تهویه هوای داخل (Air Conditioning)

نگه داری کیفیت هوای داخل ساختمان یکی از اهداف عمده در تهویه مطبوع است ؛ طوری که عدم رعایت استانداردها باعث بروز خطرات جدی شده و سلامت افراد را تهدید می کند. برای مقابله با مسایل مربوط به آلودگی لازم است که انواع، منابع و تاثیرات آن را بشناسیم. آگاهی از:

• منابع آلاینده
• راه های نفوذ آن به ساختمان
• راه های حفظ هوای داخل
• کنترل منابع آلاینده
• استفاده از فیلترها برای حذف آلاینده ها در محیط
• رقیق کردن آلاینده ها

آلاینده های هوا

آلاینده ها و ترکیبات آلوده موجود در هوا به صورت ناخواسته همواره وجود داشته و موجبات ناراحتی افراد را فراهم می کند که تعداد و نوع آن ها متفاوت است. در جدول زیر فهرست برخی از شایع ترین آلاینده ها آورده شده.

نوع آلاینده	منبع
ذرات و موارد آلرژی زا	گرد و خاک، دود سیگار، حیوانات اهلی،
باکتری و ویروس	افراد، رطوبت، حیوانات اهلی
دی اکسید کربن CO2	تنفس و احتراف خودرو
مواد شیمیایی بودار	افراد، پخت و پز، موش، مواد شیمیایی، سیگار
ترکیبات آلی فرار	مصالح ساختمانی، اثاث منزل، محصولات پاک کننده
دود توتون و تنباکو	سیگار
کربن مونوکسید	احتراق ناقص و سیگار
رادون	تجزیه رادویو اکتیو و رادیون در خاک
فرمالدئید	مصالح ساختمانی، اثاث منزل، سیگار
اکسید نیتروژن	احتراق و سیگار
دی اکسید سولفور	احتراق
ازن	پاک کننده هوای الکترواستاتیک

هوای داخل و تاثیر آن بر ناحیه آسایش

آگاهی از انواع آلاینده ها و تاثیر آن بر افراد در نظر طراحان ساختمان امری بسیار ضروری است. آلاینده ها از لحاظ زمان تاثیر گذاری شان در کوتاه و بلند مدت دسته بندی های مختلفی دارند که در زیر آورده شده.

• کشنده در کوتاه مدت
• مواد سرطان زا
• آلاینده های تهدید کننده بهداشت

آلاینده کشنده در کوتاه مدت

مواد شیمیایی مانند مونوکسید کربن، باکتری های بیماری زا و دیگر آلاینده های زیستی از جمله آلاینده های کشنده در ساختمان ها می باشند.

مونوکسید کربن گازی بی رنگ و بی بو است که در احتراق ناقص تولید می شود. این گاز در سال های اخیر عامل مرگ بسیاری افراد در جهان بوده؛ یکی از منابع وجود این گاز سیستم های احتراقی در کوره ها و دیگری دود خروجی از اگزوز وسایل نقلیه در فضا می باشد.

باکتری بیماری های واگیر دار خاص مانند سل بسیار کوچک و قابل حمل توسط انسان بوده که می تواند به صورت معلق در هوا باقی بماند. در نظر گرفتن ناحیه جدا و قرنطینه برای این افراد از جمله مواردی است که در طراحی مکان های خاص باید مد نظر قرار گیرد.

سومین گروه آلاینده های این دسته باکتری های تولید شده در اثر فعالیت افراد و جابه جایی هاست. این باکتری ها برای افرادی که دارای سیستم ایمنی ضعیفی باشند خطرناک محسوب می شود. لژیونلا باکتری است که باعث بیماری لژیون می شود، این باکتری در جای گرم و آب ناخالص به سرعت تکثیر یافته که اگر وارد محیط شود، به شش ها نفوذ کرده و از طریق دیواره ریه منجر به بیماری شبیه آنفولانزا می شود و اغلب کشنده است. منبع شیوع باکتری ها می تواند سیستم های آب گرم خانگی و برج خنک کن ها باشد.

مواد سرطان زا

در میان آلاینده ها مواد سرطان زا از جمله مهم ترین عاملی هستند که در دراز مدت روی سلامتی انسان اثر جدی می گذارد. سطح و زمان قرارگیری در معرض مواد سرطان زا خطر ابتلا به این بیماری را بیشتر می کند. شاید کسانی که در معرض این مواد باشند خیلی متوجه تاثیر آن در کوتاه مدت نشوند، اما آثار آن در طولانی مدت حتی برای کسانی که زمان کوتاهی در معرض این مواد بوده اند اثرات جبران ناپذیری به همراه خواهد داشت.

یکی دیگر از عواملی که امروزه بیماری های قلبی و ریوی را افزایش داده، وجود دود سیگار در محیط است. معمولا اغلب مرگ و میرها در میان خود افراد سیگاری اتفاق می افتد اما کسانی هم که در معرض دود سیگار باشند خطر ابتلا به بیماری های ریوی و سرطان در آن ها وجود دارد.

عامل سرطان زای دیگر که در برخی نقاط نگرانی هایی ایجاد کرده وجود گاز رادون است. این گاز که از تلاشی مواد رادیواکتیو در خاک حاصل می شود می تواند به داخل ساختمان نفوذ کرده و بر اثر استنشاق موجب بروز سرطان شود. در مکان هایی که رادون مساله ساز است با تخلیه گاز از ترک ها و شکاف ها مقدار گاز را به حداقل می رسانند.

آلاینده های تهدید کننده بهداشت

بسیاری از آلاینده های داخل ساختمان (از قبیل مواد آلرژی زا، ترکیبات آلی فرار، باکتری، ویروس، قارچ، ازن و ذرات) اگر چه مواد کشنده ای نیستند اما می تواند سلامت انسان را به خطر بیاندازد. از نشانه های آن ها ایجاد سوزش در غشا های داخلی مانند پوست و چشم و سایر مخاط های داخلی است که برخی ممکن است آن را با یک سرماخوردگی یا بیماری ویروسی اشتباه بگیرند.

کنترل کیفیت هوای داخل

حفظ کیفیت هوای داخل بستگی به سه فاکتور دارد که در ادامه به شرح آن پرداخته شده.

• کنترل منابع آلودگی
• فیلتراسیون
• رقیق سازی

کنترل منابع آلودگی

مهم ترین شیوه حفظ هوای داخل کنترل منابع آلودگی و کثیفی هاست. منابع را می توان با محدود کردن دسترسی آن ها به فضا، طراحی مناسب جهت روش های تعمیر و نگه داری اگزوز آلاینده ها در محیط کنترل نمود. به طور مثال اجتناب استفاده از حلال های فرار یا ممنوعیت کشیدن سیگار در محیط های بسته از این قبیل کارهاست.

 در گذشته بیشتر از بخار به عنوان منبع رطوبت زنی در داخل ساختمان استفاده می شد. اما امروزه از آنجایی که این بخار در داخل لوله با مواد ضدزنگ تماس دارد دیگر به طور مستقیم در منابع رطوبت زن استفاده نمی شود.

هنگام طراحی سیستم هوای داخلی منابع آلاینده بیرون باید مد نظر قرار داده شود، روش هایی شامل:

• دور بودن از زمین خاکی و پر از گرد و غبار؛
• دور بودن از اسکله در حال بارگزاری یا وسایل نقلیه که غلظت آلاینده ها در آن بسیار بالاست؛
• دور بودن از بخشی از پشت بام که سیستم ونت توالت یا خروجی دودکش بویلر در آن قسمت تعبیه شده؛
• تأمین اكسیژن برای تنفس؛
• جلوگیری از افزایش گاز كربنیك؛
• تخلیه هوای بودار، دود سیگار و گازهای زیان آور دیگر؛
• جلوگیری از راكد ماندن هوا؛
• جلوگیری از تراكم رطوبت

معمولا یک منبع مشترک آلودگی در ساختمان ها که باعث آزار افراد می شود قارچ ها و کپک ها هستند، برای جلوگیری از رشد آن ها باید تا حد ممکن فضا را خشک نگاه داشت. عموما رطوبت نسبی 60% از رشد این قارچ ها جلوگیری می کند. این موضوع به خصوص در مناطق گرم و مرطوب یک معضل جدی است. به طور مثال یک هتل 400 اتاقه در هاوایی یک سال پس از تاسیسش به علت رطوبت بالای اتاق ها مجبور به تعطیلی شد که ضرر 10 میلیون دلاری تلقی می شود.

کپک روی دیوار بر اثر رطوبت

یکی دیگر از منابعی که معمولا نادیده گرفته می شود درین خروجی کویل های سرد است. کویل ها رطوبت را در خود نگاه می دارند در اثر این امر آلودگی هوا  جذب می شود. در نتیجه این رطوبت همراه با آلودگی از سینی خارج شده که اگر شیب تخلیه کمتر از 1/8 اینچ در هر فوت باشد در زمان منجر به تجمع لجن در کف سینی می شود.

رطوبت کویل

اگر آلودگی از یک منبع داخلی باشد هنگام طراحی برای آن پیش از مخلوط شدن با هوای اتاق باید یه مکنده تعبیه شود. به عنوان مثال هود آشپرخانه مستقیم دودها و بوی ناشی از پخت و پز را به بیرون می راند.

فیلتراسیون

فیلتراسیون به عمل حذف ذرات آلاینده در هوا گفته می شود. فیلترها به طور خاص ذرات و آلودگی ها را به دام انداخته و هوا را تمیز می کنند. بازدهی کارکرد فیلتر ها به عواملی چون سایز ذرات، سرعت عبور هوا از فیلتر، جنس فیلتر و غلظت آلاینده ها بستگی دارد. مهم ترین خصوصیت فیلتر عبارت است از:

• راندمان حذف ذرات
• مقاومت در برابر عبور جریان هوا
• ظرفیت نگه داشتن ذرات آلاینده

در انتخاب فیلتر در نظر گرفتن هزینه و راندمان، دو پارامتر اصلی است. هر چه فیلتر کوچکتر و راندمان بیشتری داشته باشد، گرانتر است. برای دستیابی به حداکثر ظرفیت حذف ذرات، عمق کانال فیلتر می تواند تا 36 اینچ باشد و ذرات معلق هوا در عبور از هر مرحله به ترتیب درشت تا ریز آن حذف می شود.

رقیق سازی

در فضاهای بسته، تهویه یکی از روشهای کنترل کیفیت هواست در این مکانها منابع آلودگی زیاد با ویژگیهای متعدد وجود دارد و نمی توان آنها را به طور کامل و در مرحله طراحی کنترل نمود.

آلودگیهای ایجاد شده توسط ساکنین ساختمان در اثر انجام فعالیتهای مختلف یا موادی که برای رعایت بهداشت فردی استفاده می کنند، جزء منابعی هستند که فراتر از محدودۀ کار طراح می باشد.

تهویه، روش معمول برای رقیق سازی و حذف آلاینده ها از محیط های آلوده است که ممکن است به وسیله هوای تمیز بیرون یا با هوای برگشتی که به طور مناسب تصفیه شده صورت بگیرد.

نکات زیادی را باید هنگام طراحی سیسیم تهویه برای کنترل مناسب آلودگی ها مد نظر قرار داد که مهمترین آنها عبارتند از کیفیت هوای بیرون، اقدامات خاص برای آلاینده های معین یا منابع تولید آنها ، نگهداری پیشگیرانه خود سیستم تهویه که باید به عنوان یک منبع بالقوه آلودگی در نظر گرفته شود و توزیع هوا داخل ساختمان.

جدول زیر نکاتی را که باید در طراحی یک سیستم تهویه به منظور حفظ کیفیت محیط داخل ساختمان ها مدنظر قرار گیرند، نشان می دهد.

نکات اساسی در طراحی سیستم تهویه ترقیقی

اجزای سیستم یا عملکرد آن	نکات اساسی
رقیق سازی با استفاده از هوای بیرون	– حداقل حجم هوا در ساعت برحسب ساکنین باید تأمین شود.  –  هدف باید تجدید حجم هوای داخل در حد چند بار در ساعت باشد. –  حجم هوای مورد نیاز باید با توجه به افزایش منابع آلودگی، افزایش یابد. – در محلهایی که فعالیت های مولد آلودگی صورت می گیرد تخلیه هوا باید به صورت مستقیم باشد
محلهای ورود هوا	– از قرار دادن وردی های هوا در نزدیکی منابع آلودگی شناخته شده اجتناب شود.  – باید دور از محل هایی که در مجاورت آب راکد ناشیاز برجهای خنک کننده هستند ،باشد.  – از ورود حیوانات باید جلوگیری شده و از نشستن و لانه گذاری پرندگان نزدیک محلهای ورود هوا جلوگیری شود
محل دریچه های تخلیه هوا	– دریچه های تخلیه باید تا حد امکان از دریچه های ورود هوا دور بوده و ارتفاع آنها بیشتر باشد.  – جهت این دریچه ها باید در خلاف جهت هودهای ورود هوا باشد.
فیلتراسیون و پاکسازی هوا	– باید از فیلترهای مکانیکی و الکتریکی استفاده شود.  – برای حذف شیمیائی آلاینده ها باید سیستمی نصب شود
کنترل میکروبیولوژیکی	– از قرار دادن هرگوه ماده متخلخل در تماس مستقیم با جریان های هوا اجتناب شود.  – اگر تراکم در داخل دستگاه تهویه مطبوع صورت می گیرد باید از جمع شدن آب راکد جلوگیری نمود.
توزیع هوا	– باید از ایجاد فضای مرده که فاقد تهویه هستند جلوگیری شود.  – بهتر است در محل هایی که افراد سکونت دارند هوای بیرون با هوای داخل مخلوط شود.  – با توجه به نوع فعالیتی که صورت می گیرد باید فشار کافی در آن محل حفظ شود.  – سیستمهای تأمین و تخلیه هوا باید کنترل شود تا با هم در حال تعادل باشد

منابع و پیوندها

لغات و اصطلاحات

فیلتراسیون	Filtration
رقیق سازی	Dilution
آلاینده های تهدید کننده بهداشت	Health Threatening
مواد سرطان زا	Carcinogens
آلاینده کشنده در کوتاه مدت	Fatal in the Short Term