دلایل نبود تهویه هوای کافی در ساختمان‌های تجاری

راندمان و ظرفیت کویل‌ها
راندمان و ظرفیت کویل‌ها
آذر ۷, ۱۳۹۷
قوانین مراقبت و نگهداری سیستم های تاسیسات مکانیکی
آذر ۱۵, ۱۳۹۷

دلایل نبود تهویه هوای کافی در ساختمان‌های تجاری

ساختمان‌های تجاری

ساختمان‌های تجاری

ماخذ: ماهنامه اشری
ترجمه: مهندس علی نقدبیشی
…………
استانداردها و کدهای ساختمانی برای تهویه هوا از بیرون ساختمان به‌منظور کاهش تمرکز آلاینده‌های تولیدشده در داخل ساختمان جزو ملزومات می‌باشد.
میزان کم تهویه از بیرون ساختمان با کاهش رضایت از کیفیت هوای داخل (IAQ) و افزایش علائم مشکلات جسمی مربوط به شرایط محیط کار کارمندان اداری در ارتباط است.
با کاهش میزان تهویه هوا شاهد کاهش عملکرد اداری و آموزشی و همچنین افزایش میزان غیبت کاری یا آموزشی خواهیم بود. علی‌رغم شواهد موجود در اهمیت تهویه هوا، اغلب اوقات دمپر هوای خارجی در ساختمان‌های تجاری بسته است و امکان هرگونه تهویه هوای سیستمی را از بین می‌برد.
من و تیم کاری‌ام بازدیدهای میدانی بسیاری از صدها ساختمان تجاری با دمپرهای بسته هوای خروجی داشتیم؛ نه صرفاً از ساختمان‌هایی قدیمی با اجاره بهای کم، بلکه از فضاهای اداری کلاس A، ساختمان‌های دولتی و دانشگاه‌ها. مدیران سرویس و نگهداری ساختمان‌ها دلایل مختلفی برای بسته نگه‌داشتن دمپرهای هوای خارجی دارند که در ادامه مهم‌ترین آن‌ها آورده شده است.
این دلایل عمدتاً با دو مسئله مدیریتی سرویس و نگهداری در ارتباط هستند: آسایش و هزینه. ازآنجایی‌که کیفیت هوای داخلی در مقایسه با آسایش حرارتی در مرتبه پایین‌تری از اهمیت قرار دارد، عملکرد سیستم‌های HVAC یا «گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع» طوری تنظیم می‌گردد تا آسایش به بیشینه و شکایت‌ها به کمینه برسد، به‌طوری‌که برخی مواقع کیفیت هوای داخلی قربانی این شرایط می‌شود.
به‌طور مشابه اندازه‌گیری هزینه‌های انرژی بسیار آسان‌تر از اندازه‌گیری بهره‌وری کارکنان یا میزان آثار سوء بر یادگیری دانش آموزان است، بنابراین عملکرد سیستم‌ها تنها بر پایه کاهش مصرف انرژی بهینه می‌گردد.
۱. طراحی سیستم‌های HVAC با ظرفیت بسیار کم
بیشتر ساختمان‌ها بر اساس یکی از سه مقدار ظرفیت HVAC ممکن طراحی می‌شوند: ٪۹۹.۶ یا ٪۹۹ یا ٪۹۸ فراوانی تجمعی سالانه پیشامدهای دمایی و رطوبتی مربوط به محل احداث ساختمان؛ بنابراین طراحی بر اساس میزان ٪۹۹ به معنی عدم پاسخگویی طراحی‌ها برای بار عملکردی به میزان ٪۱ از هرسال خواهد بود، یعنی ۸۸ ساعت در هرسال.
برای یک سیستم خنک‌کننده، این به معنای حدود ۳ ساعت در هر روز از گرم‌ترین ۳۰ روز تابستان است. یک مدیر سرویس و نگهداری تحمل شکایت‌های روزانه از گرمی هوای ساختمان را ندارد، بنابراین تمایل به بستن دمپر هوای خارجی پیدا می‌کند.
مشکل اصلی زمانی به وجود می‌آید که برای بستن یا باز کردن دمپر هوای خارجی هر روز باید تصمیم‌گیری و بحث و جدل شود، پس ترجیح بر بسته نگه‌داشتن دمپر در کل طول تابستان تا زمانی است که شرایط برای تنظیمات حالت صرفه‌جویی مساعد گردد.
در آب‌وهوایی که کل سال گرم باشد، ممکن است دمپر در کل طول سال بسته بماند.
همین شرایط در آب‌وهوای سرد نیز اتفاق می‌افتد، زمانی که دوباره ٪۱ طراحی منجر به ۸۸ ساعتی شود که سیستم HVAC برای آن مقدار بار حرارتی طراحی نشده است و دمپر بسته‌شده و در کل طول زمستان بسته می‌ماند؛ بنابراین بیشتر ساختمان‌ها در طول ۳ یا ۴ ماه تابستان و نیز ۳ یا ۴ ماه زمستان و حتی در حالتی وخیم‌تر، در ۱۲ ماه سال در شرایط اقلیمی گرم آمریکا، از تهویه هوا برخوردار نمی‌باشند.
مالکان ساختمان‌ها انتظار عمر ۲۰ الی ۲۵ سال از تجهیزات HVAC دارند و بر اساس داده‌های سال ۲۰۱۶ اداره ملی اقیانوس‌شناسی و جوی NOAA، گزارشات آژانس حفاظت از محیط‌زیست EPA نشان می‌دهند که اقلیم آب‌وهوایی ایالات‌متحده در طول ۲۰ الی ۲۵ سال گذشته دچار افزایش میانگین دمایی به میزان ۱ الی ۳ درجه فارنهایت (۱.۸ الی ۵.۴ درجه سانتی‌گراد) شده است.
این تغییرات دمایی می‌تواند طراحی ٪۹۹ را به طراحی ٪۹۸ تغییر دهد. این یعنی به‌طور ناگهانی ۸۸ ساعت یاد شده به ۱۷۶ ساعت افزایش پیدا می‌کند و یک ساختمان با مشکل عدم پاسخگویی به بار حرارتی به مدت ۳ ساعت در طول ۵۹ روز مواجه می‌شود.
در نهایت داده‌های ورودی از سوی مهندسین ساختمان در بیشتر اوقات در پروسه طراحی HVAC دخیل نمی‌گردد. اگر آن‌ها در بازبینی طراحی HVAC دخیل شوند، ممکن است بر معیار طراحی ٪۹۹.۶ اصرار نمایند؛ یعنی ۳۵ ساعت از سال سیستم HVAC دچار گرمی یا سردی مضاعف شود. در عین حال مالک ساختمان که در بازبینی طراحی HVAC مشارکت دارد.
۲. تجهیزات فرسوده یا نگهداری ضعیف سیستم‌ها
با گذر عمر تجهیزات HVAC نه تنها بهره‌وری آن کاهش می‌یابد بلکه فقدان نگهداری و تعمیرات دوره‌ای کافی بر ظرفیت آن نیز اثر سویی می‌گذارد. مثال‌های عمده می‌توانند چنین باشند: کویل‌ها با گرد و غبار پوشیده شوند؛ فیلترها تعویض نگردند که باعث کاهش جریان هوا از میان سیستم می‌شود (در سیستم‌های حجم ثابت)؛ تهویه‌های بازیاب انرژی یا ERV ها دچاری خرابی شده و تعمیر نگردند؛ و سنسورهای مورد استفاده برای کنترل از کالیبراسیون خارج شوند. این مشکلات به همراهی کاهش بهره‌وری کلی باعث می‌شود تا برخی سیستم‌های HVAC نتوانند به بار حرارتی در آن روزهای بسیار گرم (سرد) پاسخگو باشند. زمانی که این مشکلات اتفاق افتد، اولین خط دفاعی می‌تواند بستن دمپر هوای خارجی باشد.
۳. انگیزه‌های مالی برای کاهش مصرف انرژی
بسیار معمول است که مدیران تدارکات و مدیران سرویس و نگهداری فوق‌العاده پاداش‌هایی برای کاهش مصرف انرژی دریافت کنند. در بیشتر این برنامه‌ها به کاهش مبلغ قبوض نگاه می‌کنند و به‌سادگی بر این اساس تصور می‌کنند که بهره‌وری ساختمان افزایش یافته است؛ اما این برنامه‌ها نیاز به مستندسازی دقیق کارهای انجام گرفته دارند و از همین رو یکی از ساده‌ترین راه‌های صرفه‌جویی در انرژی بدون شنیدن شکایات ساکنین در باب آسایش، متوقف کردن تهویه هوای خارجی است، در واقع هوای خارجی عموماً ۳۰ الی ۵۰ درصد بار حرارتی HVAC را تشکیل می‌دهد، بنابراین تقریباً بدون نیاز به هیچ تلاشی اضافی، این متوقف نمودن می‌تواند کاهش قابل‌توجهی را حاصل نماید. اگرچه با این کار مالکین مقداری صرفه‌جویی مالی می‌کنند، ولی خود را در معرض خطر مسئولیتی قرار می‌دهند.
۴. اجتناب از فعال نمودن فریز استات‌ها
در طول زمستان، جریان هوای سرد خارجی می‌تواند «فریز استات‌ها» را فعال نماید که ابزار حسگر دمایی هستند که با خاموش کردن واحد هواساز یا AHU از منجمد شدن کویل‌های آن ممانعت می‌کنند.
فریز استات‌ها معمولاً بر روی دمای ۳۸ درجه فارنهایت (۳.۳ درجه سانتی‌گراد) تنظیم می‌شوند و اگر به‌درستی نصب و تعمیر نشوند، می‌توانند باعث خاموشی بی‌دلیل سیستم گردند. به‌عنوان‌مثال زمانی که فریز استات در محلی بسیار نزدیک به ورودی هوای خارجی به‌جای محلی در پایین‌دست جریان اولین کویل گرمایشی (بالادست اولین کویل غیر گرمایشی) نصب شود، بدون هیچ الزام و دلیلی فعال خواهد شد.
واحدهای AHU نیز می‌توانند دچار جریان هوای لایه‌لایه شده در جعبه اختلاط شود که منجر به ترکیب نشدن هوای سرد خارجی و هوای گرم برگشتی شود و باعث فعال شدن فریز استات در روزهای سرد گردد.
برای اجتناب از این خاموش شدن‌های غیر لازم واحد هواساز، مدیریت سرویس و نگهداری برای کاهش هوای خارجی در روزهای سرد ممکن است تصمیم بر بستن دمپر هوای خارجی بگیرد؛ و به‌جای تکیه‌بر شانس، دمپر را در کل طول زمستان بسته نگه دارد.
۵. آلودگی هوای خارجی
آلودگی هوای خارجی در مناطق کلان‌شهری و حتی در شهرهای کوچک، درصورتی‌که نزدیک به بزرگ‌راه یا فرودگاه باشید، بسیار شدید باشد.
شهرداری‌ها می‌توانند هشدار روز عامل ازن یا Ozone Action Day را اعلام نمایند که می‌تواند مدیر سرویس و نگهداری را سریعاً وادار به بستن دمپر هوای خارجی نماید.
مطالعات نشان می‌دهد که آلودگی هوای خارجی اثر سویی بر بهره روی کارکنان دارد و صرف کار کردن در ساختمانی نزدیک به یک بزرگ‌راه می‌تواند برای سلامتی شما زیان‌آور باشد.
با اینکه استاندارد ۶۲.۱ سال ۲۰۱۶ ASHRAE مقابله با تهدید ازن را لازم می‌داند، اما تنها در محل‌هایی که سطح ازن بسیار وخیم‌تر و بالاتر از سطح دسته‌بندی غیر حصولی EPA باشد، آن را لازم می‌داند.
همچنین دیگر آلاینده‌های خارجی مانند کربن مونوکسید یا NOX یا SOX در بیشتر تکنولوژی‌های فیلترینگ قابل جدایش نیستند.
اگر ساختمانی دریچه هوای خارجی‌اش نزدیک به ایستگاه اتوبوس یا یک جاده اصلی باشد، شکایات ساکنین از دودهای اگزوز وسایل نقلیه می‌تواند مدیر سرویس و نگهداری ساختمان را مجبور به بستن دمپر هوای خارجی نماید.
۶. فقدان ارزش‌دهی و جوابگویی مسئولیتی برای کیفیت هوای داخلی یا IAQ
اغلب مواقع عدمی آگاهی در باب اهمیت کیفیت هوای داخلی و چگونگی حل مشکل کیفیت هوا وجود دارد. تدارک کیفیت قابل‌قبول هوای داخلی نیاز به تلاشی وظیفه شناسانه از سوی مالکین و مدیران ساختمان‌ها دارد.
شروع این راه با سیاست‌گذاری تدبیرنامه‌های IAQ دارد، یعنی ارائه آموزش، ابزار و مسئولیت به پرسنل به‌گونه‌ای که در مورد کیفیت هوای داخلی فعالانه تلاش نمایند و تجهیزات معیوب و ناکارآمد یا حوادث اتفاقی منجر به مشکل کیفیت هوای داخلی را تشخیص دهند.
برنامه‌های تشویقی نباید صرفاً بر محور صرفه‌جویی انرژی باشند و باید برنامه‌هایی با محوریت کیفیت هوای داخلی ایجاد گردد.
نتیجه‌گیری
اغلب اوقات اشکالی سیستمی در عملکرد تهویه ساختمان وجود دارد.
این اشکالات اثری مستقیم و منفی بر کیفیت هوای داخلی دارند. پیام‌های اصلی برای اجتناب از این اشکالات این‌گونه هستند:
(۱) پارامتر IAQ در ابتدای پروسه طراحی مطرح شود تا پارامترهایی نظیر IAQ و انرژی و دیگر اهداف پروژه این فرصت را داشته باشند که به‌جای تکیه‌بر شانس و اقبال، این پارامترها قادر به تقویت متقابل یکدیگر باشند.
راهنمای کیفیت هوای داخلی ASHRAE منبعی غنی و بی‌نظیر برای چگونگی طراحی با هدف IAQ است.
(۲) راه‌اندازی، عملیات و نگهداری مناسب سیستم‌های ساختمان بر اساس IAQ به‌عنوان یکی از فاکتورهای بهینه‌سازی. (۳) داشتن پرسنلی با آموزش، علم، ابزار و مهارت‌های مناسب برای پیگیری تدبیرنامه IAQ و برخورد کارآمد و سریع با مشکلاتی که کیفیت هوای داخلی را به خطر بیاندازند.
به‌عنوان مهندسین طراح وظیفه داریم تا بهترین تلاشمان را بکار ببندیم تا مطمئن گردیم سلامتی و بهره‌وری ساکنین، کارکنان، مشتریان، دانش آموزان و بازدید کنندگان تحت تأثیر منفی کیفیت بد هوای داخلی قرار نگیرد.
این مطلب را هم بخوانید  سرمایش برای مسافران خطوط هوایی - بخش دوم

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اشتراک رایگان تاسیسات نیوز
هفته نامه تاسیسات نیوز تنها نشریه الکترونیکی تاسیسات ایران است. با عضویت در سایت کاشانه این نشریه را هرهفته در میل باکس خود رایگان دریافت کنید.البته عضویت مزایای دیگری نیز دارد...