التهوية: من يحتاج إليها؟

وبما أن معايير البناء الجديدة تؤدي إلى إحكام تغليف المباني، فإن المنازل تتطلب حلول تهوية ميكانيكية للحفاظ على الهواء الداخلي نقيًا.

الإجابة البسيطة على عنوان هذه المقالة هي أي شخص (إنسانًا كان أم حيوانًا) يعيش ويعمل في الأماكن المغلقة. أما السؤال الأهم فهو: كيف نُوفّر هواءً نقيًا مُؤكسجًا كافيًا لسكان المباني مع الحفاظ على مستويات منخفضة من استهلاك طاقة أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وفقًا للأنظمة الحكومية الحالية؟

في أعقاب تداعيات حظر النفط في أوائل سبعينيات القرن العشرين، شرعت وزارة الطاقة الأمريكية في تنفيذ برنامج شامل لأمن الطاقة، مما دفع المنظمين في أمريكا الشمالية إلى تطوير معايير متزايدة باستمرار لكفاءة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء أو معايير أداء الكفاءة الدنيا (MEPS).

إلى جانب أجهزة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة، أدى اتجاه آخر إلى إغلاق المنازل بإحكام قدر الإمكان باستخدام النوافذ والأبواب المحكمة الإغلاق وحواجز البخار وعلب العزل الرغوي المتوسع.

في إحدى الدراسات التي أُجريت على منزل مُجدد في التسعينيات، انخفض ضغط المنزل المعني إلى ما يزيد عن 50 باسكال بعد تشغيل جميع أجهزة شفط الهواء (مراوح الحمام، شفاط المطبخ). هذا يُعادل عشرة أضعاف الانخفاض المسموح به في الضغط، خاصةً مع وجود أجهزة تعمل بالوقود الأحفوري ذات تهوية طافية داخل المبنى. نحن بحاجة إلى هواء!

أي نوع من الهواء؟

مع ضيق أغلفة المباني اليوم، علينا التفكير في كيفية إدخال الهواء إلى الداخل وأسبابه. وقد نحتاج إلى أنواع متعددة من الهواء. عادةً ما يوجد نوع واحد فقط من الهواء، ولكن داخل المبنى نحتاج إلى الهواء لأداء وظائف مختلفة حسب أنشطتنا الداخلية.

يُعدّ هواء التهوية من أهم أنواع الهواء للإنسان والحيوان. يتنفس الإنسان حوالي 13 كيلوغرامًا من الهواء يوميًا، بينما نقضي ما يقرب من 90% من حياتنا داخل المنزل. في الوقت نفسه، من الضروري التخلص من الرطوبة الزائدة والروائح وثاني أكسيد الكربون والأوزون والجسيمات الدقيقة والمركبات الضارة الأخرى. وبينما يوفر فتح النافذة هواء التهوية اللازم، فإن هذه التهوية غير المنظمة ستؤدي إلى استهلاك أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء لكميات كبيرة من الطاقة - وهي طاقة يُفترض بنا توفيرها.

هواء التعويض هو الهواء الداخل من الخارج والمُخصص لاستبدال الهواء المُستنفد من أجهزة مثل شفاطات المدخنة ومراوح الحمامات وأنظمة الشفط المركزية ومجففات الملابس. ربما لا تحتاج منازل اليوم المبنية وفقًا لأحدث المعايير إلى هواء تعويضي إلا إذا قام طهاة مُحترفون بتركيب شفاطات مدخنة كبيرة الحجم تُضخ كميات كبيرة من الهواء (أكثر من 200 قدم مكعب في الدقيقة).

وأخيرًا، هناك أيضًا هواء الاحتراق، وهو الهواء المخصص للاستخدام في الأجهزة التي تعمل بالوقود الأحفوري، مثل أفران الغاز وسخانات المياه والمواقد ومدافئ الحطب. بسد أي فجوة محتملة في تسرب الهواء في منازل اليوم، تضطر أجهزة الغاز إلى "استعارة" هواء التهوية، مما يُسبب مشكلة خطيرة. فالأجهزة التي لا تستطيع التهوية بسبب انخفاض الضغط، أو التي تعاني من نقص الهواء، قد تبدأ بحرق نواتج دخانها، مُنتجةً أول أكسيد الكربون القاتل، وهي مأساة أودت بحياة الكثيرين على مر السنين.

تقديممعدل ضربات القلبوERV

كانت المباني القديمة تعاني من تسربات هوائية شديدة، مما جعل الهواء المتسرب يلبي جميع متطلبات التهوية بسهولة، ولكن ليس دون عواقب. كان الهواء الداخل يحتاج إلى تكييف مع الحرارة، وربما الرطوبة، مما أدى إلى تكاليف إضافية للوقود والصيانة. كانت المنازل تعاني من تيارات هوائية، وكثيرًا ما شعر السكان بعدم الراحة لأن الهواء الجاف كان يتبخر كميات كبيرة من الرطوبة من الجلد، مما خلق شعورًا بالبرد الشديد. تسبب تراكم الكهرباء الساكنة في السجاد والأثاث في صدمات مؤلمة عند لمس صاحب المنزل المشحون كهربائيًا لسطح التأريض. إذًا، أيهما أفضل؟

جهاز تهوية استرداد الحرارة (HRV) هو حل تهوية ميكانيكي يستخدم تيار الهواء العادم القديم لتسخين نفس حجم الهواء البارد الداخل إلى الهواء النقي الخارجي.

عندما تمر تيارات الهواء عبر بعضها البعض داخل قلب صمام HRV، سيتم نقل ما يصل إلى 75% أو أكثر من حرارة الهواء الداخلي إلى الهواء البارد وبالتالي توفير التهوية اللازمة مع تقليل تكلفة "تعويض" الحرارة المطلوبة لرفع هذا الهواء النقي إلى درجة حرارة الغرفة المحيطة.

في المناطق الرطبة، خلال أشهر الصيف، يزيد مُكيف الهواء من مستوى الرطوبة في المنزل. مع تشغيل وحدة التبريد وإغلاق النوافذ، لا يزال المنزل بحاجة إلى تهوية كافية. نظام تبريد مناسب الحجم، مُصمم مع مراعاة الحمل الكامن في الصيف، قادر على التعامل مع الرطوبة الزائدة، ولكن بتكلفة إضافية.

يعمل جهاز تهوية استعادة الطاقة (ERV) بطريقة مشابهة لجهاز تهوية استرداد الطاقة (HRV)، ولكن خلال فصل الشتاء، تُعاد بعض الرطوبة من الهواء إلى المساحة الداخلية. في المنازل ذات المساحات الضيقة، يُساعد جهاز تهوية استعادة الطاقة (ERV) على الحفاظ على رطوبة داخلية بنسبة 40%، مما يُخفف من الآثار السلبية لجفاف الهواء في الشتاء.

خلال التشغيل الصيفي، يتخلص صمام ERV من ما يصل إلى 70% من الرطوبة الواردة، ويعيدها إلى الخارج قبل أن يتمكن من ملء نظام التبريد. لا يعمل صمام ERV كمزيل للرطوبة.

ERVs أفضل للمناخ الرطب

يقول خبراء التهوية إن وحدة التهوية الميكانيكية المثالية لأي منزل تعتمد على المناخ المحلي، ونمط حياة السكان، واحتياجات المالك الخاصة. على سبيل المثال، في المنازل التي يميل فيها مستوى الرطوبة في الشتاء إلى الارتفاع فوق 55%، يُفضّل استخدام مُكيف هواء مُحسّن (HRV) لإزالة الرطوبة الزائدة.

يتفق الخبراء أيضًا على أن المنازل الأحدث، أو تلك التي تم تجديدها وفقًا لأحدث قواعد البناء، يجب أن يكون لها قيمة محددة لـ ERV نظرًا لأن المباني المجهزة بنوافذ زجاجية ثلاثية وأقبية معزولة بشكل صحيح يمكنها دعم رطوبة نسبية أعلى في أشهر الشتاء: 35٪ +/- 5٪ مقبولة.

مثال على رسم تخطيطي لـ HRV مثبت بنظام فرن الهواء القسري. (المصدر:منشور NRCan (2012):أجهزة تهوية استرداد الحرارة)

اعتبارات التثبيت

في حين أنه من الممكن تركيب وحدات ERV/HRV المصممة للتركيب السكني بطريقة مبسطة باستخدام نظام معالجة الهواء الحالي لتوزيع الهواء المكيف، فلا تفعل ذلك بهذه الطريقة إذا كان ذلك ممكنًا.

برأيي، يُفضّل تركيب نظام قنوات مُخصّص بالكامل في مشاريع البناء الجديدة أو التجديدات الكاملة. سيستفيد المبنى من أفضل توزيع للهواء المُكيّف وأقل تكلفة تشغيل ممكنة، حيث لن تكون هناك حاجة لمروحة الفرن أو مُعالج الهواء.

تتميز بعض أفضل معدات HRV/ERV المتوفرة في السوق بمحركات EC وخوارزميات تحكم قادرة على موازنة الأنظمة تلقائيًا والتكيف مع تغيرات الضغط.

قد يستغرق الأمر بعض الوقت لإقناع جميع أصحاب المنازل بأن التهوية الميكانيكية أفضل من فتح النوافذ في أي وقت. لسكان المدن مصلحة حقيقية في الاعتماد على التهوية الميكانيكية المُركّبة والمُحافظ عليها جيدًا من قِبل متخصصين، وهو أمر لم يسبق لهم الحصول عليه، كما تشير الدراسات.

مثال على تركيب HRV مع مجاري الهواء المباشرة. (المصدر:منشور NRCan (2012):أجهزة تهوية استرداد الحرارة)

هولتوب هي الشركة الرائدة في الصين في مجال إنتاج معدات استعادة الحرارة من الهواء إلى الهواء. وهي ملتزمة بالبحث والتطوير التكنولوجي في مجال تهوية استعادة الحرارة ومعدات مناولة الهواء الموفرة للطاقة منذ عام ٢٠٠٢. تشمل منتجاتها الرئيسية مراوح تهوية استعادة الطاقة (ERV/HRV)، ومبادل حراري للهواء، ووحدات مناولة الهواء (AHU)، ونظام تنقية الهواء. بالإضافة إلى ذلك، يقدم فريق هولتوب المتخصص في حلول المشاريع حلولاً مخصصة لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء لمختلف القطاعات.

فيما يلي بعض المنتجات ذات الصلة، يرجى الاتصال بنا إذا كنت مهتمًا بأي من منتجات HRV/ERV/المبادل الحراري.