Integrated air distribution system
سیستم تهویه طبیعی
بر مبنای جریان باد و حرارت به عنوان نیروهای محرکه می‌باشد ویک پدیده یا اختراع جدید نمی‌باشد. استفاده از نیروی طبیعی به منظور تهویه به مدت هزاران سال برای انسان‌ها و حیوانات از جمله موارد در دسترس برای ایجاد شرایط زیستی مناسب بوده است. استفاده از محرکه مکانیکی مثل فن ها برای انجام تهویه طبیعی هوا در طول کانال‌های هواکش، در طی قرن بیستم محقق گشت. سیستم تهویه مکانیکی هوا یک جریان هوای ثابت را ارایه داد، بدین ترتیب امکاناتی برای پاکسازی هوا (مانند تهویه مطبوع) وبازیابی حرارتی نیز فراهم آمد. اما با وجود مزایای سیستم تهویه مکانیکی، سیستم تهویه طبیعی رشد خیلی خوبی داشته است که حتی می‌توان آن را یک دوره تجدد در اواخر دهه ۱۹۹۰ نامید. در این میان به خصوص مهندسان معمار علاقه‌مند به استفاده از سیستم تهویه طبیعی با استفاده از قدرت محرکه هوا در داخل ساختمان بودند. آنها استفاده از سیستم تهویه طبیعی را در ساختمان‌ها رواج داده وتوجه بیشتری را به این زمینه جلب کردند. البته پیش زمینه‌ها و انگیزه‌ها برای این توجه گوناگون بود. سیستم‌های تهویه مکانیکی، به سیستم‌های پیچیده با تعداد زیادی از اجزایی که نیازمند فضا و مصرف انرژی بودند توسعه یافتند. به عنوان یک پیامد، استفاده یکپارچه از این سیستم‌ها در ساختمان‌ها، چالش برانگیز و نیازمند مهارت بود. در این مورد، برآورده سازی و ایجاد تعادل در هر دو مورد کیفیت معماری و تنفس خوب، به عنوان عملکردهای سیستم تهویه، از نتایج مهم کار است. یک سیستم مکانیکی تهویه، دارای عمر خدمت کوتاهی نسبت به ساختار ساختمان می‌باشد. از طرفی بازسازی یا نوسازی سیستم تهویه مکانیکی به دلیل وجود داکت‌هایی که با سازه ساختمان در گیر هستند، مدت عمر ساختمان را کاهش می‌دهد. در نتیجه سیستم تهویه مکانیکی بخش بزرگی از هزینه‌های ساختمان را شامل می‌شود. در حقیقت بسیاری از سیستم‌های تهویه مکانیکی هوای مطلوب مورد نظر را ایجاد نمی‌کنند که این موضوع در تحقیقات، به نامسندروم ساختمان بیمارمعروف شده است، که باعث کم شدن اعتقاد به سیستم‌های مکانیکی، به عنوان راه حل نهایی، شده است. سیستم‌های تهویه مکانیکی صدای زیادی تولید می‌کنند (هم در داخل وهم خارج از ساختمان) و اغلب تمیز کردن، تعمیر و نگهداری آنها سخت می‌باشد. در مجموع، همه این موارد و نیز افزایش آگاهی پیرامون پیامدهای محیطی مصرف بیشتر انرژی و منابع، به تمرکز بیشتر بر ساختمان‌های با مصرف پایین انرژی منجر شده است.
استفاده از تهویه طبیعی، ممکن است نوسانات درجه حرارت در داخل خانه و کیفیت هوا تحت تاثیر قرار گیرد، همچنین دستیابی به بازیابی انرژی حرارت، سخت می‌باشد. گرچه با پیشرفت در تکنولوژی رایانه‌ای، کنترل مناسب و پیش بینی جریان هوا در سیستم تهویه طبیعی ممکن شده است. بعلاوه با ترکیب سیستم تهویه مکانیکی و طبیعی، که سیستم‌های تهویه هیبرید یا سیستم‌های تهویه ترکیبی خوانده می‌شود، سعی در استفاده مفید از امکانات و حذف موانع هر دو سیستم را دارند.
تاریخچه
پیشرفت‌های تاریخی
نوع بشر در طول تاریخ به منظور سازگاری با شرایط مختلف محیطی، تکامل یافته و توانایی خود را افزایش داده است. ما به مناطق متفاوت آب و هوایی نقل مکان کرده‌ایم و با چرخه‌های متغیر روزانه و فصلی زندگی کرده‌ایم (اشاره به کوچ نشینی). ساختمان محافظ بشر در برابر اقلیم‌های متفاوت طبیعی بوده است. خانه‌های ابتدایی برای زندگی، در مرکز جایی برای آتش داشت، با گذشت زمان، تکنیک‌های کنترل و تنظیم هوای داخل خانه پیشرفت کرد و پیچیده شد. برای تامین حرارت مناسب محیط و کیفیت هوای داخل خانه در قرن ۲۰ استفاده از تهویه‌های مکانیکی و تکنولوژی ایرکاندیشن افزایش یافت. این تکنیک‌ها به سیستم پیچیده ای تبدیل شدند که لزوماً قادر به ایجاد هوای مناسب در داخل خانه نبودند. به دلیل این مغایرت، مجدداً تاکید بر موارد کوچک تر، قوی تر وبا مصرف انرژی کمتر قرار گرفت. مکانیزم تکامل تئوری سنتی چنین بود که با گامی به عقب، فرم‌های با قابلیت‌های بیشتر را پیدا کند و در انتها راه جدیدی در مسیر تکامل تازه‌ای بیابد.
حفاظت حرارتی در معماری
ساختمان‌هایی با تهویه مکانیکی و یا طبیعی برای برآوردن نیازهای بشر طراحی و ساخته شده‌اند. یک نیاز مهم این است که کیفیت هوای داخلی باید برای اغلب افراد قابل قبول بوده و تاثیرات مضری برای سلامتی نداشته باشد. مورد مهم دیگر، برآورده شدن نیازهای حرارتی می‌باشد. شرایط حرارتی مناسب یک مورد کاملاً شخصی و از نظر کیفی بسته به تجربه شخص است در نتیجه به عنوان یک عامل فردی محسوب می‌شود. این مهم است که ساختمان در خدمت افراد باشد ونه برعکس، به عبارت دیگر ساختمان باید خدمتکار باشد نه رئیس.
با کشف اثرات تهویه هوا بود که همه عناصر کنترل حرارت برای اولین بار در دسترس بودند، یکبار دیگر تکنولوژی توسعه یافت ومردم در مورد حرارت محیطی مطلوب کنجکاو شدند. بخش بزرگی از تحقیقات در بارهٔ تاثیرات دما بر بدن انسان و مشخص کردن (محدوده آسایش)یا محدوده خنثی حرارتی صورت گرفت، جایی که فعالیت اشخاص بیشترین کیفیت را داشته باشد. به رغم حساسیت و درک موضوع، تجربه نشان می‌دهد که محدوده آسایش با توجه به جایی که شما هستید تغییرات قابل توجهی دارد. محدوده آسایش همچنین نسبت به هر فرد متغیر می‌باشد و با فاکتورهایی مثل سن و جنسیت وخو گرفتن با آب وهوای جدید، در ارتباط می‌باشد. با وجود این متغیرها، سعی بسیاری برای (ارائه) نظریه آسایش حرارتی وجود دارد.
استفاده از سیستم تهویه طبیعی در چارچوب معماری
فشار محرکحاصل از باد ورانش حرارتی، که قبلاً اشاره شد، در مقایسه با آن چیزی که فن‌ها در سیستم‌های تهویه مکانیکی تولید می‌کنند کم است. این مساله پیامدهایی برای طراحی معماری داخلی و خارجی از تهویه طببیعی ساختمان دارد، چنانکه ساختار ساختمان با استفاده از فرم خود و با بهره‌گیری از نیروهای محرک طبیعی، هوا را به فضای داخلی و به خارج از آن هدایت می‌کند در قسمت بیرونی (ساختمان) این مکان وجود دارد که راهی در بدنه ساختمان جهت مهار ساختن نیروهای محرک جهت هدایت هوا به داخل و خارج ساختمان به وجود آورد. این امر در شکل گیری حجم ساختمان تاثیر گذار است، این تاثیر در ظاهر احجام و چرخش ساختمان نسبت به جهت باد غالب و خورشید قابل مشاهده است. تهویه طبیعی ساختمان باید از بیشترین امکانات سایت استفاده کند. این سخن برای آگاهی طراحان از میزان اهمیت درک شرایط و پتانسیل درونی سایت می‌باشد. که ممکن است منجر به سازگاری بیشتر ساختمان با سایت شود. در مقابل ساختار تهویه مکانیکی نیازمند هیچ سازگاری با سایت و شرایط آب و هوایی نمی‌باشد و این امر می‌تواند به وسیله تهویه مکانیکی و سیستم‌های تهویه مطبوع جبران گردد.
در قسمت درونی (ساختمان) این امکان وجود دارد که راهی برای سازماندهی و شکل دهی و کم کردن مقاومت فضای داخلی در مقابل عبور هوا شکل داد. میزان افت فشار در راه عبوری (از قسمت ورودی به خروجی) اید به اندازه کافی کاهش یابد تا ضعف فشار را جبران کند. بنابراین ساختار ساختمان با اتاق ها، راهروها، پله ها و غیره در مقابل کانال‌های موجود در سیستم تهویه مکانیکی به عنوان مسیر عبور هوا مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فضاهای داخلی مقاومت کمتری را برای عبور هوا نسبت به کانال‌هایی با تقاطع‌های زیاد ایجاد می‌کنند. در داخل (ساختمان) تهویه طبیعی در بیشتراتصالات فضایی نمود دارد. ایده تهویه طبیعی در بدنه ساختمان یکپارچگی بیشتری دارد ودر نتیجه در بیرون و همچنین در داخل ساختمان وطراحی تاثیر می‌گذارد.
تهویه طبیعی اغلب یکی از نمادها در طراحی سبز یا طراحی پایدار می‌باشد. این نوع طراحی در محدوده وسیعی از راه حل‌هایی با بالاترین سطح تکنولوژی تا راه حل‌هایی با تکنولوژی بسیار پایین را در بر می‌گیرد. به صورت کلیساختمان‌های سبز، کم مصرف یا پایدار به نظر وارد یکی از این دو طبقه بندی (سبز) یا (پایدار) می‌شود و چیزی بینابین این دو وجود ندارد. این مقاله نشان می‌دهد که متوجه بشویم، ساختمان‌هایی وجود دارند که در بین این دو محدوده قرار می‌گیرند. در این طراحی‌ها راه حل‌هایی تکنولوژیکی و تکنیکالی تعیین کننده فرم ساختمان نمی‌باشد. در حالی که تکنولوژی به عنوان عامل اصلی در معماری جلوه می‌نماید، در اینجا، جنبه‌های تکنیکی باید در خدمت حالت هنری و احساسی معماری قرار گیرد.
اصول و عوامل تهویه طبیعی
اصول تهویه طبیعی در ساختمان‌ها، با تکیه بر باد، جریان گرما یا هر دو نیروی محرکه نسبتاً معدود و مشخص است. در آینده به تهویه طبیعی می‌بایست توجه بیشتری شود، به طوری که تمرکز و تلاش‌های صورت گرفته در نیمه آخر قرن اغلب بر تهویه مکانیکی با نگاه خوش بینانه تری به تهویه طبیعی صئرت می‌گرفت. هدف تهویه طبیعی مدرن استفاده از محرک‌های طبیعی موثر، برای بیشتر مواقع، کاهش استفاده از انرژی و خنک‌کننده‌های مکانبکی است. پیش از هر اقدامی باید دیدگاه کلی ما در مورد تهویه طبیعی مشخص گردد. ما از سه جنبه حیاتی طبقه بندی‌های متفاوت تهویه طبیعی استفاده کردیم: اولین جنبه استفاده از محرکه طبیعی برای تهویه بود. محرکه فشار می‌تواند، باد، نیروی شناوری، یا ترکیبی از هر دو باشد.
جنبه دوم استفاده از اصول تهویه جهت در اختیار گرفتن نبروهای طبیعی برای تهویه فضا است. این عمل با تهویه یک سویه، عبوری، یا به صورت دودکشی می‌تواند انجام شود.
جنبه سوم ویژگی‌های عوامل تهویه استفاده شده، برای درک تهویه طبیعی می‌باشد. مهمترین ویژیگی عوامل: برج باد، بادگیرها، شومینه، نمای دوجداره، آتریوم و دریچه‌های ثابت در محل می‌باشد.
هدف از تهویه
تهویه هوای اشغال کننده در ساختمان‌ها دو هدف اصلی دارد. یکی از اهداف تهیه کیفیت لازم برای هوای داخل ساختمان است که به طور اساسی بر پایه هوای تازه و دفع یا حذف آلودگی هوای داخل می‌باشد. هدف دیگر ایجاد گرمای مناسب به وسیله مکانیزم انتقال گرما می‌باشد. در واقع تهویه جهت ذخیره اکسیژن نداریم. در اصل وجود اکسیژن پایین به سختی امکانپذیر است و سطح ساختمان‌های معمولی بر مقدار اکسیژن دلالت دارد. و هیچ تهویه‌ای برای دی اکسید کربن به طور نرمال به میزان خطر آن برای انسان نداریم. غلظت دی اکسید کربن از سوی دیگر شاخص آلاینده ایجاد شده توسط انسان مثل عطر و رطوبت می‌باشد که به عنوان هوای کهنه تشخیص داده می‌شود.
هوای کهنه یا همان آلودگی‌های اصلی عبارتند از:
- بو و رطوبت ایجاد شده توسط افراد و فعالیت آنها
- انتشار از طریق مواد، لوازم، اثاثه، تجهیزات ساختمان، شوینده‌ها و غیره.
- دود تنباکو و آلودگی حاصل از مراحل احتراق.
- رادون و آلودگی منابع خارج از ساختمان
استفاده از تهویه طبیعی در طول روز تا زمان رسیدن به دمای مناسب سه هدف را دارد:
- خنکسازی هوای داخل ساختمان توسط جابجایی یا حذف آن با هوای بیرون از ساختمان تا زمانی که هوای بیرون سردتر از داخل باشد.
- خنک سازی ساختار ساختمان.
- تلاش برای خنک سازی مستقیم بدن انسان در طول همرفت و تبخیر.
- عملکرد تهویه برای سلامت این است که اکسیژن مورد نیاز برای تنفس ساکنین، جلوگیری از ایجاد بو، جلوگیری از انباشته شدن دی اکسید کربن، را تامین کند.
محرک‌های طبیعی
تنها دو وضعیت در محرک‌های طبیعی وجود دارد، جریان گرما و باد.
جریان حرارتی
جریان حرارتی زمانی روی می‌دهد که تفاوت در چگالی بین محیط داخلی و خارجی ایجاد گردد که این مسئله نیز با تفاوت دمای داخل و خارج اتاق حاصل می‌گردد. جریان حرارتی گاهی مربوط به اثر مکش یا خاصیت دودکشی می‌باشد. اختلاف چگالی باعث فشارهای متفاوتی می‌شود که سبب کشش هوا به داخل و خارج به واسطه بازشوها در مکان‌های مناسب از جداره‌های ساختمان می‌شود. زمانی که دمای هوای داخلی بیش از هوای خارجی گردد در بالای ساختمان فشار مضاعف و در پایین ساختمان فشار هوای کم به وجود می‌آید. که در ارتفاع مشخصی فشار داخلی و خارجی برابر می‌گردد و این حالت خنثی است. فشار زیاد در بالا سبب خروج هوا از ساختمان و فشار کم قسمت پایین سبب ورود هوا به داخل ساختمان می‌گردد. .
ترکیب جریان گرما و باد
دو نیروی محرک گرما و باد می‌تواند به طور مجزا اتفاق بیفتد اما اگر در یک زمان اتفاق بیفتد مناسب تر است. در یک روز آرام و بدون باد، به عنوان نمونه، خاصیت نگهداری گرمایی نیروی محرک را اهدا خواهد کرد در حالی که در یک روز گرم بادی، به طور نمونه، فشار متفاوت به وجود آمده به وسیله باد، نیروی محرک را ایجاد خواهد کرد نیروهای آنها می‌توانند مخالف و یا مکمل باشند و این موضوع به قرارگیری آن نسبت به مسیر قسمت ورودی و خروجی در ارتباط با جهت باد بستگی دارد. .
اصول تهویه طبیعی
شکل ساختمان همراه با موقعیت ورودی‌های تهویه طراحی شده روشهای تهویه طبیعی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. در خصوص تهویه طبیعی تفاوت‌هایی در بین سه روش تهویه‌ای موجود است:
- تهویه یک سمت (یک طرفه)
- تهویه عبوری
- تهویه مکشی
اجزا تهویه نشان می‌دهد که چگونه راه‌های درونی و بیرونی به هم ملحق می‌شوند. و اینکه چگونه هوا به یک ساختمان وارد می‌شود. تراوش از میان پوشش ساختمان می‌تواند همچنین نقش بازی را ایفا کند، بسته به اینکه مقاومت پوشش ساختمان نسبت به هوا چقدر است. هرچند این شکل از تهویه معمولاً تصادفی و غیر مطلوب است.
تهویه از یک سمت
تهویه یک سویه بر دهانه روی یک جهت از چهاردیواری یا محوطه تهویه تکیه دارد. هوای تازه از یک طرف وارد و از همان سمت در هوای مصرف شده خارج می‌شود.
به عنوان نمونه، اتاق‌های سلولی است که پنجره‌های بازشویی روی یک جهت از ساختمان و درهای بسته درونی در جهت دیگر است. بازشوهای اتاق در تهویه یک سویه، نیروی محرک اصلی در تابستان برای اختلاف درجه حرارت در ظرفیت گرمایی بین داخل و خارج، به فاصله عمودی بین ورودی‌ها و مساحت ورودی‌ها بستگی دارد. فاصله بیشترعمودی بین ورودی‌ها و تفاضل بیشتر گرمایی بین داخل و خارج در ظرفیت حرارتی موثر است. همچنین در مقایسه با دیگر استراتژی‌ها سرعت تهویه کردن پایین است و تهویهٔ هوا در فضای دور نفوذ ندارد. به عنوان یک قاعده کلی، تهویه یک طرفه به عمق ۲ تا ۲٫۵برابر ارتفاع کف تا سقف موثر است.
تهویه عبوری
تهویه عبوری موردی است، که هوا بین دو پوشش ساختمان توسط اختلاف فشار باد در بین دو سمت جریان می‌یابد. هوا تهویه به صورت رایج از میان پنجره‌ها، روزنه‌ها و شبکه‌های گنجانده شده در نما وارد و خارج می‌شود. هوای تهویه از سمت رو به باد به سمت پشت باد جابجا می‌شود. یک مثال نوعی فضای سبز دفاتر با پلان آزاد است که فضا در تمام عمق ساختمان کشیده می‌شود. جریان هوا هم از میان درهای باز یا شبکه‌ها می‌تواند عبور کند همچنین تهویه عبوری اصطلاحی است که برای جریان هوایی که از یک سمت وارد می‌شود و از سمت دیگر خارج شود، به کار می‌رود. که در اینجا اصل تهویه روی سیستم، تهویه عبوری یا مکشی است که زمانی که هوا عبور می‌کند گرما و آلاینده‌ها را بر می‌دارد در نتیجه یک محدودیتی برای عمق فضایی که به صورت موثر می‌تواند تهویه عبوری شود وجود دارد. به عنوان یک قاعده کلی، تهویه عبوری به عمق ۵ برابرارتفاع کف تا سقف موثر است.
تهویه مکشی
تهویه مکشی حالتی است که هنگامی که هوا می‌وزد بین دو جهت از پوشش ساختمان به وسیله اختلاف فشار باد القا شده در بین دو جهت به وجود می‌آید. هنگامی که هوا از یک جهت از فضا داخل می‌شود و از جهت مخالف خارج می‌شود. در این مورد اصل تهویه بر تراز سیستم تهویه استوار است و می‌تواند هر کدام از راه‌های عبوری یا مکشی باشد. نتیجه حرکت هوا در سرتاسر فضای اشغال شده، افزایش گرما و آلاینده‌ها است. در نتیجه، تهویه عبوری می‌تواند به طور موثر در عمق فضا کاهش داشته باشد. .
مسیرهای ورود و خروج موضعی و مرکزی
ما به وسیله راه‌های ورود و خروج هوا، تهویه هوا گردشی میان فضاهای بیرون و اشغال شده درونی ساختمان را ادراک می‌کنیم، در واقع مسیر ورود هوا در یک فضای اشغال شده نمی‌باشد. مسیر ورود و خروج می‌تواند به دو دسته تقسیم شود: موضعی و مرکزی.
مسیر ورودی مرکزی یعنی یک یا چندین فضای اشغال شده به وسیله‌ای سرویس دهی شوند. در امتداد یک مسیر ورودی مرکزی روی هوای تهویه می‌توان عملیات‌های متفاوتی انجام شود. هوا می‌تواند تصفیه، گرم و سرد شود و ممی توان با فن‌ها افت فشار در مسیر جریان هوا را جبران کرد. بنابر این یک واحد مستقل تصفیه، یک واحد تبادل گر حرارتی و یک فن مستقل می‌تواند به جریان هوای ورودی سرویس دهی کند. یک مسیر خروجی مرکزی بدین معنی است که هوای استفاده شده از یک یا چندین فضای اشغال شده جمع شود و از یک نقطه یکسان خارج شود. هنگامی که مسیر ورودی وخروجی مرکزی است تجدیدپذیری حرارتی امکانپذیر می‌باشد. داکت جاسازی شده و آتریوم نمونه‌ای از مسیرهای ورودی مرکزی است. وباکس پله که عملکرد دودکشی دارد یک مسیر خروجی مرکزی است. در مقابل مسیرهای ورودی و خروجی مرکزی، مسیرهای ورودی و خروجی موضعی سیستم توزیع واحد با هم ندارند. هوا به صورت مستقیم از بازشوهای جداره ساختمان داخل و خارج می‌شود، پنجره‌های بازشو و روزنه‌ها در نما نمونه‌ای از مسیرهای ورود و خروج موضعی هستند.
محاسن و معایب روشهای موضعی و مرکزی این است که از محاسن روش موضعی در مقایسه با روش مرکزی نسبت به تغییرات و نیاز به فضای کمتر از انعطاف‌پذیری بیشتری برخوردار است. همچنین دریچه‌های روش موضعی نسبت به روش مرکزی فاصله کمتری بین هوای تازه (هوای بیرون) و فضای اشغال شده ارائه می‌دهند. به شرطی که هوای بیرون کیفیت خوبی داشته باشد، این تفکر مبنی بر تهیه هوای تازه در فضای اشغال شده با حداقل ریسک کاهش کیفیت هوا از طریق راه‌های ورودی هوا به ساختمان صحیح می‌باشد. از سوی دیگر در روش موضعی ارتعاش کمتر سروصدا از منابع بیرونی نسبت به روش مرکزی مشکل تر تامین می‌شود. این تعبیر محدود به عمق از فضا است که بتوان تهویه مناسب کرد در نتیجه روشهای مرکزی همیشه برای پلان‌های عمیق تر نسبت به روش موضعی به کار می‌رود. .
ترکیب تهویه مکانیکی و طبیعی
تا این اواخر در تهویه مکانیکی و طبیعی دو تکنیک جدا از هم بودند. تکنیک تهویه طبیعی در ساختمان‌ها از دوران باستان کاربرد داشت. روشهای طبیعی مثل ایجاد وزش باد حدود ۱۰۰۰سال کاربرد داشته است مثل بادگیرهای یزد، از آن به بعد، تکنولوژی تهویه طبیعی پیشرفته تر وپنجره‌های بازشو و شبکه‌های ورود هوا و هواکش‌های سقفی معرفی شدند. که بیشتر روشهای تهویه طبیعی مدرن مجهز به کنترل اتوماتیک هستند. در قرن بیستم تهویه مکانیکی و آماده‌سازی مکانیکی هوا بر سایر روش هاچیره شد. این تکنولوژی که به وسیله افزایش تعداد قطعات الکتریکی نیاز داشت. با وجود این، بسیاری از این روش‌ها نمی‌توانند آب و هوای مطلوب داخل را تامین کنند. در تهویه مکانیکی اجزا آن، خود آنها منبع تولید آلودگی اند. این تناقص‌ها باعث شده که تمرکز بر روی عملکردهای ساده تر، قوی تر و با مصرف انرژی کمتر مطرحگردد. افزایش توسعه اخیر در تکنولوژی کامپیوتر، امکان کنترل و محاسبه جریان هوا در روش تهویه طبیعی را رضایت بخش کرده است.
تهویه طبیعی در نیمه آخر قرن بیستم رایج شد. در اوایل فقط یک روش تخلیه یک طرفه با سرعت ثابت بود. بعد از بحران نفت ۱۹۷۳، تعادل سیستم‌ها با استحصال گرمایی بیشتر رایج ئ تقاضای روشهای کنترل تهویه در طول دو دهه آخر رایج تر شد.
روشهای تهویه، فقط بر نیروهای محرک طبیعی تکیه دارند، همیشه قادر به ایجاد جریان هوا با سرعت مورد نظر نیست به خصوص در روزهایی از تابستان که باد نمی‌وزد. بنابر این مجدداً هم سو با بازگشت به تکنولوژی تهویه طبیعی در سال‌های اخیر، سیستم‌های تهویه ترکیبی از تکنولوژی تهویه طبیعی و مکانیکی توسعه یافته است نمونه این سیستم‌ها فن‌های نصب شده بر روی مسیر هوا است تا زمانی که نیروهای محرک طبیعی کافی نیستند مکمل آنها باشند.
ترکیبات مختلفی از تکنولوژی‌های تهویه طبیعی و مکانیکی وجود دارد که به دو دسته تقسیم می‌شوند:تهویه مرکب و تهویه هیبریدی.
تهویه مرکب
شیوه تهویه مرکب خدماتی است که تهویه طبیعی را با تهویه مکانیکی ترکیب می‌کنند و یا در موثرترین شیوه سرمایش، استفاده می‌شوند. با توجه به طراحی‌های فیزیکی شیوه تهویه ترکیبی سه نوع مشخص شده است:تهویه طبیعی و مکانیکی که به معنی دو سیستم کاملاً خودکار است در جایی است که استراتژی کنترل هر یک از دو کلید بین دو سیستم یا استفاده یک سیستم برای برخی وظایف و سیستم دیگر برای وظایف دیگر باشد. برای نمونه فضایی که به طور مکانیکی در فصل‌های معتدل تهویه می‌شود. .
تهویه هیبریدی
این نوع تهویه به عنوان سیستم‌های فراهم کننده محیط آسایش داخلی که هم از تهویه طبیعی و هم از سیستم‌های مکانیکی استفاده می‌کنند اما در زمان‌های مختلف روز و یا در فصل‌های مختلف سال از شکل‌های متفاوت سیستم بهره‌مند می‌شوند توصیف شده‌اند. تفاوت اصلی بین سیستم‌های تهویه مرسوم و سیستم‌های هیبریدی این است که دومی سیستم کنترل هوشمندی دارد که به صورت خودکار بین حالت مکانیکی و طبیعی به منظور کمینه کردن مصرف انرژی جا به جا شود. .
عناصر شاخص تهویه طبیعی
به منظور سهولت در اصول تهویه طبیعی، عناصری به کار گرفته می‌شود که عناصرشاخص و هویت بخش تهویه طبیعی بوده است. اغلب ساختمان‌هایی که به صورت طبیعی تهویه می‌شوند مجبور به استفاده از عناصر تهویه مشخص مانند هواکش‌ها، آتریوم ،برج‌های بادی، دودکش‌ها و نماهای دو پوسته و محفظه‌های تهویه وکانال‌های جاسازی شده وباز شوهای تهویه در نما و..... برای تحت کنترل در آوردن نیروهای محرک طبیعی و جریان هوادر ساختمان می‌باشند. .
استفاده از تهویه هوا (ونتیلیشن)
به مفهوم حرکت و جابجایی هوا می‌باشد. در صنعت تهویهٔ مطبوع به عمل جانشین کردن ویا حرکت کردن هوا در یک فضا توسط وسایل مکانیکی یا طبیعی گفته می‌شود.
نمونه موردی‌های تهویهٔ طبیعی در ساختمان‌های با ارتفاع مختلف
تهویهٔ طبیعی در ساختمان با ارتفاع بلند
تهویه طبیعی در اداره مرکزی (جی، اس، دبلیو)
سال تکمیل:۱۹۹۹ مکان:برلین، آلمان معمار:Sauerbruch Hutton Architectss مشاور:Arup HVAK جهت باد غالب:غرب مساحت ناخالص برج:۱۶۲۰۸مترمربع ارتفاع کف تا سقف:۲٫۷متر در نظر گرفتن بافت شهری (جهت ساختمان بلند و اندازه و مکان آن) در مقایسه با مفهوم تهویه از اهمیت بیشتری در مراحل اولیه طراحی برخوردار بوده است. مفاهیم تهویه نباید مسائل مهم شهری و یا مسائل فرمی معماری را به خطر بیندازد. در یک مرحله از کار طراحی، تعامل ساختمان با بافت شهری به عنوان موضوع اساسی مورد تصمیم گیری قرار گرفته، سیاست گزاران مرکز (جی، اس، دبلیو) در این خصوص نشان دادندکه جریان طبیعی هوا می‌تواند به عنوان ایده‌ای برای طراحی، در طرح‌های توسعه ساختمانی، استفاده شود. عناصر مشخص سیستم تهویه طبیعی (ورودی‌های تهویه در نما و نمای دو جداره و سقف شیروانی) همگی علاوه بر نقششان به عنوان بخشی از سیستم تهویه طبیعی، در طرح معماری این ساختمان نیز نقش بسزایی داشته‌اند. آنها به طور آگاهانه‌ای طراحی شده‌اند تا جزئی از معماری باشند، بیان معماری در نماهای شرقی و غربی عمدتاً نتیجه ایده تهویه طبیعی است. پنل‌های خورشیدی در رنگهایی از طیف رنگ قرمز که در کانال گرمایی در نمای غربی قرار گرفته‌اند بخش مهمی از استراتژی تهویه طبیعی می‌باشد. عناصر مشخصی چون سایه بان‌ها و ساختمانی باریک با سقف شیروانی در بالا همچنان که اجزای سیستم تهویه طبیعی می‌باشند به کارفرما یک تصویر گرافیکی مشخص در خط آسمان برلین داده است.
تهویهٔ طبیعی در ساختمان با ارتفاع متوسط
تهویه طبیعی در شرکت (بی اند او)
سال تکمیل:۱۹۹۸ مکان:استروئر، جوتلند، کشور دانمارک معمار:معماران شرکت (کی، اچ، آر) مشاور تاسیسات :بریچ و روگبو جهت باد غالب:غرب مساحت:۱۵۲۰مترمربع تعداد طبقات:۳ ارتفاع کف تا سقف:۳٫۱متر ایده تهویه طبیعی در بخش جنوبی مرکز اداری (کی، اچ، آر) پیامدهای معماری متعددی دارد. در واقع این ساختمان دارای یک سیستم تهویه هوا است. تنها عنصر تهویه طبیعی قابل دید، نوارهای افقی پنجره‌های بازشو در نمای شمالی می‌باشد که ورودی‌های تهویه هوا را تشکیل می‌دهد. پیامدهای غیرمستقیم مفهوم تهویه هوا در این مرکز اداری، ممکن است خیلی جالب باشد، هیچ گونه مجرا یا سقف کاذبی در بخش اداری وجود ندارد، به همین دلیل تهویه طبیعی در بیان معماری کمک کرده و به یک موضوع ضروری دنبال شده در مرکز اداری (تضاد بین بسته و سنگین از یک طرف و شفافیت و نور از طرف دیگر) تاکید می‌کند.
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر