تهویه فرآیندی است که طی آن هوای آلوده از یک محیط حذف شده و هوای تازه از بیرون به آن وارد میشود. این مکانیزم به دلیل آلودگی مداوم هوا، ضروری است. تهویهای کارآمد و مؤثر، امروزه به یکی از معیارهای کلیدی در طراحی ساختمانهای مسکونی و عمومی تبدیل شده است. تبادل مناسب هوا برای تنفس و عملکرد ایمن تجهیزاتی که نیاز به هوا دارند، حیاتی است.
اهمیت تهویه زمانی بیشتر میشود که آلایندههای اضافی مانند دود سیگار، بخارات شیمیایی و انواع مختلف گرد و غبار در هوا وجود داشته باشند. به کمک سیستمهای تهویه، پارامترهای مناسب کیفیت هوای داخل ساختمان حفظ میشود تا استانداردهای بهداشتی و الزامات فنی رعایت گردد.
هدف تهویه چیست؟
تهویه مؤثر تضمین میکند که هوای داخل ساختمان از کیفیت مناسبی برخوردار باشد. در صورت عدم انجام این فرآیند مهم، سطح دیاکسید کربن و بخار آب افزایش پیدا میکند که شرایط بسیار نامطلوبی ایجاد خواهد کرد. دیاکسید کربن نهتنها در هوای بازدمی افراد وجود دارد، بلکه به دلیل عملکرد تجهیزاتی مانند اجاقها، شومینهها، دیگهای بخار و کورهها نیز تولید میشود. در صورت کمبود هوا، سوخت ناقص صورت گرفته و منجر به تولید گاز مونوکسید کربن بسیار خطرناک خواهد شد. از طرفی، وجود بیش از حد بخار آب میتواند باعث رطوبت دیوارها شده و زمینهساز رشد قارچ و کپک گردد.
علاوه بر این، عایقهای حرارتی مرطوب، عملکرد ضعیفتری در حفظ حرارت دارند. اگر شیشههای پنجره و آینهها دائماً بخار گرفته و آب روی آنها جمع شود، این نشاندهنده میزان زیاد بخار آب در هوا و عملکرد نامطلوب سیستم تهویه ساختمان است. به دلیل خطراتی که ممکن است در نتیجه تهویه ناکارآمد به وجود آید، اطمینان از جریان مداوم هوا، جنبهای بسیار مهم است. یک سیستم تهویه صحیح نصبشده، امکان بهرهمندی از هوای تازه را بدون جریانهای ناخوشایند هوا فراهم میکند.
آیا تهویه ضرورت دارد؟ چرا باید فضاها تهویه شوند؟
تهویه خانه یا آپارتمان از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا مستقیماً بر سلامت افراد تأثیر میگذارد. در صورت نبود تهویه مناسب، میزان دیاکسیدکربن و بخار آب افزایش مییابد که باعث کاهش میزان اکسیژن شده و در نتیجه احساس خوابآلودگی، سردرد و کاهش تمرکز را به همراه دارد.
از طرفی، زمانی که هوا بیش از حد خشک شود (رطوبت کمتر از 40 درصد)، مخاطها خشک شده و برخی باکتریها و ویروسها رشد میکنند که منجر به مشکلات تنفسی میشود.
از سوی دیگر، در هوای بسیار مرطوب (رطوبت بالای 60 درصد)، انواع قارچ و کپک که برای سلامت انسان و همچنین اثاثیه خانه مضر هستند، با سرعت زیادی رشد میکنند. تهویه فضاهایی که در آنها اجاقهای گاز، شومینه یا دیگهای گرمایش مرکزی استفاده میشود، بهویژه برای حفظ ایمنی ضروری است.
معرفی انواع تهویه
انواع روشهای تهویه هوا عبارتند از:
- تهویه طبیعی (گرانشی)
- تهویه مکانیکی
- تهویه هیبریدی (مختلط)
تهویه گرانشی یکی از سادهترین و قدیمیترین روشهای جابهجایی هوا است. این روش شامل کانالهای عمودی تهویه میشود که وظیفه خروج هوای گرم از بخشهای بالایی اتاقها به بیرون را بر عهده دارند. به کمک اختلاف فشار که در شرایط مناسب در کانالهای تهویه ایجاد میشود، جریان هوایی شکل میگیرد که هوا را از طریق کانالهای تهویه گرانشی به بیرون هدایت میکند. با این حال، برای عملکرد صحیح این روش، باید شرایط مساعدی فراهم باشد.
تهویه طبیعی (گرانشی) چیست؟
نیروهای طبیعی (مانند بادها و نیروی شناوری حرارتی ناشی از تفاوتهای چگالی هوای داخل و خارج) هوای بیرون را از طریق دهانههای پوششی ساختمانی هدایت میکنند. دهانههای هدفمند شامل پنجرهها، درها، دودکشهای خورشیدی، برجهای بادگیر و هواکشهای قطرهای هستند. این تهویه طبیعی ساختمان ها به آب و هوا، طراحی ساختمان و رفتار انسان بستگی دارد.
مزایای تهویه طبیعی
- عدم نیاز به نصب تجهیزات مکانیکی برای عملکرد تهویه گرانشی؛
- عدم نیاز به نصب سیستم تهویه در کل ساختمان؛
- عملکرد بیصدا؛
- عدم نیاز به نگهداری.
معایب تهویه گرانشی
- نیاز به استفاده از دریچه تهویه هوا یا باز گذاشتن کمی از پنجرهها؛
- عدم امکان کنترل میزان هوای استخراجشده و تأمین شده و شدت تهویه؛
- وابستگی کامل به شرایط آب و هوایی (دمای هوا و فشار)؛
- اتلاف انرژی زیاد در ساختمان (عدم امکان بازیافت انرژی)؛
- پدیده معکوس شدن جریان هوا در کانالهای تخلیه.
تهویه مکانیکی چیست؟
تهویه مکانیکی با استفاده از فنهای مکانیکی انجام میشود. این فنها میتوانند به صورت مستقیم در پنجرهها یا دیوارها نصب شوند یا در کانالهای هوا قرار گیرند تا هوا را به داخل اتاق وارد یا از آن خارج کنند.
نوع سیستم تهویه مکانیکی به شرایط اقلیمی بستگی دارد. برای مثال، در مناطق گرم و مرطوب، لازم است نفوذ هوا به حداقل برسد یا بهطور کامل جلوگیری شود تا از بروز میعان درونی (که زمانی رخ میدهد که هوای گرم و مرطوب داخل ساختمان به دیوار، سقف یا کف سرد برخورد میکند) جلوگیری شود. در چنین مواردی معمولاً از سیستم تهویه مکانیکی با فشار مثبت استفاده میشود. در مقابل، در مناطق سردسیر، جلوگیری از خروج هوا برای کاهش میعان درونی ضروری است و سیستم تهویه با فشار منفی مورد استفاده قرار میگیرد.
برای اتاقهایی که آلودگی محلی تولید میکنند، مانند حمام، سرویس بهداشتی یا آشپزخانه، معمولاً سیستم تهویه با فشار منفی به کار میرود.
در سیستم فشار مثبت، فشار داخل اتاق بیشتر از محیط اطراف است و هوا از طریق درزها یا بازشوهای مختلف به بیرون نشت میکند. در سیستم فشار منفی، فشار داخل اتاق کمتر از محیط است و هوا از بیرون به داخل کشیده میشود.
سیستم تهویه مکانیکی متعادل به سیستمی اشاره دارد که تأمین و تخلیه هوا بر اساس مشخصات طراحی تنظیم و آزمایش شده است. فشار اتاق میتواند کمی مثبت یا منفی باشد، که این حالت با تنظیم جزئی میزان تهویه تأمین یا تخلیه حاصل میشود. بهعنوان مثال، در اقلیم سرد، برای کاهش احتمال میعان درونی، فشار کمی منفی در اتاق ایجاد میشود که با تخلیه ۱۰ درصد بیشتر هوا نسبت به تأمین آن حاصل میگردد.
در اتاقهای ایزوله برای کنترل عفونتهای هوابرد، معمولاً حداقل فشار منفی ۲.۵ پاسکال نسبت به راهرو حفظ میشود.
مزایای تهویه مکانیکی
- گردش مداوم هوا بهطور مستقل از شرایط محیطی و بهصورت کاملاً کنترلشده؛
- صرفهجویی بسیار بالا در گرمایش (تا ۵۰ درصد)؛
- فیلتر شدن هوای ورودی، که باعث کاهش تماس با آلایندهها و آلرژنهای موجود در هوا میشود؛
- ایجاد راحتی و آسایش در محیطهای تهویه شده؛
- امکان استفاده از انرژی زمین از طریق مبدلهای زمینی.
معایب سیستمهای بازیابی حرارت
- هزینه نصب بالاتر نسبت به تهویه طبیعی؛
- هزینههای عملیاتی شامل نگهداری، تعویض فیلترها و مصرف برق؛
- احتمال خرابی دستگاه بازیابی حرارت.
هر نوع تهویه مزایا و معایب خاص خود را دارد و باید بر اساس شرایط و نیازها، بهترین گزینه را انتخاب کنید.
تهویه هیبریدی یا مختلط چیست؟
تهویه هیبریدی (مختلط) بر نیروهای طبیعی برای تأمین نرخ جریان طراحی شده تکیه دارد و زمانی که نرخ جریان تهویه طبیعی پایین باشد، از تهویه مکانیکی استفاده میکند.
زمانی که تهویه طبیعی به تنهایی مناسب نباشد، میتوان با برنامهریزی و آزمایشهای اولیه، فنهای تخلیه را نصب کرد تا نرخ تهویه را در اتاقهایی که بیماران مبتلا به عفونتهای هوابرد در آنها هستند افزایش دهد. با این حال، این نوع ساده از تهویه هیبریدی باید با دقت مورد استفاده قرار گیرد. فنها باید در جایی نصب شوند که هوای اتاق بتواند مستقیماً به محیط بیرون از طریق دیوار یا سقف تخلیه شود. اندازه و تعداد فنهای تخلیه باید بر اساس نرخ تهویه هدفگذاریشده تعیین و قبل از استفاده آزمایش شود.
مشکلات مرتبط با استفاده از فنهای تخلیه شامل دشواریهای نصب (بهویژه برای فنهای بزرگ)، ایجاد نویز (بهویژه در فنهای پرقدرت)، افزایش یا کاهش دمای اتاق و نیاز به تأمین دائمی برق است. اگر شرایط محیطی اتاق موجب ناراحتی حرارتی شود، میتوان سیستمهای سرمایش یا گرمایش نقطهای و فنهای سقفی اضافه کرد.
یکی دیگر از گزینهها، نصب توربینهای بادی کوچک (whirlybirds) است که نیازی به برق ندارند و با ایجاد سیستم تخلیه سقفی، جریان هوای ساختمان را افزایش میدهند.
نوع دوم تهویه، تهویه مکانیکی است که به آن تهویه بازیابی حرارت نیز گفته میشود. این نوع تهویه، تبادل مداوم هوای کهنه با هوای تازه را تضمین میکند و از نظر مصرف انرژی، کارآمدترین روش تهویه به شمار میرود؛ زیرا همزمان با تبادل هوا، حرارت نیز بازیابی میشود. هوای ورودی در این سیستم فیلتر میشود.
در تهویه مکانیکی، عنصر اصلی واحد کنترل هوا است که معمولاً با نام دستگاه بازیابی حرارت (HRV) شناخته میشود. مهمترین بخش این دستگاه، مبدل حرارتی است که در آن انرژی بین جریانهای هوای ورودی و خروجی منتقل میشود.
چه سیستم تهویهای برای خانه خود انتخاب کنم؟
چند سال پیش، بیشتر خانهها از تهویه طبیعی استفاده میکردند. اما در سالهای اخیر، افراد بیشتری به سمت استفاده از تهویه مکانیکی روی آوردهاند. انتخاب یک سیستم تهویه مناسب معمولاً کار سادهای نیست، زیرا این تصمیم تحت تأثیر نیازهای فردی و هزینهها قرار میگیرد. هنگام انتخاب نوع تهویه برای خانه، باید به چندین نکته توجه کرد. یکی از مزایای بزرگ تهویه طبیعی (ثقلی) سادگی آن است که منجر به هزینه پایین میشود.
با این حال، کارشناسان به یکی از معایب مهم این نوع تهویه اشاره میکنند: نبود امکان کنترل کامل بر تبادل هوا در خانه، که در طولانی مدت ممکن است باعث ایجاد مشکلاتی شود. بنابراین، سرمایهگذاری در سیستم تهویه مکانیکی، یعنی سیستمی که شامل یک واحد بازیافت حرارت باشد، انتخاب بهتری خواهد بود. مهمترین مزیت این سیستم، استقلال آن از شرایط آبوهوایی است.
یکی دیگر از جنبههای مثبت این سیستم، امکان کنترل کامل حجم هوای در گردش است که منجر به صرفهجویی قابل توجه در هزینههای گرمایش میشود. همچنین، تهویه مکانیکی هوا را فیلتر کرده و مواد مضر مانند ذرات آلودگی و آلرژنها را کاهش میدهد.
چرا تهویه طبیعی با پنجرههای کاملاً درزبندی شده کار نمیکند؟
نیروی محرکه سیستم تهویه طبیعی، تفاوت چگالی هوای سرد (بیرون) و هوای گرم (داخل اتاقها) است. به لطف این پدیده، هوای گرم و سبکتر به سمت بالا حرکت کرده و از طریق دودکشهای تهویه به بیرون میرود. دهانههای ورودی به این دودکشها، که معمولاً با شبکههایی پوشانده شدهاند، در فضاهایی مانند آشپزخانه و حمام که آلودهترین یا مرطوبترین اتاقها محسوب میشوند، قرار دارند.
هوای تازه از بیرون وارد شده و جایگزین هوای کهنه میشود. اگر اختلاف دما بین داخل و بیرون کم باشد، نیروی مکش در کانالهای تهویه ممکن است برای خروج مؤثر هوای کهنه کافی نباشد. ورود هوا به داخل خانهها از طریق پنجرههای درزدار انجام میشود، بنابراین سیستم تهویه طبیعی نمیتواند با پنجرههای کاملاً درز بندی شده کار کند.
هزینههای تهویه مکانیکی چقدر است؟
اگر قصد دارید سیستمی مجهز به واحد بازیافت حرارت انتخاب کنید، باید این کار را قبل از شروع ساخت خانه در نظر بگیرید. در غیر این صورت، لازم است برای نصب سیستم در دیوارها و کفها تغییراتی ایجاد شود. هنگام طراحی سیستم تهویه، باید میزان هوای مورد نیاز برای تبادل بر اساس ابعاد اتاقها در نظر گرفته شود.
قوانین مربوطه تعداد متر مکعب هوایی که باید از یک اتاق خارج شود را تعیین میکنند. هزینه سیستم تهویه مکانیکی تحت تأثیر چندین عامل قرار دارد. در مرحله اول، هزینه استخدام متخصصان متغیر است. عامل دیگر قیمت مواد مورد نیاز برای سیستم تهویه و واحد بازیافت حرارت است. همچنین هزینه نیروی کار که ممکن است همیشه در قیمت پیشنهادی پروژه گنجانده نشده باشد، باید مورد توجه قرار گیرد. بنابراین، بهتر است این اطلاعات را از منبع استعلام کنید.
در ابتدا ممکن است قیمت سیستم بازیافت حرارت نگرانیهایی ایجاد کند، اما مزایای این سیستم که در بالا ذکر شد نیز باید در نظر گرفته شوند. نصب تهویه طبیعی نیز هزینههایی به همراه دارد که البته در مقایسه با سیستم تهویه مکانیکی کمتر است، اما در بلندمدت انتخاب سیستم مکانیکی سرمایهگذاری بهتری خواهد بود. هنگام ساخت یک خانه جدید، میتوان از کانالهای بنایی یا پیشساخته صرفنظر کرد، که این امر به طور غیرمستقیم هزینه تهویه با بازیافت حرارت را کاهش میدهد. همچنین این نوع تهویه به صرفهجویی قابل توجهی در گرمایش کمک میکند.
آیا واحد بازیافت حرارت در هر خانهای قابل نصب است؟
سیستم تهویهای که مجهز به دستگاه تهویه مکانیکی با بازیافت حرارت (MVHR) باشد، قابل نصب در هر نوع خانهای است. وظیفه اصلی این سیستم، تضمین بالاترین کیفیت هوای داخل ساختمان بدون نیاز به تهویه طبیعی است. علاوه بر این، گرمای موجود در هوای تهویه شده به کمک واحد بازیافت حرارت بازیابی میشود. این سیستم دارای مبدل حرارتی است که هوای استخراجشده گرمتر داخل خانه را برای گرم کردن هوای سردتر ورودی از بیرون به کار میگیرد. این یک راهحل عالی برای افرادی است که به مسائل زیستمحیطی اهمیت میدهند و میخواهند خانههایشان دوستدار محیط زیست باشد.
یکی دیگر از مزایای سیستم تهویه با بازیافت حرارت این است که در زمستان از سرد شدن و در تابستان از گرم شدن بیش از حد اتاقها جلوگیری میکند. بهطور کلی، تهویه مکانیکی با بازیافت حرارت یک راهحل ایدهآل برای هر خانه یا آپارتمانی است که ساکنان آن به دنبال هوایی تازه و سالم هستند. این سیستم قابل نصب در خانههای مستقل، آپارتمانها، خانههای قدیمی و حتی کلبههای چوبی است.
آیا تهویه مکانیکی تضمین میکند که هوای داخل خانه عاری از آلودگی، گردوغبار و ویروسها باشد؟
در شرایط کنونی که آلودگی هوا بهشدت افزایش یافته است، افراد بیشتری به دنبال راههایی برای کاهش انتشار مواد مضر و همچنین محافظت از خانه و خانواده خود در برابر مقادیر بالای آلودگی، آلرژیزاها و ویروسها هستند.
بسیاری از افراد دستگاههای تصفیه هوا خریداری میکنند، اما باید بدانند که تهویه مکانیکی نیز حفاظت مناسبی در برابر ذرات مضر ارائه میدهد. فیلترهایی در داخل واحد بازیافت حرارت و در محل مبدل حرارتی تعبیه شدهاند که به تصفیه هوا کمک میکنند.
فیلترهای واحد MVHR
طبقهبندی درجشده روی فیلتر نشان میدهد که چه مقدار از آلودگیها میتواند فیلتر شود. ذرات بزرگتر مانند حشرات، شن و گرد و غبار نیز با استفاده از نوع مناسب فیلتر حذف میشوند. از نظر حفاظت سلامتی، مهمترین وظیفه فیلترها حذف آلودگیهای ناشی از دود و ویروسها از هوا است.
هنگام خرید به کلاس فیلتر دقت کنید، زیرا هر تولیدکننده اطلاعاتی درباره نوع ذراتی که محصول قادر به حذف آنها است، ارائه میدهد. ازآنجاکه واحد بازیافت حرارت شامل دو فن است که یکی هوا را استخراج و دیگری هوا را تأمین میکند، این سیستم تبادل هوای کافی برای تضمین هوایی تمیز و سالم در خانه فراهم میآورد.
چه سیستم تهویهای برای آشپزخانه مناسب است؟
تهویه مناسب در آشپزخانه اهمیت زیادی دارد، زیرا این امر به حذف گازهای مضر ناشی از نشت احتمالی اجاق گاز کمک میکند. همچنین، تهویه مناسب بوی نامطبوع غذا و رطوبت اضافی را پس از پختوپز از بین میبرد.
به دلایل ایمنی، تهویه مکانیکی بهترین گزینه برای آشپزخانهها محسوب میشود؛ زیرا تهویه طبیعی به شرایط آبوهوایی وابسته است و همیشه کارایی مطلوبی ندارد. هود آشپزخانه نیز به عنوان یک عنصر کمکی برای سیستم تهویه عمل میکند. توصیه میشود حتی به سادهترین شکل، هود را به سیستم اتوماسیون بازیابی حرارت متصل کنید تا حجم هوای جابهجا شده هنگام کارکرد هود متعادل شود.
ظرفیت هود (بر حسب متر مکعب بر ساعت) معمولاً برابر یا بیشتر از ظرفیت کلی سیستم تهویه است. این ویژگی در هنگام پختوپز بسیار مفید است، زیرا علاوه بر بو، بخار جمع شده را نیز حذف میکند. همچنین، استاندارد PN-83/B-03430 میزان جریان هوای تهویه را برای آشپزخانهها تعیین کرده است. بر اساس این استاندارد:
- برای آشپزخانه با پنجره خارجی و مجهز به اجاق گاز یا زغالی، جریان هوای خروجی باید ۷۰ متر مکعب در ساعت باشد.
- برای آشپزخانه با پنجره خارجی و مجهز به اجاق برقی، جریان هوای خروجی باید ۳۰ متر مکعب در ساعت (بدون پنجره: ۵۰ متر مکعب در ساعت) باشد.
- آشپزخانههای بدون پنجره و مجهز به اجاق گاز باید به سیستم تهویه مکانیکی مجهز باشند و جریان هوای خروجی در آنها باید ۷۰ متر مکعب در ساعت باشد.
علاوه بر موارد فوق، باید توجه داشت که دربهای آشپزخانه باید در پایین خود دارای شکافهای کوچک باشند یا چند سانتیمتر از کف کوتاهتر باشند تا کاملاً محکم و بدون جریان هوا نباشند.
چه سیستم تهویهای برای حمام بدون پنجره مناسب است؟
اگر حولهها در حمام خشک نمیشوند و آینهها دائماً بخار گرفتهاند، این نشانههای رایج تهویه نامناسب در این فضا هستند. در بیشتر حمامها از تهویه طبیعی استفاده میشود که با دریچههای ورود هوا و دربهایی که در پایین خود دارای شکاف هستند، تقویت میشود.
با این حال، در حمامهای بدون پنجره، استفاده از سیستم تهویه مکانیکی توصیه میشود. این سیستم میتواند به صورت مداوم یا تنها هنگام روشن بودن چراغ حمام کار کند. این راهحل بسیار کاربردی است، زیرا فنهای مدرن به حسگرهای رطوبت، حرکت یا نور مجهز هستند و به صورت خودکار شروع به کار میکنند.
محل نصب فن اهمیت زیادی دارد. بهتر است فن در نقطهای دور از درب نصب شود تا هوا به خوبی در کل حمام جریان یابد. بهترین محل نصب، بالای منبع بخار، مانند دوش، است. در صورت وجود سیستم تهویه مرکزی، دریچههای حمام و سرویس بهداشتی باید به این سیستم متصل شوند. از پرکاربردترین دریچه های تهویه مورد استفاده در حمام و سرویس بهداشتی میتوان به دریچه گرد سونایی اشاره کرد.
چه سیستم تهویهای برای موتورخانه مناسب است؟
تهویه در موتورخانهها به منظور تأمین هوای تازه برای فرآیند احتراق و تضمین تعویض مناسب هوا طراحی میشود. الزامات مربوط به تهویه این فضاها در مقررات قانونی مشخص شده است.
یکی از جنبههای مهم تهویه در موتورخانهها، حذف گازهای مضر آزادشده در طول فرآیند احتراق است. بسته به نوع بویلر، از سیستمهای مختلف تهویه استفاده میشود. در موتورخانههایی که بویلرهای سوخت جامد یا نفتی نصب شدهاند، باید جریان هوای کافی برای عملکرد صحیح بویلرها و همچنین تهویه مناسب برای ورودی و خروجی هوا فراهم شود.
اگر در موتورخانه از تجهیزات سوخت جامد، مایع یا گازی استفاده میشود، هوای احتراق از داخل فضا تأمین میشود و استفاده از تهویه مکانیکی خروجی در این فضا ممنوع است. انتخاب نوع تهویه برای موتورخانه به نوع تجهیزات موجود در این فضا بستگی دارد.
در ساختمانهای مدرن، موتورخانهها اغلب جای خود را به فضاهای فرآیندی میدهند که در آنها پمپهای حرارتی، دستگاههای بازیابی حرارت و سایر تجهیزات (نه بویلرها!) نصب میشوند. این فضاها اغلب بهعنوان اتاق لباسشویی و خشککن نیز استفاده میشوند و میتوانند به سیستم بازیابی حرارت متصل شوند.