کیفیت هوای داخل ساختمان

تاریخ انتشار: 8 مهر 1404
بدون دیدگاه

منبع: مجله صنعت تاسیسات شماره 48

ترجمه: مهندس هنری ملکمی مدیرعامل مهندسان مشاور اندیشه توان تهویه

طراحی و بهره برداری از سیستم HVAC

سیستم HVAC شامل تمام تجهیزات گرمایش سرمایش و تهویه در ساختمان می باشد: دیگ ها یا کوره ها چیلر ها برج های خنک کن دستگاه های هواساز بادزن ها تخلیه کانال ها فیلتر ها و لوله کشی بخار یا آب گرم. چنانچه سیستم HVAC به درستی طراحی اجرا و بهره برداری شود:

آسایش حرارتی را تامین می کند
هوای تازه کافی برای تامین نیاز های تهویه ساکنین توزیع می نماید
آلاینده ها و بوها را از طریق کنترل فشار تصفیه و بادزن های تخلیه از ساختمان خارج و یا در یک نقطه محدود می کند.

آسایش حرارتی

برای این که مردم هوای از دمای هوای ساختمان راضی باشند متغیر های زیادی بر هم کنش دارند. میزان فعایل سن و سال و فیزیولوژی هر انسان بر آسایش حرارتی آن فرد تاثیرگذار است. استاندارد شماره 1981-55 انجمن ASHRAE محدوده دما و رطوبت برای تامین شرایط آسایش افراد در حالت نشسته را ارائه داده است. این استاندارد نوع لباس افراد را متداول فرض کرده است. هر پوشش اضافی افت حرارتی را کاهش می دهد. یک دست بودن دما برای ایجاد شرایط آسایش بسیار مهم است. که به وسیله یک دستگاه تک منطقه ای گرم و سرد شده و فقط با یک ترموستات کنترل می شوند با تغییر بار گرمایی و سرمایی دماهای مختلف خواهند داشت. لایه به لایه شدن دما یک مشکل متداول است که در اثر کنوکسیون بالا رفتن هوای گرم سبک و پایین آمدن هوای سرد سنگین پدید می آید. اگر هوای اتاق توسط سیستم تهویه به خوبی ممخلوط نشود اختلاف دمای نزدیک سقف با دمای کف اتاق به چند درجه خواهد رسید. حتی اگر هوا به خوبی مخلوط شود کف عایق کاری نشده که روی اتاق های سرد قرار دارد موجب آزار ساکنین خواهد شد. دامنه تغییر دما می تواند با یک سیستم کنترل dead band (محدوده دمایی که در آن گرمایش و سرمایش انجام نمیشود) هم اتفاق بیافتد.

تبادل حرارت تابشی نیز ممکن است افرادی را که در کنار سطوح خیلی سرد یا داغ قرار دارند آزار دهد حتی اگر نقطه تنظیم ترموستات و دمای هوای اتاق در محدوده آسایش باشند.

ساختمان هایی که دارای نمای شیشه ای بزرگ هستند بهعلت تبادل تابشی گرما مشکل حاد آسایشی دارند و مکان های شکایت خیز ساختمان نیز با گردش خورشید در طول روز تغییر می یابند. سطوح قائم نیز به علت حرکت طبیعی هوا موجب موران و اذیت ساکنین می گردند.

اضافه کردن عایف به دیوار خارجی ساختمان به یکنواختی دما کمک می کند. بستن پرده ها نیز موجب کاهش گرمایش ناشی از ورود اشعه خورشید و ایزوله کردن ساکنین از قرار گرفتن در معرض سطوح پنجره ها می گردد. رطوبت نیز یکی از عوامل دخیل در آسایش حرارتی است. بالارفتن رطوبت نسبی باعث کاهش تبادل حرارت از طریق تعریق و تبخیر می شود و درواقع همان اثر افزایش دما را ایجاد می کند. رطوبت زیاد می تواند مشکلات دیگری را برای کیفیت هوای داخل نیز به وجود اورد رطوبت نسبی زیاد یا کم شرایط آسایش را از بین می برد و رطوبت نسبی بسیار زیاد باعث رشد کپک و قارچ می شود.

تهویه برای تامین نیاز های ساکنین

دستگاه های هواساز معمولا مخلوطی از هوای تازه خارج و هوای در چرخش داخل را در ساختمان توزیع می کنند. بعضی از این دستگاه ها با صد در صد هوای تازه هم کار می کنند. مقداریهوای تازه غیرقابل کنترل از درز پنجره ها در ها و سایر اجزای سازه وارد ساختمان می شود. آسایش حرارتی و نیاز های تهویه با توزیع هوای مطبوع تامین می شود(هوای مطبوع مخلوطی از هوای تازه خارج و هوای در چرخش است که گرم یا سرد شده فیلتر شده و بر حسب اقتضا رطوبت زنی یا رطوبت گیری شده است).

ساختمان های بزرگ دارای هسته مرکزی می باشند که در تمام طول سال نیاز به سرمایش دارند(برای جبران گرمای تولید شده توسط ساکنین چراغ ها و تجهیزات) اما سطوح پیرامون ساختمان بسته به فصول مختلف سال باید سرد یا گرم شوند. دو نوع سیستم HVAC که در ساختمان های عمومی مدرن استفاده می شوند عبارتند از : هواساز با حجم ثابت و هواساز با حجم متغیر. سیستم با حجم ثابت هوا جریان معینی از هوا را تامین کرده و بار سرمایی و گرمایی اتاق ها را با تغییر دما کنترل می کند. درصد هوای تازه خارج می تواند ثابت باشد ولی به طور معمول به صورت دستی یا خودکار و باتوجه به متغییر های دما و رطوبت هوای بیرون کنترل می گردد. سیستم کنترل ممکن است دارای جزئی باشد که هوای تازه ساختمان را در شرایط گوناگون کنترل نماید. سیستم با حجم متغییر هوا (VAV) دمای هوای ورودی به اتاق را ثابت نگه می دارد و شرایط اتاق را با تغییر حجم هوا کنترل می کند. سیستم های VAV اولیه کنترلی بر مقدار هوای خارج اعمال نمی کردند. در نتیجه با کاهش مقدار هوای خارج مقدار هوای تازه و نیز کاهش می یافت. سیستم های جدید با استفاده از فشارسنج تعبیه شده در مسیر هوای خارج اجازه نمیدهند که مقدار هوای تازه از یک حداقل معین کمتر شود. شیوه های کاهش مصرف انرژی مانند کنترل اکونومایزر ها و بازیابی گرما نیز در بعضی از ساختمان ها اعمال می شوند.

عملکرد درست تمام سیستم های HVAC و به خصوص سیستم VAV مستلزم طراحی مناسب نصب صحیح انجام عملیات سنجش تنظیم و متعادل سازی و همچنین نگهداری و بازرسی مرتب است.

کنترل بو و آلاینده ها

یک روش کنترل بو و آلاینده ها در ساختمان رقیق کردن آنها با استفاده از هوای بیرون است. این رقیق سازی تنها زمانی می تواند موثر باشد که هوای رفت به خوبی با هوای اتاق مخلوط شود. راندمان تهویه به عنوان شاخص توانایی یک سیستم تهویه برای توزیع هوای تازه و خارج کردن هوای آلوده تعریف می گردد. محققین درمورد شیوه های سنجش راندمان تهویه در حال پژوهش هستند و نتایج آن را در آینده اعلام خواهند کرد.

روش دیگر برای کنترل و ایزوله کردن آلاینده ها و بو ها استفاده از اختلاف فشار ما بین اتاق ها است که آن هم توسط دستگاه های تهویه به وجود می آید. این روش به وسیله کنترل هوای رفت و هوای تخلیه عمل می کند. اگر هوای ورودی به اتاق بیش از هوای تخلیه آن باشد می گویند فشار آن اتاق مثبت است. اگر هوای ورودی کمتر از هوای خروجی باشد می گویند آن اتاق تحت فشار منفی است.
کنترل فشار در ساختمان هایی با کاربری های مختلف بسیار مهم است. تلاش میشود که راهروها و به طور کلی ساختمان ها تحت فشار مثبت باشند تا از نفوذ هوای نامطبوع و گرد و خاک که موجب سلب آسایش میشود جلوگیری گردد. بدون بهره برداری و نگهداری صحیح این فشارها مطابق آنچه طراحی شده اند باقی نمانده و تغییر خواهند کرد.

روش سوم کنترل آلاینده، تخلیه موضعی است که در این روش منشاء آلاینده نسبت به سایر نقاط ساختمان به وسیله تخلیه هوا ایزوله می گردد. تخلیه موضعی ممکن است با کار یک دستگاه اینترلاک شود یا مثلا هوای اتاق سیگاری ها را تخلیه نماید. هوای مکیده شده از محل های تولید بو و آلاینده باید به بیرون تخلیه گردد و دوباره برگشت داده نشود.

فضاهایی که در آنها تخلیه موضعی صورت میگیرد نیاز به هوای جایگزین دارند. در بعضی مواقع می توان هوای مطبوع را از قسمت های نسبتاً تمیز ساختمان به بخش هایی که دارای هوای کثیف هستند منتقل نموده و از آن به عنوان هوای جایگزین در سیستم تخلیه موضعی استفاده کرد. این انتقال به صرفه جویی انرژی کمک می کند.

برای کنترل آلودگی از وسایل تمیز کردن هوا و صافی ها در دستگاه ها و کانال های هوا
استفاده می شود. مؤثر بودن این وسایل بستگی به انتخاب آنها، طریقه نصب، بهره برداری و نگهداری دارد. در استفاده از فناوری های جدید در زمینه صافی ها باید بسیار دقت نمود.

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