ستیل کے ڈھانچے والے ہینگروں کے لیے کس قسم کا درجہ حرارت کنٹرول درکار ہوتا ہے؟

سٹیل ساختہ ہینگرز میں حرارتی پھیلاؤ اور انقباض کا انتظام

درجہ حرارت میں تبدیلی سٹیل فریمز میں سائزاتی عدم استحکام کیسے پیدا کرتی ہے

روز بروز اور موسم در موسم درجہ حرارت میں مسلسل تبدیلیاں فولادی فریموں کو بار بار پھیلنے اور سمٹنے پر مجبور کرتی ہیں۔ یہ حرکتیں ساخت کے مختلف حصوں کے ملاپ والے مقامات پر مسائل پیدا کرتی ہیں۔ وقتاً فوقتاً آگے پیچھے کی یہ تحریک ان ملاپ والے نقاط پر دباؤ ڈالتی ہے جس کی وجہ سے عمارت کی کلی طور پر استحکام کمزور پڑ جاتا ہے۔ جب فولاد گرم ہوتا ہے تو وہ پھیلتا ہے، اور جب ٹھنڈا ہوتا ہے تو دوبارہ سمٹ جاتا ہے۔ اگر اس حرکت کو روکنے والا کچھ نہ ہو تو اہم ساختی اجزاء مڑنے یا بگڑنے لگ سکتے ہیں۔ یہ خاص طور پر ان علاقوں میں زیادہ ہوتا ہے جہاں حرارت کو دھات کے ذریعے لمبی دوری طئے کرنی پڑتی ہو یا جہاں اجزا کے ملاپ بہت سخت ہوں اور معمول کی پھیلنے کی حرکت کی اجازت نہ دیتے ہوں۔

حرارتی دباؤ کی مقدار متعین کرنا: خطی پھیلاؤ کا ماخذ اور حقیقی دنیا کی مثالیں

فولاد کا خطی پھیلاؤ کا ماخذ (α = 12 × 10⁻⁶/°C) حرکت کی پیش گوئی کے لیے ایک قابل اعتماد بنیاد فراہم کرتا ہے۔ مثال کے طور پر:

• 40°C درجہ حرارت میں تبدیلی کے تحت ایک 30 میٹر سٹیل کا بیم 14.4 مم تک پھیلتا ہے (30,000 مم × 40°C × 0.000012/°C)۔
• ایک دستاویز شدہ ہوائی اڈے کے ہینگر منصوبے میں، چھت کے جالی نظام میں گرمی اور سردی کے موسم کے دوران زیادہ سے زیادہ 22 مم عمودی بحران پیدا ہوا—یہ تصدیق کرتے ہوئے کہ جب حرکت کو مکمل طور پر نہ روکا جائے تو عملی سطح پر رویہ نظریاتی حسابات کے قریب قریب ہوتا ہے۔

کیس اسٹڈی: ±35°C موسمی تغیرات کے دوران مڈ ویسٹ میں ایک غیر معالجہ سٹیل ساختہ ہینگر میں ساختی دراڑیں اور غیر ہم آہنگی

ایک 2023 ساختی انجینئرنگ رپورٹ نے الینوائے میں 60 میٹر × 90 میٹر کے ہوائی جہاز کے ہینگر کا تجزیہ کیا جو سالانہ حد سے –20°C سے +15°C تک معرض میں رہتا ہے۔ بغیر کسی مخصوص حرارتی حرکت کے انتظام کے، ساخت میں درج ذیل خرابیاں پیدا ہوئیں:

• جانبدار پھیلاؤ کو روکنے کی وجہ سے کالم کی بنیادوں پر قطری دراڑیں،
• 18 مم دروازے کی غیر ہم آہنگی—بڑے رسائی کے دروازوں کو غیر فعال کر دیا،
• چھت کے پرلن کنکشن پر چکری برشن بوجھ کی وجہ سے بولٹ کا ٹوٹنا۔
  یہ ناکامیاں اس بات کو اجاگر کرتی ہیں کہ غیر متزلزل عناصر کے درمیان واسطات (انٹرفیسز) پر حرارتی دباؤ کیسے مرکوز ہوتا ہے، جس سے تھکاوٹ تیز ہوتی ہے اور خدمت کی مدت کم ہو جاتی ہے۔

پھیلاؤ جوڑ کے ڈیزائن کے حد نصاب: فولادی ہینگرز میں سلائیڈنگ بیئرنگز اور وقفے پر مبنی جوڑ میں سے کب کونسا استعمال کریں

ڈیزائن کے حد نصاب پنجرے، تشکیل اور ماحولیاتی خطرے کی بنیاد پر مناسب پھیلاؤ حل کے انتخاب کی رہنمائی کرتے ہیں:

سلائیڈنگ بیرنگز کم اصطکاک والی ٹیفلان کوٹنگ کی بدولت اعتدال پسند حرکت کو سنبھالتی ہیں، جس کی وجہ سے وہ یکساں توسیع کی صورتحال سے نمٹنے کے لیے اچھا انتخاب ہوتی ہیں۔ بڑی عمارتوں کے لیے جنہیں ایک وقت میں متعدد سمت میں حرکت کرنی ہوتی ہے، فاصلہ والے جوڑ بہتر کام کرتے ہیں کیونکہ وہ قابلِ ملان مواد کے ساتھ سیلنٹ سے بھرے ہوئے عمارت کے مختلف حصوں کے درمیان جسمانی علیحدگی پیدا کرتے ہیں۔ ان دونوں طریقوں کو بعد میں شامل کرنے کے بجائے ابتدائی ڈیزائن کے مرحلے میں شامل کرنا چاہیے کیونکہ تعمیر شروع ہونے کے بعد انہیں دوبارہ لگانے کی کوشش بہت مہنگی ثابت ہو سکتی ہے۔ نیز، ان اجزاء کو ابتدا سے درست بنانا یقینی بناتا ہے کہ آنے والے وقت میں باہری ختم شدہ سطح (ایکسٹیریئر کلیڈنگ) اور چھت کے نظام سمیت تمام چیزوں کے ساتھ ہم آہنگی برقرار رہے گی۔

اسٹیل سٹرکچر ہینگروں کے لیے عایتی حل اور R-ویلیو کی ضروریات

حرارتی کارکردگی کا موازنہ: فائبر گلاس بیٹس بمقابلہ سپرے فوم بمقابلہ عایتی دھاتی پینلز

درجہ حرارت کو منظم کرنے، بارش کی پریشانیوں کو روکنے اور عمارت کے سالوں تک قائم رہنے کے لحاظ سے، کونسا عزلہ استعمال کیا جائے اس کا بہت فرق پڑتا ہے۔ فائبر گلاس کی تہیں انچ موٹائی کے لحاظ سے R-3.1 درجہ بندی کے ساتھ انسٹال کرنے میں کافی حد تک سستی ہوتی ہیں، حالانکہ انہیں ہوا کی اچھی طرح سے بندش اور مناسب بخارات کی رکاوٹوں کی ضرورت ہوتی ہے اگر ہم کنویکشن کرنٹ کے ذریعے حرارت کے ضیاع کو روکنا چاہتے ہیں۔ سپرے پولی يوريتھين فوم انچ کے حساب سے تقریباً R-6.5 کی بہتر عزلہ قدر فراہم کرتا ہے اور ہوا کے ان چھوٹے سوراخوں کو بھی بند کردیتا ہے، لیکن اس کے ساتھ ایک مسئلہ ہے - اطلاق کے دوران انسٹالر کو نمی کی سطح کو احتیاط سے سنبھالنا چاہیے ورنہ بخارات اندر پھنس سکتا ہے۔ عزل شدہ دھاتی پینلز، مختصر میں IMPs کے نام سے جانے جاتے ہیں، جن میں مسلسل عزلہ پہلے سے بنایا گیا ہوتا ہے جو R-20 سے R-30 کے درمیان سسٹم درجہ بندی تک پہنچ جاتا ہے۔ ان پینلز میں فریمنگ کے مقامات پر حرارتی برڈجنگ کو روکنے والی بہترین تعمیراتی ڈیزائن ہوتی ہے، جو روایتی طریقوں کے مقابلے میں سائٹ پر لاگو کرنے کے مقابلے میں انسٹالیشن کے وقت میں کافی کمی کرتی ہے۔ 2023 میں عمارت کے خول کے مطالعات سے کچھ حالیہ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ ان پینلز کے ساتھ انسٹالیشن کے وقت تقریباً 40 فیصد تک کم ہوجاتا ہے۔

موسم کی بنیاد پر آر-قدرت کی کم از کم حدود: سرد، مرکب، اور گرم نم علاقوں میں فولادی ساخت والے ہینگروں کے لیے ASHRAE 90.1 ہدایات

ASHRAE 90.1-2022 توانائی کی موثریت، بارش کی روک تھام اور ساختی استحکام کے درمیان توازن قائم کرنے کے لیے موسم کے جواب میں کم از کم حدود مقرر کرتا ہے۔ چھت کے عاید کاری کو درج ذیل پر پورا اترنا چاہیے:

• آر-30 سرد آب و ہوا والے علاقوں (زون 6) میں حرارت کے نقصان کو محدود کرنے اور برف کی رکاوٹ بننے سے روکنے کے لیے،
• R-20 مخلوط آب و ہوا والے علاقوں (زون 4) میں تعمیراتی گرمی اور ہوا داری دونوں کے بوجھ کو سنبھالنے کے لیے،
• R-15 گرم اور نم علاقوں (زون 2) میں، خاص طور پر شبنم کے نقطہ کو کنٹرول کرنے کے لیے — صرف توانائی کی بچت کے لیے نہیں۔

حقیقی میدانی پیمائشوں سے ہمیں جو اعداد و شمار مل رہے ہیں، وہ ظاہر کرتے ہیں کہ بغیر عایدی کے سٹیل کے چھتوں میں دراصل 100 فٹ کسپان پر 1.5 انچ تک موڑ آ سکتا ہے جب وہ شدید درجہ حرارت کے فرق کے سامنے ہوں۔ جہاں تک آئلے کی رکاوٹوں کو رکھنے کا تعلق ہے، مقام کا بہت زیادہ اثر ہوتا ہے۔ سرد علاقوں میں، انہیں اندر رکھنا مناسب ہوتا ہے کیونکہ یہ نمی کو سرد دھاتی سطحوں کی طرف جانے سے روکتا ہے۔ لیکن گرم اور نم علاقوں میں حالات مختلف ہوتے ہیں۔ وہاں رکاوٹوں کو باہر رکھنا یا پھر 'سمارٹ ممبرین' آپشنز استعمال کرنا نمی کو اندر کی طرف جانے سے روکنے کے لیے بہتر کام کرتا ہے، جو عام توقعات کے برعکس ہوتا ہے۔ لمبے عرصے تک عمارت کی کارکردگی کے لیے اسے صحیح کرنا بہت ضروری ہے۔

دھاتی ہینگر میں بہترین درجہ حرارت کنٹرول کے لیے HVAC اور ہیٹنگ سسٹم

لوڈ کیلکولیشن عوامل: زیادہ بلند چھت کا حجم، داخلہ کی شرح، اور استعمال کے مطابق BTU کی ضرورت

ایچ وی اے سی سسٹم کے لیے درست سائز حاصل کرنا تین اہم عوامل پر منحصر ہوتا ہے جو باہم مل کر کام کرتے ہیں۔ پہلی چیز جس پر غور کرنا چاہیے وہ ہے سیلنگ کی اونچائی۔ جب سیلنگ تقریباً 30 سے 50 فٹ تک جاتی ہے، تو حرارت اوپر کی طرف جمع ہوتی ہے بجائے اس کے کہ وہاں رہے جہاں لوگ موجود ہوتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ عام طور پر 25 سے 40 فیصد زیادہ کولنگ پاور کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ یقینی بنایا جا سکے کہ نچلے حصے آرام دہ رہیں۔ اگلا، ان بڑے اوور ہیڈ دروازوں کے بارے میں سوچیں۔ یہ باہر کی ہوا کو تقریباً ہر گھنٹے میں 0.8 سے 1.2 بار تک مستقل بنیاد پر اندر آنے دیتے ہیں جیسا کہ ASHRAE کے مطابق پایا گیا ہے۔ اس سے کسی جگہ میں درکار کل گرمی یا ٹھنڈک کا تقریباً 30 سے 50 فیصد حصہ بنتا ہے۔ اور آخر میں عمارت کے استعمال کا طریقہ ہے۔ مثال کے طور پر، طیاروں کو اسٹور کرنے کے لیے صرف تقریباً ہر مربع فٹ کے لیے 10 سے 15 BTU کی ضرورت ہو سکتی ہے تاکہ فریز ہونے کے نقصان سے بچا جا سکے۔ لیکن ایک فعال ورکشاپ میں جہاں مزدور، مشینیں اور اوزار موجود ہوں، اندر جائیں تو اچانک ہمیں ہر مربع فٹ کے لیے 35 سے 50 BTU کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ حالات آرام دہ رہیں اور کام بھی بخوبی چلتا رہے۔

نظام کے انتخاب کا میٹرکس: کثیر زون کی درستگی کے لئے تابکار ٹیوب ہیٹر بمقابلہ VRF سسٹم

نظام کا انتخاب مقامی ترتیب اور آپریشنل پیچیدگی کے مطابق ہونا چاہئے:

ردیسی ٹیوب ہیٹرز موثر گرمی فراہم کرتے ہیں جو ان کے اردگرد کی ہوا کو گرم کرنے کے بجائے دراصلی اشیاء اور افراد کو گرم کرنے پر توجہ مرکوز کرتے ہیں۔ اس طریقہ کار سے بڑی جگہوں میں درجہ حرارت کی تہیں بننے کی روک تھام ہوتی ہے اور خالی جگہوں کو گرم کر کے توانائی کے ضیاع میں کمی آتی ہے۔ جب VRF سسٹمز کی بات آتی ہے، تو وہ مختلف طریقے سے کام کرتے ہیں۔ ان سسٹمز میں انورٹر پر چلنے والے خصوصی کمپریسرز ہوتے ہیں، جو مختلف علاقوں میں ایک ہی وقت میں گرمی اور ٹھنڈک دونوں کو سنبھالنے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔ اس وجہ سے یہ سسٹمز ان جگہوں کے لیے بہت مناسب ہیں جیسے کہ ہوائی جہاز کے ہینگر، جہاں الگ الگ حصے جیسے دفاتر، ورکشاپ کے علاقے، اور مرمت کے مقامات ہوتے ہیں جنہیں عمارت کے دیگر حصوں کو متاثر کیے بغیر اپنی مخصوص موسمی ترتیبات کی ضرورت ہوتی ہے۔

اسٹیل سٹرکچر والے ہینگرز میں ترطیب کو روکنا اور نمی کا انتظام کرنا

روؤنے کے خطرات: بے عایت شدہ چھتوں کے ڈیک اندرونی ترطیب کیوں پیدا کرتے ہیں

جب اندر کی گرم، نم آلود ہوا سرد سٹیل کی سطحوں سے ملتی ہے جو شبنم کے نقطہ سے کم درجہ حرارت پر ہوتی ہیں، تو رطوبت جمع ہوتی ہے۔ اس کا تعلق عام طور پر ان چھتوں کے ڈیکس سے ہوتا ہے جہاں درجہ حرارت تقریباً 5 ڈگری سینٹی گریڈ تک گر سکتا ہے اور نمی کی سطح تقریباً 60 فیصد ہوتی ہے۔ بغیر مناسب عایدی والے ہینگرز کو اس مسئلہ کا سامنا ہمیشہ رہتا ہے کیونکہ بیرونی حالات کے سامنے ننگی دھات تیزی سے ٹھنڈی ہو جاتی ہے، جس سے اندر کی ہوا کو خشک رکھنے کے لیے ضروری حد سے کم درجہ حرارت ہو جاتا ہے۔ نتیجہ؟ بخارات کے ذرات مائع میں تبدیل ہو کر پانی کے قطرے بناتے ہیں۔ موسم سرما کے دوران ایک حقیقی ہوائی جہاز کی اسٹوریج سائٹ پر روزانہ فی مربع میٹر 12 لیٹر رطوبت جمع ہونے کی حیرت انگیز رپورٹ درج کی گئی۔ یہ بڑی مقدار میں جمع ہونے والی نمی صرف وہیں بیٹھی نہیں رہتی بلکہ یہ اہم ساختی اجزاء میں خوردگی کی شرح عام حالت کے مقابلے میں تین گنا تیز کر دیتی ہے اور اگر اس پر قابو نہ پایا جائے تو تین دن کے اندر اسٹور کی گئی آلات پر فنگس ( mold) کے بڑھنے کے لیے مثالی حالات پیدا کرتی ہے۔

نمی کو کنٹرول کرنے کے لیے بخارات کی روک تھام اور وینٹی لیشن کی حکمت عملیاں

نमی کو کنٹرول میں لانا دونوں بخارات کے انتظام اور مناسب وینٹی لیشن کے ساتھ کام کرنے کا متقاضی ہے، نہ کہ انہیں الگ الگ چیزوں کے طور پر دیکھنا۔ جب عایدی پرت کے نیچے تقریباً 0.15 پرمز یا اس سے کم درجہ کی پولی ایتھلین بخارات کی رکاوٹیں لگائی جاتی ہیں، تو یہ نمی کو سرد سٹیل کی سطحوں کی طرف بڑھنے سے روک دیتی ہے۔ اسی وقت، اچھے HVAC سسٹمز کو عمارتوں کے اندر نسبتی نمی کو تقریباً 50 فیصد سے کم رکھنا چاہیے۔ ورکشاپس اور دیگر زیادہ سرگرمی والے علاقوں کو بھی خصوصی توجہ کی ضرورت ہوتی ہے۔ کراس وینٹی لیشن کے انتظامات جو فی گھنٹہ تقریباً 1.5 ہوا کی تبدیلی حاصل کرتے ہیں، چھپی ہوئی نمی کی تعمیر کو تقریباً 40 فیصد تک کم کر سکتے ہیں۔ وہ مقامات جہاں موسم کی شدید صورتحال ہو، کو یقیناً اضافی ڈی ہیومیڈیفائرز کی ضرورت ہوتی ہے۔ عملی طور پر ہم نے دیکھا ہے کہ نمی کی سطح کو صرف 60 فیصد سے 5 فیصدی نقاط تک کم کرنا بھی بھاپ جمع ہونے کے مسائل کو روکنے میں بہت بڑا فرق ڈالتا ہے۔ چھت پر خاص طور پر درز اور کناروں پر وینٹس کو حکمت عملی سے لگانا ان جگہوں پر ساکن ہوا کو توڑنے میں مدد دیتا ہے جہاں نمی جمع ہونے کا رجحان ہوتا ہے۔ اس سے نمی کو بغیر تعمیراتی اخراجات بڑھائے قدرتی طور پر نکلنے کا موقع ملتا ہے۔

فیک کی بات

حرارتی پھیلاؤ کا سٹیل کے ڈھانچوں پر کیا اثر پڑتا ہے؟

اگر مناسب طریقے سے کنٹرول نہ کیا جائے تو حرارتی پھیلاؤ سٹیل کے ڈھانچوں میں موڑ یا بکھراؤ پیدا کر سکتا ہے۔ یہ حرکت جوڑوں کو دباؤ میں ڈالتی ہے اور ساختی ناکامی کا باعث بن سکتی ہے۔

سٹیل کے ہینگروں کے لیے کون سی عزل کی اقسام تجویز کی جاتی ہیں؟

فبرگلاس بیٹس، سپرے فوم، اور عاید شدہ دھاتی پینل عام انتخابات ہیں۔ فبرگلاس بیٹس بجٹ کے لحاظ سے دوست ہوتے ہیں، سپرے فوم بہترین ہوا کی اسنیچنگ فراہم کرتا ہے، اور عاید شدہ دھاتی پینل حرارتی اور نمی کے معاملے میں اعلیٰ کارکردگی فراہم کرتے ہیں۔

سٹیل کے ہینگروں میں توسیعی جوڑ کیوں اہم ہوتے ہیں؟

توسیعی جوڑ کنٹرول شدہ حرکت کی اجازت دیتے ہیں اور حرارتی پھیلاؤ اور انقباض کی وجہ سے ساختی مسائل سے بچاتے ہیں۔ انہیں بعد میں مہنگی مرمت سے بچنے کے لیے ابتدائی ڈیزائن کے مرحلے میں مدنظر رکھنا چاہیے۔

غیر عاید شدہ سٹیل کے ہینگروں میں چھلکا کیسے بنتا ہے؟

تکثیف اس وقت ہوتا ہے جب اندر کی گرم، نم آلود ہوا بارش کے نقطہ سے نیچے والی سرد سٹیل کی سطحوں سے ملتی ہے، جس کی وجہ سے بخارات مائع میں تبدیل ہو جاتے ہیں۔ اس کی وجہ سے خوردگی اور فنگس کی نشوونما ہو سکتی ہے۔

سٹیل کے ہینگروں کے لیے کون سے HVAC نظام مناسب ہیں؟

ریڈی اینٹ ٹیوب ہیٹرز اور VRF نظام مناسب ہیں۔ ریڈی اینٹ ہیٹرز بڑی جگہوں میں اشیاء کو موثر طریقے سے گرم کرتے ہیں، جبکہ VRF نظام متعدد علاقوں میں درجہ حرارت کو درست طریقے سے کنٹرول کرتے ہیں۔