لضمان تبادل هواء كافٍ، من المهم فهم كيفية عمل نظام التهوية في المبنى السكني والقدرة على تحديد المشكلات وإصلاحها. يعمل النظام من خلال الدوران الطبيعي أو القسري. يدخل الهواء النقي عبر قناة التغذية، ويُطرد الهواء الراكد عبر قناة العادم.
سنتناول في هذه المقالة أنواع شبكات المرافق العامة وتخطيطاتها ومبادئ تصميمها وتشغيلها بمزيد من التفصيل. دعونا نناقش مسألة حدوث مشاكل تبادل الهواء والقضاء عليها.
أنواع التهوية في المباني السكنية
تم ترتيب تهوية الغرفة بثلاث طرق: طبيعية، قسرية، ومختلطة.
صُممت أنظمة التهوية الطبيعية في المباني السكنية القديمة، حيث يتم تبادل الهواء دون الحاجة إلى مراوح. ويخلق اختلاف درجة الحرارة والضغط بين خارج الشقة وداخلها ظروفًا مواتية لحركة الهواء الطبيعية.
يستمر تدفق الهواء طالما وُجد تيار هواء. تؤدي التغيرات في الأحوال الجوية وتصميم فتحات التهوية المشتركة إلى انخفاض في دوران الهواء. ويحدث ما يُعرف بتأثير التيار العكسي، حيث يعود الهواء الملوث إلى الشقة عبر غطاء التهوية.
تخلّت المباني الشاهقة الحديثة عن التهوية الطبيعية غير الفعّالة. صُممت أنظمة المرافق في المباني السكنية بنظام تهوية قسرية. زُوّدت قنوات العادم والتزويد بمراوح موجهة، مما يزيد من حركة الهواء.
يضمن دوران الهواء المستقر تبادلًا كافيًا للهواء، مما يزيل تأثير انعكاس التيار. ولا ينقطع الدوران إلا في حالة تعطل المعدات.
التهوية المختلطة هي نوع من أنواع تبادل الهواء القسري. يتم تركيب وحدة ميكانيكية مزودة بمروحة موجهة على جانب العادم. أما مدخل الهواء فيأتي بشكل طبيعي من خلال وحدة تمرير مثبتة على الجدار أو إطار النافذة.
يتم دمج نظام التهوية المشتركة في تصميم مبنى سكني. تتكون الشبكة الموحدة من مجموعة من القنوات المتصلة بواحدة أو أكثر من فتحات التهوية المشتركة.
عادةً ما يتم تزويد أنظمة التهوية الميكانيكية الحديثة ذات القنوات بوحدة استعادة الحرارة. تعمل هذه الوحدة على تنقية الهواء الداخل والحفاظ على درجة الحرارة والرطوبة وغيرها من المعايير المطلوبة.
إذا لم يكن مالك الشقة راضياً عن نظام التهوية العام للمبنى، فيمكن تركيب نظام مستقل. يتم تركيب قنوات العادم أسفل السقف في كل غرفة وتوصيلها بوحدة استعادة الحرارة المثبتة في مكان مخصص.
يتم تركيب فتحات التهوية للعادم والسحب بشكل منفصل عبر فتحات نافذة في الجدار الحامل. ويتولى مالك الشقة صيانة ومراقبة نظام التهوية المستقل.
المبدأ العام لتصميم وتشغيل أنظمة التهوية
يتكون نظام التهوية في مبنى سكني من وحدتين متصلتين: وحدة السحب ووحدة التزويد. تقوم قناة التزويد بإدخال الهواء النقي من الخارج إلى المبنى، بينما تقوم قناة السحب بطرد الهواء الراكد إلى الخارج.
التنقل بين غرف الشقة يتم ذلك من خلال التدفقات المتقاطعة – الفتحات أو الفجوات التقنية في منطقة الأبواب الداخلية والفواصل.
تتمثل الخطوة الأولى في دراسة كيفية تصميم نظام التهوية في مبنى متعدد الطوابق لإزالة الهواء الراكد. من الناحية التصميمية، يتكون النظام من قناة تهوية مركزية تمتد عبر كل طابق وتنتهي على السطح.
تتصل شفاطة التهوية بقنوات متفرعة من الشقق. ومن الداخل، تظهر فتحات التهوية في السقف، وهي مغطاة بشبكات زخرفية.
تتمثل الخطوة الثانية في دراسة تصميم وحدة سحب الهواء. في المباني القديمة متعددة الطوابق، كان الهواء يدخل عبر شقوق في النوافذ الخشبية. وكان تبادل الهواء يُحسّن عن طريق التهوية من خلال فتحات التهوية المفتوحة.
في المباني الجديدة متعددة الطوابق، تكون الشقق محكمة الإغلاق. تمنع النوافذ المصنوعة من مادة PVC ذات الزجاج المزدوج، وعزل الجدران، ومواد التشطيب الاصطناعية، مرور الهواء.
لاستعادة تدفق الهواء، يتم تركيب قنوات تهوية منفصلة، بالإضافة إلى وحدات مساعدة. وتُعد صمامات الجدران والنوافذ وأجهزة تهوية الهواء من أجهزة تزويد الهواء الشائعة.
تصميم وتشغيل فتحات التهوية
المبدأ العام لتبادل الهواء هو نفسه في المباني متعددة الشقق. ويعتمد نمط تدفق الهواء على نظام التهوية في المبنى الشاهق.
يتم تحديد نوع شبكة المرافق خلال مرحلة تصميم المبنى. مع الأخذ في الاعتبار عدد الطوابق وتصميم الشقق، توجد أربعة مخططات شائعة هي:
- يحتوي كل طابق على مدخنتين منفصلتين للتهوية، إحداهما للمطبخ والأخرى للحمام. وتمتد الأنابيب إلى السطح. وتمنع مدخنات التهوية، التي تعمل بشكل مستقل، دخول الهواء الملوث والروائح الكريهة من الغرف المجاورة إلى الشقة عند انعكاس اتجاه التيار.
- يحتوي كل طابق على أنابيب تهوية منفصلة، لكنها متصلة بقناة عادم واحدة على السطح. ولضمان عمل النظام بكفاءة، من الضروري أن تكون جميع الأنابيب متساوية في المقطع العرضي. عند العبث بتصميم التهوية أو انسداد جزء من القناة بالأوساخ، يتسرب الهواء الملوث من قناة العادم ويعود إلى إحدى الشقق.
- يحتوي كل طابق على أنابيب تهوية منفصلة تؤدي إلى العلية. وتحتوي العلية على قناة تخزين أفقية. ويمتد من أعلى القناة إلى السطح عمود تهوية واحد. يسحب النظام الهواء الراكد من الغرف عبر قنوات منفصلة إلى قناة تخزين مشتركة، ثم يصرفه إلى الخارج عبر أنبوب تهوية. يؤدي خلل في النظام إلى إعادة الهواء الراكد إلى الشقق في الطوابق العليا. ويؤدي نقص العزل المناسب إلى رطوبة في العلية.
- كل طابق مزودة بقنوات فضائية مساعدةتتصل شفاطات التهوية في الشقق بفتحة تهوية مركزية في المبنى. ويتم تصريف الهواء الملوث عبر فروع إلى أنبوب رأسي مشترك يصل إلى السطح. في حال انسداد شفاط التهوية أو انعكاس اتجاه السحب، يبدأ هواء العادم من فتحة التهوية المركزية بالانتشار بين الشقق.
يُعدّ نظام التهوية متعدد القنوات في المباني متعددة الطوابق موثوقًا به ولكنه معقد. أما في المباني منخفضة الارتفاع، فيُعدّ استخدام فتحات التهوية في كل طابق أمرًا شائعًا. وعندما يقتصر ارتفاع مبنى من الألواح أو الطوب على طابقين إلى تسعة طوابق، تتوفر مساحة كافية لفتحات التهوية الفردية للوصول إلى السطح.
من المستحيل تقنياً إنشاء فتحات تهوية منفصلة لمجمع سكني شاهق يزيد عن تسعة طوابق. ولذلك، تُستخدم عادةً أنظمة تهوية مدمجة ذات فتحة تهوية واحدة على السطح.
- أُخرجت من صندوق التخزين في العلية؛
- يمر عبر الطوابق مع وصلة قنوات الأقمار الصناعية المتوازية.
استُخدمت هذه الأنظمة في المباني القديمة، لكن التهوية الطبيعية كانت تُشكّل مشكلة. فقد أدّى انعكاس تيارات الهواء المتكرر إلى عودة الهواء الملوث إلى شقق الطوابق العليا. وكان من الضروري تركيب قنوات تهوية موضعية وتحسين العزل الحراري، وهو أمر لم تكن خدمات الإسكان والمرافق العامة راغبة في تنفيذه.
في المباني الحديثة، شاعت هذه الأنظمة مع إدخال نظام التهوية القسرية. أما التهوية الطبيعية فتتلاشى تدريجياً. وتُصمَّم وتُبنى ناطحات السحاب الحديثة بنظام التهوية القسرية (الميكانيكية).
تنقية الهواء
تُلزم اللوائح الصحية بتوفير هواء نظيف للشقق، ويجب ألا يُلوث الهواء المُستنشق البيئة. ويتولى نظام الترشيح هذه المهمة، حيث يُحدد تركيب ومادة المرشح أنواع الملوثات التي يحجزها.
في المباني القديمة متعددة الطوابق، يقتصر الترشيح على فتحات التهوية التي تحجز الحطام الكبير. ولا داعي لتركيب مرشحات، لأن نظام الترشيح يقلل من التبادل الطبيعي للهواء الضعيف أصلاً.
يُعدّ ترشيح الهواء ضروريًا للمباني الجديدة متعددة الطوابق ذات التهوية القسرية. وبناءً على تصميمها، توجد أربعة أنواع من المرشحات:
- تتكون الأكياس الجيبية من جيوب مخيطة مثبتة على إطار صلب. تتميز المادة الاصطناعية الليفية بمقاومة منخفضة تسمح بمرور الهواء بحرية. كما أن متانة الجيوب العالية تمكنها من تجميع كميات كبيرة من الغبار.
- تُصنع مرشحات الكاسيت من إطار صلب مملوء بألياف البوليستر. وتتميز هذه المادة بمقاومة منخفضة وقدرة عالية على جمع الغبار.
- مرشحات الألواح - تشبه مرشحات الكاسيت، فهي مصنوعة من إطار صلب. وتختلف وسائط الترشيح المستخدمة حسب الاستخدام المقصود للوح. ومن المواد الشائعة الاستخدام رغوة البولي يوريثان، وألياف البوليستر، والشبكة المعدنية.
- أكياس الترشيح مصنوعة من ألياف البوليستر ومجهزة بأغشية لتحسين تنقية الهواء.
يوجد 17 نوعًا من المرشحات بناءً على درجة تنقيتها. يوفر مرشح G1 ترشيحًا خشنًا، حيث يحجز ما بين 50% و65% من الجسيمات. أما مرشح G4 فيحجز 90% من الملوثات. بينما يوفر مرشح U17 ترشيحًا فائقًا، حيث يحجز ما يصل إلى 99.999995% من الجسيمات. ويُشار إلى نسبة الترشيح لكل نوع من أنواع المرشحات برقم يلي اختصار الحرف.
ينظم معيار GOST R EN 779–2014 الجديد استخدام المرشحات. تُصنف وحدات التنقية إلى وحدات عامة الأغراض ووحدات خاصة الأغراض. وبحسب المادة المستخدمة، فإنها تلتقط الغبار والمواد المسببة للحساسية والبكتيريا والروائح وغيرها من الملوثات.
تُستخدم المرشحات العامة في أغلب الأحيان للتهوية في المباني السكنية. ويُرمز إلى فئتها بحرف مختصر:
- ج – التنظيف الخشن؛
- م - تنظيف متوسط؛
- F - تنظيف دقيق.
تُركّب المرشحات ذات الأغراض الخاصة في أنظمة التهوية عند الحاجة إلى ترشيح فعال لملوثات محددة. ويُشار إلى التصنيف باختصار حرفي.
- E و H – كفاءة عالية؛
- U – كفاءة فائقة.
تلتقط المرشحات المتخصصة الروائح والشحوم والمواد المسببة للحساسية والبكتيريا. أما وحدة الترشيح العامة فتؤدي وظيفتين: فهي تلتقط الملوثات الميكانيكية وتحمي المرشح المتخصص من التلف. ولضمان تنظيف شامل، يتم تركيب نوعين من العناصر. توضع وحدة الترشيح العامة قبل المرشح المتخصص.
تختلف ملوثات الهواء باختلاف مصدرها. وتُستخدم المرشحات لالتقاط كل نوع من الجسيمات، المصنفة وفقًا لمبدأ عملها:
- ميكانيكياً - التقاط الجسيمات الصلبة التي يتراوح حجمها بين 5 و 10 ميكرون.
- تُستخدم مرشحات الزيت كمرشحات أولية لحجز الجزيئات الكبيرة. يتكون الحشو المركب من ألياف صناعية وشبكة معدنية. ويُستخدم تشريب الزيت المعدني لتعزيز التصاق الأوساخ.
- تعمل مرشحات الكربون على تنقية الهواء عن طريق الامتصاص. تمتص مسام المرشح الروائح والغازات.
- الإسفنجة - تحبس الغبار والجزيئات الصغيرة الأخرى.
- تلتقط مرشحات HEPA جزيئات الغبار الدقيقة. كما تعمل طبقة كيميائية إضافية على منع البكتيريا والمواد المسببة للحساسية ومسببات الأمراض.
تُعتبر مرشحات ULPA مشابهة لمرشحات HEPA، لكنها توفر كفاءة تنظيف أعلى. ومن الابتكارات المستخدمة فيها وحدات الترشيح التحفيزية الضوئية، التي تعمل على تحييد الفيروسات والبكتيريا والسموم.
خصائص التهوية في الشقة
لا علاقة للتهوية بالتهوية بالتهوية العادية. يتم تبادل الهواء وفقًا للمعايير الصحية. يُحدد حجم قياسي لكل غرفة، مع مراعاة درجة الحرارة والرطوبة ومعدلات تدفق الهواء. يقوم المهندسون بإجراء الحسابات. يتحمل مالكو الشقق مسؤولية صيانة نظام التهوية الذي يتم ضبطه بواسطة متخصصين.
تتولى شركة إدارة المبنى فحص شبكة المرافق العامة. وتُجرى عمليات الفحص الفني بانتظام وفقًا لجدول زمني محدد. كما يتحمل مالكو الشقق مسؤولية فحص نظام التهوية بأنفسهم.
يمكن قياس تدفق الهواء بدقة باستخدام جهاز قياس يُسمى مقياس سرعة الرياح. لإجراء اختبار بسيط للتيار الهوائي، ضع ورقة جريدة أو ورقة دفتر ملاحظات على فتحة التهوية. ستلتصق الورقة بفتحة العادم، لكنها ستنحرف عن مدخل الهواء. إذا لوحظ تأثير معاكس، أو لم تستجب الورقة للتيار الهوائي، فهذا يعني أن نظام التهوية لا يعمل.
ليس من الممكن دائمًا إصلاح نظام التهوية العام للمبنى بنفسك. يُسمح للمستخدم بتنظيف الأوساخ من فتحات التهوية وحواف القنوات الممتدة من الجدار إلى الغرفة. سيقوم الفنيون بإزالة الانسدادات العميقة في القنوات. سيتم استخدام معدات فحص بالفيديو لفحص قنوات الهواء.
في حال تعطل نظام التهوية، يجب على مالك الشقة التواصل مع مزود الخدمة لتقديم شكوى. ويُسمح لشركات خارجية مرخصة لإصلاح أنظمة المباني المشتركة بالاستعانة بها.
كيف تعمل تهوية المجاري؟
تُهوى شبكة الصرف الصحي بشكل منفصل عن نظام التهوية العام للمبنى. ويخضع تصميمها وتجهيزاتها وتشغيلها لأحكام المواصفة القياسية الوطنية للصرف الصحي SNiP 2.04.01-85 (SP 30.13330.2020). الغرض من شبكة المرافق:
- إزالة الغازات من خط الأنابيب.
- منع تسرب الروائح الكريهة إلى الغرفة.
- منع تشكل فراغ في خط الأنابيب، مما قد يؤدي إلى انهيار موانع التسرب المائية في تجهيزات السباكة.
يتم تهوية نظام الصرف الصحي بشكل طبيعي عبر أنبوب تهوية - وهو امتداد للأنبوب الرأسي الذي تتصل به المراحيض في جميع الطوابق. ويخرج أنبوب التهوية من السطح إلى الشارع. ولا يمتد أنبوب التهوية إلى العلية.
لفهم كيفية عمل التهوية الطبيعية لنظام الصرف الصحي في مبنى متعدد الطوابق، دعونا نلقي نظرة على الدورة الكاملة:
- بعد تدفق مفاجئ للمياه من المراحيض والأحواض، يتشكل فراغ في الأنابيب؛
- تدخل أجزاء جديدة من الهواء، مما يلغي الفراغ، عبر أنبوب النفايات؛
- مع تدفق الهواء النظيف، يتم دفع الروائح والغازات عبر أنبوب التهوية إلى الشارع.
عندما يتعطل نظام تهوية الصرف الصحي، يتسبب الفراغ الناتج في الأنابيب بعد تدفق مفاجئ للمياه في تلف موانع التسرب. وتدخل الروائح الكريهة والغازات الخطرة إلى الشقة عبر مصائد المغسلة والمرحاض.
لتهوية نظام الصرف الصحي، يتم تركيب صمام تفريغ بدلاً من أنبوب الصرف. هذه الوحدة مزودة بصمام بوابة يبقى مغلقًا بشكل دائم. عند حدوث تدفق مفاجئ للمياه يُحدث فراغًا داخل الأنبوب، يُفتح الصمام. يمنع الهواء الداخل تلف موانع التسرب المائية. ثم يعود الصمام إلى وضعه المغلق، مانعًا بذلك دخول الروائح الكريهة إلى الشقة.
يتم تركيب صمامات التفريغ في المنازل الخاصةتُجهز المباني العامة بأنابيب تصريف مياه الصرف الصحي. ويمكن لمالكي الشقق تركيب صمام تفريغ كوحدة مساعدة على فرع خرطوم الصرف الصحي حيث يتم توصيل غسالة الملابس أو غسالة الأطباق أو أي تجهيزات سباكة أخرى.
طرق منع تدفق الهواء بين الشقق
يؤدي نظام التهوية المعطل إلى تسريع تدهور المناخ الداخلي. ويزداد الأمر خطورةً عند حدوث تسربات للهواء بين الشقق. إذ يتسرب الهواء الملوث من الجيران، مصحوبًا ببخار الماء والروائح الكريهة والبكتيريا، عبر فتحات التهوية إلى أماكن المعيشة. وتتفاقم هذه المشكلة بشكل خاص لسكان الطوابق العليا من المباني السكنية ذات التهوية الطبيعية.
تتشكل تدفقات الهواء بين الشقق نتيجة لانعكاس التيار الطبيعي للأسباب التالية:
- تلوث قنوات الهواء وشبكات التهوية؛
- تغير في الأحوال الجوية؛
- التعديل غير المصرح به لتصميم قنوات التهوية؛
- تركيب غير مصرح به من قبل الجيران لشفاط مطبخ أو أي معدات أخرى مزودة بمروحة في القناة المشتركة لمبنى سكني.
لمنع تسرب الهواء بين الشقق، تجنب تعديل قنوات التهوية بنفسك. نظّف فتحات التهوية وحواف القنوات من أي أوساخ. اضمن تدفق هواء ثابتًا بتركيب صمام جداري أو نافذة. افتح النافذة بانتظام للتهوية. ركّب شبكة مزودة بصمام عدم رجوع على فتحة التهوية المشتركة في المبنى. في حال انعكاس اتجاه سحب الهواء، سيمنع الصمام تدفق الهواء من الشقق المجاورة.
إذا كان سبب الفيضان هو التلوث أو تعطل المناجم أو التدخل غير المصرح به من قبل الجيران، فقم بتقديم شكوى إلى شركة الإدارة.
مشاكل وحلول التهوية
يواجه سكان المباني السكنية مشكلتين شائعتين في التهوية: نقص تبادل الهواء وارتداد الهواء. عند توقف نظام التهوية عن العمل، حدد السبب بنفسك أو قدم شكوى إلى شركة إدارة المبنى. يعتمد الحل على السبب. من الحلول الشائعة:
- زيادة تدفق الهواء عن طريق التهوية، وتركيب صمامات جدارية أو صمامات للنوافذ.
- قم بتنظيف فتحات التهوية والمناطق التي يمكن الوصول إليها في قنوات الهواء من الأوساخ.
- قم بتركيب شفاط إضافي فوق الموقد في المطبخ.
- تأكد من تدفق الهواء بين غرف الشقة، مع إفساح المجال لتدفق الهواء المتداول من المدخل إلى المخرج.
- قم بتركيب شبكات العادم المزودة بصمامات فحص.
لضمان عمل شبكة المرافق بشكل صحيح، قم بفحصها بنفسك بانتظام واطلب من شركة الإدارة الالتزام بمواعيد الصيانة.
إجابات على الأسئلة الشائعة
تُصمَّم المباني السكنية الحديثة متعددة الشقق بأنظمة تهوية قسرية. أما المباني الشاهقة التي يزيد ارتفاعها عن تسعة طوابق فتستخدم تصميمات أعمدة تهوية مدمجة، مع أنبوب رأسي واحد يؤدي إلى السطح: إما من قناة تخزين في العلية أو يمر عبر الطوابق ويتصل بقنوات فرعية متوازية.
يدخل الهواء النقي من فتحات التهوية وينتشر في الغرف عبر قنوات التقاطع. ويتم التخلص من الهواء الملوث عبر قناة العادم. ويعمل نظام المرافق بنظام تهوية طبيعي أو قسري.
يمتد العمود عبر جميع طوابق المبنى السكني، من الطابق السفلي إلى السطح. وتتفرع منه قنوات فرعية تؤدي إلى كل شقة.
تتولى شركة الإدارة التي تتولى صيانة مبنى الشقق في ميزانيتها العمومية مراقبة الحالة الفنية، وصيانة وإصلاح شبكة المرافق.
يمكن توجيه قناة تهوية مستقلة، سواءً كانت لتزويد الهواء أو سحبه، إلى الخارج عبر فتحة في الجدار. أما توصيل شفاط المطبخ بقناة التهوية المشتركة لمبنى سكني فيتطلب الحصول على إذن من شركة الإدارة.
يؤثر سوء تهوية الهواء على صحة الناس. تزداد الرطوبة، مما يخلق هواءً يصعب تنفسه وذو رائحة كريهة. يتكون العفن في زوايا الجدران. تتساقط قطرات التكثيف من زجاج النوافذ الضبابي على حافة النافذة، مكونة بركًا.
