما ساخته شود تا در دمای ۳۰۰ °C ساختار مکانیکی‌اش حفظ شود.
2. طراحی فاصله تیغه پره تا بدنه (Tip Clearance) ضروری است تا انبساط حرارتی تیغه موجب برخورد با بدنه نشود.
3. برای کنترل لرزش در دمای بالا، طراحی بدنه باید شامل سیستم لرزه‌گیر یا کوپلینگ مقاوم باشد.

.پره‌ها (Impeller)

1. تیغه‌های پره باید از موادی ساخته شوند که تغییر شکل در دمای زیاد ندهند و توانایی ایجاد جریان هوا در حضور گاز داغ و توربولانس را داشته باشند.
2. بالانس دقیق پره در طراحی ضروری است؛ عدم بالانس می‌تواند در دمای بالا آسیب مکانیکی جدی ایجاد کند.

شبیه‌سازی جریان دود

1. برای طراحی بهینه فن F300، از شبیه‌سازی جریان دود با استفاده از CFD (Computational Fluid Dynamics) استفاده می‌شود تا تعداد، مکان و جهت فن‌ها تعیین گردد. این روش در طراحی راه‌حل‌های تخلیه دود مورد استفاده قرار گرفته است.
2. شبیه‌سازی دقیق به مهندسین این امکان را می‌دهد که عملکرد فن در شرایط واقعی آتش را پیش‌بینی کنند و طراحی سیستم را بهینه نمایند.

تست و تأیید گواهی‌نامه

1. برای حصول گواهی F300، فن باید در آزمایشگاه‌های معتبر تحت شرایط تعریف‌شده در EN 12101-3 تست شود.
2. پس از تولید، هر مدل باید آزمون‌های دمایی را پشت سر بگذارد تا اطمینان حاصل شود که عملکرد در دمای بالا تضمین شده است.

نگهداری پس از شرایط آتش

پس از یک دوره عملکرد در دمای ۳۰۰ °C، بازرسی دقیق فن ضروری است چون ممکن است آسیب حرارتی به اجزایی مثل پره یا بدنه وارد شده باشد.

طراحی باید امکان دسترسی ساده به موتور، شفت و پره را فراهم کند تا بازبینی، سرویس یا تعویض قطعات امکان‌پذیر شود.

مثال‌های فنی از منابع معتبر

1-مطالعات Nicotra Gebhardt

• در بخش «Fan Solutions for Smoke Extraction»، Nicotra Gebhardt از شبیه‌سازی CFD برای مدل‌سازی جریان دود و طراحی دقیق فن‌ها استفاده می‌کند.
• این شرکت مدل‌هایی دارد که در آزمون‌های EN 12101-3، مقاومتی تا دمای ۳۰۰ °C برای ۱۲۰ دقیقه را نشان داده‌اند — به‌عنوان مثال در فن‌های RGM (جت‌فن) که برای تخلیه دود طراحی شده‌اند.

2-مطالعات Greenheck

• سری فن‌های آکسیال مدل RA شرکت Greenheck دارای گواهی دمایی F300 (300°C / 2 ساعت) هستند.
• در طراحی این مدل‌ها، از تحلیل FEA (Finite Element Analysis) برای بررسی پایداری ساختاری در دمای بالا استفاده شده‌است و عملکرد آیرودینامیکی آن‌ها با CFD بهینه‌سازی شده است.
• همچنین، در راهنمای انتخاب فن Greenheck تأکید شده‌است که تست دمایی برای گواهی F300 باید در «موقعیت نصب واقعی» (mounting position) انجام شود، چرا که این امر بر عملکرد در آتش تأثیر زیادی دارد.

3-مطالعات Ferrari

• شرکت Ferrari در وب‌سایت خود مدل فن‌های آکسیال را دارد که «certified 300 °C for 2 hours (F300)» هستند، تحت استاندارد EN 12101-3.
• در بخش تاییدیه‌های فنی، Ferrari تأکید می‌کند که مدل‌های F300 آن‌ها دارای گواهی CE و تست شده‌اند و برای تخلیه دود در شرایط آتش هستند.
• همچنین Ferrari امکان تحلیل جریان دود با استفاده از CFD را برای پروژه‌ها فراهم می‌کند، که به طراحی بهینه سیستم تخلیه دود با فن F300 کمک می‌کند.

اهمیت فنی فن F300 در سیستم تهویه دود

1.ایمنی انسانی و عملیات فرار

• عملکرد پایدار فن F300 در دمای ۳۰۰ °C به مدت ۲ ساعت تضمین می‌کند که مسیرهای فرار از دود داغ پاک می‌شوند و افراد زمان کافی برای تخلیه یا امداد دارند.

2.مطابقت با الزامات آتش‌نشانی و مقررات

• با استفاده از فن F300، طراحان سیستم تهویه می‌توانند الزامات استاندارد EN 12101-3 را برآورده کنند، که بسیاری از مقررات ایمنی ساختمان آن را الزام می‌دانند.

3.پایداری ساختاری در شرایط بحرانی

• طراحی دقیق (موتور، پره، بدنه) به فن امکان می‌دهد تا بدون خرابی مکانیکی ناشی از حرارت زیاد کار کند.

4.بهینه‌سازی هزینه و عملکرد با شبیه‌سازی

• با استفاده از CFD و FEA، می‌توان تعداد مورد نیاز فن F300، موقعیت نصب و عملکرد آن‌ها را دقیقا شبیه‌سازی کرد، که به کاهش هزینه نصب و افزایش کارایی منجر می‌شود.

5.کاهش ریسک و هزینه نگهداری بلندمدت

• بازرسی بعد از آتش‌سوزی و نگهداری منظم تضمین می‌کند که فن F300 پس از یک رویداد دمایی شدید همچنان عملکرد ایمن داشته باشد.

چالش‌ها و محدودیت‌های فنی فن F300

1. هزینه تولید بالا به دلیل نیاز به مواد مقاوم در برابر گرما، موتور ویژه و تأییدیه‌های دمایی
2. نیاز به آزمون‌های دقیق دمایی در شرایط آزمایشگاهی (ممکن است نیاز به آزمایشگاه با امکانات بالا داشته باشد).
3. پس از عملکرد در حالت دود، بازرسی دقیق و احتمالاً تعویض قطعات ضروری است.

جهت مشاهده انواع فن‌های صنعتی و کاتالوگ‌های شرکت ایرانیان فن کلیک نمایید

نتیجه‌گیری

فن F300 یک مؤلفه فنی حیاتی در سیستم‌های تهویه دود ایمن است. توانایی کار در دمای ۳۰۰ °C برای دو ساعت آن را به گزینه‌ای بسیار مطمئن تبدیل می‌کند، به‌خصوص در مواقع آتش‌سوزی که تخلیه دود مؤثر حیاتی است. با طراحی دقیق، تأییدیه فنی از مراجع معتبر و استفاده از شبیه‌سازی‌های CFD و FEA، فن F300 تضمین می‌کند که سیستم ایمنی ساختمان نه‌تنها پاسخگوی مقررات باشد، بلکه در شرایط بحرانی عملکردی پایدار و قابل اعتماد ارائه دهد.