تهویه طبیعی چیست؟

تهویه طبیعی

تهویه با تأمین هوای تازه، به منظور بهداشت، آسایش و جلوگیری از رشد میکرو ارگانیسم ضروری به نظر می‌رسد. ترتیب و نظم بازشوها روی نقشه ساختمان عامل تعیین کننده‌ای برای تهویه طبیعی است. مناسب‌ترین محل قرارگیری بازشوها در دورترین وجوه مقابل نسبت به یکدیگر است؛ البته این بازشوها نباید در نماهای موازی با جهت باد قرار گیرند.

به منظور حفظ آسایش ساکنان بهتر است این بازشوها یا کانال‌ها در محدوده ارتفاعی بدن انسان قرار گیرند. در مناطق سردسیر، بهتر است این بازشوها در مقیاس کوچک‌تری در نظر گرفته شوند.

تهویه طبیعی ساختمان در بناهای سنتی بسیار رواج دارد که از نمونه‌های آن بادگیر و خیشخان است. بادگیرها هوای خنک را به داخل خانه هدایت و هوای آلوده و گرم را از راه مکش از فضای درونی خارج می‌سازند.

در خانه‌های امروزی نیز هوای گرم از طریق راه‌پله‌ها به بالا حرکت می‌کند که اگر در انتهای مسیر بازشویی وجود داشته باشد؛ این هوا از خرپشته خارج می‌شود. تهویه طبیعی با امکان جریان هوا از سقف، تهویه مطبوع از طریق پالایش شبانه و دمیدن هوا از زیر کف، کنترل نور و مانند این‌ها، دستاوردهای جدید و اشکال نوآورانه‌ای هستند که ضمن اعمال و رعایت آن‌ها در برخی ساختمان‌ها، معماران توانسته‌اند انرژی و منابع طبیعی پایان‌ناپذیری همچون گرما و نور خورشید، باد، انرژی گرمایی زمین و آب باران را استفاده کنند.

در این میان روش‌های مکانیکی گوناگونی برای صرفه‌جویی در انرژی با سیستم‌های جدید به کار گرفته می‌شوند که حداقل تأثیرات ناسازگار با محیط را داشته باشند.

هدف تهویه طبیعی:

الف- استفاده از بادهاي مطلوب براي خنك كردن محيط

ب- پرهيز از بادهاي مزاحم

ج – ایجاد گرمای مناسب

عملکردهای تهویه طبیعی در ساختمان:

۱.خنک سازی مصالح درون ساختمان

۲.تأمین هوای تازه و قابل تنفس

۳.تأمین آسایش فیزیکی بدن انسان (تبخیر عرق روی پوست انسان توسط جریان هوا، از افزایش دمای داخلی بدن و از ایجاد شرایط آزاردهنده جلوگیری به عمل می آورد.)

استفاده از تهویه طبیعی در طراحی معماری

مکان‌های مختلف کره زمین اقلیم‌های متفاوتی دارند و طراحی و ساخت خانه‌ها در هر منطقه مبتنی بر اقلیم آن منطقه صورت می‌گیرد. این موضوع از اهمیت ویژه برخوردار است که البته به دلیل اقتضای مالی یا مسائل دیگر ممکن است این مهم به وقوع نپیوندد اما آنچه واضح است لزوم انجام طراحی با استفاده از اقلیم منطقه است.

هر اقلیم نیازهای متفاوتی دارد و از نظر آسایش نیز به راه حل‌های مختلفی نیاز است. محیط‌های گرم و مرطوب نیاز به یک طراحی اقلیمی و محیط‌های سرد و خشک نیاز به نوع دیگری از طراحی دارند. تهویه یکی از مهم‌ترین مواردی است که باید در طراحی مبتنی بر اقلیم مورد توجه قرار گیرد. به طور مثال تهویه در آب و هوای گرم خیلی بیشتر از آب و هوایی سرد اهمیت دارد بنابراین موضوع تهویه بسیار مهم است و همواره باید مد نظر طراحان قرار بگیرد.

سیستم‌های ایستا در طراحی معماری

با پیش بینی سیستم‌های ایستا در طراحی داخلی می‌توان از تهویه طبیعی کمک گرفت و دمای آسایش را در بسیاری از مناطق کشور به صورت رایگان به ساکنین ساختمان‌ها ارائه کرد. هیچ چیز منطقی‌تر از استفاده از باد، یک منبع طبیعی، رایگان، تجدید پذیر و سالم نیست تا آسایش حرارتی پروژه‌های ما را بهبود بخشد. آگاهی از دقیق بودن منابع و تقاضای کاهش مصرف انرژی، سیستم‌های تهویه مطبوع را به عنوان بازیگر اصلی هر پروژه حذف کرده است.

معماران و مهندسان برای بهبود راحتی حرارتی به سیستم‌های ایستا روی آورده‌اند. بدیهی است که در مورد مناطقی با تغییرات آب و هوایی شدید راه حل در استفاده از سیستم‌های مصنوعی است. اما در قسمت بزرگی از سطح زمین می‌توان با استفاده از سیستم‌های ایستا، جریان دلپذیر هوا را از طریق محیط فراهم کرد. به خصوص اگر این پیش‌بینی‌ها در مرحله طراحی پروژه در نظر گرفته شود.

ما با معرفی تعدادی پروژه ساخته شده، سعی در بیان این مفاهیم داریم. مجموعه ای از سیستم‌های تهویه می‌توانند در پروژه‌ها کمک کنند: تهویه عبوری، تهویه دودکشی، اثر دودکش و خنک‌کننده تبخیر، که همراه با استفاده صحیح از عناصر معماری امکان بهبود در آسایش حرارتی و کاهش مصرف انرژی را فراهم می‌آورند.

انواع تهویه طبیعی

تهویه عبوری(افقی)

تهویه عبوری عبارتست از ایجاد نوعی جریان در ساختمان که با قراردادن یک منفذ در مسیر جریان باد و تعبیه یک منفذ در سمتی دیگر از بنا بوجود آید. به لحاظ اینکه نیروی باد در راستای افقی حرکت می‌کند و با وجود منافذ، مسیر افقی خود را در درون ساختمان نیز ادامه میدهد و سپس خارج می‌شود، آن را تهویه افقی می نامند.

تهویه عبوری نیز بدلیل ایجاد فشار مثبت در منفذ ورودی و فشار منفی در منفذ خروجی بوجود می آید . فشاری که باد بر روی سطح ساختمان اعمال می‌کند؛ حاصل سرعت وزش باد و زاویه وزش آن نسبت به سطح می‌باشد. توزیع فشار روی سطح، به ابعاد و اندازه آن سطح بستگی دارد. انرژی جنبشی باد در برخورد با یک سطح به فشار تبدیل می‌شود و حداکثر فشار در جایی است که جریان باد جدا می‌شود تا از دور ساختمان عبور کند. چنانچه در این قسمت بازشویی تعبیه شود باد با حداکثر سرعت خود به داخل می‌آید.

تهویه دودکشی( عمودی)

جریان هوا وقتی که بواسطه اختلاف دمای هوای داخل و خارج ایجاد شود در جهت عمودی با کمترین مقاومتی مسیر خود را ادامه میدهد. اختلاف دما بین داخل و خارج و نواحی مختلف آن، منجر به اختلاف چگالی شده و در نتیجه، اختلاف فشار باعث به حرکت درآمدن هوا می‌شود. دمای هوا و چگالی رابطه معکوسی با یکدیگر دارند و با افزایش دما، چگالی هوا کاهش می‌یابد؛ در نتیجه هوا سبک شده و به سمت بالا می‌رود. این اثر تحت عنوان “اثر دودکشی” شناخته شده است و در این حالت تهویه طبیعی با به جریان افتادن هوا در راستای عمودی انجام می‌شود. در تهویه عمودی(دودکشی) نیروی ثقل زمین تأثیر زیادی در ایجاد جریان دارد .

اختلاف فشار در تهویه دودکشی بواسطه نیروی شناوری بوجود می‌آید. اثر شناوری در نتیجه اختلاف چگالی در طبقات مختلف لایه های هوا می‌باشد که به دما و میزان رطوبت هوا برمی‌گردد . در یک رطوبت یکسان، هوای سرد سنگین‌تر از هوای گرم می‌باشد؛ لذا جریان هوا با تأثیر نیروی جاذبه بر هوای سنگین آغاز می‌شود. نیرویی که پشت هوای سبک است باعث می‌شود که هوای گرم از مجاری دیگر خارج گردد و هرچقدر ارتفاع مجرای عبور باد بیشتر باشد یعنی فاصله از محل ورودی هوا تا محل خروجی بیشتر باشد اختلاف فشار نیز بیشتر می‌گردد.

عوامل زیر باعث ایجاد تهویه دودکشی می‌شوند:

دمای هوای داخل بیشتر از دمای هوای بیرون باشد.

حرکت کردن هوای گرمتر در ساختمان به سمت بالا.

ایجاد فشار منفی در ارتفاعات پایینی داخل ساختمان بواسطه جریان هوای صعودی.

ایجاد فشار مثبت در قسمت‌های بالایی فضای داخل.

خارج شدن هوای گرمتر به بیرون، از منافذ سقف ساختمان

جایگزین شدن هوای سردتر به داخل ساختمان از منافذ و ورودی‌های مجاورکف ساختمان