المناخ والظروف المحيطة

المناخ والظروف المحيطة

الرياح والتبخر والحرارة والصقيع والغبار والتشغيل الموسمي

تعمل النافورة الحضرية في بيئة متغيرة. يمكن للرياح والإشعاع ودرجة حرارة الهواء وهطول الأمطار والتلوث البيئي أن تغير شكل المياه والاستهلاك وجودة العرض وعمر المعدات.

لهذا السبب، قد تحتاج الخطة التي تعمل بشكل جيد في مدينة أو حتى موقع إلى تغيير الارتفاع أو الموضع أو المواد أو خطة التشغيل في مكان آخر.

يجب أن يحدد التصميم المناخي الظروف التي تعمل فيها نافورة المياه بالجودة المثلى، ومتى يجب أن يكون إنتاجها محدودًا، وكيفية حماية المعدات أثناء فترة الإغلاق.

15–1. مناخ المنطقة والظروف الفعلية للمكان

توفر البيانات المناخية صورة عامة للمنطقة؛ لكن النافورة تعمل في الظروف المحلية لموقع التثبيت.

المباني والأشجار والجدران والاختلاف في الارتفاع واتجاه الممرات يمكن أن تغير الرياح والإشعاع. قد تتصرف النافورة الموجودة في ساحة مغلقة بشكل مختلف عن نفس التصميم في ساحة مفتوحة.

يجب التحقق من ثلاثة مستويات من المعلومات في دراسة الموقع:

وتستند المعايير المناخية المعتادة للمنظمة (WMO) إلى فترات مدتها ثلاثون عامًا، وهي مفيدة لفهم النمط العام. ومع ذلك، فإن المتوسطات وحدها لا تحدد الشروط الحدودية المطلوبة للتصميم. المصدر: المعايير المناخية WMO^[86]

يجب في المشروع تسجيل مصدر البيانات والفترة الإحصائية ومسافة المحطة من المكان وحدود استخدام المعلومات.

15–2. شروط الأداء وشروط تحمل المعدات

يجب الإجابة على سؤالين بشكل منفصل:

تحت أي ظروف يُسمح للنافورة بالجري؟

ما هي الظروف التي يجب أن يتحملها الهيكل والمعدات أثناء إيقاف التشغيل؟

قد يتوقف العرض أثناء الرياح العاتية، لكن المدرجات والأضواء والكابلات والهيكل تظل معرضة للرياح والأمطار. لا يؤدي إغلاق المضخة إلى إزالة متطلبات القوة الهيكلية.

ويستخدم نفس الفصل أيضًا في برد الشتاء. يمكن أن يكون إيقاف العرض جزءًا من البرنامج، ولكن ينبغي النظر في المياه المتبقية في المسارات وظروف صيانة المعدات بشكل منفصل.

يجب أن تحدد وثائق التصميم نطاق التشغيل العادي، والوضع المحدود، وإيقاف التشغيل، والوضع المحمي في غير موسمها.

15–3. تشوه الرياح والمياه

يمكن للرياح أن تغير مسار النفاث ومكان هبوط القطرات واستمرارية الستار المائي. قد تكون النتيجة انخفاض إمكانية قراءة الشاشة، أو ترطيب الممرات، أو تسرب المياه من منطقة التجميع.

حساسية التأثيرات ليست هي نفسها. ويعتمد سلوكها على الارتفاع وحجم القطرة واستمرارية التدفق وزاوية الخروج ومدة وجود الماء في الهواء.

يجب رؤية العناصر التالية في فحص الرياح:

• اتجاهات متكررة وهبات فعالة.

• مكان المتفرجين والطرق العامة.

• تأثير المباني وزوايا المنطقة.

• تغيير نطاق الرش في أوضاع العرض المختلفة.

• إمكانية تقليل الارتفاع أو إزالة بعض التأثيرات.

سرعة الرياح المسجلة في محطة الأرصاد الجوية لا تعادل مباشرة الرياح في موقع الفوهة دون التحقق من الارتفاع وظروف القياس.

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 1-15: مخطط النافورة مع اتجاهات الرياح الرئيسية ونقاط المراقبة ومنطقة الرش في الظروف الهادئة والرياح. التسمية التوضيحية المقترحة: "يمكن للرياح أن تدفع نطاق الترطيب الفعلي إلى ما هو أبعد من هندسة العرض الأولية." وتستمد الحدود من اختبار المشروع أو التحليل.

15–4. التحكم المعتمد على الرياح

يمكن أن يكون للتحكم في الرياح عدة مستويات للأداء:

على سبيل المثال، تقدم OASE نظامًا يتلقى بيانات مقياس شدة الريح ويقلل ارتفاع النافورة تدريجيًا أو يوقف النظام. هذا منتج نموذجي وينبغي تحديد الحد الأدنى المناسب لكل مشروع على حدة. المصدر: التحكم في النافورة المعتمدة على الرياح OASE ^[87]

يجب أن يمثل موقع مقياس شدة الريح الظروف التي تؤثر على النافورة. قد يؤدي تثبيته خلف حاجز أو في نقطة غير ذات صلة إلى جعل قرار التحكم غير مناسب.

شرط العودة مهم أيضا. إذا قام النظام بالتبديل بين الحالتين مع كل تذبذب صغير، فسوف تصبح الشاشة غير مستقرة. يجب تحديد المسافة المناسبة بين عتبات التخفيض والعودة وفترة الاستقرار المطلوبة في تصميم التحكم.

15–5. مياه التبخر والتعويض

يعتمد التبخر على درجة حرارة الهواء والرطوبة والإشعاع وحركة الهواء وخصائص سطح التلامس بين الماء والهواء.

في النافورة، بالإضافة إلى سطح البركة، يمكن للنفاثات والقطرات والأسطح الرطبة أيضًا أن تلعب دورًا في تبادل الماء مع الهواء. ولذلك، فإن تقدير التبخر لسطح هادئ لا يمثل بالضرورة تبخر الشاشة بأكملها.

في دليل ميزات المياه الخارجية، تقترح وكالة حماية البيئة (EPA) إعادة تدوير المياه ووضعها بشكل مناسب، بما في ذلك استخدام الظل، كطرق لتقليل الاستهلاك. هذا الدليل ليس بديلاً عن الحساب المحدد للنافورة الحضرية. المصدر: دليل ميزات المياه الخارجية WaterSense ^[88]

عند تقدير الاستهلاك يجب التمييز بين هذه العناصر:

• الماء المتبخر.

• إزالة المياه من منطقة التجميع نتيجة الرش .

• التصريف والغسيل بشكل مجدول.

• التسرب.

• إدخال المياه التعويضية.

معدل تدفق المضخة ليس كمية المياه العذبة المستهلكة.

15–6. مثال حسابي لتبخر سطح الماء

للحصول على تقدير بسيط لتبخر السطح الأفقي:

حجم التبخر بالمتر المكعب = مساحة السطح بالمتر المربع × عمق التبخر ملم ÷ 1000

لنفترض:

• سطح الماء الحر: 120 متراً مربعاً.

• التبخر اليومي المقدر لنفس المستوى والظروف: 6 ملم.

ثم:

حجم التبخر = 120 × 6 ÷ 1000 = 0.72 متر مكعب يوميا

أي 720 لترًا يوميًا.

الرقم 6 ملم هو افتراض تعليمي ولم يتم توفيره لمدينة أو مشروع محدد. ويجب الحصول على المعدل الفعلي من البيانات المناسبة أو طريقة تقدير أو قياس صحيحة.

كما أن هذا الحساب يوضح فقط حصة المستوى المفترض. وينبغي إدراج تأثير التأثيرات النشطة والمستويات الأخرى في التقدير الإجمالي.

ولا يعد ضرب معدل الصيف اليومي في جميع أيام السنة تقديرًا جيدًا للاستهلاك السنوي؛ ينبغي رؤية تغيير الموسم وساعات العمل.

15–7. توازن الماء احسب الحاجة الفعلية للتعويض

لفترة محددة يمكننا أن نكتب:

التغير في التخزين = الماء التعويضي + مدخل المطر المقبول − التبخر − الرشاش خارج الدائرة − التفريغ والغسيل − التسرب

يجب التعبير عن جميع المكونات لفترة زمنية وبنفس وحدة الحجم.

نموذج تعليمي مستقل

لنفترض ليوم واحد:

• إجمالي التبخر المقدر للنظام: 0.72 متر مكعب.

• الرش خارج الدائرة : 0.18 متر مكعب .

الصرف والغسيل: 0.10 متر مكعب؛

• الأمطار والتسرب والتغيير في المخزون: صفر.

في هذه الحالة:

مياه التعويض = 0.72 + 0.18 + 0.10 = 1 متر مكعب يوميا

إذا كانت المضخة التجريبية تعمل لمدة 8 ساعات يوميا بمعدل تدفق 30 مترا مكعبا في الساعة:

حجم المرور في الدائرة = 30 × 8 = 240 متر مكعب في اليوم

هذا الـ 240 مترًا مكعبًا هو حجم المرور المتكرر في الدائرة؛ وفي المثال الحالي فإن مياه التعويض اليومي هي متر مكعب واحد.

للتحكم الفعلي في الاستهلاك، يوفر تركيب عداد المياه التعويضي بالإضافة إلى تسجيل ساعات العمل وتغيير المستوى معلومات مفيدة للغاية.

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 2-15: مخطط توازن الماء مع أسهم لتعويض الماء، والتدوير الداخلي، والتبخر، والرش، والتفريغ. العنوان الفرعي المقترح: "المياه المتداولة والمياه المستهلكة هما كميتان مختلفتان." يجب تحديد قيم العينة على أنها "افتراض تعليمي".

15–8. الحرارة والإشعاع ودرجة حرارة المعدات

درجة حرارة الهواء المعلنة للمدينة ليست بالضرورة درجة الحرارة داخل اللوحة أو غرفة التثبيت. يمكن للإشعاع المباشر ولون الجسم ومادته والتهوية والحرارة التي تنتجها المعدات أن تغير الظروف.

في التصميم يجب التحقق من:

• في أي بيئة يتم تركيب اللوحة ومصدر الطاقة؟

• كيف يبدد الجهاز حرارته؟

• هل تمت ملاحظة الحد الأقصى لدرجة الحرارة المحيطة أو درجة حرارة الماء؟

• أجزاء الكابلات والسدادات والبوليمرات مناسبة للإشعاع وظروف الموقع.

• ما هي درجة الحرارة التي تصل إليها الأسطح التي يمكن الوصول إليها؟

ويجب أن تكون إضافة التظليل أو التهوية متوافقة مع درجة الحماية وتعليمات التركيب. إن إنشاء فتحة في العلبة، دون تصميم، يمكن أن يغير حمايتها.

يؤثر الإشعاع والحرارة أيضًا على الماء. تدرج إرشادات مركز السيطرة على الأمراض (CDC) للنوافير المزخرفة درجة الحرارة ووقت احتباس الماء والرواسب والأغشية الحيوية كعوامل لإدارة جودة المياه. المصدر: إدارة النوافير المزخرفة CDC^[89]

15–9. برنامج التجميد والشتاء

يمكن أن يؤدي البرد إلى إتلاف المياه المتبقية في الأنابيب والصمامات والفوهات والمبيت والمعدات. قد تؤدي رذاذ الماء على الطرق العامة أيضًا إلى خلق ظروف زلقة.

يجب أن يوضح الجدول الشتوي حالة كل قسم:

إن قطع الطاقة ليس بديلاً عن فصل الشتاء.

على سبيل المثال، في بعض أدلة النوافير العائمة، توصي Kasco بإزالة المعدات في المناطق التي تعاني من صقيع كبير. يجب أن تكون طريقة الصيانة مشتقة من أمر نفس الطراز. المصدر: دليل النافورة العائمة Kasco^[90]

يجب أيضًا التحقق من حالة إعادة التشغيل؛ إن ارتفاع درجة حرارة الهواء خلال ساعة واحدة لا يعني بالضرورة إزالة الجليد من جميع الطرق.

15–10. الغبار وأوراق الشجر والتلوث البيئي

يمكن أن يؤدي دخول الجزيئات إلى زيادة حمل التنظيف والمعالجة، وسد المنافذ الحساسة وتقليل جودة الضوء أو سطح المادة.

في الأماكن المتربة، يجب أن يكون اختيار المعدات متوافقًا مع إمكانية الوصول والتنظيف. قد يؤدي وجود منفذ دقيق جدًا وحاوية لا يمكن الوصول إليها إلى ارتفاع تكاليف الصيانة.

وتشمل الحلول الممكنة ما يلي:

• جمع الجزيئات في أماكن يسهل الوصول إليها.

• اختيار الفلتر حسب احتياجات المعدات.

• الوصول إلى غرف التجميع والتوزيع .

• الحد من دخول مياه الجريان السطحي الملوثة من المنطقة المحيطة .

• جدول التنظيف مصمم خصيصًا لأحداث سقوط الغبار أو أوراق الشجر.

يجب أن يكون الترشيح مصحوبًا بمراقبة الحالة. يمكن أن يؤدي انسداد الفلتر إلى تغيير الأداء الهيدروليكي؛ زيادة قوة المضخة ليست حلاً جيدًا للمصفاة المسدودة.

15–11. المناخ الساحلي والملح والتآكل

في البيئة الساحلية، مياه البحر فقط هي المهمة. يمكن أن يؤدي ترسب الملح على الأسطح والرطوبة والدورات الرطبة والجافة أيضًا إلى خلق ظروف تآكل.

في دليل تآكل الغلاف الجوي، يقدم أوتوكومبو ترسيب الكلوريد والغسل الطبيعي المحدود كعوامل فعالة في البيئات الساحلية والحضرية. المصدر: التآكل الجوي للفولاذ المقاوم للصدأ ^[91]

يجب أن يعتمد اختيار المواد على البيئة الفعلية. إن عنوان "الفولاذ المقاوم للصدأ" وحده لا يعد مواصفات كافية، كما أن درجة معينة لا تضمن نفس الشيء لجميع الظروف الساحلية.

يجب أن يشمل الفحص مادة القطعة وجودة البناء واللحام والأخاديد التي تحافظ على التلوث واتصال المعادن المختلفة وإمكانية الغسيل.

تم إدخال مجموعات مختلفة من الفوهات والمضخات والتجهيزات في منتجات GSO؛ يجب التأكد من مواصفات المواد والشروط المسموح بها لكل نموذج عند الاختيار لبيئة المشروع. المصدر: معدات النافورة الحضرية GSO^[92]

15–12. هطول الأمطار والجريان السطحي والفيضانات

يمكن أن يدخل المطر إلى النافورة مباشرة أو يحمل الجريان السطحي المحيط بها. ويجب فصل هذين الإدخالين عن بعضهما البعض.

الجريان السطحي من المسار أو المساحة الخضراء أو السطح قد يكون له تلوث مختلف. يتطلب استخدامه في الدائرة التحقق من المصدر والجودة ومتطلبات المستخدم.

يجب أن يحدد التصميم:

• كيف تتم إدارة مياه الأمطار المباشرة؟

• كيف يتم تقييد دخول مياه الجريان السطحي غير ذات الصلة؟

• أين يذهب فائض الخزان؟

• ما هي حالة المسيجات واللافتات ضد الفيضانات؟

• كيف يعمل طريق الإخلاء أثناء انقطاع التيار الكهربائي؟

وينبغي النظر في قدرة التجميع لسيناريوهات التصميم. إن إيقاف العرض أثناء المطر لا يزيل المياه المتبقية على المسار وخطر التدفق العكسي في اتجاه مجرى النهر.

15–13. استجابة التصميم للظروف السائدة

ويبين الجدول أدناه الاتجاه الأولي؛ قد يكون لكل مشروع عدة حالات في نفس الوقت.

هذا الجدول لا يحدد التفوق المطلق لنوع النافورة. على سبيل المثال، قد يؤدي خفض الارتفاع إلى تقليل تناثر الألوان، ولكن يجب إعادة فحص جودة العرض.

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 3-15: أربع مناظر مفاهيمية للتصميم في ظروف إيقاف تشغيل الرياح والشمس والغبار والشتاء. العنوان الفرعي المقترح: "يأخذ تصميم المناخ في الاعتبار أنماط الحياة المختلفة للمشروع." لا ينبغي أن تنسب الصور المفاهيمية إلى المشروع المنفذ.

15–14. برنامج الاستغلال الموسمي وتسجيل البيانات

يمكن أن يكون للبرنامج المناسب عدة حالات متميزة بدلاً من حالة ثابتة واحدة:

• برنامج عادي.

• برنامج على ارتفاعات منخفضة أو رش منخفض ;

• التنفيذ المحدود في ساعات مناسبة.

• التوقف المؤقت بسبب الظروف البيئية .

• الإغلاق الموسمي والحماية .

• إعادة التشغيل بعد الفحص.

يجب أن يساعد تسجيل البيانات في اتخاذ القرار. يمكن للمعلومات مثل المياه التجميلية، وساعات التشغيل، وتوقف الرياح، ودرجة حرارة الماء، والخطأ وعمليات التنظيف أن توضح كيف تختلف افتراضات التصميم عن الواقع.

يجب تسجيل فترات التوقف المخطط لها بسبب الظروف البيئية بشكل منفصل عن فشل المعدات. يعد هذا التفصيل مهمًا لتقييم إمكانية الوصول الفعلية للعرض وتعديل جدول العام المقبل.

كما أن تقليل ساعات العرض لا ينبغي أن يعطل البرنامج اللازم لإدارة جودة المياه دون مراجعة.

15–15. وثائق ومعايير تسليم المناخ

يجب أن تتضمن حزمة التصميم والتسليم ما يلي:

قد لا تكون جميع الظروف الجوية موجودة في يوم التسليم. وفي هذه الحالة يجب أن يكون واضحا ما هي العناصر المدعومة بالأدلة والتحليل وما هي الاختبارات التي سيتم الانتهاء منها في الفترة المناسبة.

ملاحظة الشكل في مخطوط الكتاب

الشكل 15-4: صورة للتفتيش الموسمي أو تعديل المستشعر البيئي في مشروع حقيقي GSO. العنوان الفرعي المقترح: "المراقبة والصيانة الموسمية تحول معلومات التصميم إلى أداء مستدام."

يسمح التصميم المتوافق مع المناخ باستخدام النافورة بشكل أفضل على مدار العام. يجب أن يعتمد اختيار التأثيرات والمواد والضوابط وبرامج الصيانة على الظروف الفعلية للموقع بحيث تظل جودة العرض واستهلاك الموارد قابلة للإدارة.

وفي الفصل السادس عشر تم استعراض الدراسات الأولية وتجميع وصف مشروع النافورة؛ من جمع معلومات الموقع وتحديد أهداف صاحب العمل إلى إعداد المستندات التي تكون أساس التصميم والتقدير والعقد.

الدراسات والتصميم البيئي