التهوية ventilation
ضرورات التهوية :
يجب أن يكون هواء الأمكنة المأهولة صحياً و مستحباً أي أن يكون نقياً خالياً من الجراثيم و الغازات المضرة و ذرات الغبار وكذلك يجب أن يكون غير ممزوج بالدخان المزعج أو بالروائح غير المستحبة .
و للحصول على هذه الشروط يجب تجديد هواء الغرفة بشكل مستمر و ذلك إما بتزويدها باستمرار بهواء خارجي نظيف كي يعاكس و يقلل من تأثير تلوث الهواء الداخلي أو تصفية قسم من الهواء الداخلي و تنقيته مما فيه من ملوثات و ذلك بواسطة مصافي هوائية خاصة ثم مزجه بهواء خارجي نقي و إدخالهما إلى الغرفة .
و من وظائف أجهزة تكييف الهواء معالجة هذه القضية عن طريق تزويد الغرفة بشكل مستمر بهواء نقي يحافظ على جو داخلي صحي و مقبول و يمنع انتشار الروائح غير المستحبة و يقلل من تأثير الدخان المنبعث من التدخين حيث تعتبر مشكلة التدخين أصعب معالجة من غيرها .
ليس هناك قواعد محددة و قاطعة لمستوى التهوية اللازمة ، إذ تختلف باختلاف الأمكنة و استعمالاتها ، ففي الأمكنة التي لا يكون فيها التدخين شائعاً فإن مقدار الهواء الخارجي اللازم للشخص الواحد بالساعة و يتراوح بين 10 m³/h و 50 m³/h .
أما في الأمكنة التي يكثر فيها التدخين فيجب أن لا يقل مقدار الهواء الخارجي للشخص الواحد بالساعة عن 25 m³/h و قد يكون من الضروري في بعض الأحيان أن يرتفع هذا المقدار إلى 80 m³/h .
إن تمرير الهواء الداخلي المسحوب من الغرفة على أجهزة التكييف كغاسلات الهواء و أجهزة الترطيب أو التنشيف المستعملة في تكييف الهواء يساعد على امتصاص نسبة كبيرة من الشوائب الممزوجة مع الهواء كالدخان و ذرات الغبار و الروائح و غيرها مما يؤدي إلى خفض حجم الهواء الخارجي اللازم للتهوية إلى الحدود الدنيا .
هناك ثلاث طرق لتقدير الاحتياجات من هواء التهوية :
1 - طريقة عدد مرات تغير الهواء : غير اقتصادية في الأماكن ذات السقف المرتفع .
2 - طريقة m³/h للشخص : تفضل عندما تكون كثافة الأشخاص مرتفعة كما هو الحال في قاعات الرقص و الولائم حيث الكثافة من رتبة متر مربع لكل شخص.
3 - طريقة m³/h لكل متر مربع : تصلح في الدوائر و المكاتب حيث كثافة الأشخاص محددة بشكل صحيح و تتراوح عادة بين 6 إلى 12 متر مربع لكل شخص .
في بعض الحالات قد نضطر لمقارنة الطرق الثلاثة و اختيار القيمة الأكبر كما في حالة تهوية التواليتات التي ليس لها نوافذ خارجية ففي هذه الحالة يفضل تأمين تهوية آلية بمعدل 15 مرة تغير هواء في الساعة أو 300 m³/h لكل مرحاض أو 60 m³/h لكل متر مربع فأيهما أكبر . ويمكن كقاعدة عامة تطبق في الحالات الاعتيادية مزج كمية من الهواء الخارجي حدها الأدنى 17 m³/h مع 34 m³/h من الهواء المعاد لكل شخص .
يمكن تأمين تهوية مكان ما بنوعين من التهوية :
آ_ التهوية الطبيعية .
ب_ التهوية الميكانيكية ( باستخدام مراوح ) .
ففي النوع الأول يتعلق جريان الهواء و بالتالي تجدده بفرق درجات الحرارة و تأثير الريح لذا فإن حركة الهواء تكون نتيجة لذلك متغيرة .
و تتم التهوية الطبيعية بصورة عامة بسبب عدم كتامة النوافذ و الأبواب مما يسمح بتسرب كميات متفاوتة من الهواء الخارجي يتجدد به قسم من هواء الغرفة الداخلي و يشمل هذا النوع أيضاً تجديد الهواء الداخلي بالتهوية الآنية ( فتح النوافذ أو الأبواب ) أو بواسطة مداخن التهوية.
أما في التهوية الاصطناعية فإن حركة الهواء هي قسرية و تتم بواسطة مروحة حيث يساق مقدار معين من الهواء داخل الغرفة أ الصالة المراد تهويتها عن طريق فوهات إرسال خاصة و يمكن أن تكون تجهيزات التهوية جزء من تجهيزات تكييف الهواء .
و لقد وضعت قاعدة عامة لمعرفة ما إذا كانت كمية الهواء المتسربة تكفي أو لا تكفي لأغراض التهوية و من مقتضيات هذه القاعدة ، أن يكفي هذا التسرب في تهوية المساكن و المكاتب إذا لم يوجد بها كمية كبيرة من التدخين أو الأطعمة أو الروائح غير المقبولة أي أن التهوية الطبيعية تكون كافية و ذلك عند الشروط التالية :
1 - أن تخص الفرد من مساحة أرض الغرفة كحد أدنى 5 m³ .
2 - أن تخص الفرد من حجم الغرفة كحد أدنى 15 m³ .
3 - أن تكون نسبة النوافذ و الفتحات بالجدران 5% على الأقل من مساحة أرض الغرفة .
فإذا تحققت هذه الشروط كانت التهوية الطبيعية كافية و إلا يتوجب استخدام التهوية الصناعية عند تجاوز أحد تلك الشروط ( عندما لا يمكن تأمين كل الشروط السابقة ) .
ملاحظة 1 :
في الأماكن العامة حيث يكون مكوث الشخص أقل من ثلاث ساعات يمكن الاكتفاء بنصف الرقم الأول أي أن يخص الفرد من مساحة المكان ( 2.5 m ) كحد أدنى فقط .
إن الشروط المحددة سابقاً توفر علينا إجراء الحسابات لأنها تعطي نتائج فورية و صحيحة .
ملاحظة 2 :
غزارة المروحة يجب أن تؤمن كل الهواء اللازم لأنه عندما تعمل المروحة على دفع الهواء داخل الغرفة فسوف يرتفع ضغط الغرفة و ينعدم نتيجة ذلك التسرب من الشقوق و النوافذ .
تحسين شروط التهوية الطبيعية :
أن تحسين شروط التهوية الطبيعية أمر حيوي و هام في المساكن التي لا تحوي تجهيزات تهوية آلية و خاصة إن التهوية الطبيعية أمر مرغوب من عدة نواحي ( اقتصادية و صحية ) و يمكن أن يتم ذلك بتطوير و إيجاد حلول معمارية مناسبة لكل حالة من الحالات . كأمثلة نذكر منها :
آ_ مجاري التهوية .
ب_ مداخن التهوية :
و هي مداخن ذات سحب طبيعي متوقف مقداره (و بالتالي كمية الهواء الممكن إدخالها إلى المكان V m³/h ) على :
Dt : فرق درجات الحرارة ما بين الهواء الداخلي و الهواء الخارجي .
H : ارتفاع المدخنة بالمتر .
A : مقطع المدخنة m² .
و يمكن استخدام العلاقة التقريبية التالية لتحديد أبعاد مدخنة تهوية بحيث نضمن دخول مقدار معين من الهواء V :
ومهما يكن فإن مقطع المدخنة يجب أن لا يقل عن 20 Cm ×20
السرعة الوسطية للهواء داخل المدخنة .
التهوية الآلية :
من الواضح أنه لا نستطيع الحصول على تجديد كامل للهواء الداخلي و على توزيع منتظم و مضمون للهواء النقي المرسل إلا بواسطة تجهيزات التهوية الميكانيكية و باستعمال مراوح و يجب أن يتم توزيع الهواء المعالج المرسل إلى غرفة مكيفة بشكل لا يسبب فروقات كبيرة في درجات الحرارة ضمن المنطقة التي يوجد فيها الأشخاص .
كما يجب إرسال الهواء المكيف بالكميات اللازمة إلى مختلف أقسام الغرفة حسب متطلبات التدفئة أو التبريد دون إحداث تيارات هوائية مزعجة للموجودين في الغرفة . إلا أنه يجب أن يكون للهواء المرسل سرعة مقبولة يحس بها الأشخاص حتى لا يشعروا بالضيق و عدم الارتياح .
إذ يجب امتصاص الحرارة و الرطوبة من أجسامهم حالما تتولد و إلا فإن طبقة من الهواء الساكن الساخن و الرطب سوف تغلف جسم كل شخص فيشعر بالضيق و عدم الارتياح .
و يجب ، كقاعدة عامة ، أن تتراوح سرعة الهواء ضمن الأمكنة المكيفة بين 5 m/min كحد أدنى و10 m/min كحد أعلى ، علماً بأن سرعة الهواء إذا زادت عن 14 m/min كونت تيارات هوائية و اعتبرت بالنسبة لمعظم الأشخاص مزعجة .
عالية يجب أن نستخدم فوهات إرسال من النوع الكاتم للضجيج و يجب أن لا تتعدى سرعة الهواء الخارج من تلك الفوهات و الداخل للغرف السرعة المحددة أعلاه .
تجهيزات التهوية :
باستخدام مراوح نستطيع إرسال كمية الهواء اللازمة لكل صالة و أن نتحكم في توزع الضغوط داخل المبنى بحيث نمنع سريان الهواء من بعض الأماكن إلى أماكن أخرى مثلاً نجعل الضغط داخل المطبخ أقل من غرفة الجلوس فيستحيل انتقال الدخان و الروائح من المطبخ (منطقة الضغط المنخفض ) إلى غرفة الجلوس .
بل يحدث العكس و يكون تسرب الهواء دوماً من غرفة الجلوس إلى المطبخ بالإضافة إلى أننا نستطيع التحكم في صفات الهواء المرسل بتحضيره في مركز التهوية و إجراء عمليات التصفية و المعالجة له و لما كانت فروق الضغط التي يمكن الحصول عليها بواسطة هذه التجهيزات الميكانيكية كبيرة بقدر كافٍ فإن اختيار مسير شبكة توزيع هواء التهوية و تعيين المقاطع اللازمة لها يمكن التصرف فيه بما يناسب الناحية الإنشائية للمبنى و تحتوي تجهيزات التهوية المركزية على :
1 - مصافي لتنقية و تصفية الهواء .
2 - ملفات تسخين أو تبريد أو ترطيب .
3 - مروحة لتحريك الهواء و للتغلب على المقاومات في شبكة التوزيع .
4 - شبكة مجاري لسوق الهواء و توزيعه .
تحتوي التجهيزات الكبيرة على مروحة مستقلة لحسب الهواء الداخلي و مروحة أخرى لدفع الهواء المعالج و حسبما يكون حجم الهواء المرسل أو حجم الهواء المسحوب أكبر فإن الضغط داخل الصالة يكون أكبر من الضغط الخارجي أو اقل منه و في هذه الحالة تتقاسم المروحتان ضائعات الضغط في الشبكة و بالتالي يمكن اختيار مراوح عدد دوراتها غير مرتفع مما يؤدي إلى خفض الصوت و الضجيج في التجهيزات و قد نلجأ في بعض الحالات إلى تركيب مروحة دفع تقوم في الوقت ذاته بسحب الهواء من بعض الصالات و الغرف و تقوم مروحة ثانية بسحب الهواء الفاسد من بعض الغرف (مطابخ ، تواليت) و الأماكن لطرده بكامله .
في معظم الحالات يفضل دوماً المحافظة على ضغط داخلي أكبر بقليل من الضغط الجوي الخارجي و ذلك للحيلولة دون تسرب الهواء الخارجي إلى الداخل و منع ظهور تيارات هواء نتيجة هذا التسرب .
انتهى
ضرورات التهوية :
يجب أن يكون هواء الأمكنة المأهولة صحياً و مستحباً أي أن يكون نقياً خالياً من الجراثيم و الغازات المضرة و ذرات الغبار وكذلك يجب أن يكون غير ممزوج بالدخان المزعج أو بالروائح غير المستحبة .
و للحصول على هذه الشروط يجب تجديد هواء الغرفة بشكل مستمر و ذلك إما بتزويدها باستمرار بهواء خارجي نظيف كي يعاكس و يقلل من تأثير تلوث الهواء الداخلي أو تصفية قسم من الهواء الداخلي و تنقيته مما فيه من ملوثات و ذلك بواسطة مصافي هوائية خاصة ثم مزجه بهواء خارجي نقي و إدخالهما إلى الغرفة .
و من وظائف أجهزة تكييف الهواء معالجة هذه القضية عن طريق تزويد الغرفة بشكل مستمر بهواء نقي يحافظ على جو داخلي صحي و مقبول و يمنع انتشار الروائح غير المستحبة و يقلل من تأثير الدخان المنبعث من التدخين حيث تعتبر مشكلة التدخين أصعب معالجة من غيرها .
ليس هناك قواعد محددة و قاطعة لمستوى التهوية اللازمة ، إذ تختلف باختلاف الأمكنة و استعمالاتها ، ففي الأمكنة التي لا يكون فيها التدخين شائعاً فإن مقدار الهواء الخارجي اللازم للشخص الواحد بالساعة و يتراوح بين 10 m³/h و 50 m³/h .
أما في الأمكنة التي يكثر فيها التدخين فيجب أن لا يقل مقدار الهواء الخارجي للشخص الواحد بالساعة عن 25 m³/h و قد يكون من الضروري في بعض الأحيان أن يرتفع هذا المقدار إلى 80 m³/h .
إن تمرير الهواء الداخلي المسحوب من الغرفة على أجهزة التكييف كغاسلات الهواء و أجهزة الترطيب أو التنشيف المستعملة في تكييف الهواء يساعد على امتصاص نسبة كبيرة من الشوائب الممزوجة مع الهواء كالدخان و ذرات الغبار و الروائح و غيرها مما يؤدي إلى خفض حجم الهواء الخارجي اللازم للتهوية إلى الحدود الدنيا .
هناك ثلاث طرق لتقدير الاحتياجات من هواء التهوية :
1 - طريقة عدد مرات تغير الهواء : غير اقتصادية في الأماكن ذات السقف المرتفع .
2 - طريقة m³/h للشخص : تفضل عندما تكون كثافة الأشخاص مرتفعة كما هو الحال في قاعات الرقص و الولائم حيث الكثافة من رتبة متر مربع لكل شخص.
3 - طريقة m³/h لكل متر مربع : تصلح في الدوائر و المكاتب حيث كثافة الأشخاص محددة بشكل صحيح و تتراوح عادة بين 6 إلى 12 متر مربع لكل شخص .
في بعض الحالات قد نضطر لمقارنة الطرق الثلاثة و اختيار القيمة الأكبر كما في حالة تهوية التواليتات التي ليس لها نوافذ خارجية ففي هذه الحالة يفضل تأمين تهوية آلية بمعدل 15 مرة تغير هواء في الساعة أو 300 m³/h لكل مرحاض أو 60 m³/h لكل متر مربع فأيهما أكبر . ويمكن كقاعدة عامة تطبق في الحالات الاعتيادية مزج كمية من الهواء الخارجي حدها الأدنى 17 m³/h مع 34 m³/h من الهواء المعاد لكل شخص .
يمكن تأمين تهوية مكان ما بنوعين من التهوية :
آ_ التهوية الطبيعية .
ب_ التهوية الميكانيكية ( باستخدام مراوح ) .
ففي النوع الأول يتعلق جريان الهواء و بالتالي تجدده بفرق درجات الحرارة و تأثير الريح لذا فإن حركة الهواء تكون نتيجة لذلك متغيرة .
و تتم التهوية الطبيعية بصورة عامة بسبب عدم كتامة النوافذ و الأبواب مما يسمح بتسرب كميات متفاوتة من الهواء الخارجي يتجدد به قسم من هواء الغرفة الداخلي و يشمل هذا النوع أيضاً تجديد الهواء الداخلي بالتهوية الآنية ( فتح النوافذ أو الأبواب ) أو بواسطة مداخن التهوية.
أما في التهوية الاصطناعية فإن حركة الهواء هي قسرية و تتم بواسطة مروحة حيث يساق مقدار معين من الهواء داخل الغرفة أ الصالة المراد تهويتها عن طريق فوهات إرسال خاصة و يمكن أن تكون تجهيزات التهوية جزء من تجهيزات تكييف الهواء .
و لقد وضعت قاعدة عامة لمعرفة ما إذا كانت كمية الهواء المتسربة تكفي أو لا تكفي لأغراض التهوية و من مقتضيات هذه القاعدة ، أن يكفي هذا التسرب في تهوية المساكن و المكاتب إذا لم يوجد بها كمية كبيرة من التدخين أو الأطعمة أو الروائح غير المقبولة أي أن التهوية الطبيعية تكون كافية و ذلك عند الشروط التالية :
1 - أن تخص الفرد من مساحة أرض الغرفة كحد أدنى 5 m³ .
2 - أن تخص الفرد من حجم الغرفة كحد أدنى 15 m³ .
3 - أن تكون نسبة النوافذ و الفتحات بالجدران 5% على الأقل من مساحة أرض الغرفة .
فإذا تحققت هذه الشروط كانت التهوية الطبيعية كافية و إلا يتوجب استخدام التهوية الصناعية عند تجاوز أحد تلك الشروط ( عندما لا يمكن تأمين كل الشروط السابقة ) .
ملاحظة 1 :
في الأماكن العامة حيث يكون مكوث الشخص أقل من ثلاث ساعات يمكن الاكتفاء بنصف الرقم الأول أي أن يخص الفرد من مساحة المكان ( 2.5 m ) كحد أدنى فقط .
إن الشروط المحددة سابقاً توفر علينا إجراء الحسابات لأنها تعطي نتائج فورية و صحيحة .
ملاحظة 2 :
غزارة المروحة يجب أن تؤمن كل الهواء اللازم لأنه عندما تعمل المروحة على دفع الهواء داخل الغرفة فسوف يرتفع ضغط الغرفة و ينعدم نتيجة ذلك التسرب من الشقوق و النوافذ .
تحسين شروط التهوية الطبيعية :
أن تحسين شروط التهوية الطبيعية أمر حيوي و هام في المساكن التي لا تحوي تجهيزات تهوية آلية و خاصة إن التهوية الطبيعية أمر مرغوب من عدة نواحي ( اقتصادية و صحية ) و يمكن أن يتم ذلك بتطوير و إيجاد حلول معمارية مناسبة لكل حالة من الحالات . كأمثلة نذكر منها :
آ_ مجاري التهوية .
ب_ مداخن التهوية :
و هي مداخن ذات سحب طبيعي متوقف مقداره (و بالتالي كمية الهواء الممكن إدخالها إلى المكان V m³/h ) على :
Dt : فرق درجات الحرارة ما بين الهواء الداخلي و الهواء الخارجي .
H : ارتفاع المدخنة بالمتر .
A : مقطع المدخنة m² .
و يمكن استخدام العلاقة التقريبية التالية لتحديد أبعاد مدخنة تهوية بحيث نضمن دخول مقدار معين من الهواء V :
ومهما يكن فإن مقطع المدخنة يجب أن لا يقل عن 20 Cm ×20
السرعة الوسطية للهواء داخل المدخنة .
التهوية الآلية :
من الواضح أنه لا نستطيع الحصول على تجديد كامل للهواء الداخلي و على توزيع منتظم و مضمون للهواء النقي المرسل إلا بواسطة تجهيزات التهوية الميكانيكية و باستعمال مراوح و يجب أن يتم توزيع الهواء المعالج المرسل إلى غرفة مكيفة بشكل لا يسبب فروقات كبيرة في درجات الحرارة ضمن المنطقة التي يوجد فيها الأشخاص .
كما يجب إرسال الهواء المكيف بالكميات اللازمة إلى مختلف أقسام الغرفة حسب متطلبات التدفئة أو التبريد دون إحداث تيارات هوائية مزعجة للموجودين في الغرفة . إلا أنه يجب أن يكون للهواء المرسل سرعة مقبولة يحس بها الأشخاص حتى لا يشعروا بالضيق و عدم الارتياح .
إذ يجب امتصاص الحرارة و الرطوبة من أجسامهم حالما تتولد و إلا فإن طبقة من الهواء الساكن الساخن و الرطب سوف تغلف جسم كل شخص فيشعر بالضيق و عدم الارتياح .
و يجب ، كقاعدة عامة ، أن تتراوح سرعة الهواء ضمن الأمكنة المكيفة بين 5 m/min كحد أدنى و10 m/min كحد أعلى ، علماً بأن سرعة الهواء إذا زادت عن 14 m/min كونت تيارات هوائية و اعتبرت بالنسبة لمعظم الأشخاص مزعجة .
عالية يجب أن نستخدم فوهات إرسال من النوع الكاتم للضجيج و يجب أن لا تتعدى سرعة الهواء الخارج من تلك الفوهات و الداخل للغرف السرعة المحددة أعلاه .
تجهيزات التهوية :
باستخدام مراوح نستطيع إرسال كمية الهواء اللازمة لكل صالة و أن نتحكم في توزع الضغوط داخل المبنى بحيث نمنع سريان الهواء من بعض الأماكن إلى أماكن أخرى مثلاً نجعل الضغط داخل المطبخ أقل من غرفة الجلوس فيستحيل انتقال الدخان و الروائح من المطبخ (منطقة الضغط المنخفض ) إلى غرفة الجلوس .
بل يحدث العكس و يكون تسرب الهواء دوماً من غرفة الجلوس إلى المطبخ بالإضافة إلى أننا نستطيع التحكم في صفات الهواء المرسل بتحضيره في مركز التهوية و إجراء عمليات التصفية و المعالجة له و لما كانت فروق الضغط التي يمكن الحصول عليها بواسطة هذه التجهيزات الميكانيكية كبيرة بقدر كافٍ فإن اختيار مسير شبكة توزيع هواء التهوية و تعيين المقاطع اللازمة لها يمكن التصرف فيه بما يناسب الناحية الإنشائية للمبنى و تحتوي تجهيزات التهوية المركزية على :
1 - مصافي لتنقية و تصفية الهواء .
2 - ملفات تسخين أو تبريد أو ترطيب .
3 - مروحة لتحريك الهواء و للتغلب على المقاومات في شبكة التوزيع .
4 - شبكة مجاري لسوق الهواء و توزيعه .
تحتوي التجهيزات الكبيرة على مروحة مستقلة لحسب الهواء الداخلي و مروحة أخرى لدفع الهواء المعالج و حسبما يكون حجم الهواء المرسل أو حجم الهواء المسحوب أكبر فإن الضغط داخل الصالة يكون أكبر من الضغط الخارجي أو اقل منه و في هذه الحالة تتقاسم المروحتان ضائعات الضغط في الشبكة و بالتالي يمكن اختيار مراوح عدد دوراتها غير مرتفع مما يؤدي إلى خفض الصوت و الضجيج في التجهيزات و قد نلجأ في بعض الحالات إلى تركيب مروحة دفع تقوم في الوقت ذاته بسحب الهواء من بعض الصالات و الغرف و تقوم مروحة ثانية بسحب الهواء الفاسد من بعض الغرف (مطابخ ، تواليت) و الأماكن لطرده بكامله .
في معظم الحالات يفضل دوماً المحافظة على ضغط داخلي أكبر بقليل من الضغط الجوي الخارجي و ذلك للحيلولة دون تسرب الهواء الخارجي إلى الداخل و منع ظهور تيارات هواء نتيجة هذا التسرب .
انتهى