بهترین رهنمودها برای طراحی سیستم های تهویه

ترجمه: مهندس غلامحسین منوچهری نائینی

از:  Paul C. Tsen, Malcolm Lewis

مأخذ: HPAC

تهویه (تجديد هوا) نقشی بسیار مهم در فراهم آوردن کیفیت بهینه هوا و رفاه برای ساکنان ساختمان ایفا میکند. سیستم‌های تهویه کارآمد محیط بهداشتی و خوبی را برای فعالیت‌های سازنده فراهم می نمایند.

برعکس سیستم‌های با طراحی ضعیف باعث سلب آسایش ساکنان و توقف این فعالیت‌های مفید و سازنده خواهند شد. طراحی سیستم تهویه می تواند بسیار مشکل باشد چون برای یک طراح در نظر گرفتن کامل نیازهای تهویه (شدت‌ها) که احتمالاً در طول عمر کاری یک سیستم تهویه و حتی به طور روزانه تغییر می کند، تقریباً غیر ممکن است تغییرات ناشی از تعداد افراد شرایط بیرون و تغییرات در نحوه استفاده برخی از متغیرهای دینامیکی هستند که طراح باید به نحو مناسبی آنها را بررسی نماید.

یک طرح تهویه کارآمد نیاز به بررسی عمیق برای دستیابی به موازنه بهینه بین کیفیت هوا و بازده انرژی دارد (شکل ۱).

برای رسیدن به چنین موازنه ای طراح نباید دارای این ذهنیت باشد که بیشتر بهتر و کمتر بدتر است بلکه به جای آن هر طراح نیاز به استفاده از اصول اساسی مهندسی و شناخت کاربردهای این اصول همراه با دانش و اطلاعات کافی در مورد یک ساختمان خاص نوع کاربری، آب و هوا و منابع آلاینده دارد.

تصمیم گیری در مورد طراحی تهویه نیاز به داشتن دانش کاربردی کافی و شناخت دینامیک ساختمان دارد به طوری که تصمیم گیری‌های اساسی حول دو محور رفاه بهینه و بازده انرژی دور بزنند.

متغیرهای طراحی

عوامل زیادی روی مقدار تهویه مورد نیاز و عملکرد آن (شکل ۲) تأثیر می گذارند. این عوامل عبارتند از :

• هوابند بودن پوسته خارجی ساختمان؛
• آلاینده های تولید شده توسط انواع فعالیتها، مبلمان، مصالح و ساکنان؛
• گرمای ناشی از تشعشع خورشید؛
• روشنایی ؛
• منابع داخلی؛
• تراکم ساکنان و الگوی این تراکم؛
• آب و هوای بیرون؛
• نوع ساختمان؛

اساساً یک طرح تهویه در جایی با شکست مواجه می‌شود که در طراحی کلیه موارد فوق در نظر گرفته نشده باشند. طراحان باید از عواقب تأکید کردن صرف روی فن آوری سیستم، به جای عواملی که می توانند روی نیازهای موجود و در نهایت روی تهویه تأثیر بگذارند دوری جویند. بررسی صحیح متغیرهای طراحی و عوامل نه تنها این موازنه را تقویت میکند بلکه عملکرد سیستم را افزایش خواهد داد.

نفوذ جریان هوا به داخل و خارج

تهویه فرایندی است که به کمک آن هوای تميز (معمولا هوای فیلتر شده خارج) برای یک فضا تأمین و به جای آن هوای آلوده تخلیه می شود این کار را می‌توان توسط روشهای مکانیکی یا طبیعی انجام داد.

هوا از طریق نفوذ به طور ناخواسته وارد یک ساختمان می‌شود. عبور جریان غیر قابل کنترل هوا از سوراخ‌ها، شکاف‌ها، و ترکهای موجود در جدار ساختمان همیشه باعث سرزنش طراحان میشود. جریان هوای ناخواسته باعث به هم خوردن الگوی کلی مورد نظر برای جریان هوا و رابطه فشار مابین فضاها شده و مالاً موجبات از بین رفتن رفاه ساکنان و کاهش کیفیت هوای داخل را فراهم خواهد نمود.

 

بسیاری از طراحان تأثیر این جریان هوا را در ساختمان که ممکن است از مقدار قابل توجهی نیز برخوردار باشد، نادیده می گیرند. تأثیر این خطای طراح سیستم تهویه مصرف انرژی زیاد استفاده از دستگاه‌های اضافی عملکرد ضعیف سیستم و عدم امکان تأمین سرمایش و گرمایش کافی است. در بسیاری از حالات این جریان ناخواسته عملکرد دستگاه‌های بازیابی حرارت را کاهش میدهد.

از جنبه ایده آلی هوای تهویه باید از طریق کنترل شده و توسط تهویه مکانیکی وارد یک فضا گردد تا آلاینده های هوای خارج را بتوان به کمک فیلتراسیون دفع کرد (شکل ۳)

حالت‌های تهویه

تهویه یک فضا را می توان به کمک در روش انجام داد. اول تهویه به کمک رقیق یا مخلوط کردن است که در این روش قسمتی هوای تازه با هوای گردشی فضا مخلوط می شود. روش دوم تعویض هوا است که در آن هوای تازه جایگزین هوای موجود میشود (اشکال ۴ و ۵)

تهویه به کمک رقیق یا مخلوط کردن

خاصیت شناوری طبیعی هوا و اغتشاش آن باعث افزایش شدت اختلاط می شوند. در حالت تهویه مکانیکی این اختلاط از طریق دریچه های هوا انجام می گیرد. تهویه مؤثر به کمک اختلاط هنگامی اهمیت دارد که اکثریت هوای یک فضا دارای تهویه مطبوع را هوای گردشی تشکیل دهد. در صورتی که طراحی به نحو صحیحی انجام شده باشد، تهویه به کمک مخلوط کردن هوا سهم بسزایی در دفع ذرات موجود در هوا از طریق فیلتراسیون و کاهش غلظت آلاینده ها ایفا می نماید.

مخلوط کردن و موازنه جریان هوا یک روش عملی است که در آن از سیستمهای رفت و تخلیه هوا از طریق کانال‌های توزیع جداگانه استفاده میشود (شکل ۶). در این روش هوای خارج با هوای گردشی فضاها مخلوط و در فضاها توزیع و از نواحی “آلوده” نیز تخلیه می شود الگوی جریان هوای بین قسمت رفت و تخلیه با استفاده از دریچه های انتقال اتاق‌ها به وجود می آید. همچنین در یک طرح موازنه شده، استفاده از دستگاه‌های بازیابی بين حرارت اجتناب ناپذیر خواهد بود. استفاده از بازیابی حرارت نیاز به انرژی اضافی لازم برای پیش گرم کردن هوای خارج را برطرف می سازد.

تهویه به کمک تعویض هوا

در این روش از دمش / تخلیه استفاده می شود که در آن هوای تمیز رفت به داخل یک فضا توزیع شده و در نتیجه جایگزین هوای موجود در آن فضا که تخلیه خواهد شد می گردد. در یک طرح مناسب از رسیدن هوای آلوده و دی اکسید کربن به ساکنان ساختمان جلوگیری می شود. برای کارایی طرح لازم است اختلاط هوا به حداقل ممکن صورت گیرد.

یک روش موثر این است که هوای تازه سیستم تهویه در ارتفاع پایین وارد شده و بالاتر از نقاط تنفس ساکنان ساختمان خارج شود. به طور مثال می‌توان از کف کاذب تهویه شده که معمولاً در اتاق‌های رایانه یا اتاق‌های تمیز مورد استفاده قرار میگیرد نام برد. در صورتی که هوا از بالا توزیع شود، می توان از دریچه های سقفی نوع . جریان لایه ای می توان از استفاده کرد. مثال دیگر روشی است که می تواند به شکل مؤثری به کار گرفته شود و آن طراحی تهویه از طریق هال مرکزی با سقف بلند گنبدی با استفاده از فرضیه اثر دودکش است (شکل ۷).

تهویه نواحی میانی

یکی دیگر از روش‌های مرسوم، تخلیه هوای اتاق‌های کثیف مانند حمام و آشپزخانه برای دفع بوهای آزاردهنده است. سپس هوای تازه جبرانی از طریق دریچه های ورودی هوا وارد شده یا اینکه هوا از فضاهای مجاور مانند اتاق نشیمن انتقال خواهد یافت. این روش باعث القای الگوی جریان جهت دار شده که در نتیجه آن تداخل آلودگی هوا  از فضاهای آلوده به فضاهای تمیز به وجود خواهد آمد.

توصیه های طراحی

1 – میزان هوابند بودن ساختمان

نفوذ هوا می تواند حتی عملکرد بهترین سیستم تهویه را نیز تحت تأثیر قرار دهد. طراحی مناسب سیستم تهویه بستگی به کیفیت بالا و هوابند بودن جدارهای خارجی ساختمان دارد. البته مهندس طراح سیستم تهویه نباید از انتقال این نکته اساسی به صاحبان ساختمان و مهندسان معمار خودداری نماید. باید در جزئیات طراحی معماری از ۱۰۰ درصد مثبت بودن هوا و استفاده از عایق‌های رطوبتی اطمینان حاصل گردد، چون جریان کنترل نشده هوا از سوراخ‌های موجود در دیوارها و زیر شیروانی طرح سیستم تهویه را دچار مشکل خواهد ساخت. برای افزایش عملکرد و بازده انرژی لازم است جدارهای خارجی ساختمان کاملاً هوابند باشند.

2 – فشار هوای داخل ساختمان

نکته اساسی دوم درک نقش حفظ فشار هوا در داخل ساختمان است. یک ساختمان نه تنها باید هوابندی شده باشد، بلکه لازم است همیشه دارای یک فشار مثبت در اغلب شرایط آب و هوایی باشد این بدین معناست که هوای بیشتری نسبت به آنچه که تخلیه می شود باید وارد ساختمان شود. وقتی در یک ساختمان سیستم تهویه به گونه ای است که خلاء (فشار منفی ) در ساختمان ایجاد شود، نشانگر وجود اشکال در جدار خارجی ساختمان بوده و ورود کنترل نشده هوای گرم سرد یا مرطوب خارج به داخل ساختمان باعث بر هم خوردن رفاه ساکنان آن خواهد شد. این امر باعث ورود هوای سرد ( وزشهای مزاحم )، نفوذ ناخواسته هوای مرطوب به داخل فضا و پخش بوهای آزار دهنده ناشی از رطوبت دیوار و مبلمان و اثاثیه ساختمان می‌شود (شکل ۸)

همچنین اغلب اوقات تقطیر رطوبت در داخل حفره های دیوارها باعث ایجاد خرابی در آن‌ها می گردد.

طرح باید همیشه فشار مثبتی را در داخل ساختمان ایجاد نماید. این نکته خصوصاً باید در آب و هوای گرم و مرطوب رعایت شود. یک روش ساده و مؤثر برای طراح این است که در جداول خاصی در هر نقشه دبی جریان‌های هوا در فضاهای مختلف ساختمان برای هوای رفت و تخلیه نشان داده شوند.

3 – جلوگیری از به وجود آمدن اتصال کوتاه در سیستم هوا

یکی از نشانه های ضعف یک سیستم تهویه، به وجود آمدن اتصال کوتاه در جریان هوای تازه ای که باید با جریان هوای تخلیه مخلوط یا با آن جایگزین شود است. از نظر عملی طراحان باید توجه خاصی به محل قرار گرفتن دریچه های رفت و تخلیه مبذول دارند. در سیستم‌های تهویه به کمک تعويض هوا، هنگامی که درجه حرارت هوای رفت بیشتر از درجه حرارت اتاق است، امکان دارد این امر باعث بر هم خوردن رفاه ساکنان اتاق شود. برای حصول اطمینان از اختلاط کامل هوا در سیستم‌های تهویه دریچه های هوا باید در محل‌های مناسبی قرار گیرند. طراحی و انتخاب این دریچه ها باید بر مبنای اطلاعات مهندسی انجام گیرد. دریچه انتخاب شده باید متناسب با اندازه فضا باشد. به طور مثال یک دریچه سقفی که

در یک فضای با سقف بلند نصب می‌شود باید با نوعی که در اتاق‌های با ارتفاع سقف معمولی نصب می‌شود تفاوت داشته باشد.

4 – انتخاب صحیح اندازه یک سیستم تهویه

طراحان گاهی اوقات به دلخواه اندازه سیستم تهویه را با این ذهنیت اشتباه که کم بد و بیشتر بهتر است بزرگ تر از حد معمول انتخاب می‌کنند در حالی که برعکس سیستم‌های تهویه ای که اندازه شان بزرگ تر از حد معمول است برای ساکنان ساختمان مضر بوده و علاوه بر این که هزینه زیادی را به کارفرمای ساختمان تحمیل می نمایند، لزوماً نیز باعث ایجاد کیفیت هوای بهتر برای محیط داخل ساختمان نخواهند شد. تجهیزات بزرگ تر از اندازه در سیستم تهویه، شدت‌های تعويض هوای بیشتر را در فضاها در پی دست سروصدای بیشتری را در اثر وزش‌های ناخواسته جریان هوا به وجود آورده و باعث افزایش هزینه های جاری خواهند شد.

مقایسه طرح تهیه شده، توسط دو گروه مهندس طراح برای دو ورزشگاه با سطح زیربنا و شرایط آب و هوایی یکسان نشان می‌دهد که جریان هوای تهویه از ۶۵۰۰ تا ۱۲۵۰۰ فوت مکعب در دقیقه نوسان داشته است. جالب توجه آنکه عملکرد سیستم با دبی هوای کمتر بهتر از عملکرد سیستم با دبی هوای بیشتر است چرا که سیستم دوم واجد اشکالاتی ناشی از وزش‌های ناخواسته سروصدای هوا و عدم رفاه کافی است.

5- طراحی یکسان برای تمام فصول

سیستم‌های تهویه باید از انعطاف مناسبی برخوردار باشند، به طول مثال سیستم طراحی شده برای یک ورزشگاه باید توان لازم برای حفظ رفاه چند بازیکن بسکتبال را داشته و در عین حال از کارایی لازم برای برگزاری اجتماعات زیاد نیز برخوردار باشد. انعطاف در طراحی سیستم به معنای انتخاب بیشتر از اندازه تجهیزات نیست یک بادزن تهویه مناسب با موتورهای چند سرعته یا محرک‌های سرعت متغیر قادر به انجام عملکردهای متفاوتی خواهد بود. طراحان باید دریچه های سقفی و دیواری را با ظرفیت کافی و به دقت انتخاب نمایند تا عمل تخلیه یا اختلاط هوا به درستی صورت گیرد.

هنگام طراحی انعطاف یک سیستم تهویه، طراح باید از کاربردهای مختلف یک فضا شدت تولید دی اکسید کربن زمان اشغال فضا مشخصات آلاینده های موجود و غالب روش‌های موجود برای دفع آلاینده ها یا امکان استفاده از سیستم‌های تهویه موضعی آگاهی داشته باشد.

تهویه بهینه حداقل شدت قابل قبول برای کاهش آلاینده های یک فضا به حداقل مقدار ممکن است ( شکل ۹).

یکی از مراحل مهم برای طراحی انعطاف یک سیستم تهویه کنترل یا حذف آلاینده های منابع به وجود آورنده آلودگی در یک فضا است. این مرحله خصوصاً برای مکان‌هایی مانند درمانگاه‌ها، تعمیرگاه‌های خودرو و آزمایشگاه‌ها کاملاً مؤثر است، چرا که جمع آوری و دفع این منابع به راحتی امکان پذیر است. همراه با این مرحله می‌توان رقیق سازی جریان هوا را با اختلاط یا تعویض هوا انجام داد تا آلاینده های غیر قابل اجتناب از منابعی مانند افراد یا مبلمان کاهش یابند.

6 – داشتن اطلاعات کافی راجع به تجهیزات

معمولاً سیستم‌های مکانیکی توسط مهندسانی طراحی می‌شوند که تاکنون تجهیزات انتخابی را مشاهده نکرده اند.

طراحان خصوصاً آن‌هایی که تجهیزات مربوط به تهویه را انتخاب می‌کنند به کاتالوگ‌های چاپ شده توسط سازندگان تکیه می نمایند. یا اینکه به گفته ها و ادعاهای مهندسان فروش این شرکت‌ها اعتماد می‌کنند.

شناخت کافی تجهیزات تهویه و داشتن دانش طراحی کافی در مورد این تجهیزات برای مهندسان طراحی اهمیت زیادی دارد. این دانش را در طول زمان می‌توان با مشاهده تجهیزات و بازدید از نمایشگاه‌های فنی کسب نمود.

طراحان باید به درستی از مشخصات فنی تجهیزات تهویه مشخصات اکوستیکی ارتعاشات اندازه واقعی و فواصل لازم برای تعمیر و نگهداری آگاهی داشته باشند و تمامی این عوامل باید در مدارک طراحی گنجانیده شوند. مهندسان نیز باید با انواع بادزن‌های تهویه آشنایی داشته باشند تا بتوانند دستگاه‌های مناسب را برای ساختمان‌های با کاربری مختلف انتخاب کنند.

تجارب مفید

1 – روش‌های تهویه کارا از نظر انرژی

با اتخاذ چند روش ساده می توان انرژی مورد نیاز سیستم‌های تهویه را کاهش داد.

• کاهش مقدار دبی تهویه : کنترل آلاینده های منتشره توسط عوامل قابل کنترل روش قابل دسترس و مؤثری است. به طور مثال می توان از هودهای آزمایشگاهی یا قسمت‌های محدودی از ساختمان‌ها که استعمال دخانیات در آن‌ها آزاد است نام برد.
• جلوگیری از اتلافات ناشی از نفوذ غير قابل کنترل هوا : هر ساختمان بسته به شرایط باد دارای یک پروفیل فشار خاص خود است. نفوذ هوای ناشی از اثر دودکش در بسیاری از ساختمان‌های میان مرتبه و بلند مرتبه دیده می شود که در ماه‌های زمستان وقتی اختلاف درجه حرارت داخل و خارج بسیار زیاد است می تواند بیشترین تأثیر را داشته باشد. در صورت هوابند بودن جدار خارجی ساختمان، سندرم ساختمان بیمار شکل نخواهد گرفت اما در غیر این صورت و فقدان جدار خارجی مناسب، کیفیت هوای داخل کاهش یافته و وزش‌های مزاحم نیز در ساختمان مشاهده خواهد شد.
• کنترل تهویه بر اساس نیاز : با مشخص کردن آلاینده های غالب در یک فضا، شدت تهویه را می‌توان با توجه به نیاز کنترل نمود. استفاده از یک احساسگر دی اکسید کربن (CO₂) برای اندازه گیری مقدار آن در فضا می‌تواند روش مؤثری باشد. به طور مثال چنین احساسگری را می‌توان در مسیر جریان هوای مخلوط در سیستم تهویه مکان‌های تجمع با شدت فعالیت زیاد قرار دارد. فقط با کنترل مقدار هوای تازه می توان جریان هوا را رقیق نمود و مقدار دی اکسید کربن را در چنین فضاهایی در حد مشخصی نگاه داشت. همچنین می‌توان از احساسگرهای رطوبت برای کنترل بادزن‌های تهویه در آشپزخانه و توالت استفاده کرد.

2 – در نظر گرفتن تعمیر و نگهداری در هنگام طراحی

هنگام طراحی ساختمانها، اغلب مهندسان معمار فضاهای لازم را برای تعمیر و نگهداری در نظر نمی گیرند. متعاقباً مهندسان طراح با فضاهای ناکافی اختصاص یافته توسط مهندسان معمار برای تجهیزات مکانیکی مواجه میشوند که تعمیر و نگهداری را عملاً غیر ممکن می سازد.

طراحان باید به این نکته پی ببرند که تجهیزات سیستم تهویه نیز برای عملکرد مناسب مانند هر دستگاه پیچیده دیگر نیاز به تعمیر و نگهداری از پیش برنامه ریزی شده دارند. طراحان سیستم تهویه و مهندسان معمار باید همان روش سازندگان خودرو در آمریکا در دهه ۱۹۸۰ را برای تجدید نظر در مهندسی کیفیت در پیش بگیرند، چرا که آنان همان‌گونه که به تزئینات داخلی خودرو یا شکل خارجی درب  موتور اهمیت می‌دادند ناچار شدند فضای کاری لازم در زیر درب موتور را برای تعمیر و نگهداری موتور در نظر بگیرند.

مهندسان معمار باید برای کسب شناخت بیشتر در مورد طراحی ساختمان آموزش ببیند تا فقط زیبایی ساختمان تنها معیار طراحی آن‌ها نباشد گرچه ظاهر ساختمان اهمیت زیادی دارد اما این را نیز باید در نظر داشت که مانند ساخت یک خودروی با عملکرد عالی چه سیستم‌هایی برای یک ساختمان در نظر گرفته شده اند.

یک ساختمان با عملکرد مناسب بدون در نظر گرفتن فضاهای لازم برای تعمیر و نگهداری تأسیسات آن نمی‌تواند عملکرد خوبی داشته باشد. معمولاً مشکلات کاری مانند ساییده شدن  قرقره ها، پیچ و واشرهای بریده و پاره شده، کثیف شدن دریچه ها و محفظه بادزن، گرفته شدن فیلترهای هوا فکر مهندسان را به خود مشغول می نماید.

بخشی از هزینه‌های سنگینی که در اثر مشکلات فوق به صاحبان ساختمان‌ها تحمیل خواهد شد عبارتند از: افزایش مصرف انرژی، کاهش چشمگیر دبی هوا، کاهش بازده تهویه، خرابی پی در پی قطعات و یا حتی کل سیستم تهویه و کاهش کیفیت هوای داخل ساختمان.

بنابراین در نظر گرفتن فضای لازم برای تعمیر و نگهداری در طراحی الزامی است. در صورت نبودن یک طرح مناسب که کلیه تدابیر لازم برای تعمیر و نگهداری در آن در نظر گرفته شده باشد قابلیت اطمینان و کارا بودن طرح قابل احراز نخواهد بود. سهولت تعمیر و نگهداری در مراحل اولیه طراحی باید در نظر گرفته شود.

برخی از نکات اصلی طراحی سیستم‌های تهویه به شرح زیرند :

1 – فضای کافی باید برای تجهیزات مکانیکی و الکتریکی در نظر گرفته شود. توصیه می‌شود در مراحل اولیه برنامه ریزی و طراحی ساختمان ۸٫۵ درصد فضای خالص عملکردی بدین منظور اختصاص یابد.

2 – حداقل فاصله لازم برای تعمیر و نگهداری تجهیزات را که توسط سازندگان مشخص گردیده در نظر بگیرید. به یاد داشته باشید که اساساً هدف سازنده فروش تجهیزات بوده و لزوماً حساسیتی نسبت به نیازهای سرویس تعمیر و نگهداری ندارد (برخی از آن‌ها ممکن است بر این عقیده باشند

که سازندگان ساختمان فضای بیشتری را نسبت به آنچه که مورد نیاز است، در نظر می‌گیرند) حداقل فاصله در آن سمتی از دستگاه که نیاز به تعمیر و نگهداری ندارد ۱۸ اینچ بوده و برای سمتی که تعمیر و نگهداری انجام می‌شود این فاصله باید حداقل ۳۶ اینچ باشد.

3 – کنترل‌ها و خصوصاً آن‌هایی که روی دستگاه‌ها نصب می‌شوند باید به راحتی قابل دسترسی قرائت و بهره برداری باشند. شیرهای کنترل باید به گونه ای نصب شوند که به جای استفاده از بالابر بتوان با یک نردبان کوچک به آن‌ها دسترسی پیدا کرد.

4 – قبل از استقرار و نصب تجهیزات در محل پروژه روی کاغذ، جانمایی تجهیزات را ترسیم نمایید. هر یک از تجهیزات را به گونه ای قرار دهید که امکان دسترسی کامل و تعویض آن‌ها وجود داشته باشد.

5 – از قرار دادن قطعات یا لوازم کمکی غیر ضروری خودداری فرمایید.

6 – از تجهیزات با کیفیت ساخت مطلوب استفاده شود. لازم است طراحان تجهیزاتی را انتخاب نمایند که مناسب برای کاربری مورد نظرشان باشد. این کار نیاز به بررسی و مطالعه دقیق دارد. به طور مثال یک بادزن که ۲۴ ساعت در شبانه روز کار می‌کند باید دارای یاتاقان‌ها و تسمه‌های با کیفیت عالی باشد.

7 – باید راهنمای مناسب برای تعمیر و نگهداری تهیه شود و مطالب مندرج در این جزوات باید مناسب با سطح اطلاعات تعمیرکاران باشد. برای نگهداری این جزوات در آرشیو باید جزوات مستقیماً به محل پروژه ارسال شوند.

8 – برای اطمینان از عملکرد صحیح هر یک از دستگاههای تهویه باید راه اندازی شوند. مهندسان باید تغییرات و دبی های مورد نظر را مشخص کنند.

3- بازده تهویه

بازده تهویه قدرت اختلاط جریان هوا و توزیع آلاینده های در داخل یک فضا را مشخص می‌کند و می‌توان آن را به دو بخش بازده تعویض هوا و بازده دفع آلاینده ها تقسیم کرد. مشخصه اول مقدار اختلاط هوای رفت و یا ورودی را با هوای موجود در یک فضا نشان می دهد. بازده دفع آلاینده ها مقداری را مشخص می‌کند که آلاینده های ایجاد شده در یک فضا رقیق و تخلیه می‌شوند.

یک شاخص کلیدی برای بازده تعویض هوا ” تازه بودن هوا ”  است. وقتی هوا وارد یک فضا یا محیط می‌شود فرض بر این است که هوا تازه است.

به طور مثال وقتی هوا کهنه است که به مدت ۴۵ دقیقه در یک فضا مانده باشد. اغلب، اختلاط هوای ورودی به طور یکنواخت صورت نمی‌گیرد و فضاهایی وجود دارند که در آن‌ها هوای تهویه مخلوط نشده یا نفوذ کافی ندارد.

بنابراین تازه بودن هوا معیاری را برای اندازه گیری بازده تعویض هوا در یک شرایط معین ایجاد می‌نماید. برای طراحان سیستم تهویه کافی بودن شدت تعویض هوا تابع مستقيم روش طراحی به کار رفته در: • طرح اتاق • توزيع نفوذ هوا؛ • نحوه جانمایی ورودی و خروجی و موقعیت‌های نسبی • دبی هوای رفت و سرعت هوای ورودی • مشخصات دریچه های سقفی هوای رفت؛ است.

بازده دفع آلاینده ها بستگی به حرکت و رقیق شدن آلاینده ها در یک فضا دارد. مشخصات آلاینده ها و دبی هوا مستقیماً روی شاخص این بازده تأثیر می‌گذارند. شاخص مقدار میانگین در اتاق یا ناحیه است که توسط نسبت بین میانگین غلظت آلاینده در شرایط پایدار در هوای خروجی و اتاق یا ناحیه تعیین می شود.

به طور مثال، برای اختلاط کامل، غلظت آلاینده به طور یکنواخت توزیع می‌شود و بنابراین بازده آن ۱۰۰ درصد است. موقعی که اتصال کوتاه در مسیر جریان هوا به وجود می آید غلظت میانگین آلاینده های اتاق بیشتر از آلاینده های موجود در هوای خروجی خواهد بود بنابراین بازده آن بین صفر و صد درصد است. این مثال نشان می‌دهد که روش طراحی باید به دقت انتخاب شده و روی تجزیه و تحلیل الگوی جریان هوای مناسب برای هر فضا تأکید مجدد شود.

به نقل از مجله صنعت تاسیسات، شماره ششم