تهویه مکانیکی ساختمان چیست و چه اجزایی دارد؟

از نظر تاریخی، سازه‌ها با استفاده از روش‌های طبیعی، مانند باز کردن پنجره یا در برای ورود هوای تازه به فضا، تهویه می‌شدند.

با این حال، با افزایش روش‌های عایق بندی هوا، این روش کافی نیست و نیاز به سیستم‌های دیگری را مطرح می‌کند.

یکی از این سیستم‌ها، تهویه مکانیکی ساختمان است که گزینه‌های مختلفی را برای انتقال هوای کهنه داخل به بیرون و هوای تازه بیرون به داخل ارائه می‌دهد.

در طول سال‌ها، اهمیت تهویه مکانیکی ساختمان افزایش یافته و به بخشی از قانون ساختمان‌سازی تبدیل شده است.

این بدان معناست که دیگر هیچ ساختمانی بدون تهویه مکانیکی ساخته نمی‌شود؛ اما تهویه مکانیکی ساختمان چیست و شامل چه اجزایی می‌شود؟

ما در این مقاله همه چیز را در مورد آن به شما خواهیم گفت.

1# تهویه مکانیکی ساختمان چیست؟

تهویه مکانیکی ساختمان سیستم‌هایی هستند که از روش‌های مکانیکی برای ورود هوای تازه به ساختمان و حذف هوای کهنه استفاده می‌کنند.

این سیستم‌ها با بهبود کیفیت هوای داخل ساختمان و تنظیم رطوبت و تعادل دما، راحتی زیادی را برای کاربران فراهم می‌نمایند.

در سیستم‌های تهویه مکانیکی، جابه‌جایی هوا با کمک فن‌ها انجام می‌شود.

در این سیستم‌ها، به خصوص در کاربردهای مسکونی، راندمان بازیابی گرما بسیار بالا است و تقریباً به 85٪ یا بیشتر می‌رسد.

این بدان معناست که در محیط‌های داخلی که از این سیستم‌ها استفاده می‌شود، نیازی به بار گرمایشی اضافی نیست.

سیستم‌های تهویه مکانیکی ساختمان، نه تنها هوای تازه و تمیز مورد نیاز را فراهم می‌کنند؛ بلکه هوا را مطبوع و گرم نیز می‌کنند.

این سیستم‌های تهویه مکانیکی با راندمان بالا در ورود و خروج هوا، جریان هوای سالم را تضمین می‌کنند.

در موارد خاص، مقدار هوای مورد نیاز برای حذف بارهای داخلی ممکن است از هوای تازه مورد نیاز محیط بیشتر باشد.

در چنین شرایطی، هوای مورد نیاز با هوای داخل ساختمان مخلوط می‌شود و بهره‌وری انرژی را تضمین می‌کند.

این سیستم‌ها می‌توانند از راه‌حل‌های ساده برای یک اتاق تا تأسیسات پیچیده و کل ساختمان متغیر باشند.

آن‌ها در حفظ کیفیت هوا، به‌ویژه در ساختمان‌های با عایق‌بندی خوب، بسیار مهم هستند.

تهویه مکانیکی ساختمان می‌تواند به کاهش مشکلات مربوط به آلاینده‌ها و بو نیز کمک کند.

2# اجزای یک سیستم تهویه مکانیکی

سیستم‌های تهویه مکانیکی از چندین جز کلیدی تشکیل شده‌اند که برای اطمینان از تهویه کارآمد با هم کار می‌کنند.

شناخت این اجزا می‌تواند به شما در درک نقش آنها در مدیریت هوا کمک کند:

1-2# فن‌ها و دمنده‌ها

فن‌ها و دمنده‌ها برای جابه‌جایی هوا از طریق سیستم تهویه ضروری هستند.

آن‌ها جریان هوای لازم را برای تأمین هوای تازه و حذف هوای کهنه از محیط‌های داخلی ایجاد می‌کنند.

فن‌هامعمولاً برای کاربردهای کم‌فشار استفاده می‌شوند و جریان هوای مداوم را فراهم می‌کنند.

دمنده‌ها برای نیازهای فشار بالاتر استفاده می‌شوند و می‌توانند حجم بیشتری از هوا را در فواصل طولانی‌تر جابه‌جا کنند.

به عنوان مثال، در یک سیستم تهویه مسکونی، یک فن خروجی حمام، هوای مرطوب را خارج می‌کند تا از رشد کپک جلوگیری شود.

برای اطمینان از عملکرد بهینه و جلوگیری از مشکلات جریان هوا، فن‌ها و دمنده‌ها را مرتباً سرویس و نگهداری کنید.

2-2# کانال‌کشی و پخش‌کننده‌ها

کانال‌کشی و پخش‌کننده‌ها برای توزیع هوا در سراسر ساختمان بسیار مهم هستند.

کانال‌کشی موجود در تهویه مکانیکی ساختمان، گذرگاه‌هایی هستند که برای حمل‌ونقل هوا را به قسمت‌های مختلف ساختمان می‌رساند.

کانال‌ها می‌توانند از مواد مختلفی از جمله فلز و پلاستیک انعطاف‌پذیر ساخته شوند.

پخش‌کننده‌ها نقاط پایانی هستند که هوا از طریق آنها به داخل اتاق‌ها منتشر می‌شود.

آنها به توزیع یکنواخت هوا و کنترل جهت جریان هوا کمک می‌کنند.

طراحی و نصب صحیح کانال‌کشی می‌تواند تأثیر زیادی بر کارایی سیستم تهویه مکانیکی داشته باشد.

کانال‌ها باید تاحدامکان کوتاه و مستقیم باشند تا مقاومت به حداقل برسد و از نشتی که می‌تواند جریان هوا را به شدت کاهش دهد، جلوگیری شود.

عایق‌بندی کانال‌ها همچنین می‌تواند به حفظ دمای هوای منتقل شده کمک کند و بهره‌وری انرژی را بهبود بخشد.

مثلا، در یک ساختمان اداری، کانال‌کشی ممکن است از سقف‌ها و دیوارها عبور کند تا هوا را به اتاق‌های مختلف برساند، در حالی که پخش‌کننده‌های سقفی، هوای مطبوع را به طور یکنواخت توزیع می‌کنند.

3-2# فیلترها و تصفیه‌کننده‌ها

فیلترها و تصفیه‌کننده‌ها با حذف آلاینده‌ها از هوا، نقش حیاتی در حفظ کیفیت هوای داخل ساختمان دارند.

این اجزا به تضمین پاکیزگی و ایمنی هوای ورودی کمک می‌کنند.

فیلترها گردوغبار، گرده و سایر ذرات معلق را به دام می‌اندازند و برای حفظ اثربخشی، نیاز به تعویض منظم دارند؛ اما تصفیه‌کننده‌ها می‌توانند طیف وسیع‌تری از آلاینده‌ها، از جمله میکروب‌ها و ترکیبات آلی فرار (VOCs) را حذف یا خنثی کنند.

برخی از تصفیه‌کننده‌های پیشرفته از نور UV یا روش‌های الکترواستاتیک برای تصفیه بهتر هوا استفاده می‌کنند.

فیلترهای ذرات هوای با راندمان بالا (HEPA) بسیار مؤثر هستند و می‌توانند تا ۹۹.۹۷٪ ذرات به کوچکی ۰.۳ میکرون را حذف کنند.

این فیلترها معمولاً در محیط‌هایی که کیفیت هوا بسیار مهم است، مانند بیمارستان‌ها و آزمایشگاه‌ها، استفاده می‌شوند.

با این حال، اگرچه فیلترهای HEPA بسیار مؤثر هستند؛ اما نیاز به نگهداری مکرر دارند و می‌توانند هزینه‌های عملیاتی بالاتری داشته باشند.

3# انواع سیستم تهویه مکانیکی ساختمان

چهار نوع تهویه مکانیکی ساختمان وجود دارد که می‌توانند در موقعیت‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرند.

این انواع عبارت‌اند از:

• سیستم‌های تهویه فقط از طریق خروجی
• سیستم‌های تهویه فقط از طریق منبع تغذیه
• سیستم تهویه متعادل
• تهویه متعادل و سیستم‌های بازیابی انرژی

در ادامه، هر نوع به طور جامع شرح داده شده است.

1-3# سیستم تهویه فقط خروجی

یکی از زیرمجموعه‌های تهویه مکانیکی ساختمان، سیستم تهویه فقط با تخلیه هوا است.

اصل کار این سیستم بر اساس کاهش فشار ساختمان است و اغلب هیچ قطعه خاصی برای کشیدن هوای بیرون به داخل اتاق ندارد و با کاهش فشار هوای داخل ساختمان به کمتر از فشار هوای بیرون، هوای بیرون از طریق نشتی‌های دیوارها و پنجره‌ها وارد اتاق می‌شود.

سیستم تهویه خروجی برای آب و هوای سرد مناسب است.

اگر از این سیستم در تابستان‌های گرم و مرطوب استفاده کنیم، فشار کاهش یافته ممکن است رطوبت را به داخل ساختمان و حفره‌های دیوار بکشاند، جایی که به دلیل تراکم می‌تواند باعث آسیب رطوبتی شود.

کار با سیستم پیشنهادی نسبتاً آسان است و به هزینه سرمایه زیادی برای نصب نیاز ندارد.

معمولاً شامل یک فن است که به یک نقطه تخلیه هوای مرکزی متصل است؛ بنابراین، هزینه عملیاتی به اندازه کافی پایین است و سیستم را اقتصادی‌تر می‌کند.

گزینه دیگر برای اتصال فن، اتصال آن به کانال‌های اتاق‌های مختلف به خصوص اتاق‌هایی با آلاینده‌های بیشتر، مانند حمام و آشپزخانه است.

در این نوع، برخی از دریچه‌های قابل تنظیم غیرفعال را می‌توان روی پنجره‌ها و دیوارها نصب کرد تا هوای تازه بیشتری فراهم شود و فقط به نشتی‌های موجود در پوشش‌های ساختمان متکی نباشد.

یکی از نگرانی‌های استفاده از سیستم‌های تهویه خروجی، جذب آلاینده‌ها به همراه هوای تازه به داخل خانه است.

به‌ عنوان‌ مثال، علاوه بر مکش هوای تازه بیرون، ممکن است گازهای دودکش شومینه را به فضای داخلی بکشند.

علاوه بر این، سیستم‌های تهویه خروجی می‌توانند در مقایسه با سیستم‌های تهویه بازیابی انرژی، هزینه‌های گرمایش و سرمایش بالاتری ایجاد کنند؛ زیرا این نوع سیستم‌ها رطوبت هوای بیرون را قبل از ورود به خانه تعدیل یا حذف نمی‌کنند.

2-3# سیستم تهویه فقط از منبع تغذیه

این نوع سیستم تهویه مکانیکی ساختمان، از یک فن برای فشرده‌سازی هوای داخل و راندن هوای بیرون به داخل ساختمان استفاده می‌کند که در آن هوای آلوده اتاق‌ها از طریق کانال‌های فن خروجی و نشتی‌های احتمالی در پوشش ساختمان خارج می‌شود.

این نوع تهویه مکانیکی در مقایسه با تهویه خروجی، امکان کنترل بهتر هوای ورودی را فراهم می‌کند و با تحت فشار قرار دادن خانه، تهویه مطبوع احتمال ورود آلاینده‌ها به اتاق را کاهش می‌دهد و از برگشت گازهای احتراق تولید شده در شومینه‌ها و سایر کاربردها جلوگیری می‌کند.

آنها همچنین اجازه می‌دهند هوای ورودی به خانه، رطوبت‌گیری و فیلتر شود تا گردوغبار آن حذف شود.

این سیستم تهویه در آب و هوای گرم و مختلط عملکرد بهتری نشان می‌دهد؛ زیرا تحت فشار قرار دادن هوای داخل ممکن است منجر به برخی مشکلات رطوبتی در زمستان‌های سرد شود.

در زمستان، سیستم تهویه مطبوع باعث می‌شود هوای گرم داخل ساختمان از طریق منافذ ناخواسته در سقف یا دیوار خارجی نشت کند و اگر هوای داخل ساختمان به اندازه کافی مرطوب باشد، ممکن است مقداری رطوبت در برخی از قسمت‌های دیوار خارجی متراکم شود و باعث پوسیدگی و کپک شود.

سیستم تهویه فقط از منبع تغذیه مانند سیستم‌های تهویه خروجی، رطوبت را قبل از ورود به خانه تعدیل یا حذف نمی‌کنند؛ بنابراین، ممکن است در مقایسه با سیستم‌های تهویه بازیابی انرژی، هزینه‌های گرمایش و سرمایش بیشتری ایجاد کنند.

از آنجا که هوا در مکان‌های مجزا وارد خانه می‌شود، ممکن است لازم باشد قبل از ورود، هوای بیرون با هوای داخل مخلوط شود تا از ورود هوای سرد در زمستان جلوگیری شود.

3-3# سیستم تهویه متعادل

نوع دیگری از سیستم تهویه مکانیکی ساختمان، نوع تهویه متعادل است.

سیستم تهویه متعادل که به درستی طراحی شده باشد، نه مانند تهویه خروجی، فشار هوای داخل را کاهش می‌دهد و نه مانند تهویه ورودی، آن را تحت فشار قرار می‌دهد.

سیستم تهویه متعادل، هوای تازه بیرون را وارد می‌کند و هوای آلوده داخل را تقریباً به مقدار مساوی خارج می‌کند.

این سیستم اغلب از دو سیستم کانال و دو فن برای انجام صحیح کار خود استفاده می‌کند.

اگر دریچه‌های ورودی و خروجی در موقعیت‌های مناسب قرار گیرند، سیستم تهویه متعادل توزیع مناسب هوای تمیز را تسهیل می‌کند.

یک سیستم تهویه مطبوع متعادل معمولی برای تأمین هوای تازه برای اتاق خواب‌ها و اتاق‌های نشیمن، جایی که افراد بیشتر وقت خود را در آن می‌گذرانند، طراحی شده است.

این سیستم، هوا را از مکان‌هایی که بیشتر رطوبت و آلاینده‌ها در آنها تولید می‌شود، مانند آشپزخانه، حمام و اتاق رخت‌شوی‌خانه، نیز خارج می‌کند.

مانند سیستم‌های تهویه خروجی و تهویه مطبوع که دو نوع تهویه مکانیکی رایج هستند، سیستم تهویه متعادل نیز قبل از ورود به اتاق، رطوبت را تعدیل یا حذف نمی‌کند.

با این حال، آنها از فیلترها استفاده می‌کنند و گردوغبار هوای بیرون را قبل از ورود به خانه از بین می‌برند.

سیستم‌های تهویه متعادل را می‌توان در تمام اقلیم‌ها نصب کرد.

با این وجود، به دلیل استفاده از دو فن و سیستم‌های کانال‌کشی، گران‌تر هستند.

4-3# سیستم تهویه بازیابی انرژی

تهویه بازیابی انرژی یکی دیگر از زیرمجموعه‌های سیستم تهویه مکانیکی ساختمان است.

این سیستم، یک روش کنترل‌شده تهویه را برای به حداقل رساندن اتلاف انرژی فراهم می‌کند و گرما را از هوای گرم خروجی به هوای سرد ورودی منتقل می‌کند.

به این ترتیب، هزینه گرمایش هوای تهویه شده به شدت کاهش می‌یابد.

این سیستم معمولاً گران‌تر از سایر انواع تهویه است؛ زیرا پیچیدگی بیشتری در اجزا و نصب دارد.

برخی از سیستم‌های بازیابی انرژی از کانال‌های موجود مشترک برای مدیریت هزینه‌ها استفاده می‌کنند.

همچنین نیاز به نگهداری بیشتری دارد و برق بیشتری مصرف می‌کند.

به طور کلی، در این نوع سیستم تهویه مکانیکی ساختمان برای هر اتاق جداگانه به یک کانال رفت و برگشت نیاز دارید.

کانال‌ها باید کوتاه و مستقیم باشند تا افت فشار کاهش یابد.

علاوه بر این، یک کانال با اندازه صحیح به حداقل رساندن افت فشار در سیستم و بهبود عملکرد کمک می‌کند.

نکته مهم در استفاده از سیستم‌های بازیابی انرژی در آب و هوای سرد این است که یخ‌زدگی و تشکیل برفک می‌تواند به سیستم، به‌ویژه مبدل‌های حرارتی، آسیب برساند؛ بنابراین، باید با تعبیه تجهیزاتی از یخ‌زدگی و تشکیل برفک در آن‌ها جلوگیری شود.

همچنین، ما به طور منظم تهویه بازیابی انرژی را تمیز کنیم تا از بدتر شدن نرخ تهویه و بازیابی گرما و از تشکیل کپک و باکتری روی سطوح مبدل حرارتی جلوگیری کنیم.

4# مزایا و معایب تهویه مکانیکی ساختمان

هر نوع سیستم تهویه مکانیکی ساختمان، مانند سایر سیستم‌ها، مزایا و معایب خاصی دارد.

برخی از مزایای کلی‌تر در زیر ذکر شده است:

• به راحتی می‌توان آن را با سیستم تهویه مطبوع ادغام کرد.
• رطوبت داخل و دمای داخل به راحتی قابل کنترل است.
• سیستم فیلتراسیون را می‌توان به سیستم تهویه مکانیکی اضافه کرد.
• صرف نظر از دمای محیط و باد، می‌توان به طور مداوم به نرخ جریان مورد نظر دسترسی پیدا کرد.
• برای انجام فعالیت فقط به برق نیاز است.
• جهت جریان هوا را می‌توان کنترل کرد.

با وجود تمام مزایایی که سیستم تهویه مکانیکی دارد، نمی‌توانیم از معایب آن چشم‌پوشی کنیم.

برخی از این نقاط ضعف در زیر ذکر شده است:

• اگر ملاحظات نصب را نادیده بگیرید، نصب نامناسب سیستم تهویه مکانیکی ساختمان ممکن است هزینه‌های نگهداری را به طرز چشمگیری افزایش دهد.
• تهیه تهویه مکانیکی پشتیبان برای یک مرکز بحرانی ممکن است از نظر اقتصادی غیرمنطقی باشد.
• قطع خدمات شهری یا خرابی تجهیزات اغلب عملکرد منظم سیستم تهویه مکانیکی ساختمان را مختل می‌کند.

به دلیل این مشکلات، سیستم‌های تهویه مکانیکی ممکن است به جای اینکه ابزاری ضروری برای تأمین هوای سالم باشند، باعث گسترش آلودگی در منطقه شوند.

بنابراین، در استفاده از آنها دقت کنید.

5# حوزه‌های کاربرد تهویه مکانیکی

سیستم‌های تهویه مکانیکی ساختمان برای تازه کردن هوای داخل ساختمان با حذف هوای آلوده و جایگزینی آن با هوای تازه طراحی شده‌اند.

این سیستم‌ها نقش حیاتی در حفظ کیفیت بالای هوا در داخل ساختمان دارند و به طور گسترده در بخش‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند و راحتی قابل توجهی را فراهم می‌کنند.

در زیر برخی از حوزه‌های کلیدی که تهویه مکانیکی در آنها مورد استفاده قرار می‌گیرد، آورده شده است:

1-5# مناطق صنعتی

سیستم‌های تهویه مکانیکی ساختمان که به طور گسترده در محیط‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند، در کارخانه‌ها، کارگاه‌ها و انبارهای بزرگ ضروری هستند و کیفیت هوا را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشند.

این سیستم‌ها به حذف گردوغبار، دود و بخارات شیمیایی در کارخانه‌ها کمک می‌کنند و در عین حال رنگ، مواد شیمیایی و سایر بوهای قوی را در کارگاه‌ها و انبارها از بین می‌برند.

2-5# فضاهای تجاری

در محیط‌های تجاری بزرگ مانند مراکز خرید، رستوران‌ها، آشپزخانه‌ها و هتل‌ها، تهویه مکانیکی ساختمان به از بین بردن بوهایی مانند عرق و بوی غذا کمک می‌کند و در عین حال جریان مداوم هوای تازه از بیرون را تضمین می‌کند.

3-5# ساختمان‌های مسکونی

در مناطق مسکونی، از جمله ساختمان‌های آپارتمانی و خانه‌ها، تهویه مکانیکی ساختمان گردش هوا و جذب هوای پاک را تسهیل می‌کند.

این سیستم‌ها به از بین بردن بوهای نامطبوع از حمام و آشپزخانه کمک می‌کنند و محیط داخلی تازه‌ای را حفظ می‌کنند.

4-5# امکانات بهداشتی

بیمارستان‌ها و کلینیک‌ها نیاز به بهداشت و استریلیزاسیون دقیق دارند.

سیستم‌های تهویه مکانیکی ساختمان با تضمین گردش هوای مؤثر در این محیط‌های حساس، نقش حیاتی در جلوگیری از شیوع باکتری‌ها و ویروس‌های موجود در هوا دارند.

5-5# فضاهای آموزشی و اجتماعی

کلاس‌های درس، آزمایشگاه‌های بیمارستان‌ها و اماکن ورزشی با تردد بالای انسانی به هوای داخلی با کیفیت سالم نیاز دارند.

سیستم‌های تهویه مکانیکی ساختمان، کیفیت هوا را در چنین مکان‌هایی بهبود می‌بخشند و هوای تازه و تمیز را برای دانش‌آموزان، کارمندان و ورزشکاران فراهم می‌کنند.

6-5# فرودگاه‌ها و ایستگاه‌های وسایل نقلیه حمل و نقل

در مراکز حمل و نقل مانند فرودگاه‌ها و ایستگاه‌های قطار، تهویه مکانیکی برای تصفیه هوا و سلامت مسافران بسیار مهم است.

نتیجه‌گیری

سیستم‌های تهویه مکانیکی ساختمان که امروزه به عنوان پیشرفته‌ترین نوع تهویه ترجیح داده می‌شوند، سیستم‌هایی هستند که کیفیت هوای داخل ساختمان را بهبود می‌بخشند و در عین حال نقش مهمی در حفظ تعادل دما و رطوبت ایفا می‌کنند.

در حالی که کنترل این عوامل با استفاده از روش‌های تهویه طبیعی به هیچ وجه آسان نیست.

با این حال، برای سیستم‌های تهویه مکانیکی، این فرایند بسیار ساده است.

در واقع، این سیستم‌های تهویه امکان تهویه هوای تمیز و تازه را به دلخواه فراهم می‌کنند.