سیستم کم انرژی تهویه هوای خنک در ساختمان ها

 معرفی:

ساختمان‌ها از طریق تنظیم دما، رطوبت و کنترل آلاینده‌ها در هوا نیاز به ایجاد محیطی راحت برای ساکنین خود دارند. بنابراین طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان به خصوص سیستم‌های خنک‌کننده به دلایل زیر بسیار مهم هستند:

  • افزایش رضایت و راحتی ساکنان
  • کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای
  • کاهش هزینه‌های انرژی و مجازات‌های مرتبط با قانون تغییرات آب و هوایی
  • جلوگیری از خطرات بیش از حد گرم شدن آب و هوا در آینده


در گذشته رویکرد رایج طراحی و اجرای تاسیسات مکانیکی برای خنک‌سازي ساختمان‌ها به سیستم تهویه مطبوع بستگی داشته است. با این حال، امروزه استفاده از سیستم تهویه‌ خنک‌کننده مکانیکی و به ویژه استفاده از سیستم تهویه هوا می‌تواند انرژی را با مقادیر بالا همراه با انتشار کربن دی‌اکسید (CO2) و خروجی قابل توجه گرما (که می‌تواند در بیش از حد گرم شدن مناطق شهری متراکم شود) افزایش دهد. استفاده از انرژی همراه با تهویه مطبوع (تبرید، فن‌ها، پمپ‌ها و غیره) در دفاتر صنعتی، تقریبا یک سوم انرژی مصرف شده توسط سیستم تهویه مطبوع در یک ساختمان مسکونی به حساب می‌آید.

مهم است که تاسیسات مکانیکی ساختمانی، از جمله سیستم تهویه‌ خنک کننده، در تمام بخش‌ها و مراحل، بخشی جدایی ناپذیر از طراحی ساختمان باشند تا از میزان کارآمدی آن‌ها اطمینان حاصل شود. بنابراين مهندس خدمات ساختماني بايد در مراحل ابتدايي پروژه طراحي انتخاب شود. از طرفی پارامترهای فراهم‌کننده‌ راحتی و آسایش ساکنین برای فصل‌های زمستان و تابستان باید توسط مهندسین سرویس‌دهنده تعیین شود. ساکنین ساختمان‌های مسکونی که تأثیر بیشتری را از محیط خود می‌گیرند، تمایل بیشتری به سازگاری با شرایط دارند، از این رو طراحی سیستم‌های تاسیسات مکانیکی به خصوص سیستم تهویه برای ساختمان‌هایی که تهویه‌ آن‌ها به صورت طبیعی تحت کنترل کاربر قرار می‌گیرند، غالبا سفت و سخت‌تر از ساختمان‌هایی است که به طور کامل تهویه مطبوع مکانیکی دارند.

سلسله مراتب خنک‌سازی

هنگام طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان و تهویه خنک‌کننده باید سلسله مراتب زیر را دنبال کنید تا اطمینان حاصل شود که سطح انرژی سیستم خنک‌کننده کم مصرف است:

1.طراحی منفعل برای به حداقل رساندن گرمای ناخواسته و مدیریت میزان حرارت، به عنوان مثال استفاده از جهت ساختمان نسبت به تابش آفتاب، سایه، پوشش و عایق و جریان هوا، کنترل جرم حرارتی و سیستم روشنایی و تجهیزات پر مصرف

2. سیستم خنک کننده منفعل / طبیعی، استفاده از هوای بیرونی برای تهویه و خنک‌سازی یک ساختمان بدون استفاده از یک سیستم قدرتمند، مثل: افزایش میزان تهویه متقاطع و یا استفاده از سیستم تهویه پکیجی

  • ترکیب سیستم‌های خنک‌کننده‌ مختلف با سیستم تهویه / تهویه مکانیکی محلی که در آن نیاز به تکمیل اقدامات فوق با استفاده از موارد زیر(به ترتیب اولویت) است:
  • خنک سازی مکانیکی کم انرژی (به عنوان مثال تهویه فن با / بدون خنک کننده تبخیری یا خنک کننده‌ زمینی)
  • تهویه مطبوع (رویکرد مطلوبی نیست زیرا این سیستم‌ها پرمصرف هستند.)

3. طراحی تاسیسات مکانیکی برای ساختمان‌هایی با سیستم تهویه مکانیکی کامل / سیستم تهویه‌ خنک‌کننده با استفاده از (به ترتیب اولویت):

  • خنک کننده مکانیکی کم انرژی
  • تهویه مطبوع

طراحی منفعل

طراحی منفعل در واقع در زمینه‌ کنترل گرمای تابشی ناخواسته (40 وات / متر مربع در مجموع به عنوان افزایش گرمای بیش از حد) به وسیله‌ کنترل میزان انرژی تابشی خورشیدی مستقیم، انتقال حرارت و نفوذ و تولید گرما داخلی انجام می‌شود.

مسائل کلی در مورد طراحی و اجرای سیستم‌های خنک کننده

 پس از اقدام به طراحی سیستم‌های تهویه‌ خنک‌کننده‌ منفعل ممکن است برخی دیگر از فرم‌های تهویه / خنک کننده نیز مورد نیاز باشد. سیستم‌های تهویه خنک‌کننده در انواع مختلفی ظاهر می‌شوند اما اینکه آیا سیستم آن‌ها منفعل، مکانیکی یا ترکیبی باشد، نیاز به کنترل دارد تا بتوانند نیازهای بهداشتی، آسایش و راحتی و نیاز به تهویه و خنک سازی را برآورده کنند و در صورت لزوم استفاده از سیستم‌های هوشمند کنترل ساختمان - که ترکیبی از سنسورهای نظارتی و کنترل کامپیوتری برای نظارت و کنترل تجهیزات مصرف انرژی، مانند گرمایش، تهویه، خنک‌کننده و روشنایی می‌باشند، ضروری است.