विद्युत, ध्वनि, परिवहन व सुरक्षा सेवाएँ: प्रदीपन, ध्वनिकी, लिफ्ट, अग्नि, स्वचालन व विशिष्ट भवन

यह अध्याय AR भाग B1 के खंड B1.4, भवन सेवाएँ, के दूसरे अर्द्ध का उत्तर है: “विद्युतीकरण व प्रदीपन के सिद्धांत तथा भवनों हेतु विशेष प्रकाश; भवनों में ध्वनिकी; ऊर्ध्वाधर परिवहन प्रणालियाँ — मानक व उपयोग; भवन स्वचालन प्रणालियाँ; अग्निशमन प्रणालियाँ; भवन सुरक्षा व संरक्षा प्रणालियाँ; भवन प्रबंधन प्रणालियाँ; अस्पताल, इनडोर खेल-स्टेडियम व उच्च-ऊँचाई भवन जैसे विशिष्ट भवनों की सेवाएँ”। यह सिखाता है कि विद्युत आपूर्ति व प्रकाश-अभिकल्प कैसे होते हैं, ध्वनि कैसे मापी, अवशोषित व रोधित की जाती है और प्रेक्षागृह का आकार कैसे बनता है, लिफ्ट व एस्केलेटर का आमाप कैसे निकलता है, अग्नि का पता, शमन व उससे निकास कैसे होता है, स्वचालन, प्रबंधन, सुरक्षा व संरक्षा प्रणालियाँ कैसी बनती हैं, और अस्पताल, इनडोर स्टेडियम व उच्च-ऊँचाई भवन क्या अतिरिक्त माँगते हैं। संख्यात्मक प्रश्न हैं: संयोजित भार व kVA, ल्यूमेन विधि से ल्यूमिनेयर संख्या, कोज्या नियम से प्रदीप्ति, डेसिबल योग व दूरी, अनुरणन-काल, संयुक्त ध्वनि-रोधन, तथा लिफ्ट का परिक्रमा-काल व वहन क्षमता। जो संहिता-आँकड़े बदलते हैं वे प्रश्न में दिए जाते हैं।

1. विद्युतीकरण के सिद्धांत: आपूर्ति, वितरण, भार व सुरक्षा

विद्युत किसी बड़े भवन में उच्च-तनाव (HT) आपूर्ति के रूप में आती है, प्रायः 11 kV। उपकेंद्र (substation) का ट्रांसफ़ॉर्मर उसे निम्न-तनाव (LT) 415 V त्रि-कला या 230 V एक-कला तक घटाता है, और वह मुख्य LT पैनल तक पहुँचती है। वहाँ से उप-मुख्य केबल या बसबार ट्रंकिंग विद्युत शाफ़्टों से ऊपर चढ़कर तल-वितरण बोर्डों तक जाते हैं। मुख्य आपूर्ति विफल होने पर DG सेट कार्यभार सँभालता है, और UPS इकाइयाँ परिवर्तन के दौरान क्रांतिक भार वहन करती हैं।

विद्युत उपकरण व उनका स्थापन
उपकरणकार्यस्थापन
उपकेंद्र व ट्रांसफ़ॉर्मरHT को LT तक घटाता हैभूतल या तलघर, बाहरी पहुँच व वातन सहित, शौचालय, रसोई व जल-पाइपों से दूर
DG सेटमुख्य आपूर्ति विफल होने पर आपातकालीन शक्तिईंधन-भंडार, छत से ऊपर निकास-चिमनी व ध्वनि-रोधी आवरण सहित संयंत्र-क्षेत्र
UPS व बैटरियाँक्रांतिक भारों को निर्बाध आपूर्तिवातित, ठंडा कक्ष, क्योंकि ऊष्मा बैटरी-आयु घटाती है
संधारित्र बैंकशक्ति गुणक सुधारता है, जिससे खींचा गया kVA घटता हैमुख्य पैनल के निकट
राइज़िंग मेन व शाफ़्टतलों तक शक्ति पहुँचाते हैंऊर्ध्वाधर एक सीध में, प्रत्येक स्लैब पर अग्नि-रोधित, प्लंबिंग से पृथक

संयोजित भार रेटिंगों का योग है। माँग गुणक = अधिकतम माँग ÷ संयोजित भार (कभी 1 से अधिक नहीं); विविधता गुणक = व्यक्तिगत अधिकतम माँगों का योग ÷ समवर्ती अधिकतम माँग (कभी 1 से कम नहीं); भार गुणक = औसत भार ÷ शिखर भार। ट्रांसफ़ॉर्मर व DG सेट kVA में रेट होते हैं, और kVA = kW ÷ शक्ति गुणक। हल उदाहरण: 400 kW संयोजित भार, माँग गुणक 0.6 तथा शक्ति गुणक 0.8 से अधिकतम माँग 240 kW और 240 ÷ 0.8 = 300 kVA मिलती है। शक्ति-गुणक सुधारक संधारित्र उतने ही kW हेतु आवश्यक kVA घटाते हैं।

  • प्रकाश व शक्ति परिपथ पृथक रखें, प्रत्येक MCB या MCCB से सुरक्षित; व्यक्तियों की रक्षा हेतु सॉकेट परिपथों पर 30 mA संवेदनशीलता का RCCB (भू-क्षरण युक्ति) लगाएँ।
  • भू-संपर्कन (earthing) सभी खुली धातु को निम्न-प्रतिरोध चालकों द्वारा भू-इलेक्ट्रोडों (प्लेट या पाइप) से जोड़ता है; गीले क्षेत्रों व अस्पतालों में समविभव बंधन जोड़ें।
  • तड़ित-रक्षण में वायु-टर्मिनल, अधोगामी चालक व भू-इलेक्ट्रोड होते हैं, और यह ऊँचे व खुले भवनों हेतु आवश्यक है।
  • छिपी नलिकाएँ या केबल-ट्रे लगाएँ, और सार्वजनिक व निकास क्षेत्रों में अग्नि-मंदक निम्न-धूम्र केबल लगाएँ।
⚠️ kW, kVA व दो गुणक
0.8 शक्ति गुणक पर 500 kVA रेट वाला DG सेट केवल 400 kW देता है। माँग गुणक अधिकतम 1 है क्योंकि सब कुछ पूर्ण भार पर नहीं चलता; विविधता गुणक कम-से-कम 1 है क्योंकि व्यक्तिगत शिखर एक साथ नहीं पड़ते। विद्यार्थी प्रायः दोनों को आपस में बदल देते हैं।

2. प्रदीपन व विशेष प्रकाश

प्रकाश को ज्योति-फ्लक्स (ल्यूमेन, lm), ज्योति-तीव्रता (कैंडेला, cd, ल्यूमेन प्रति स्टेरेडियन), प्रदीप्ति (illuminance) (लक्स = lm/m², सतह जो पाती है) तथा द्युति (luminance) (cd/m², सतह से आँख जो देखती है) से मापा जाता है। ज्योति-दक्षता ल्यूमेन प्रति वाट है। बिंदु-स्रोत हेतु व्युत्क्रम-वर्ग व कोज्या नियम E = I·cosθ ÷ d² देते हैं, जहाँ d दूरी तथा θ सतह के अभिलंब से कोण है। हल उदाहरण: I = 1,500 cd, कार्य-तल से 3 m ऊपर दीपक और 4 m बगल में एक बिंदु: d = 5 m, cosθ = 3/5 = 0.6, अतः E = 1,500 × 0.6 ÷ 25 = 36 लक्स।

आंतरिक प्रकाश हेतु ल्यूमेन विधि E = N·F·UF·MF ÷ A है, अतः N = E·A ÷ (F·UF·MF)। यहाँ E लक्षित प्रदीप्ति, A क्षेत्रफल, F प्रति ल्यूमिनेयर फ्लक्स, UF उपयोग गुणक (दीपक-फ्लक्स का वह अंश जो कार्य-तल तक पहुँचता है; कक्ष-सूचकांक व हल्की सतहों के साथ बढ़ता है) तथा MF अनुरक्षण गुणक (दीपक का क्षय व धूल) है। हल उदाहरण: 12 m × 15 m कक्ष, E = 400 लक्स, F = 5,000 lm, UF = 0.6, MF = 0.8 को N = 400 × 180 ÷ (5,000 × 0.6 × 0.8) = 72,000 ÷ 2,400 = 30 ल्यूमिनेयर चाहिए। गणना को ऊपर पूर्णांकित करें और नियमित जाल पर लगाएँ।

दीपक-परिवार (दक्षता व वर्ण-प्रदर्शन दर्शाई कोटि के हैं)
दीपकदक्षतावर्ण-प्रदर्शनटिप्पणी
तापदीप्त व हैलोजनलगभग 10 से 20 lm/Wउत्कृष्टगर्म, अल्पायु, चरणबद्ध रूप से हटाए जा रहे
फ़्लोरोसेंट ट्यूब व CFLलगभग 60 से 100 lm/Wअच्छानियंत्रण-गियर चाहिए; पारा युक्त
मेटल हैलाइडलगभग 70 से 100 lm/Wअच्छाधीमा गर्म होना व पुनः जलने में विलंब
उच्च-दाब सोडियमलगभग 80 से 140 lm/Wखराबपीला प्रकाश; सड़कें व उद्योग
LEDलगभग 80 से 150 lm/W या अधिकअच्छा से उत्कृष्टदीर्घायु, मंदनीय, तत्काल चालू; ऊष्मा-निकासी चाहिए
  • ल्यूमिनेयर प्रकाश-वितरण से वर्गीकृत होते हैं: प्रत्यक्ष (लगभग सारा प्रकाश नीचे), अर्ध-प्रत्यक्ष, सामान्य विसरित, अर्ध-अप्रत्यक्ष तथा अप्रत्यक्ष (लगभग सारा प्रकाश ऊपर छत की ओर, जो स्रोत बन जाती है: कोमल व चकाचौंध-रहित पर कम दक्ष)।
  • आपातकालीन व निकास प्रकाश: बैटरी-समर्थित या जनरेटर-चालित फ़िटिंग, जो मुख्य आपूर्ति विफल होने पर स्वतः जलकर निकास-मार्ग व निकास-संकेत प्रकाशित करती हैं।
  • संग्रहालय व दीर्घाएँ: प्रकाश-संवेदी वस्तुओं को निम्न प्रदीप्ति (अत्यधिक संवेदी हेतु 50 लक्स की कोटि), अल्प या शून्य UV वाले स्रोत, सीधी धूप का अभाव तथा रंग दिखाने हेतु उच्च-CRI उच्चारण प्रकाश चाहिए।
  • मंच व प्रेक्षागृह: मंदक व नियंत्रण-पटल सहित स्पॉट, फ़्लड, प्रोफ़ाइल व फ़्रेनेल फ़िटिंग; प्रदर्शन के समय सभागार-प्रकाश मंद होता है।
  • खेल-प्रकाश: खेल-क्षेत्र पर उच्च व एकसमान प्रदीप्ति, कैमरों हेतु पर्याप्त ऊर्ध्वाधर प्रदीप्ति, निम्न चकाचौंध, झिलमिलाहट-रहित तथा तत्काल चालू होने वाला।
  • मुख-भाग, भूदृश्य, खुदरा व अस्पताल: कोव, भित्ति-प्रक्षालन व चरागाही प्रकाश; प्रकाश-रिसाव नियंत्रित करें; अस्पतालों में उच्च CRI वाले छाया-रहित थिएटर ल्यूमिनेयर। नियंत्रण अधिभोग-संवेदकों, दिन-प्रकाश संवेदकों व मंदन से; ऊर्जा संहिता प्रकाश शक्ति घनत्व को सीमित करती है।
ℹ️ वर्ण व चकाचौंध
वर्ण-प्रदर्शन सूचकांक (CRI, 0 से 100) बताता है कि स्रोत रंगों को कितनी निष्ठा से दिखाता है; सहसंबद्ध वर्ण-ताप (CCT) बताता है कि वह कितना गर्म या ठंडा दिखता है: उष्ण श्वेत लगभग 3,300 K से नीचे, उदासीन लगभग 4,000 K के पास, शीतल या दिवस-प्रकाश लगभग 5,000 K से ऊपर। चकाचौंध को लूवर, विसारक, परिरक्षण-कोण तथा स्क्रीन व दृष्टि-रेखाओं के सापेक्ष ल्यूमिनेयर की सावधान स्थिति से नियंत्रित किया जाता है।

3. ध्वनिकी: ध्वनि-स्तर, डेसिबल अंकगणित, अवशोषण व अनुरणन

ध्वनि वायु में दाब-परिवर्तन है। ध्वनि तीव्रता स्तर SIL = 10 log₁₀(I ÷ I₀) dB, जहाँ I₀ = 10⁻¹² W/m²; ध्वनि दाब स्तर SPL = 20 log₁₀(p ÷ p₀), जहाँ p₀ = 20 μPa, और मुक्त क्षेत्र में दोनों बराबर होते हैं। श्रवण-देहली लगभग 0 dB तथा पीड़ा-देहली लगभग 120 dB है। श्रव्य परास लगभग 20 Hz से 20 kHz है, वाणी लगभग 125 Hz से 4 kHz के बीच है, और dB(A) स्तर को इस प्रकार भारित करता है कि वह निम्न आवृत्ति पर कान की कम संवेदनशीलता से मेल खाए। लगभग 3 dB का परिवर्तन बस पहचाना जा सकता है, और 10 dB लगभग दोगुना तेज़ सुनाई देता है।

डेसिबल ऊर्जा के आधार पर जुड़ते हैं: L = 10 log₁₀ Σ10^(Lᵢ/10)। दो समान स्रोत 3 dB जोड़ते हैं (60 dB + 60 dB = 63 dB), चार समान स्रोत 6 dB तथा दस 10 dB जोड़ते हैं। जब दो स्तरों में 10 dB या अधिक का अंतर हो, तब तेज़ वाला हावी रहता है (70 dB + 60 dB ≈ 70.4 dB)। डेसिबलों को कभी अंकगणितीय रूप से न जोड़ें। मुक्त क्षेत्र में बिंदु-स्रोत हेतु दूरी के प्रत्येक दोगुना होने पर स्तर 6 dB गिरता है: L₂ = L₁ − 20 log₁₀(r₂ ÷ r₁); व्यस्त सड़क जैसा रेखा-स्रोत लगभग 3 dB गिरता है। हल उदाहरण: 5 m पर 80 dB, 20 m पर 80 − 20 log₁₀ 4 = 80 − 12 = 68 dB हो जाता है।

दो स्तर जोड़ना: बड़े स्तर में जोड़ी जाने वाली मात्रा
दो स्तरों का अंतर (dB)बड़े स्तर में जोड़ें (dB)
03.0
31.8
61.0
100.4

किसी सतह का अवशोषण गुणांक α आपतित ध्वनि-ऊर्जा का वह अंश है जो परावर्तित नहीं होता, 0 (पूर्ण परावर्तक) से 1 (खुली खिड़की) तक। कुल अवशोषण A = Σ Sα m² सेबिन में है। अनुरणन-काल (reverberation time) RT वह समय है जिसमें स्रोत बंद होने के बाद ध्वनि 60 dB घटती है, और सेबिन का सूत्र RT = 0.161·V ÷ A है, जहाँ V m³ में। हल उदाहरण: V = 750 m³; 200 m² की दीवारें α = 0.05 पर, 150 m² की छत α = 0.60 पर तथा 150 m² का फ़र्श α = 0.10 पर A = 10 + 90 + 15 = 115 m² देते हैं, अतः RT = 0.161 × 750 ÷ 115 = 1.05 s। सेबिन निम्न से मध्यम अवशोषण वाले कक्षों हेतु उपयुक्त है; आइरिंग का सूत्र, RT = 0.161·V ÷ [−S·ln(1 − ᾱ)], अत्यधिक अवशोषक कक्षों हेतु बेहतर है।

  • सरंध्र अवशोषक (खनिज ऊन, काँच ऊन, ध्वनिक टाइलें, कालीन, पर्दे) मध्य व उच्च आवृत्तियाँ अवशोषित करते हैं, और पीछे वायु-अंतराल होने पर बेहतर काम करते हैं।
  • पटल (झिल्ली) अवशोषक, जैसे वायु-स्थान के ऊपर प्लाईवुड या हार्डबोर्ड, निम्न आवृत्तियाँ अवशोषित करते हैं।
  • अनुनादी (हेल्महोल्ट्ज़) अवशोषक, गुहा के ऊपर छिद्रित या झिरीदार पटल, छिद्र-आमाप व गुहा-गहराई से तय एक संकीर्ण बैंड अवशोषित करते हैं।
  • ध्वनि-ह्रास गुणांक (NRC) 250, 500, 1,000 व 2,000 Hz पर α का औसत है।
⚠️ छोटा सदा बेहतर नहीं
श्रेष्ठ अनुरणन-काल उपयोग पर निर्भर है: वाणी को स्पष्टता हेतु छोटा RT (लगभग 0.5 से 1 s) चाहिए, जबकि सिम्फ़नी संगीत को ऊष्मा हेतु लंबा (लगभग 1.5 से 2 s), और श्रेष्ठ मान कक्ष-आयतन के साथ बढ़ता है। जो हॉल बहुत मृत है वह संगीत हेतु कमज़ोर व नीरस है; जो बहुत जीवंत है वह वाणी को धुँधला करता है। भरी हुई सीट जैसा अवशोषण करने वाली गद्दीदार सीटें RT को हॉल भरा हो या खाली, स्थिर रखती हैं।

4. ध्वनि-रोधन, ध्वनि-नियंत्रण व प्रेक्षागृह अभिकल्प

वायुजनित ध्वनि-रोधन संचरण-हानि TL = 10 log₁₀(1 ÷ τ) से मापा जाता है, जहाँ τ संचरित ध्वनि-ऊर्जा का अंश है। द्रव्यमान नियम से, किसी एकल समरूप विभाजन के पृष्ठ-द्रव्यमान, या आवृत्ति, के प्रत्येक दोगुना होने पर TL लगभग 5 से 6 dB बढ़ता है, इसलिए भारी दीवारें अच्छा रोधन करती हैं और पतली हल्की दीवारें खराब। वायु-गुहा, अवशोषक भराव तथा पटलों के बीच कठोर बंध-रहित द्वि-पटल दीवार उतने ही द्रव्यमान की एकल-पटल दीवार से श्रेष्ठ है। दरारें द्रव्यमान से अधिक मायने रखती हैं: संयुक्त दीवार हेतु τ_avg = Σ(Sτ) ÷ ΣS। हल उदाहरण: TL 40 dB की 10 m² दीवार में TL 10 dB का 1 m² द्वार हो तो τ_avg = (9 × 10⁻⁴ + 1 × 10⁻¹) ÷ 10 ≈ 1.01 × 10⁻², अतः TL ≈ 20 dB: द्वार ने दीवार का रोधन डेसिबल में आधा कर दिया।

  • आघात (पदचाप) ध्वनि संरचना से होकर चलती है और स्रोत पर ही ठीक की जाती है: लचीली परत पर तैरता फ़र्श, कालीन या लचीली फ़िनिश, तथा निलंबित छत; स्लैब का अतिरिक्त द्रव्यमान केवल थोड़ा सहायक है।
  • संयंत्र से संरचना-जनित कंपन प्रतिकंपन आधारों व लचीले संयोजनों से पृथक किया जाता है; डक्ट-ध्वनि को साइलेंसर व अस्तरित डक्ट चाहिए।
  • ध्वनि-नियंत्रण स्रोत, पथ, ग्राही के क्रम में चलता है: पहले शांत उपकरण, फिर रोधिकाएँ, आवरण, नियोजित सन्निकटताएँ व सील किए जोड़, और अंत में ग्राही कक्ष में अवशोषण।
  • स्थल-नियोजन सहायक है: शोरगुल वाले उपयोग शांत उपयोगों से दूर रखें, बफ़र कक्ष, मिट्टी की मेड़ें तथा स्रोत की दृष्टि-रेखा तोड़ने वाली ठोस रोधिकाएँ उपयोग करें।
भारत के ध्वनि-नियमों में परिवेश ध्वनि-सीमाएँ, dB(A) (दिन प्रातः 6 से रात्रि 10 बजे)
क्षेत्रदिनरात्रि
औद्योगिक7570
वाणिज्यिक6555
आवासीय5545
शांत क्षेत्र (अस्पतालों, न्यायालयों, विद्यालयों के लगभग 100 m आसपास)5040

प्रेक्षागृह अभिकल्प के तीन उद्देश्य हैं: सर्वत्र पर्याप्त तीव्रता, समान वितरण सहित स्पष्टता, और उपयोग के अनुरूप अनुरणन-काल। अंगूठे के नियम: वाणी-हॉलों हेतु प्रति सीट लगभग 3 से 5 m³ तथा संगीत हेतु अधिक (लगभग 7 से 10 m³) रखें; सीटों को ढालू (rake) रखें ताकि प्रत्येक श्रोता को सीधी दृष्टि व ध्वनि-रेखा मिले; पार्श्व दीवारों को विस्तारित करें या मध्यम पंखाकार योजना रखें ताकि प्रारंभिक परावर्तन (प्रत्यक्ष ध्वनि के लगभग 50 ms के भीतर) उसे सुदृढ़ करें; मंच के ऊपर परावर्तक लगाएँ जो ध्वनि को पीछे भेजें; बालकनी की गहराई उसकी स्वच्छ खुली ऊँचाई के लगभग दोगुने से अधिक न रखें; और पिछली दीवार पर अवशोषक लगाएँ ताकि विलंबित परावर्तन प्रतिध्वनि बनकर न लौटें। प्रत्यक्ष ध्वनि के लगभग 50 ms बाद आने वाला परावर्तन (लगभग 17 m से अधिक पथांतर) प्रतिध्वनि (echo) के रूप में सुना जाता है।

  • प्रतिध्वनि: विलंबित, प्रबल परावर्तन, प्रायः बड़ी समतल या अवतल पिछली दीवार से।
  • फ़्लटर इको: समानांतर कठोर दीवारों, या फ़र्श व छत, के बीच तीव्र बार-बार परावर्तन; एक सतह को तिरछा या अवशोषक बनाकर ठीक करें।
  • ध्वनि-केंद्र व मृत स्थान: अवतल गुंबद व वक्र दीवारें ध्वनि को कुछ स्थानों पर संकेंद्रित करती और अन्य को वंचित रखती हैं; उत्तल या विसरक सतहें प्रयोग करें।
  • गहरी बालकनियों के नीचे ध्वनि-छाया, छोटे कक्षों में कक्ष-अनुनाद, तथा बाहरी व वायु-संचालन ध्वनि का प्रवेश (ध्वनि-प्रकोष्ठ व साइलेंसर लगाएँ)।
⚠️ अवशोषण रोधन नहीं है
ध्वनिक टाइलें व कालीन कक्ष के भीतर अनुरणन घटाते हैं, पर दो कक्षों के बीच की दीवार के रोधन में लगभग कुछ नहीं जोड़ते। रोधन को द्रव्यमान, वायुरुद्ध निर्माण व पृथक्करण चाहिए; अवशोषण यह नियंत्रित करता है कि कक्ष स्वयं कितना तेज़ व कितना अनुरणित है।

5. ऊर्ध्वाधर परिवहन: लिफ्ट व एस्केलेटर

विद्युत कर्षण लिफ्टें मोटर व चरखी से रस्सियों पर कार व प्रतिभार को खींचती हैं: निम्न व मध्यम गति हेतु गियर-युक्त, उच्च-गति ऊँचे भवनों हेतु गियर-रहित, और मशीन-कक्ष-रहित (MRL) प्रकार मशीन को शाफ़्ट में रखते हैं; IS 14665 विद्युत कर्षण लिफ्टों को समेटता है। द्रव-चालित लिफ्टें राम से कार को धकेलती हैं: निम्न-ऊँचाई, भारी भार, धीमी, तथा ऊपर मशीन-कक्ष नहीं। प्रत्येक शाफ़्ट को नीचे गड्ढा (pit) व ऊपर शीर्ष-स्थान (headroom) चाहिए जो गति के साथ बढ़ते हैं, साथ में गाइड-रेल, बफ़र तथा अतिगति-नियामक से चलने वाला सुरक्षा-गियर चाहिए। संहिताएँ व उपविधियाँ एक देहली ऊँचाई के ऊपर लिफ्ट माँगती हैं (सामान्यतः लगभग 15 m), और ऊँचे भवनों में अपनी विद्युत, सुरक्षित प्रकोष्ठ तथा अग्निशमनकर्मी-नियंत्रण वाली अग्नि-लिफ्ट जुड़ती है; अस्पतालों को शय्या या स्ट्रेचर लिफ्टें चाहिए।

लिफ्टों का आमाप कार्यालयों में प्रातः-आगमन (up-peak) के यातायात-विश्लेषण से निकलता है। परिक्रमा-काल RTT = 2H ÷ v + (S + 1) × t है, जहाँ H उच्चतम प्रत्यावर्तन ऊँचाई, v गति, S रुकावटों की संख्या तथा t द्वारों व यात्री-अंतरण का प्रति रुकाव समय है। संभावित रुकावटें N तल व प्रति फेरा P यात्रियों हेतु S = N[1 − ((N − 1) ÷ N)^P] हैं। वहन क्षमता HC = 300 × P ÷ RTT व्यक्ति प्रति 5 मिनट प्रति कार है, जहाँ P औसत भार (रेटेड क्षमता का लगभग 80%) है, और अंतराल = RTT ÷ कारों की संख्या। हल उदाहरण: H = 36 m, v = 3 m/s, S = 6, t = 8 s: RTT = 24 + 7 × 8 = 80 s। P = 8 पर एक कार की HC = 300 × 8 ÷ 80 = 30 व्यक्ति प्रति 5 मिनट है; तीन कारें 90 वहन करती हैं, अंतराल 80 ÷ 3 ≈ 26.7 s। कार्यालय 5 मिनट में जनसंख्या के लगभग 12 से 15% तथा लगभग 30 s या कम के अंतराल हेतु अभिकल्पित होते हैं।

  • नियंत्रण-प्रकार: अधोगामी-संग्राहक, पूर्ण-संग्राहक (दोनों दिशाओं की पुकारों पर रुकता है), समूह पर्यवेक्षी नियंत्रण (प्रोसेसर कारों को पुकारें सौंपता है) तथा गंतव्य-प्रेषण (यात्री प्रकोष्ठ में मंज़िल दर्ज करता है और उसे कार सौंपी जाती है)।
  • कारों को मुख्य प्रवेश के निकट कोर में एक साथ रखें: एक पंक्ति में लगभग चार तक, और बड़े समूह आमने-सामने दो पंक्तियों में, बीच में प्रकोष्ठ सहित।
  • ऊँचे भवन ऊँचाई को निम्न, मध्य व उच्च ज़ोनों में बाँटकर प्रत्येक हेतु एक बैंक रखते हैं, और कोर-क्षेत्र बचाने हेतु स्काई लॉबी तक एक्सप्रेस लिफ्टें, द्वि-तल कारें व शटल उपयोग करते हैं।
  • क्षमता कार के आमाप, द्वार-चौड़ाई व गति के साथ बढ़ती है; मध्य-खुलने वाले द्वार तेज़ होते हैं, और गति भवन की ऊँचाई के साथ बढ़ती है।

एस्केलेटर 30° के झुकाव पर (35° केवल छोटी ऊँचाई व निम्न गति हेतु) और लगभग 0.5 m/s पर लोगों को सतत ले जाते हैं, जिनके पायदान की चौड़ाई 600, 800 या 1,000 mm होती है; सैद्धांतिक क्षमता गति व चौड़ाई के अनुपात में बढ़ती है और व्यावहारिक प्रवाह उससे काफ़ी कम रहता है। वे मॉल, स्टेशन, हवाई अड्डों व दुकानों में भारी सतत प्रवाह वाली छोटी ऊँचाइयों हेतु उपयुक्त हैं, और क्रिसक्रॉस या समानांतर व्यवस्थित किए जाते हैं। एस्केलेटर सामान्यतः निकास-साधन के रूप में स्वीकार्य नहीं है, इसलिए उसके पास सीढ़ी या लिफ्ट होनी चाहिए। चलती पटरियाँ (moving walks) क्षैतिज या 12° तक झुकी होती हैं, और व्हीलचेयर रैंप 1:12 से अधिक ढालू नहीं होते।

⚠️ गति मुख्य साधन नहीं है
अंतराल कारें जोड़ने पर घटता है, एक कार को तेज़ करने पर नहीं: निम्न-ऊँचाई भवन में प्रत्येक तल का रुकाव-समय परिक्रमा-काल पर हावी रहता है, इसलिए तेज़ मोटर से लगभग कुछ नहीं बदलता। साथ ही, RTT केवल यात्रा नहीं है: प्रत्येक रुकाव में द्वार व अंतरण का समय लगता है।

6. अग्निशमन प्रणालियाँ, चेतावनी व निकास

अग्नि को ईंधन, ऑक्सीजन व ऊष्मा श्रृंखला-अभिक्रिया में चाहिए; किसी एक को हटाने से वह रुक जाती है। अग्नि-सुरक्षा चार विचारों पर टिकी है: रोकथाम, पहचान व चेतावनी, नियंत्रण (अग्निरोधी दीवारों, फ़र्शों व द्वारों से कक्ष-विभाजन, तथा डक्टों व शाफ़्टों में अग्नि-डैम्पर व अग्नि-रोध) और शमन व निकास। संरचनात्मक अवयवों की घंटों में अग्नि-प्रतिरोध रेटिंग होती है, और राष्ट्रीय भवन संहिता (भाग 4, अग्नि व जीवन सुरक्षा) भवनों को अधिभोग व ऊँचाई से वर्गीकृत करती है, और लगभग 15 m तथा उससे ऊपर के भवन सामान्यतः अग्नि-प्रयोजन हेतु उच्च-ऊँचाई माने जाते हैं।

अग्नि संसूचक व उनकी उपयुक्तता
संसूचकक्या पहचानता हैकहाँ उपयुक्त
प्रकाश-विद्युत (प्रकाशिक) धूम्रदृश्य धूम्र-कण, सुलगती आग हेतु अच्छाकार्यालय, गलियारे, शयन-क्षेत्र
आयनन धूम्रतीव्र ज्वलनशील आग के सूक्ष्म कणजहाँ ज्वालायुक्त आग की संभावना है
ऊष्मा (निश्चित ताप या वृद्धि-दर)तापमान, धूम्र नहींरसोई, बॉयलर-कक्ष, गैराज
ज्वाला (UV या IR)ज्वालाओं का विकिरणईंधन-भंडार, हैंगर
बीम व आकर्षण धूम्रऊँचे स्थान में, या नमूना-वायु में धूम्रएट्रियम, स्टेडियम, डेटा-केंद्र, विरासत भवन

जल-आधारित प्रणालियाँ होज़-रील (अधिभोगियों की प्राथमिक अग्नि-शमन हेतु पतले बोर के पाइप), हाइड्रेंट व राइज़र से आरंभ होती हैं। शुष्क राइज़र खाली पाइप है जिसे अग्निशमन दल भूतल के अंतः-द्वार से भरता है; आर्द्र राइज़र पंप-सेट व छत की टंकी से स्थायी रूप से भरा रहता है, प्रत्येक तल पर लैंडिंग वाल्व सहित; यार्ड हाइड्रेंट भवन के बाहर सेवा देते हैं। पंप-गृह में मुख्य पंप (विद्युत), आपातकालीन पंप (डीज़ल) तथा छोटा जॉकी पंप होता है जो प्रणाली को दाबित रखता है और रिसाव की पूर्ति करता है। भूमिगत व छत की टंकियों का संचित जल प्रवाह × अवधि से निकलता है: 60 min तक 1,800 L/min हेतु अभिकल्पित प्रणाली को घरेलू जल से अलग 108,000 L (108 m³) सुरक्षित चाहिए।

स्वचालित स्प्रिंकलर एक-एक सिर खुलते हैं: काँच का बल्ब या गलनशील कड़ी अपने रेटेड तापमान पर मुक्त होती है (बल्ब-द्रव का रंग: नारंगी 57°C, लाल 68°C, पीला 79°C, हरा 93°C), और केवल आग के निकट के सिर निस्सरित करते हैं। रेटिंग उच्चतम सामान्य परिवेश-ताप से काफ़ी ऊपर चुनें। प्रणालियाँ हैं: आर्द्र पाइप (पाइप जल से भरे; सामान्य चयन), शुष्क पाइप (पाइपों में वायु; जमने वाले या अतप्त स्थानों हेतु), पूर्व-क्रिया (संसूचक द्वारा आग की पुष्टि के बाद ही जल आता है; डेटा-केंद्र, संग्रहालय, अभिलेखागार) तथा प्रलय (deluge) (सभी सिर खुले, संसूचन से मुक्त; हैंगर व रासायनिक संयंत्र)। अन्य स्थिर प्रणालियाँ जल-फुहार या कुहासा, फ़ोम तथा गैसीय (CO₂, HFC-227ea जैसे स्वच्छ अभिकर्ता, या अक्रिय गैसें) हैं, उन कक्षों हेतु जहाँ जल हानि करेगा।

  • अधिकांश अधिभोगों में प्रत्येक तल से कम-से-कम दो पृथक निकास, एक-दूसरे से दूर; निकटतम निकास तक चलने की दूरी अधिभोग से सीमित है, और शयन व संस्थागत उपयोगों में कम है।
  • निकास-सीढ़ियाँ अग्निरोधी आवरण में स्वतः बंद होने वाले द्वारों सहित होती हैं, जो निकास की दिशा में खुलते हैं और भूतल व खुले स्थान तक ले जाते हैं; कोई लिफ्ट या एस्केलेटर निकास नहीं गिना जाता।
  • ऊँचे भवनों में दाबित सीढ़ियाँ व धूम्र-प्रकोष्ठ निकास-मार्ग से धुआँ दूर रखते हैं; निकास-संकेत, आपातकालीन प्रकाश, ध्वनि-निकासी सहित अग्नि-चेतावनी तथा अग्नि-नियंत्रण केंद्र निकासी का मार्गदर्शन व नियंत्रण करते हैं।
  • उच्च-ऊँचाई भवनों में शरण-क्षेत्र तथा अस्पतालों में पास के अग्नि-खंड में क्षैतिज निकास उन लोगों के काम आते हैं जो सीढ़ियाँ शीघ्र नहीं चढ़-उतर सकते; अग्निशमन गाड़ियों को भवन के चारों ओर पहुँच-मार्ग व खुला स्थान चाहिए।
⚠️ ईंधन के अनुसार अभिकर्ता चुनें
जीवित विद्युत उपकरण या जलते तेल पर जल की धार खतरनाक है। शुष्क चूर्ण ज्वलनशील द्रवों व जीवित विद्युत आग हेतु उपयुक्त है पर संक्षारक अवशेष छोड़ता है; CO₂ व स्वच्छ अभिकर्ता कोई अवशेष नहीं छोड़ते और सर्वर-कक्षों हेतु उपयुक्त हैं, यद्यपि छोटे बंद कक्ष में CO₂ दम घोंट सकती है। अग्नि-वर्गों के अक्षर भारतीय व अमेरिकी संहिताओं में भिन्न हैं, इसलिए ईंधन सीखें, अक्षर नहीं।

7. भवन स्वचालन, प्रबंधन, सुरक्षा व संरक्षा प्रणालियाँ

भवन स्वचालन प्रणाली (BAS) भवन का नियंत्रण-जाल है। संवेदक (तापमान, आर्द्रता, CO₂, अधिभोग, प्रकाश, दाब, प्रवाह) नियंत्रकों (DDC या PLC) को निवेश देते हैं, जो HVAC, प्रकाश व पंपों में प्रवर्तकों (वाल्व, डैम्पर, ड्राइव, रिले) को चलाते हैं। संचार BACnet, Modbus, LonWorks, KNX तथा DALI (प्रकाश हेतु) जैसे प्रोटोकॉल से होता है; खुले प्रोटोकॉल भिन्न निर्माताओं के उपकरणों को साथ काम करने देते हैं और विक्रेता-बंधन से बचाते हैं। विशिष्ट कार्य हैं: समय-सारणी, समायोजन-बिंदु व पुनर्नियोजन नियंत्रण, इष्टतम प्रारंभ, CO₂ से माँग-नियंत्रित संवातन, रात्रि-शोधन, अधिभोग व दिन-प्रकाश से प्रकाश-नियंत्रण, तथा अलार्म-प्रबंधन।

भवन प्रबंधन प्रणाली (BMS) BAS के ऊपर बैठती है। उसका फ़्रंट-एंड (सर्वर व संचालक वर्कस्टेशन) पर्यवेक्षण करता, प्रवृत्ति दर्शाता, अलार्म उठाता, समय-निर्धारण व रिपोर्ट करता है, और ऊर्जा-मीटरन, रखरखाव तथा वह इतिहास सँभालता है जो ऊर्जा अंकेक्षण व हरित-रेटिंग प्रमाण का आधार है। एकीकृत BMS (IBMS) अग्नि-चेतावनी, अभिगम नियंत्रण, CCTV, लिफ्ट, सार्वजनिक उद्घोषणा व विद्युत प्रणालियों को भी एक मंच पर जोड़ती है, इसलिए एक घटना, जैसे अग्नि-चेतावनी, समन्वित प्रतिक्रिया चलाती है: लिफ्टें भूतल पर लौटती हैं, सीढ़ी-दाबन चालू होता है, अभिगम-द्वार मुक्त होते हैं। व्यवहार में शब्द परस्पर ढकते हैं: BAS नियंत्रित करता है, BMS पर्यवेक्षण व एकीकरण करता है।

⚠️ जीवन-सुरक्षा BMS पर निर्भर नहीं होनी चाहिए
BMS सर्वर विफल होने पर भी अग्नि-चेतावनी पैनल व अग्नि-पंप काम करने चाहिए। BMS उनकी निगरानी करता है और प्रतिक्रिया में सहायक हो सकता है, पर वह जीवन-सुरक्षा के किसी कार्य का एकमात्र नियंत्रक कभी नहीं होता। भवन-जाल को कार्यालय IT जाल से पृथक रखें और पहुँच सीमित करें: जुड़ा हुआ BMS साइबर-सुरक्षा का जोखिम भी है।
सामान्य संरक्षा प्रणालियाँ
प्रणालीकार्यअभिकल्प-टिप्पणी
CCTV (IP कैमरे, रिकॉर्डर)रोकना, निगरानी व अभिलेखनप्रवेश, परिधि, लिफ्ट व नकदी-स्थल पर पर्याप्त प्रकाश सहित कवरेज; अभिलेख-अवधि तय करें; निजता का सम्मान
अभिगम नियंत्रण (कार्ड, जैव-मापी, टर्नस्टाइल)तय करना कि कौन कहाँ व कब जाएभवन को ज़ोनों में बाँटें; अग्नि-चेतावनी से जोड़ें ताकि आग में द्वार मुक्त हों
अतिक्रमण-चेतावनी व परिधि (बाड़, बोलार्ड, वाहन-अवरोध)पहचानना व विलंबित करनावाहनों को भवन से सुरक्षित दूरी पर रखें
जाँच (बैगेज X-रे, द्वार-चौखट धातु-संसूचक)जो भीतर आता है उसकी जाँचमुख्य प्रकोष्ठ के बाहर कतार हेतु स्थान दें
  • CPTED (पर्यावरणीय अभिकल्प द्वारा अपराध-निवारण): प्राकृतिक निगरानी, प्राकृतिक अभिगम-नियंत्रण, क्षेत्रीय सुदृढ़ीकरण तथा अच्छा रखरखाव।
  • स्तरित संरक्षा: रोको, पहचानो, विलंबित करो, प्रतिक्रिया दो; विस्फोट-खतरों हेतु सुरक्षित दूरी तथा प्रगामी ध्वंस से बचाने वाली संरचनाएँ जोड़ें।
  • फ़ेल-सेफ़ ताले अग्नि-चेतावनी या बिजली जाने पर खुल जाते हैं, जैसा निकास-द्वारों को करना चाहिए; फ़ेल-सिक्योर ताले बंद रहते हैं, और निकास-मार्ग से बाहर के भंडार-कक्षों व नकदी-क्षेत्रों हेतु उपयुक्त हैं।
  • भवन सुरक्षा में भू-संपर्कन व तड़ित-रक्षण, गैस-रिसाव संसूचन, लिफ्ट सुरक्षा-युक्तियाँ, धूम्र-नियंत्रण तथा संरचनात्मक सुरक्षा भी आती हैं।

8. अस्पतालों, इनडोर खेल-स्टेडियमों व उच्च-ऊँचाई भवनों की सेवाएँ

अस्पताल जीवन-क्रांतिक भवन हैं जो चौबीसों घंटे चलते हैं। दाब-सोपान वायु को स्वच्छ से कम स्वच्छ क्षेत्रों की ओर बहाए रखते हैं: ऑपरेशन थिएटर व सुरक्षात्मक-पृथक्करण कक्ष धनात्मक, वायुजनित-संक्रमण पृथक्करण कक्ष ऋणात्मक, थिएटरों में HEPA-निस्यंदित वायु, उच्च वायु-परिवर्तन दर तथा नियंत्रित तापमान व आर्द्रता सहित। चिकित्सीय गैस पाइपलाइनें ऑक्सीजन, नाइट्रस ऑक्साइड, चिकित्सीय वायु व निर्वात को शय्या-शीर्ष व थिएटर निर्गमों तक पहुँचाती हैं, अलार्म व आपातकालीन मैनिफ़ोल्ड सहित। आवश्यक शक्ति स्वचालित परिवर्तन वाले DG सेटों से आती है, थिएटरों व क्रांतिक देखभाल में UPS तथा समविभव भू-संपर्कन सहित पृथक विद्युत आपूर्ति के साथ। प्रति शय्या जल-उपयोग अधिक है; चिकित्सीय क्षेत्रों में गर्म जल व कोहनी- या सेंसर-चालित नल लगते हैं; बहिःस्राव उपचारित होता है और जैव-चिकित्सा अपशिष्ट रंग-कूटित थैलों (पीली, लाल, सफ़ेद व नीली श्रेणियाँ) में पृथक किया जाता है। रोगी सीढ़ियाँ शीघ्र नहीं चल सकते, इसलिए क्षैतिज निकास सहित अग्नि-खंड तथा शय्या या स्ट्रेचर लिफ्टें दी जाती हैं।

इनडोर खेल-स्टेडियम व अखाड़े विशाल, ऊँचे व भीड़भरे आयतन हैं। वायु निम्न वेग पर बैठक-कटोरे में नीचे से दी जाती है ताकि केवल अधिभोग-क्षेत्र अनुकूलित हो; बर्फ़-रिंकों को प्रशीतन व निरार्द्रीकरण चाहिए, और तरण-हॉलों को छत पर संघनन रोकने हेतु निरार्द्रीकरण व वाष्प-नियंत्रण। प्रकाश को उच्च, एकसमान प्रदीप्ति, टेलीविज़न हेतु पर्याप्त ऊर्ध्वाधर प्रदीप्ति, निम्न चकाचौंध, झिलमिलाहट-रहित तथा तत्काल चालू होना चाहिए। बड़े कठोर आयतन का अनुरणन-काल लंबा होता है, इसलिए स्पष्ट वाणी हेतु अवशोषक छत-पटल तथा ज़ोन-युक्त, विलंबित लाउडस्पीकर प्रणाली चाहिए। भीड़-सुरक्षा हेतु छोटी चलने-दूरियाँ, भीड़-प्रवाह के अनुसार आमाप वाले अनेक निकास व वोमिटरी, धूम्र-जलाशय व उच्च-स्तरीय निष्कासन, बीम या आकर्षण संसूचन तथा कमान-कक्ष होते हैं। बड़ी छतों को उच्च-क्षमता या साइफ़ोनिक छत-निकास व वर्षा-जल अवमंदन चाहिए, और शौचालयों का आमाप मध्यांतर-शिखर के अनुसार होता है।

उच्च-ऊँचाई भवन प्रत्येक सेवा को ऊँचाई से गुणित कर देते हैं। जल-आपूर्ति मध्यवर्ती टंकियों, अंतरण पंपों व दाब-घटाने वाले वाल्वों से ज़ोन में बाँटी जाती है ताकि स्थैतिक दाब सीमा में रहे, पृथक अग्नि-जल टंकियों सहित। विद्युत राइज़र, बसबार ट्रंकिंग तथा मध्यवर्ती तलों के उपकेंद्र ऊँचाई की सेवा करते हैं, और अग्नि-लिफ्टों, दाबन पंखों व निकास प्रकाश को आपातकालीन शक्ति दी जाती है। संयंत्र-कक्ष यांत्रिक तलों पर होते हैं; प्लेट ऊष्मा-विनिमयक शीतल-जल राइज़रों का स्थैतिक शीर्ष तोड़ते हैं; चिमनी प्रभाव शाफ़्टों में वायु व धूम्र की गति चलाता है, इसलिए सीढ़ियाँ दाबित रखी जाती हैं। लिफ्टें स्काई लॉबी सहित बैंकों में ज़ोन-युक्त होती हैं, साथ में अग्नि-लिफ्ट। अग्नि-सुरक्षा में ज़ोन-पंप सहित आर्द्र राइज़र, स्प्रिंकलर, शरण-तल, अग्नि-नियंत्रण केंद्र, ध्वनि-निकासी तथा प्रत्येक स्लैब पर अग्नि-रोधित शाफ़्ट जुड़ते हैं। निकास-स्टैक वातित होते हैं और विस्थापनों से बचा जाता है, तथा कचरा-शूट अग्निरोधी होते हैं। तड़ित-रक्षण, जहाँ विमानन प्राधिकरण माँगे वहाँ विमान-बाधा प्रकाश, और विद्युत-चालित मुख-भाग रखरखाव पहुँच सेवाओं को पूर्ण करते हैं।

प्रत्येक भवन-प्रकार की सबसे विशिष्ट माँग
सेवाअस्पतालइनडोर स्टेडियमउच्च-ऊँचाई भवन
वायुदाब-सोपान व निस्यंदनबैठक-कटोरे में निम्न-वेग आपूर्ति; निरार्द्रीकरणयांत्रिक तल; चिमनी प्रभाव व सीढ़ी-दाबन
शक्तिथिएटरों में निर्बाध आपूर्ति व पृथक विद्युतउच्च, झिलमिलाहट-रहित प्रकाश भारमध्यवर्ती उपकेंद्र, बसबार राइज़र
जल व निकासप्रति शय्या उच्च माँग; जैव-चिकित्सा अपशिष्टसाइफ़ोनिक छत-निकास; मध्यांतर-शिखर शौचालयदाब-ज़ोनिंग; वातित स्टैक
अग्नि व निकासक्षैतिज निकास; स्थान पर ही सुरक्षावोमिटरी से भीड़-प्रवाह; धूम्र-जलाशयशरण-तल; अग्नि-लिफ्ट; नियंत्रण केंद्र
⚠️ एक भवन का नियम दूसरे में न ले जाएँ
धनात्मक दाब ऑपरेशन थिएटर की रक्षा करता है पर संक्रामक-रोग पृथक्करण कक्ष हेतु गलत है, जो ऋणात्मक होता है। अग्नि-लिफ्ट अग्निशमनकर्मियों के लिए है, अधिभोगियों का निकास-मार्ग नहीं, जो दाबित सीढ़ियाँ उपयोग करते हैं। और स्टेडियम का लंबा अनुरणन छत में अवशोषण व ज़ोन-युक्त ध्वनि प्रणाली से ठीक होता है, केवल स्पीकरों की आवाज़ बढ़ाने से नहीं।

मुख्य बिंदु

  • kVA = kW ÷ शक्ति गुणक; माँग गुणक ≤ 1 तथा विविधता गुणक ≥ 1; प्रकाश व शक्ति परिपथ पृथक रखें, MCB व 30 mA RCCB से सुरक्षित करें, और सबका भू-संपर्कन करें।
  • ल्यूमेन विधि: N = E·A ÷ (F·UF·MF); बिंदु-स्रोत प्रदीप्ति E = I·cosθ ÷ d²; दीपक दक्षता व CRI से चुनें, और संग्रहालय, मंच, खेल-हॉल व अस्पताल उनकी विशेष आवश्यकताओं से प्रकाशित करें।
  • डेसिबल ऊर्जा पर जुड़ते हैं: समान स्रोत संख्या दोगुनी होने पर 3 dB जोड़ते हैं, बिंदु-स्रोत दूरी दोगुनी होने पर 6 dB खोता है, और सेबिन का RT = 0.161 V ÷ A।
  • द्रव्यमान नियम से द्रव्यमान दोगुना होने पर लगभग 5 से 6 dB; दरारें संयुक्त रोधन पर हावी रहती हैं; अवशोषण रोधन नहीं है; प्रेक्षागृह अवतल सतहों, प्रतिध्वनि व फ़्लटर से बचते हैं और पिछली दीवार अवशोषक रखते हैं।
  • लिफ्ट: RTT = 2H ÷ v + (S + 1)t, HC = 300P ÷ RTT प्रति कार, अंतराल = RTT ÷ कारें; एस्केलेटर 30° पर चलते हैं और निकास नहीं हैं; अग्नि में संसूचन, हाइड्रेंट, सिर-दर-सिर खुलने वाले स्प्रिंकलर तथा आवृत निकास-सीढ़ियाँ चाहिए।
  • BAS नियंत्रित करता है और BMS पर्यवेक्षण व एकीकरण; जीवन-सुरक्षा BMS पर कभी निर्भर नहीं; निकास-ताले फ़ेल-सेफ़ हों; अस्पताल, स्टेडियम व उच्च-ऊँचाई भवन प्रत्येक अपनी विशिष्ट सेवा-माँगें जोड़ते हैं।

अभ्यास प्रश्न (20)

उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।

  1. दो मशीनें श्रोता के स्थान पर प्रत्येक 60 dB का ध्वनि दाब स्तर उत्पन्न करती हैं। वहाँ संयुक्त स्तर है

    1. 60 dB, क्योंकि तेज़ मशीन दूसरी को पूर्णतः ढक देती है
    2. 66 dB, क्योंकि प्रत्येक मशीन दूसरी में 3 dB जोड़ती है
    3. 63 dB, क्योंकि ध्वनि-ऊर्जा दोगुनी होने पर 10 log 2 dB जुड़ता है
    4. 120 dB, क्योंकि स्तर अंकगणितीय रूप से जुड़ते हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — 63 dB, क्योंकि ध्वनि-ऊर्जा दोगुनी होने पर 10 log 2 dB जुड़ता है

    डेसिबल लघुगणकीय हैं, इसलिए ऊर्जाएँ जुड़ती हैं: 10 log₁₀(10⁶ + 10⁶) = 60 + 10 log₁₀ 2 ≈ 63 dB। 120 dB अंकगणितीय त्रुटि है; 66 dB चार समान मशीनों का स्तर होता; 60 dB तभी सही होता जब एक स्रोत दूसरे से 10 dB से अधिक ऊपर होता।

  2. एक छोटी मशीन मुक्त क्षेत्र में बिंदु-स्रोत की भाँति व्यवहार करती है और 5 m पर 80 dB देती है। 20 m पर स्तर लगभग है

    1. 74 dB
    2. 77 dB
    3. 65 dB
    4. 68 dB
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — 68 dB

    दूरी 4 गुना हुई, अतः गिरावट 20 log₁₀ 4 = 12 dB है और स्तर 80 − 12 = 68 dB है। 74 dB सड़क जैसे रेखा-स्रोत पर लागू होता (प्रति दोगुनी 3 dB, अतः दो दोगुनियों में 6 dB), बिंदु-स्रोत पर नहीं; 77 dB केवल एक बार 3 dB की गिरावट लेता है।

  3. द्रव्यमान नियम के अनुसार किसी एकल समरूप विभाजन का पृष्ठ-द्रव्यमान दोगुना करने पर उसकी वायुजनित संचरण-हानि लगभग कितनी बढ़ती है

    1. 2 dB, जो लगभग कोई सुधार नहीं है
    2. 6 dB, जो स्पष्ट पर मामूली लाभ है
    3. 12 dB, जैसा द्रव्यमान चौगुना करने पर होता है
    4. 20 dB, जिससे दीवार लगभग ध्वनिरोधी हो जाती है
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — 6 dB, जो स्पष्ट पर मामूली लाभ है

    द्रव्यमान नियम द्रव्यमान (या आवृत्ति) के प्रत्येक दोगुना होने पर लगभग 5 से 6 dB देता है। इसलिए दीवार की मोटाई दोगुनी करना कुछ डेसिबल पाने का महँगा तरीका है, जिसके कारण गुहाएँ, पृथक्करण व दरारों की सीलिंग प्रयुक्त होती हैं।

  4. एक इनडोर अखाड़े की छत ऊँची व कठोर धातु-चादर की है, और उद्घोषणा प्रणाली की वाणी समझ में नहीं आती। कौन-सा उपाय सर्वाधिक प्रभावी है?

    1. छत के केंद्र पर कुछ अधिक शक्तिशाली लाउडस्पीकर लगाना ताकि स्तर अनुरणित ध्वनि से ऊपर उठ जाए
    2. छत-पटल व ऊपरी दीवारों पर अवशोषक उपचार जोड़ना और विलंब सहित ज़ोन-युक्त, वितरित लाउडस्पीकर उपयोग करना
    3. गद्दीदार सीटों को कठोर प्लास्टिक सीटों से बदलना ताकि श्रोता-क्षेत्र अधिक ध्वनि परावर्तित करे
    4. छत और ऊँची करना ताकि ध्वनि को फैलने और क्षीण होने हेतु बड़ा आयतन मिले
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — छत-पटल व ऊपरी दीवारों पर अवशोषक उपचार जोड़ना और विलंब सहित ज़ोन-युक्त, वितरित लाउडस्पीकर उपयोग करना

    बड़े कठोर आयतन का अनुरणन-काल लंबा होता है जो वाणी को धुँधला करता है। छत व दीवारों का अवशोषण उसे घटाता है, और अनेक छोटे, ज़ोन-युक्त व विलंबित लाउडस्पीकर ध्वनि को श्रोताओं के निकट रखते हैं। केंद्र के तेज़ स्पीकर प्रत्यक्ष ध्वनि के साथ अनुरणित क्षेत्र भी बढ़ाते हैं, कठोर सीटें अवशोषण हटाती हैं, और ऊँची छत आयतन व इस प्रकार अनुरणन-काल बढ़ाती है।

  5. प्रेक्षागृह की कौन-सी विशेषता ध्वनि को संकेंद्रित करने की सर्वाधिक संभावना रखती है, जिससे कुछ सीटों को बहुत अधिक और अन्य को बहुत कम मिलती है?

    1. उत्तल, विसरक पिछली दीवार
    2. मंच के निकट बाहर की ओर विस्तारित पार्श्व दीवारें
    3. अवतल गुंबद या वक्र अवतल पिछली दीवार
    4. पूरी पिछली दीवार पर अवशोषक उपचार
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — अवतल गुंबद या वक्र अवतल पिछली दीवार

    अवतल सतह दर्पण की भाँति परावर्तित ध्वनि को केंद्रों में एकत्र करती है, जिससे तीव्र व मृत स्थान बनते हैं। उत्तल या विसरक सतहें ध्वनि बिखेरती हैं, मध्यम विस्तार प्रारंभिक परावर्तनों को सुदृढ़ करता है, और अवशोषक पिछली दीवार विलंबित प्रतिध्वनियाँ हटाती है।

  6. एक दीर्घा में पुराने जल-रंग चित्र प्रदर्शित करने हैं जो प्रकाश में फीके पड़ते हैं। कौन-सा प्रकाश-उपागम सर्वाधिक उपयुक्त है?

    1. चित्रों पर उच्च-तीव्रता मेटल-हैलाइड स्पॉटलाइट, ताकि उच्च प्रदीप्ति पर रंग उभरें
    2. बड़े अछायित रोशनदानों से दिन-प्रकाश, ताकि वर्ण-प्रदर्शन स्वाभाविक रहे
    3. दीवारों पर समान प्रकाश हेतु नंगी फ़्लोरोसेंट ट्यूबें, UV को बिना छाने छोड़कर
    4. अल्प या शून्य UV वाले स्रोतों से निम्न प्रदीप्ति, उच्च-CRI उच्चारण प्रकाश तथा सीधी धूप का अभाव
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — अल्प या शून्य UV वाले स्रोतों से निम्न प्रदीप्ति, उच्च-CRI उच्चारण प्रकाश तथा सीधी धूप का अभाव

    फीकापन प्रकाश की मात्रा से होता है, विशेषकर पराबैंगनी से, इसलिए संवेदी कृतियों को निम्न प्रदीप्ति, छने या UV-रहित स्रोत और सीधी धूप का अभाव चाहिए, जबकि उच्च CRI रंगों को सच्चा रखता है। उच्च तीव्रता, अछायित दिन-प्रकाश व बिना छना UV, सभी क्षति तेज़ करते हैं।

  7. एक ल्यूमिनेयर की कार्य-तल पर एक बिंदु की ओर तीव्रता 1,500 cd है। ल्यूमिनेयर तल से 3 m ऊपर है और बिंदु उसके ठीक नीचे के बिंदु से क्षैतिज रूप से 4 m दूर है। उस बिंदु पर प्रदीप्ति है

    1. 36 लक्स
    2. 48 लक्स
    3. 60 लक्स
    4. 167 लक्स
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — 36 लक्स

    दूरी d = √(3² + 4²) = 5 m है और ऊर्ध्वाधर अभिलंब से कोण का cosθ = 3/5 = 0.6 है, अतः E = I cosθ ÷ d² = 1,500 × 0.6 ÷ 25 = 36 लक्स। मान 60 कोज्या की उपेक्षा करता है; 48 cosθ = 4/5 लेता है, जो गलत कोण है; 167 ऊँचाई के वर्ग 9 से भाग देता है।

  8. चार एकसमान लिफ्टों के समूह का परिक्रमा-काल 120 s है। मुख्य प्रकोष्ठ से लिफ्टों के प्रस्थान के बीच औसत अंतराल है

    1. 480 s
    2. 30 s
    3. 120 s
    4. 60 s
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — 30 s

    अंतराल = परिक्रमा-काल ÷ कारों की संख्या = 120 ÷ 4 = 30 s। आँकड़ा 120 s स्वयं परिक्रमा-काल है, 480 s भाग देने के बजाय गुणा करता है, और 60 s, 4 के बजाय 2 से भाग देता है।

  9. भवन में एस्केलेटरों के बारे में कौन-सा कथन सही है?

    1. एस्केलेटर आवश्यक निकासों में से एक स्वीकार्य है, क्योंकि वह सतत चलता है और आग में स्थिर सीढ़ी की भाँति रोका जा सकता है
    2. एस्केलेटर सामान्यतः फ़र्श-क्षेत्र बचाने हेतु 45° पर झुका होता है, और उसकी क्षमता केवल पायदान-चौड़ाई पर निर्भर है
    3. एस्केलेटर सामान्यतः 30° पर झुका होता है और निकास-साधन के रूप में स्वीकार्य नहीं है, इसलिए उसके पास सीढ़ियाँ या लिफ्टें दी जाती हैं
    4. एस्केलेटर लंबी समतल दूरियों हेतु चलती पटरी से बेहतर है, जिसे भवन के केवल एक तल पर ही उपयोग किया जा सकता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — एस्केलेटर सामान्यतः 30° पर झुका होता है और निकास-साधन के रूप में स्वीकार्य नहीं है, इसलिए उसके पास सीढ़ियाँ या लिफ्टें दी जाती हैं

    एस्केलेटर का सामान्य झुकाव 30° है, और क्षमता चौड़ाई के साथ गति पर भी निर्भर है। संहिताएँ एस्केलेटर को निकास स्वीकार नहीं करतीं, क्योंकि वह खुला रिक्त स्थान है जो तलों के बीच धुआँ जाने देता है, अग्निरोधी निर्माण में आवृत नहीं है और निकलती भीड़ हेतु अनुपयुक्त है, इसलिए सीढ़ियाँ या लिफ्टें दी जानी चाहिए। लंबी समतल दूरियों हेतु चलती पटरियाँ, एस्केलेटर नहीं, उपयुक्त हैं और वे लगभग 12° तक झुकी हो सकती हैं।

  10. जब आग किसी आर्द्र-पाइप स्वचालित स्प्रिंकलर प्रणाली को गर्म करती है, तब निम्न में से क्या होता है?

    1. केवल वे सिर खुलते और जल छोड़ते हैं जिनके बल्ब या गलनशील कड़ियाँ अपने रेटेड तापमान पर पहुँचती हैं
    2. एक धूम्र संसूचक के आग पहचानते ही उस तल के सभी सिर एक साथ खुल जाते हैं
    3. जल तभी छोड़ा जाता है जब अग्निशमन दल पंप-गृह का नियंत्रण वाल्व खोलता है
    4. पाइप का दाब गिरने पर सिर खुलते हैं, क्योंकि पाइप संपीडित वायु से भरे होते हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — केवल वे सिर खुलते और जल छोड़ते हैं जिनके बल्ब या गलनशील कड़ियाँ अपने रेटेड तापमान पर पहुँचती हैं

    आर्द्र-पाइप प्रणाली में पाइप जल से भरे होते हैं और प्रत्येक सिर ऊष्मीय प्रेरक है, इसलिए केवल आग के निकट के सिर निस्सरित करते हैं। सभी सिर एक साथ प्रलय (deluge) प्रणाली में खुलते हैं; वायु-भरे पाइप शुष्क-पाइप प्रणाली का वर्णन हैं; और स्प्रिंकलर अग्निशमन दल की प्रतीक्षा नहीं करता।

  11. एक कार्यालय-मीनार के सीढ़ी-द्वारों को घुसपैठियों से सुरक्षित रखने हेतु विद्युत-चुंबकीय ताले लगे हैं। अग्नि-चेतावनी या बिजली जाने पर उन्हें क्या करना चाहिए?

    1. भ्रम के समय घुसपैठियों को बाहर रखने हेतु बंद रहें, आवश्यकता होने पर रक्षक चाभी से द्वार खोलें
    2. बिजली जाने पर बंद रहें क्योंकि BMS में बैटरी है, और केवल BMS के हस्तचालित आदेश पर खुलें
    3. केवल भूतल के द्वार खोलें और ऊपरी सीढ़ी-द्वार बंद रखें ताकि लोग अपने तलों पर रुके रहें
    4. स्वतः खुल जाएँ, जो फ़ेल-सेफ़ है, ताकि लोग निकल सकें, और संरक्षा अन्य साधनों से रखी जाए
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — स्वतः खुल जाएँ, जो फ़ेल-सेफ़ है, ताकि लोग निकल सकें, और संरक्षा अन्य साधनों से रखी जाए

    जीवन-सुरक्षा संरक्षा पर भारी है: निकास-मार्ग के द्वार अग्नि-चेतावनी या बिजली जाने पर खुलने चाहिए (फ़ेल-सेफ़), और अग्नि-चेतावनी पैनल उन्हें सीधे मुक्त करता है, BMS के आदेश की प्रतीक्षा किए बिना। संरक्षा तब CCTV, रक्षकों व ज़ोनिंग से बनी रहती है। ताले बंद रखना, या केवल कुछ द्वार खोलना, अधिभोगियों को फँसाता है।

  12. किसी सर्वर-कक्ष की आग, जिसमें जीवित विद्युत उपकरण हैं और जल-क्षति व अवशेष से बचना है, के लिए कौन-से अभिकर्ता उपयुक्त हैं?

    1. कार्बन डाइऑक्साइड
    2. HFC-227ea जैसा स्वच्छ गैसीय अभिकर्ता
    3. होज़-रील की जल-धार
    4. जल-आधारित फ़ोम
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    उत्तर: A — कार्बन डाइऑक्साइड; B — HFC-227ea जैसा स्वच्छ गैसीय अभिकर्ता

    कार्बन डाइऑक्साइड व स्वच्छ गैसीय अभिकर्ता विद्युत का चालन नहीं करते और कोई अवशेष नहीं छोड़ते, इसलिए जीवित उपकरणों हेतु उपयुक्त हैं, यद्यपि छोटे बंद कक्ष में CO₂ दम घोंट सकती है और उसे निस्सरण-पूर्व अलार्म चाहिए। जल-धार व जल-आधारित फ़ोम विद्युत का चालन करते हैं और उपकरणों को क्षति पहुँचाते।

  13. प्रेक्षागृह में निम्न में से कौन-से ध्वनिक दोष हैं?

    1. बड़ी समतल पिछली दीवार से प्रतिध्वनि
    2. समानांतर कठोर पार्श्व दीवारों के बीच फ़्लटर इको
    3. गहरी बालकनी के नीचे मृत स्थान या ध्वनि-छाया
    4. उचित कोण पर लगे छत-परावर्तकों से ध्वनि का समान वितरण
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    उत्तर: A — बड़ी समतल पिछली दीवार से प्रतिध्वनि; B — समानांतर कठोर पार्श्व दीवारों के बीच फ़्लटर इको; C — गहरी बालकनी के नीचे मृत स्थान या ध्वनि-छाया

    प्रतिध्वनि, फ़्लटर इको व ध्वनि-छाया सभी दोष हैं, जो विलंबित परावर्तनों, समानांतर कठोर सतहों व गहरे छज्जों से उत्पन्न होते हैं। सुकोण परावर्तकों से समान वितरण अच्छे अभिकल्प का लक्ष्य है, दोष नहीं।

  14. भवन स्वचालन व प्रबंधन प्रणालियों के बारे में निम्न में से कौन-से कथन सही हैं?

    1. BACnet जैसे खुले प्रोटोकॉल भिन्न निर्माताओं के उपकरणों को एक जाल पर एकीकृत होने देते हैं
    2. अग्नि-चेतावनी प्रणाली को BMS से स्वतंत्र रूप से काम करना चाहिए, BMS केवल उसकी निगरानी करता है
    3. BMS लग जाने के बाद पृथक अग्नि-चेतावनी पैनल की आवश्यकता नहीं रहती
    4. अधिभोग व दिन-प्रकाश संवेदक प्रणाली को ऊर्जा बचाने हेतु प्रकाश मंद या बंद करने देते हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — BACnet जैसे खुले प्रोटोकॉल भिन्न निर्माताओं के उपकरणों को एक जाल पर एकीकृत होने देते हैं; B — अग्नि-चेतावनी प्रणाली को BMS से स्वतंत्र रूप से काम करना चाहिए, BMS केवल उसकी निगरानी करता है; D — अधिभोग व दिन-प्रकाश संवेदक प्रणाली को ऊर्जा बचाने हेतु प्रकाश मंद या बंद करने देते हैं

    खुले प्रोटोकॉल विक्रेता-बंधन से बचाते हैं, जीवन-सुरक्षा प्रणालियों को BMS विफल होने पर भी चलते रहना चाहिए, और संवेदक नियंत्रक को प्रकाश घटाने देते हैं। BMS समर्पित अग्नि-चेतावनी पैनल का स्थान कभी नहीं लेता, जो वैधानिक जीवन-सुरक्षा प्रणाली है।

  15. उच्च-ऊँचाई भवन की सेवाओं के लिए निम्न में से कौन-से सही हैं?

    1. स्थैतिक दाब सीमित रखने हेतु जल-आपूर्ति मध्यवर्ती टंकियों या दाब-घटाने वाले वाल्वों से ज़ोन में बाँटी जाती है
    2. निकास-मार्गों से धुआँ दूर रखने हेतु सीढ़ियाँ व लिफ्ट-प्रकोष्ठ दाबित किए जाते हैं
    3. अग्निशमनकर्मियों हेतु अपनी विद्युत आपूर्ति व सुरक्षित प्रकोष्ठ वाली अग्नि-लिफ्ट दी जाती है
    4. प्रत्येक तल को सेवा देने वाला एक ही लिफ्ट बैंक पसंद किया जाता है क्योंकि उसे कोर-क्षेत्र सबसे कम चाहिए
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — स्थैतिक दाब सीमित रखने हेतु जल-आपूर्ति मध्यवर्ती टंकियों या दाब-घटाने वाले वाल्वों से ज़ोन में बाँटी जाती है; B — निकास-मार्गों से धुआँ दूर रखने हेतु सीढ़ियाँ व लिफ्ट-प्रकोष्ठ दाबित किए जाते हैं; C — अग्निशमनकर्मियों हेतु अपनी विद्युत आपूर्ति व सुरक्षित प्रकोष्ठ वाली अग्नि-लिफ्ट दी जाती है

    ज़ोन-युक्त जल-आपूर्ति, दाबित निकास-मार्ग तथा अग्नि-लिफ्ट उच्च-ऊँचाई भवनों के मानक प्रावधान हैं। हर तल को सेवा देने वाला एक बैंक परिक्रमा-काल बहुत लंबा और अंतराल खराब कर देगा, इसलिए ऊँचे भवन लिफ्टों को स्काई लॉबी सहित ज़ोन-युक्त बैंकों में बाँटते हैं।

  16. एक भवन का संयोजित भार 400 kW है, माँग गुणक 0.6 तथा औसत शक्ति गुणक 0.8 है। अधिकतम माँग वहन करने हेतु आवश्यक ट्रांसफ़ॉर्मर रेटिंग, kVA में, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 300

    अधिकतम माँग = 0.6 × 400 = 240 kW। kVA = kW ÷ शक्ति गुणक = 240 ÷ 0.8 = 300 kVA। जाँच: 300 × 0.8 = 240।

  17. 16 m × 12.5 m के कक्ष को कार्य-तल पर औसत 300 लक्स प्रदीप्ति चाहिए। प्रत्येक ल्यूमिनेयर 4,000 lm देता है, उपयोग गुणक 0.5 तथा अनुरक्षण गुणक 0.75 है। आवश्यक ल्यूमिनेयरों की संख्या ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 40

    क्षेत्रफल = 16 × 12.5 = 200 m²। N = E·A ÷ (F·UF·MF) = 300 × 200 ÷ (4,000 × 0.5 × 0.75) = 60,000 ÷ 1,500 = 40। जाँच: 40 × 4,000 × 0.5 × 0.75 ÷ 200 = 300 लक्स।

  18. एक हॉल का आयतन 500 m³ है और कुल अवशोषण 50 m² सेबिन है। सेबिन के सूत्र RT = 0.161 V/A से अनुरणन-काल, सेकंड में दशमलव के दो स्थानों तक, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 1.61

    RT = 0.161 × 500 ÷ 50 = 80.5 ÷ 50 = 1.61 s। जाँच: V/A = 10 है, इसलिए 0.161 × 10 = 1.61।

  19. 10 m² की विभाजन-दीवार की संचरण-हानि 40 dB है और उसमें 1 m² का द्वार है जिसकी संचरण-हानि 10 dB है। संयुक्त दीवार की संचरण-हानि, dB में निकटतम पूर्ण संख्या तक, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 20

    दीवार का अपना क्षेत्रफल 10 − 1 = 9 m² है जिसका τ = 10⁻⁴; द्वार का τ = 10⁻¹। τ_avg = (9 × 10⁻⁴ + 1 × 10⁻¹) ÷ 10 = 0.1009 ÷ 10 = 1.009 × 10⁻²। TL = 10 log₁₀(1 ÷ 1.009 × 10⁻²) = 20 − 0.04 ≈ 20 dB। जाँच: संचरित ऊर्जा का 99.1% केवल द्वार से निकलता है, इसलिए TL द्वार की अपनी 10 dB और 10 log₁₀ 10 = 20 dB के निकट है।

  20. एक कार्यालय-मीनार में दो एकसमान लिफ्टें हैं। प्रत्येक कार हेतु उच्चतम प्रत्यावर्तन ऊँचाई 40 m, गति 2 m/s, 5 अपेक्षित रुकावटें हैं और प्रत्येक रुकाव 10 s लेता है। प्रति फेरा (S + 1) रुकाव-समय मानें, और औसत भार 10 व्यक्ति लें। दो-लिफ्ट समूह की वहन क्षमता, व्यक्ति प्रति 5 मिनट में, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 60

    चलने का समय = 2H ÷ v = 2 × 40 ÷ 2 = 40 s। रुकने का समय = (5 + 1) × 10 = 60 s। RTT = 100 s। एक कार: HC = 300 × 10 ÷ 100 = 30 व्यक्ति प्रति 5 मिनट। दो कारें: 60। जाँच: अंतराल 100 ÷ 2 = 50 s है, अतः 300 s में 10-10 व्यक्तियों के 6 प्रस्थान = 60।