إرشادات التهوية للتصميم

الغرض من المبادئ التوجيهية (Blomsterberg ، 2000) [المرجع 6] هو تقديم إرشادات للممارسين (مصممي HVAC ومديري المباني بشكل أساسي ، ولكن أيضًا العملاء ومستخدمي المباني) حول كيفية إنشاء أنظمة تهوية ذات أداء جيد مع تطبيق تقليدي ومبتكر التقنيات.تنطبق الإرشادات على أنظمة التهوية في المباني السكنية والتجارية ، وخلال دورة الحياة الكاملة للمبنى ، أي موجز ، والتصميم ، والبناء ، والتشغيل ، والتشغيل ، والصيانة ، والتفكيك.

المتطلبات الأساسية التالية ضرورية للتصميم القائم على الأداء لأنظمة التهوية:

• تم تحديد مواصفات الأداء (فيما يتعلق بجودة الهواء الداخلي ، والراحة الحرارية ، وكفاءة الطاقة ، وما إلى ذلك) للنظام المراد تصميمه.
• يتم تطبيق منظور دورة الحياة.
• يعتبر نظام التهوية جزءًا لا يتجزأ من المبنى.

الهدف هو تصميم نظام تهوية يفي بمواصفات الأداء المحددة للمشروع (انظر الفصل 7.1) ، مع تطبيق التقنيات التقليدية والمبتكرة.يجب تنسيق تصميم نظام التهوية مع أعمال التصميم الخاصة بالمهندس المعماري والمهندس الإنشائي والمهندس الكهربائي ومصمم نظام التدفئة / التبريد وذلك للتأكد من أن المبنى النهائي مزود بنظام التدفئة والتبريد والتهوية. يعمل بشكل جيد.أخيرًا وليس آخرًا ، يجب استشارة مدير المبنى فيما يتعلق برغباته الخاصة.سيكون مسؤولاً عن تشغيل نظام التهوية لسنوات عديدة قادمة.لذلك يتعين على المصمم تحديد عوامل (خصائص) معينة لنظام التهوية ، وفقًا لمواصفات الأداء.يجب اختيار هذه العوامل (الخصائص) بحيث يكون للنظام العام أقل تكلفة لدورة الحياة بالنسبة لمستوى الجودة المحدد.يجب إجراء تحسين اقتصادي مع مراعاة ما يلي:

• التكاليف الاستثمارية
• تكاليف التشغيل (الطاقة)
• تكاليف الصيانة (تغيير الفلاتر ، تنظيف القنوات ، تنظيف الأجهزة الطرفية للهواء ، إلخ.)

تغطي بعض العوامل (الخصائص) المجالات التي يجب إدخال متطلبات الأداء فيها أو جعلها أكثر صرامة في المستقبل القريب.هذه العوامل هي:

• تصميم بمنظور دورة الحياة
• تصميم للاستخدام الفعال للكهرباء
• تصميم لمستويات الصوت المنخفضة
• تصميم لاستخدام نظام إدارة الطاقة في المباني
• تصميم للتشغيل والصيانة

تصميم مع دورة حياة وجهة نظر 

يجب أن تكون المباني مستدامة ، أي يجب أن يكون للمبنى خلال حياته تأثير ضئيل قدر الإمكان على البيئة.المسؤولون عن ذلك عدة فئات مختلفة من الأشخاص مثل المصممين ومديري المباني.يجب الحكم على المنتجات من منظور دورة الحياة ، حيث يجب إيلاء الاهتمام لجميع التأثيرات على البيئة خلال دورة الحياة بأكملها.في مرحلة مبكرة ، يمكن للمصمم والمشتري والمقاول اتخاذ خيارات صديقة للبيئة.يتكون المبنى من عدة مكونات مختلفة ذات فترات حياة مختلفة.في هذا السياق ، يجب أن تؤخذ قابلية الصيانة والمرونة في الحسبان ، أي أن استخدام مبنى المكاتب ، على سبيل المثال ، يمكن أن يتغير عدة مرات خلال مدى الحياة للمبنى.عادة ما يتأثر اختيار نظام التهوية بشدة بالتكاليف ، أي عادة تكاليف الاستثمار وليس تكاليف دورة الحياة.يعني هذا غالبًا نظام تهوية يلبي متطلبات قانون البناء بأقل تكاليف استثمارية.يمكن أن تكون تكلفة تشغيل مروحة على سبيل المثال 90٪ من تكلفة دورة الحياة.العوامل المهمة ذات الصلة بمنظورات دورة الحياة هي:
عمر.

• تأثير بيئي.
• تغييرات نظام التهوية.
• تحليل التكلفة.

تتمثل الطريقة المباشرة المستخدمة لتحليل تكلفة دورة الحياة في حساب صافي القيمة الحالية.تجمع الطريقة بين الاستثمار والطاقة والصيانة والتكلفة البيئية خلال جزء من أو كامل المرحلة التشغيلية للبناء.يتم إعادة حساب التكلفة السنوية للطاقة والصيانة والبيئة في الوقت الحاضر (Nilson 2000) [المرجع 36].مع هذا الإجراء يمكن مقارنة أنظمة مختلفة.عادة ما يكون من الصعب للغاية تحديد التأثير البيئي في التكاليف وبالتالي غالبًا ما يتم استبعاده.يتم أخذ التأثير البيئي في الاعتبار إلى حد ما من خلال تضمين الطاقة.غالبًا ما يتم إجراء حسابات LCC لتحسين استخدام الطاقة خلال فترة التشغيل.الجزء الرئيسي من دورة حياة استخدام الطاقة للمبنى هو خلال هذه الفترة ، أي تدفئة / تبريد المساحات ، والتهوية ، وإنتاج الماء الساخن ، والكهرباء والإضاءة (Adalberth 1999) [المرجع 25].بافتراض أن العمر الافتراضي للمبنى هو 50 عامًا ، يمكن أن تمثل فترة التشغيل 80-85٪ من إجمالي استخدام الطاقة.النسبة المتبقية 15 - 20٪ لتصنيع ونقل مواد البناء والتشييد.

تصميم للاستخدام الفعال لـ الكهرباء للتهوية 

يتم تحديد استخدام الكهرباء في نظام التهوية بشكل أساسي من خلال العوامل التالية: • انخفاض الضغط وظروف تدفق الهواء في نظام مجرى الهواء
• كفاءة المروحة
• تقنية التحكم في تدفق الهواء
• تعديل
من أجل زيادة كفاءة استخدام الكهرباء ، فإن التدابير التالية ذات أهمية:

• تحسين التخطيط العام لنظام التهوية ، على سبيل المثال تقليل عدد الانحناءات ، والناشرات ، وتغييرات المقطع العرضي ، والقطع على شكل حرف T.
• قم بالتغيير إلى مروحة ذات كفاءة أعلى (على سبيل المثال ، مدفوعة بشكل مباشر بدلاً من الحزام ، محرك أكثر كفاءة ، شفرات منحنية للخلف بدلاً من منحنية للأمام).
• قم بخفض انخفاض الضغط عند مروحة التوصيل - مجاري الهواء (مدخل ومخرج المروحة).
• قم بخفض انخفاض الضغط في نظام مجرى الهواء ، على سبيل المثال عبر الانحناءات ، والناشرات ، وتغييرات المقطع العرضي ، والقطع على شكل حرف T.
• قم بتثبيت تقنية أكثر كفاءة للتحكم في تدفق الهواء (التحكم في زاوية ريشة المروحة أو التردد بدلاً من التحكم في الجهد أو المثبط أو الريشة التوجيهية).

من الأهمية بمكان للاستخدام العام للكهرباء للتهوية أيضًا أن ضيق الهواء لمجاري الهواء ومعدلات تدفق الهواء وأوقات التشغيل.

من أجل إظهار الفرق بين نظام به قطرات ضغط منخفضة جدًا ونظام يمارس حتى الآن "نظام فعال" ، تمت مقارنة SFP (قوة مروحة محددة) = 1 كيلو واط / متر مكعب / ثانية ، مع "نظام عادي ”، SFP = بين 5.5 - 13 kW / m³ / s (انظرالجدول 9).يمكن أن تبلغ قيمة النظام الفعال للغاية 0.5 (انظر الفصل 6.3.5).

الجدول 9: قطرات الضغط المحسوبة و SFP قيم "نظام فعال" و "تيار نظام". 

تصميم لمستويات الصوت المنخفضة 

نقطة البداية عند التصميم لمستويات صوت منخفضة هي التصميم لمستويات ضغط منخفضة.بهذه الطريقة يمكن اختيار مروحة تعمل بتردد دوران منخفض.يمكن تحقيق قطرات الضغط المنخفض بالوسائل التالية:

• سرعة هواء منخفضة أي أبعاد مجرى الهواء الكبيرة
• قلل عدد المكونات مع انخفاض الضغط ، مثل التغييرات في اتجاه مجرى الهواء أو الحجم ، المخمدات.
• تقليل انخفاض الضغط عبر المكونات الضرورية
• ظروف تدفق جيدة في مداخل ومخارج الهواء

تعتبر التقنيات التالية للتحكم في تدفق الهواء مناسبة ، مع مراعاة الصوت:

• التحكم في تردد دوران المحرك
• تغيير زاوية ريش المروحة للمراوح المحورية
• يعد نوع المروحة وتركيبها مهمًا أيضًا لمستوى الصوت.

إذا كان نظام التهوية المصمم على هذا النحو لا يفي بمتطلبات الصوت ، فمن المرجح أن يتم تضمين مخففات الصوت في التصميم.لا تنس أن الضوضاء يمكن أن تدخل من خلال نظام التهوية ، مثل ضوضاء الرياح من خلال فتحات الهواء الخارجية.
7.3.4 تصميم لاستخدام أنظمة إدارة المباني
يحدد نظام إدارة المبنى (BMS) للمبنى وإجراءات متابعة القياسات والإنذارات ، إمكانيات الحصول على التشغيل السليم لنظام التدفئة / التبريد والتهوية.يتطلب التشغيل الأمثل لنظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) مراقبة العمليات الفرعية بشكل منفصل.غالبًا ما يكون هذا أيضًا هو النهج الوحيد لاكتشاف التناقضات الصغيرة في نظام لا يزيد في حد ذاته من استخدام الطاقة بدرجة كافية لتنشيط إنذار استخدام الطاقة (من خلال المستويات القصوى أو إجراءات المتابعة).أحد الأمثلة على ذلك هو مشاكل محرك المروحة ، والتي لا تظهر على إجمالي استخدام الطاقة الكهربائية لتشغيل المبنى.

هذا لا يعني أنه يجب مراقبة كل نظام تهوية بواسطة BMS.ينبغي النظر في جميع أنظمة BMS باستثناء أصغرها وأبسطها.بالنسبة لنظام تهوية معقد وكبير للغاية ، من المحتمل أن يكون BMS ضروريًا.

يجب أن يتوافق مستوى تعقيد نظام إدارة المباني مع مستوى المعرفة لموظفي التشغيل.أفضل نهج هو تجميع مواصفات الأداء التفصيلية ل BMS.

7.3.5 تصميم للتشغيل و صيانة
من أجل تمكين التشغيل والصيانة المناسبين ، يجب كتابة تعليمات التشغيل والصيانة المناسبة.لكي تكون هذه التعليمات مفيدة ، يجب استيفاء معايير معينة أثناء تصميم نظام التهوية:

• يجب أن تكون الأنظمة التقنية ومكوناتها متاحة للصيانة والتبديل وما إلى ذلك. يجب أن تكون غرف المراوح كبيرة بما يكفي ومجهزة بإضاءة جيدة.يجب أن يسهل الوصول إلى المكونات الفردية (المراوح ، المخمدات ، إلخ) لنظام التهوية.
• يجب تمييز الأنظمة بالمعلومات المتعلقة بالوسيط في الأنابيب والقنوات واتجاه التدفق وما إلى ذلك. • يجب تضمين نقطة اختبار للمعلمات المهمة

يجب إعداد تعليمات التشغيل والصيانة خلال مرحلة التصميم والانتهاء منها أثناء مرحلة البناء.

اطلع على المناقشات والإحصائيات وملفات تعريف المؤلف لهذا المنشور على: https://www.researchgate.net/publication/313573886
نحو أداء محسن لأنظمة التهوية الميكانيكية
المؤلفون ، ومن بينهم: بيتر ووترز ، وبيير بارليس ، وكريستوف ديلموت ، وآكي بلومستربيرغ
يعمل بعض مؤلفي هذا المنشور أيضًا على هذه المشاريع ذات الصلة:
إحكام المباني
التصعيد السلبي: FCT PTDC / ENR / 73657/2006