نویسنده: حامد مصلحی | نویسنده‌ی کتاب طراحی و محسابه بار تاسیسات مکانیکی در Design Builder
تعویض هوا به‌منظور ورود هوای تازه و کنترل‌شده ازنظر درجه حرارت، رطوبت و میزان آلودگی در ساختمان که به علت‌های مختلف کیفیت خود را ازدست‌داده است، انجام می‌شود. تهویه و تأمین هوای تازه ساختمان‌ها از اصول اولیه‌ی طراحی هر ساختمان به شمار می‌رود، به‌طوری که ورود و خروج هوای تازه از مسیرهای مشخص و قابل‌کنترل از دیرباز توسط معماران در بناهای تاریخی، خانه‌های مسکونی و … با دقت و ظرافت بسیار و با توجه به اقلیم موردنظر، کاربری ساختمان و سایر مسائل فنی مورد توجه بوده است.
از الزامات مهم در این حوزه می‌توان به مباحث ۱۴ و ۱۹ مقررات ملی ساختمان اشاره نمود که به‌صورت دقیق به میزان هوای تازه مورد نیاز هر فضا و الزامات طراحی آن پرداخته است. همچنین استاندارد ASHRAE 62.1 در رابطه با مشخص کردن حداقل میزان تهویه و کیفیت هوای داخل ساختمان به نحوی که برای ساکنین ساختمان قابل قبول بوده و بر سلامتی آن‌ها اثرات زیان‌آوری نداشته باشد، به‌طور اختصاصی بحث نموده است.
[divider]نقش معماری در نیازهای تأسیسات مکانیکی[/divider]
گردش مناسب هوا در فضای داخلی ساختمان به دو عامل بستگی دارد؛ محل قرارگیری پایانه‌های حرارتی و برودتی و سپس نحوه پارتیشن‌بندی فضای داخلی ساختمان. در صورتی که هوا به‌صورت کارآمد در فضای داخل گردش نکند، سن هوا در برخی از قسمت‌های فضای داخلی بالا رفته و در آن فضا تمرکز آلاینده‌های داخلی در آن محدوده بیشتر شده و کیفیت هوای داخل را کاهش می‌دهد. از همین رو معمار با طراحی مناسب فضای داخلی، پارتیشن‌بندی مناسب فضا و همچنین مکان‌یابی مناسب درب و پنجره داخلی به سیرکولاسیون مناسب هوا در فضای داخل کمک می‌نماید. از طرفی هنگام طراحی کانال‌کشی تأسیسات ساختمان، مکان قرارگیری دریچه ورود و برگشت هوا و همچنین دریچه تأمین هوای تازه باید به خوبی توسط تحلیل سیالاتی مکان‌یابی شده تا بتوان از تمرکز آلاینده در داخل جلوگیری کرده و زمان ماند هوا را کاهش داد.
[divider]تأمین هوای لازم[/divider]
مردم به طور میانگین بیش از ۹۰ درصد وقت خود را در فضاهای بسته منازل و ساختمان‌ها می‌گذرانند. در نتیجه محافظت از هوای داخل ساختمان‌ها بسیار حیاتی است. خصوصاً در روزهای سرد زمستان و یا روزهای بسیار گرم تابستان که پنجره‌ها کاملاً بسته هستند و هوای تازه کمتری وارد ساختمان‌ها می‌شود.
تعویض هوا در ساختمان‌ها با اهداف زیر صورت می‌گیرد:
تأمین اکسیژن مورد نیاز برای تنفس
جلوگیری از افزایش گاز کربنیک
جلوگیری از راکد ماندن هوا
جلوگیری از تراکم رطوبت
تخلیه هوای آلوده و زیان‌آور
تأمین هوای موردنیاز احتراق وسایل
۱. ساختمان‌های بدون سیستم مکانیکی تأمین هوا
در ساختمان‌های بدون سیستم مکانیکی تأمین هوای تازه، این هوا باید از طریق پنجره‌ها و یا باز و بسته شدن دربها تأمین شود. هواکش‌های طبیعی نظیر پنجره‌ها، دربها و درزهای ساختمان نقش تهویه و تخلیه هوا در ساختمان را بر عهده دارند.
اگر چه درزبندی از دید مصرف انرژی دارای اهمیت خاصی است، ولی با کاهش نشت هوا و یا حتی مسدود نمودن کامل نشت هوای تازه مواجه می‌شویم و این می‌تواند هم سبب کاهش هوای مورد نیاز احتراق شود و هم ورود هوای تازه را دچار اختلال کند.
۲. ساختمان‌های دارای سیستم مکانیکی تأمین هوا
در ساختمان‌های مدرن و بزرگ، هوای تازه عموماً توسط دستگاه‌های هواساز تحت شرایط کنترل‌شده‌ای از طریق کانال‌های توزیع به محل‌های موردنیاز رسانده می‌شود که در این خصوص با نصب مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای هوا به هوا بخشی از انرژی موجود در هوای خروجی به هوای ورودی انتقال‌یافته و بدین صورت صرفه‌جویی انرژی صورت می‌پذیرد.
سیستم تهویه هوشمند و یا تهویه بر اساس تقاضا، برای بهینه کردن میزان هوای تازه وارد شده به ساختمان به کار می‌رود. این سیستم با سنجش کیفیت هوای درون ساختمان میزان هوای تازه را در هر لحظه می‌تواند محاسبه کند و دستورات کنترلی را برای ورود هوا به دمپرها و یا فن‌های هوا تازه صادر کند. برای سنجش کیفیت هوا، این سیستم معمولاً از اندازه‌گیری غلظت دی اکسید کربن در هوای داخل ساختمان بهره می‌برد. در مواقعی نیز از سنسورهای VOC (ترکیبات آلی فرار) و یا مادون قرمز و غیره نیز استفاده می‌شود. در صورتی که سیستم تشخیص دهد در محیط افراد کمتری نسبت به میزان پیش بینی شده حضور دارند، میزان هوای تازه کاهش می‌یابد.
[divider]کیفیت نامناسب هوا شهری[/divider]
در سال‌های اخیر شهرداری و سازمان حفاظت محیط زیست با توجه به میزان ذرات ریز و گازهای سمی موجود در هوا، در صورتی که شاخص کیفیت هوا بین صفر تا ۵۰ باشد کیفیت هوا را در وضع پاک می‌دانند. اگر شاخص بین ۵۰ تا ۱۰۰ باشد کیفیت هوا در وضع سالم و در صورتی که شاخص بین ۱۰۰ تا ۱۵۰ باشد کیفیت هوا در وضع ناسالم می‌باشد. از طرفی در برخی مناطق تراکم گرد و غبار نیز در هوا فراگیر شده است. از همین رو در برخی از شهرهای بزرگ ایران امکان استفاده از هوای تازه از طریق پنجره‌های ساختمان وجود ندارد و برای استفاده از هوای تازه حتماً باید از فیلتراسیون جهت تصفیه هوا استفاده نمود.
[divider]نیاز به تصفیه هوای تازه[/divider]
سیستم هواساز مجهز به فیلتراسیون برای شهرهای دارای آلودگی زیاد پیشنهاد می‌شود. تصفیه یک روش کارآمد و کاملاً مقرون به صرفه برای بهبود IAQ است. فیلترها، اجزای مهمی در سیستم تهویه مطبوع به حساب می‌آیند. توانایی حذف آلاینده‌ها در همه دستگاه‌های تصفیه‌کننده، یکسان نیست و قدرت این دستگاه‌ها بستگی به نوع فیلترها و تکنولوژی به کار رفته در آن را دارد.
صافی وسیله‌ای است که هوا را از خود عبور داده، گرد و غبار را از آن جدا می‌کند. دو نوع صافی وجود دارد: مکانیکی و الکترونیکی.
صافی مکانیکی: گردو غبار را روی واسطه جمع‌آوری صافی که در حقیقت مواد سازنده صافی است، جذب و جدا می‌کند. عمل ربایش در این صافی به دو روش است، یکی آنکه احتمال دارد ذره غبار با یکی از الیاف سازنده واسطه جمع‌آوری صافی تصادم کند (عموماً الیاف به معنی اجزای سازنده واسطه جمع‌آوری صافی به کار می‌روند). دیگر اینکه شاید ذره‌ای که قبلاً به الیاف صافی برخورد کرده، برای همیشه به آن بچسبد و باقی بماند.
صافی الکترونیکی: این صافی به صورت صفحه‌های با ایجاد بار الکتریکی برای جذب ذرات باردار شده روی جمع آورنده‌هایی با بار مخالف، میدان الکترواستاتیکی به وجود می‌آورد.
[divider]نقشه گیاهان در تأمین کیفیت هوای داخل[/divider]
وجود گل و گیاهان در خانه در کاهش آلودگی هوای خانه مؤثر است. گیاهان دی اکسیدکربن را به اکسیژن تبدیل کرده و هوا را تصفیه می‌کنند همچنین قادرند آلاینده‌های مضر را از بین ببرند. با وجود گیاهان هوا تمیزتر شده و رطوبت هوا به طور طبیعی حفظ می‌شود.
بررسی‌ها نشان داده است علائمی مانند سردرد، استرس، خواب آلودگی و سرماخوردگی در صورت وجود گل و گیاه در خانه کاهش پیدا می‌کند. خانه‌ها و ساختمان‌های جدید اغلب به صورتی سخت‌گیرانه در برابر هدر رفت انرژی طراحی می‌شوند. علاوه بر این مصالح مصنوعی بکار رفته در سازه‌های مدرن سبب تولید آلاینده‌هایی شده که در فضاهای بدون تهویه باقی مانده و به دام می افتند.
