نظام التهوية الميكانيكية

2001 ملوثات البيئة الداخلية للمباني

فرحات محروس

KFAS

نظام التهوية الميكانيكية البيئة علوم الأرض والجيولوجيا

في هذا النوع من التهوية يدخل الهواء الخارجي للمبنى بواسطة مراوح الشفط المتوفرة داخل المطابخ والحمامات.

ومن خلال أنظمة التهوية والتكييف المركزية، ويكون الهدف من التهوية الميكانيكية للمبنى تحقيق ما يلي:

– توفير جو بيئي مريح وصحي.

– ضبط درجات الحرارة ومستوى الرطوبة داخل المبنى.

– ضبط الفرق في درجات الحرارة ما بين هواء الداخل والخارج ليظل هواء الداخل مناسباً ومريحاً بصفة مستمرة.

– سحب الأدخنة والحرارة والروائح والملوثات من داخل المبنى.

وفي هذا النوع من التهوية يُسحب أيضاً الهواء الداخلي للمبنى بواسطة مراوح شفط من خلال ممرات هوائية خاصة Ducts، ويستبدل بهواء خارجي يمير من خلال فلاتر تنقية قبلم روره على وحدات التبريد.

وهناك نوعان من نظم التسخين والتهوية والتكييف للهواء الداخلي للمباني Heating, Ventilation, and Air Conditining (HVAC)، سوف نوضحهاعلى النحو التالي⁽⁴⁾:

 

نظم تهوية ميكانيكية ذات حجم ثابت من الهواء  Constant Air Volume (CAV)

والنظام كما هو مبين شكل (4)، مناسباً لتهوية أو تبريد وتسخين مساحة واحدة محددة، بوساطة النظام يمكن التحكم في كمية الهواء الداخل والخارج والمسترجع Recirculated  للمبنى.

مع مراعاة أن يتواجد فلتر مناسب بين كل من ملفي التسخين Heating Coil  والتبريد بالنظام Cooling Coil .

 

نظام تهوية ميكانيكية ذات حجم متغير من الهواء  Variable Air Volume (VAV)

نظاماً مناسباً لتهوية وتكييف وتسخين أكثر من مساحة في وقت واحد، وفيه تستخدم مجموعة من صناديق الهواء المختلفة الأحجام (VAV) – Boxes  وكل صندوق منها مزوّد بصمام يمكن التحكم فيه، وبناءً ع لى هذا التحكم يمكن تغيير حجم الهواء الداخل إلى المساحة المراد تكييفها أو تدفئتها وبالتالي الحصول على درجة الحرارة المطلوبة والنظام مبين شكل (5)

وفي كلا النظامين يمكن التحكم في كمية الهواء الكلية الداخلة للنظام سواء كانت من الهواء الخراجي أو من الهواء المعاد تدويره مرة أخرى إلى النظام أو خليط من الاثنين معاً، بواسطة الأنظمة الرئيسة لتنظيم سحب الهواء Dampers.

وتتراوح نسبة الهواء الخارجي التي تدخل إلى أنظمة التكييف ما بين (صفر – 100%) ، إلا ان معظم الأنظمة في الوقت الحالي مصممة بحيث تسمح بدخول أقل كمية من الهواء الخارجي Fresh Air والتي تتراوح ما بين (15-20%) من الكمية الكلية الداخلة للنظام حفاظاً على الطاقة والتقليل من استهلاكها⁽⁵⁾.

 

وهناك أنظمة تكييف تعتمد على دخول نسبة متفاوتة من الهواء الخارجي قد تصل إلى 100%  هواء خارجي تبعاً لمعدل التهوية، بينما هناك أنظمة يعاد تدوير نسبة 100% من الهواء الداخلي البارد أو الساخن إليها مرة أخرى Recirculation  دون دخول هواء خارجي، وبالتالي فإن معدلات التهوية في هذه النظم تكون غير مناسبة صحياً وبيئياً.

وهناك بعض الدول مثل الولايات المتحدة الأمريكية وإنجلترا والبرازيل يستخدم فيها تكييف يعتمد على إعادة تدوير الهواء، بينما توجد دول أخرى مثل ألمانيا وإيطاليا وبعض الدول الأوروبية لم تستخدم فيها تلك الأنظمة.

ويقصد بمعدل التهوية Ventilation Rate (VR)⁽²⁾: بأنه معدل استبدال الهواء الداخلي بهواء خارجي، أو هو معدل دخول وخروج الهواء للمبنى.

ويعبّر عنه بعدد مرات تغير الهواء الخارجي في وحدة الزمن (تغير الهواء / الساعة) (ACH)، أو يعبّر عنه بحجم دخول الهواء الخارجي في وحدة الزمن.

– قدم مكعب هواء خارجي / الدقيقة CFM                 

– متر مكعب هواء خارجي / الساعة                     CMH

– لتر هواء خارجي / الفرد              (L/Sec) person

 

وعندما يكون معدّل التهوية (VR) قليل يقال إن تهوية المبنى أو المنزل سيئة سواء كانت تهوية طبيعية أو بالتسرب أو ميكانيكية، حيث تزداد عندها تراكيز الملوثات داخل المبنى أو المنزل.

والتهوية الميكانيكية غالباً ما تقل كفاءتها نتيجة عدم انتظام عمليات الصيانة المستمرة أو سوء اختيار أماكن مداخل ومخارج الهواء لنظم التهوية.

فقد تكون المداخل نفسها قريبة من مصادر تلوث خارجية من أدخنة وروائح كريهة مما يساعد على دخول الملوثات إلى الداخل المبنى.

ويبين شكل (6) المواقع المناسبة وغير المناسبة لمداخل الهواء الخارجي في نظم التهوية والتكييف.

 

ووفقاً للمعايير القياسية الأمريكية ⁽⁴⁾ فإن فتحات دخول الهواء من الخارج Intakes، يجب أن تكون على بعد لا يقل عن 7,62 متر من فتحة خروج الهواء من داخل المبنى Exhaust Outlets، أو من أي مصدر تلوث آخر كمخارج أدخنة الغلايات التي تعمل بالديزل ومواقف السيارات التي يتولد عنها عوادم وأبخرة ضارة، كما يجب أن يكون ارتفاع مداخنها يتراوح ما بين (5 – 8) متر.

وهناك معايير قياسية موضوعة من قبل الجمعية الأمريكية للتسخين والتبريد وهندسة التكييف لتحديد كفاءة عمليات التهوية وتحديد الحجم المناسب للمبنى.

والمعدل القياسي بالنسبة لكمية الهواء الخارجي الداخل لأنظمة التكييف والتهوية يجب أن يتراوح ما بين (5 – 10) قدم مكعب / الدقيقة، وهو ما يعادل (2,5 – 5 لتر / ثانية) / الفرد، وتم زيادة هذا المعدل ليصل مقداره ما بين (15-20) قدم مكعب / الدقيقة، أي ما يعادل (7,5 – 10 لتر / ثانية) الفرد⁽⁵⁾.

وهناك بعض الدول  تحدد معدل التهوية من الهواء الخارجي لأنظمة التكييف بــ 0,5 تغيير هواء / الساعة (ACH)، وأن لا تقل كفاءة فلاتر التكييف بأي حال من الأحوال عن 70%، وغذا وصلت إلى هذه النسبة يجب تنظيفها أو استبدالها فوراً.

 

ويبين جدول (4) معدلات التهوية المناسبة وفقاً لنوعية وأنشطة المباني والموضوعة من قبل الجمعية الأمريكية للتسخين والتبريد وهندسة التكييف.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]