تهویه حیات بخش (رفع تفاهم درمورد تهویه داخل ساختمان)

از: Gord Cooke

مقدمه

تهویه با معنی وارد کردن هوای تاره خارج به داخل ساختمان جهت تامین نیاز حیاتی ساکنین اغلب با هوای مورد نیاز برای امور دیگر اشتباه میشود مواردی مثل هوای لازم برای احتراق هوای جبرانی هوای ورودی برای کاستن از غلظت آلودگی هوای داخل هوای لازم برای اکونومایزرها و هوای ورودی برای سرمایش آزاد.

این سوءتفاهم همراه با ملاحظات عملی در مورد واردسازی هوای سرد و خشک یا هوای گرم و مرطوب به فضاهای مسکونی ساختمان میتوانند مقوله تهویه مربوط به راهبرد کیفیت هوای داخل را تحت تاثیر قرار دهد.

اما طراح های تهویه گاه چنانکه باید در طرح های گرمایش و سرمایش ساختمان گنجانده نمیشوند که میتوان در مقررات ساختمانی این امر را لحاظ کرد.

طرح بهتر

در بیشتر سیستم های تهویه کاهش غلظت آلودگی هوای داخل به سادگی با مکش و بیرون راندن هوای آلوده و وارد کردن هوای خارج به جای آن صورت میگیرد. اما در سیستم های پیشرفته تر طرح سیستم اگزاست هوا چنان است که آلودگی را از سر منشا آن دفع کرده هوای تازه خارج را به نواحی تنفس ساکنین وارد میسازد. البته ممکن است این کار را به جای راهبرد کاهش غلظت آلودگی راهبرد جا به جایی هوا نام نهند.

بدین ترتیب طراحان و مجریان هوای تازه در پروژه های خود بیشتر بها دهند. در بسیاری از کاربرد ها ملاحظات مربوط به تهویه ساختمان طراحی تاسیسات مکانیکی را کاملا تحت الشعاع قرار میدهد.

مثلا در خیلی از مناطق جغرافیایی اگر یک مدرسه درست تهویه شود بیش از 60 درصد بار گرمایشی و 40 درصد بار سرمایشی آن مربوط به تهویه است. در موارد دیگر نیز تحمیل بار تهویه به دستگاه های گرمایش و سرمایش ممکن است سهوا موجب افزایش بیش از حد مصرف انرژی شود.

نکات کلیدی

دستیابی به راندمان بالا تر سیستم های تهویه مستلزم دقت در تعیین دهانه ورودی هوای خارج است. طبق مقررات فاصله مناسب دهانه ورودی هوای خارج از دهانه اگزاست هوای داخل برای ساختمان های تجاری 3 متر و برای منازل مسکونی 1 تا 2 متر است اما ملاحظات دیگری مثل قطر احتمالی برفی که روی زمین یا پشت بام مینشیند فاصله لازم از معبر های اتومبیل و شبکه های مانع ورود جوندگان و جانوران نیز در تعیین محل دهانه ورودی هوای تازه یا قسمت اکونومایزر روی واحد تهویه مطبوع پشت بامی است اما این شاید روی کیفیت هوای داخل تاثیر منفی داشته باشد. در ساختمان هایی که تخلیه آب از سطح پشت بام درست صورت نگرفته و آب راکد روی پشت بام جمع شود مشکلات متعددی پدید می آیند که از آن جمله میتوان به تجمع کپک و انواع باکتری و افزایش فعالیت جوندگان و پرندگان اشاره کرد.

پیش بینی نقاطی برای بازرسی و انجام کار نگهداری نیز حائز اهمیت است. درحالی که یعضی از معماران دهانه ورودی هوای تازه را در نقاطی قرار میدهند که کاملا قابل رویت است برخی دیگر که بیشتر به زیبایی ساختمان فکر میکنند آن را در نقاط ناپایدار و به گونه ای در نظر میگیرند که در معرض تجمع انواع آلودگی است.

جنبه دیگری که در مورد دهانه ورودی هوای تازه باید لحاظ شود مسئله فیلتراسیون است.

دستیابی به راندمان بالاتر سیستم های تهویه مستلزم دقت در تعیین دهانه ورودی هوای خارج است. طبق مقررات فاصله مناسب دهانه ورودی هوای خارج از دهانه اگزاست هوای داخل برای ساختمان های تجاری 3 متر و برای منازل مسکونی 1 تا 2 متر است.

به رغم این که کیفیت هوای خارج به طور کلی از هوای داخل بهتر است به دلیل وجود ذرات گرد و غبار در اغلب روزها لازم است برای دهانه ورودی هوای خارج یک فیلتر مناسب پیش بینی شود. این فیلتر باید حداقل راندمان غبارگیری 30 درصد داشته باشد. البته فیلتر دهانه ورودی هوا ممکن است افت فشار استاتیکی بالایی داشته باشد که قطعا باید در محاسبات منظور گردد.

ایجاد شرایط مطبوع در هوای تازه ورودی به ساختمان

وارد کردن هوای تازه خارج به داخل ساختمان همانطور که ذکر شد امری نیست که فقط جهت تامین هوای مورد نیاز احتراق در سیسیتم گرمایش کاستن از غلظت آلودگی هوا در اتاق هایی مثل آشپزخانه بیرون راندن بخار آب از حمام و یا برای سرمایش آزاد در بهار و پاییز صورت گیرد بلکه تهویه یک نیاز اساسی جهت تامین حداقل شرایط حیاتی در داخل ساختمان است و بدیهی است راهبرد تهویه ای که فقط حمل بار های گرمایی و سرمایی ساختمان را هدف قرار دهد نمیتواند این نیاز حیاتی را تامین کند.

در سیستم هایی مثل کوره هوای گرم یا دمپر های اکونومایزر اغلب در روز های بسیار سرد یا بسیار گرم ورودی هوای تازه مسدود شده و هوا پس از هر بار گردش در ساختمان آلوده تر میشود. در چنین سیستم هایی باید ورودی هوای تازه متاثر از فرمان کنترل های کیفیت هوای داخل از قبیل سنسور های دی اکسیدکربن باشد نه فقط گرمی یا سردی هوا.

اما در مورد تهویه و ارتباط آن با شرایط آسایش و مصرف انرژی مسائلی نیز وجود دارند از جمله:

در یک منزل مسکونی که بادزن دستگاه گرمایش آن جهت تامین 60 تا 80 هوا برای ابقاء شرایط حیاتی 500 وات برق مصرف میکند امر تهویه به نحو مقتصدانه ای صورت نمیگیرد. راه حل این مسئله استفاده از فناوری های جدیدی مثل موتورهای ECM است که مصرف برق بادزن را به میزان قابل ملاحظه ای کاهش میدهند. مسئله دیگر دمای هوای سرد مخلوط است که چنانچه از حدی پایین تر باشد موجب کاهش طول عمر مبدل های حرارتی دستگاه گرمایش میشود ضمن اینکه نارضایتی ساکنین را هم در پس دارد.

در کاربرد های تجاری دمای هوای مخلوط عبوری از مبدل حرارتی میتواند یک عامل محدودکننده باشد. مثلا یک رستوران با ظرفیت پذیرایی 50 نفر نیازمند تهویه ای به میزان حداقل 750 است. چنانچه ظرفیت هوادهی دستگاه تهویه مطبوع پشت بامی این رستوران 2000 باشد مقدار هوای تازه خارج که فقط باید برای تهویه حیاتی افراد منظور شود 40 درصد ظرفیت هوادهی دستگاه است که این فرا تر از قدرت بسیاری از دستگاه های تهویه مطبوع معمولی است. بدین لحاظ باید خروجی های گرمایشی و سرمایشی دستگاه متغیر باشند تا شرایط آسایش دمایی در داخل ساختمان برقرار بماند.

سطوح رطوبت

هوای تازه وارد شده برای حفظ کیفیت هوای داخل مسلما روی کنترل رطوبت نیز تاثیر خواهد داشت. در منازل مسکونی یکی از مهم ترین و موثرترین راهبردها کاهش رطوبت هوا در زمستان است. اما در ساختمان های تجاری و اداری تامین نرخ صحیح تهویه یعنی 15 تا 20 به ازای هر 70 درصد طراحی میشوند. برای این که رطوبت اضافی هوای تازه ورودی به ساختمان شرایط آسایش را بر هم نزند باید در چنین مواردی از دستگاه تهویه مطبوعی استفاده کرد که عمق ردیف کویل های آن بیشتر باشد تا بتواند رطوبت اضافی را بگیرد و یا این که از رطوبت گیر های مجزا استفاده شود.

تامین هوای تازه برای فضاهای مسکونی

تا جایی که به مقوله کیفیت هوای داخل مربوط میشود بهترین راهبرد تامین 15 تا 20 هوای تازه مطبوع برای اتاق ها و فضاهای مسکونی است. البته قطعا لازم است هوای آلوده از همان سرمنشا آن نیز به بیرون ساختمان تخلیه شود اما در واقع هدف اصلی تامین هوای تازه است. از نظر جابه جایی هوا وزش هوا به اتاق توسط یک بادزن آسان تر از مکش هواست.

میتوان سرعت هوای سمت دهش بادزن را تا فاصله 30 برابر دور تر از سرعت هوا در سمت مکش بادزن برقرار نمود. این امر در بسیاری از کارگاه های صنعتی با فرایند های آلوده ساز که کارگران در پناه پرده ای از هوای تازه کار میکنند حائز اهمیت است.

اما رساندن جریان هوای تازه به اتاق ها و فضا های مسکونی اغلب با الگویی متفاوت از الگوی توزیع هوای گرم و سرد صورت میگیرد. طراحان سیستم های تهویه مطبوع جهت اجتناب از تاثیرات کوران هوا در منطقه حضور افراد در اتاق ارسال کنند که معمولا خالی از افراد است.

در ساختمان های تجاری اگر توزیع هوا از طریق دیفیوزر های سقفی صورت گیرد و از سقف کاذب به عنوان مسیر برگشت هوا استفاده شود بخش مهمی از هوای تازه که از طریق دستگاه تهویه مطبوع ارسال شده است هرگز به ناحیه تنفس افراد نمیرسد.

در ساختمان های مسکونی  افراد بیشتر رقت خود را در اتاق های خواب سپری میکنند که اغلب اوقات در و پنجره آنها بسته است. در این ساختمان ها بهترین کار این است که مقادیر کم هوای تازه مستقیما به این اتاق ها ارسال شوند.

سیستم های تهویه اختصاصی

مضاف بر نکاتی که قبلا ذکر شد سیستم های تهویه اختصاصی باید دارای کنترل هایی بر مبنای نیاز های حیاتی ساکنین و کانال های جداگانه ای برای ارسال هوای تازه به مناطق تنفسی افراد با سرعت های کمتر از 25 فوت بر دقیقه باشند.

با استفاده از سیستم های تهویه اختصاصی ضمن این که میتوان دهانه ورودی هوای تازه را در مناسب ترین محل قرار داد فیلتراسیون هوا نیز به نحو مطلوبی صورت میگیرد و با ارسال مستقیم هوای تازه به اتاق ها علاوه بر تامین آسایش بیشتر برای ساکنین در مصرف انرژی نیز صرفه جویی میشود.

ترجمه: مهندس طباطبایی

منبع: مجله صنعت تاسیسات شماره 59

اگر شما هم مشتاق یادگیری تخصصی و حرفه ای دوره های تاسیسات مکانیکی با اساتیدی مجرب هستید میتوانید در دوره های تاسیسات مکانیکی شرکت کنید.