في المباني المشيدة من الألواح الهيكلية تكمن مشكلة تبادل الهواء في انخفاض نفاذية بخار مادة الجداريُعتبر عدم وجود رطوبة داخل الجدار ميزة إضافية، لأنه يقلل من خطر الانهيار الهيكلي.
للقضاء على مشكلة ضعف تبادل الهواء، يجب أن تعمل التهوية في منزل مصنوع من ألواح SIP على تجديد الهواء في كل غرفة مرة واحدة على الأقل كل 1.5 ساعة.
يتمثل أحد الخيارات البسيطة لترتيب التهوية القسرية في تركيب مبادلات حرارية قابلة للعكس في فتحات تمر عبر الجدران.
سنتناول في هذه المقالة تعليمات التركيب بالتفصيل، بالإضافة إلى شرح الغرض من أنظمة التهوية وأنواعها ومزاياها. كما سنستعرض أمثلةً للرسومات التوضيحية والتصاميم الناجحة. وسنختتم النقاش بالإجابة على الأسئلة الشائعة.
الغرض من التهوية ومزاياها في منزل مصنوع من ألواح SIP
تتميز المنازل الحديثة ذات الهياكل الخشبية بهيكل خشبي محكم الإغلاق تمامًا. ورغم المزايا العديدة للمباني الجاهزة، إلا أن هناك عاملين سلبيين يجعلان التهوية أولوية قصوى:
- يُعدّ إحكام إغلاق المبنى أول مؤشر إيجابي، إذ يدل على عدم وجود تيارات هوائية أو فقدان للحرارة. أما العامل السلبي فهو الهواء الراكد الذي يتشكل داخل المبنى. فبدون تهوية جيدة، يُعاني السكان من صعوبة في التنفس، ويزداد خطر إصابتهم بأمراض تنفسية مزمنة.
- تُعد الجدران الخشبية عاملاً إيجابياً آخر، إذ تُظهر كفاءة المبنى العالية في استهلاك الطاقة. كما أن مادة الجدران عازلة طبيعية.
ومن العوامل السلبية الخوف من الماءعلى الرغم من مقاومة ألواح OSB للرطوبة، إلا أن الرطوبة تُتلف بنيتها تدريجياً، مما يُهيئ بيئةً مواتيةً لنمو العفن. وتتشكل تراكيز عالية من الأبخرة تحديداً في الهواء الراكد، عندما لا يكون هناك تبادل للهواء.
المنزل ذو الهيكل الخشبي هو تعريف عام للمبنى الذي يقوم فيه هيكل من العوارض بدور التحميل. وتُملأ الفراغات بين العوارض بمادة عازلة وتُغطى بألواح صلبة من الداخل والخارج.
تسمح الجدران جزئيًا بمرور الهواء عند تغطية الهيكل بألواح OSB، وملء الفراغات الداخلية بالصوف المعدني. يسمح العزل الليفي بمرور الهواء. بالإضافة إلى ذلك، يتضمن تصميم المنزل ذي الهيكل فتحات تهوية، لكن الغرض الأساسي منها هو إزالة الرطوبة من العزل.
ألواح الخشب المضغوط المشبعة بالمادة اللاصقة لا تسمح بتدفق هواء كافٍ إلى الغرفة لضمان تهوية مناسبة. يُنصح بتركيب نظام تهوية طبيعية على الأقل في المنزل.
يحتوي المنزل على جدران مصنوعة بالكامل من ألواح SIP ليس "تنفساً"يُعزى انعدام تبادل الهواء إلى بنية مادة الجدار. SIP اختصار لـ "اللوحة العازلة الهيكلية". الطبقات الخارجية مصنوعة من ألواح OSB، حيث يعمل اللاصق كحاجز جزئي لمنع تسرب الهواء.
تُستخدم في العزل إما رغوة البوليسترين الموسّع أو رغوة البولي يوريثان. يُلصق الأول في مكانه في المصنع، بينما يُحقن الثاني كرغوة مضغوطة بين لوحين من ألواح الخشب المضغوط (OSB). والنتيجة هي لوحة جدارية نهائية ذات موصلية حرارية منخفضة.
ما يجمع بين رغوة البوليسترين ورغوة البولي يوريثان هو انعدام نفاذية الهواء تقريبًا. يصبح الهيكل المؤطر، المعزول من جميع الجوانب، أشبه بحافظة حرارية.
تعتبر التهوية الإضافية في منزل SIP ضرورية لإزالة بخار الرطوبة والروائح الكريهة وتبادل الهواء من الغرفة.
مزايا تركيب نظام تهوية في هيكل إطاري مصنوع من ألواح SIP:
- يتم تهيئة مناخ محلي ملائم للأشخاص الذين يعيشون في المنزل.
- يتم إزالة بخار الرطوبة من الغرفة. وتتم حماية الهياكل الخشبية من التورم والتشوه والهجوم الفطري.
- يتم تبادل الهواء دون فقدان الحرارة، مما يحسن كفاءة الطاقة في المباني السكنية ذات الهياكل الخشبية. ويُحتفظ بالحرارة داخل المبنى لفترة أطول، مما يقلل من فواتير التدفئة.
لتحقيق هذه الفوائد، يتم تصميم نظام التهوية خلال مرحلة تطوير المشروع. ويُعدّ تركيب خطوط المرافق لاحقًا في منزل مبنيّ بتقنية الألواح العازلة الهيكلية (SIP) أمرًا صعبًا.
لا يسمح كل موقع بالانتهاك التعسفي لسلامة اللوحة الهيكلية لتركيب قنوات التهوية.
مخططات التهوية الحالية لمنزل SIP
يعمل نظام التهوية عندما يحتوي على قناة دخول وقناة خروج. أما في نظام تهوية أحادي القناة، إما بقناة دخول أو قناة خروج واحدة فقط، فإن نظام المرافق يكون غير فعال.
لتهوية منزل مصنوع من ألواح SIPs، أنت بحاجة إلى تهوية التزويد والعادمتوجد ثلاثة أنواع من شبكات المرافق، بناءً على طريقة تركيبها وتوزيع تدفق الهواء:
- يتم تحقيق التهوية الطبيعية عبر فتحات تهوية غير مزودة بمراوح. يدخل الهواء النقي من الخارج عبر فتحة سحب في أسفل جدران المبنى المصنوع من ألواح SIP. يُطرد الهواء العادم عبر قناة عادم في السقف. وتتحقق عملية الدوران من خلال فروق درجات الحرارة والضغط. يُعد نظام التهوية الطبيعية هذا مناسبًا للمنازل الخاصة الصغيرة المبنية بألواح SIP والتي يسكنها شخص أو شخصان بشكل دائم، كخيار اقتصادي.
- نظام التهوية المختلطة هو نظام طبيعي مُحسّن. يُضخ الهواء بشكل طبيعي، ويُطرد عبر شفاط يعمل بمروحة. أما التصميم العكسي فهو أقل فعالية. إذ يمكن للشفاط الميكانيكي ضخ كمية هواء أكبر مما يستطيع الشفاط الطبيعي طرده. يُعدّ النظام المختلط مع الطرد القسري مناسبًا للمنازل الخاصة متوسطة الحجم.
- يتم تحقيق تبادل الهواء القسري من خلال فتحات تهوية مزودة بمراوح. هذا النظام مناسب للمنازل الكبيرة "الذكية" والبيوت الريفية المبنية بألواح هيكلية. غالبًا ما تُستخدم قنوات التهوية لضمان تبادل الهواء الكافي في جميع الغرف.
يُناسب التصميم الطبيعي والمختلط المساحات بين الغرف. يتم ترتيب التدفقات المتقاطعة للسماح بتدفق الهواء، يتم تركيب فتحات التهوية في الحواجز الداخلية، مع ترك فجوات بين ضلفة الباب وإطار الباب الداخلي.
تُعدّ فتحات التهوية ضرورية في كل غرفة معيشة، أما في غرف المرافق فهي اختيارية أو ضرورية. ويتم تركيب شفاطات في المطبخ والحمام لمنع مرور الهواء الملوث والمحمل بالروائح عبر فتحات التهوية في غرفة المعيشة والممر وغرف النوم.
يُصمَّم نظام التكييف المركزي ذو القنوات مع مراعاة تخطيط المبنى. أما التصميم المُدمج فيجمع بين أنظمة التكييف المركزي والأنظمة بدون قنوات. ويتم توفير مدخل هواء ميكانيكي في كل غرفة عن طريق تركيب مُنْعَزِل هواء أو صمام جداري مزود بمروحة، مما يُغني عن الحاجة إلى قنوات التكييف.
يتم تركيب قناة تهوية مركزية من الحمام عبر أنبوب رأسي يمر عبر السقف. ويتم تمديد أنبوب منفصل من القبو أو الطابق السفلي أسفل المنزل إلى الشارع أو توصيله بقناة التهوية المركزية للمنزل. ومن الأنبوب الرأسي المركزي، يتم توجيه قنوات التهوية إلى كل غرفة من غرف المنزل. وتُخفى هذه الأنابيب تحت السقف المعلق.
تم تزويد نظام التهوية الميكانيكية المدمج والموجه بمرشحات وسخانات لتسخين تدفقات الهواء المزودة، ونظام تحكم آلي بالمروحة، ومكونات مفيدة أخرى.
كلما كان التصميم أكثر تعقيدًا، زادت تكلفة تركيبه وصيانته، ولكنه كان أكثر فعالية من حيث تبادل الهواء عالي الجودة.
مخطط مع جهاز استرداد
في نظام التكييف المركزي، تُمدد قنوات العادم والتزويد أسفل السقف إلى كل غرفة. وتتصل هذه القنوات في وحدة استعادة حرارة التزويد والعادم. تشبه هذه الوحدة صندوقًا مستطيلًا بأربعة أنابيب مخرج.
يتم توجيه قناة سحب وقناة عادم من وحدة الاسترداد إلى الخارج. أما المدخلان الآخران فيتم توصيلهما بقنوات الإمداد والعادم لنظام التوزيع الداخلي.
داخل جهاز استعادة الحرارة، تتقاطع القنوات ولكنها مفصولة بجدران. يتم تسخين الهواء البارد الداخل بواسطة حرارة الهواء الخارج.
لا تختلط تيارات الهواء، وتخضع لعمليات ترشيح وترطيب وتأيين إضافية، إن وُجدت هذه الميزات في الوحدة. يُركّب جهاز استعادة الحرارة في العلية، أو أسفل السقف، أو في غرفة غير غرفة المعيشة، أو على شرفة معزولة.
تم تطوير أجهزة استرداد حرارة صغيرة الحجم للتهوية بدون قنوات. يتكون الجهاز من وحدة أنبوبية الشكل تحتوي على مروحة ومبادل حراري وفلتر.
يعمل جهاز استعادة الحرارة بالتناوب بين تزويد الهواء وسحبه. وتدور شفرات المروحة في نفس الاتجاه، فتسحب الهواء الملوث من الغرفة إلى الخارج.
عندما يمر الهواء عبر المبادل الحراري، فإنه يسخن الجدران. وعند عكس اتجاه دوران المروحة، تبدأ بسحب الهواء النقي من الخارج وضخه إلى الغرفة. ويزداد تسخين الهواء المار عبر المبادل الحراري.
- زائد جهاز استرداد الحرارة بدون قنوات - لا حاجة لتركيب قنوات الهواء، والتي لا يمكن إخفاؤها داخل جدران ألواح SIP.
- العيوب ينطبق هذا على الاستخدام الموضعي. يتم تركيب وحدة التزويد والعادم في غرفة واحدة. يجب شراء وتركيب وحدة منفصلة لكل غرفة.
ما هو أفضل تصميم لمنزل SIP؟
تُصمَّم المنازل الحديثة الخاصة ذات الهياكل العازلة الهيكلية (SIP) بنظام تهوية قسرية. يُناسب هذا النظام المنازل الريفية الكبيرة، والغرف العلوية، والمباني ذات الطابقين ذات الهيكل الخشبي. يُوصى باستخدام نظام استعادة الحرارة، ولكنه يزيد من التكلفة الإجمالية لنظام المرافق.
لا تكفي التهوية الطبيعية لتوفير التبادل الهوائي المطلوب في منزل مغلق. هذا التصميم مناسب للتركيب الذاتي في علية موسمية أو ملحق ريفي صغير.
يصاحب التهوية الطبيعية فقدان للحرارة عبر النوافذ والفتحات المفتوحة. وفي المناطق الباردة، يؤدي تبادل الهواء عبر التهوية إلى زيادة فواتير التدفئة.
تُركّب فتحات تهوية في كل غرفة. ويُحدد عدد فتحات العادم بناءً على حجم المنزل وتصميمه. بالنسبة للمباني الصغيرة التي تتراوح بين 3 و5 غرف، تكفي فتحة عادم واحدة. ويتم تركيب أنبوب تهوية رئيسي مشترك مزود بمخرج إلى الخارج عبر السقف في الحمام أو غرفة المرافق.
في منزل من طابقين بمساحة 150 متر مربع2 يلزم ما يصل إلى 6 فتحات تهوية. يبلغ متوسط المقطع العرضي للقناة 110 مم، ولكن يتم حساب القطر الدقيق بناءً على معايير تبادل الهواء.
لأغراض جمالية ولتقليل الأضرار التي قد تلحق بالسقف، تم دمج أنابيب تصريف مياه العلية. وتم توجيه أنبوب واحد عبر السقف إلى الشارع.
بالإضافة إلى التهوية العامة للمبنى، يتطلب منزل SIP مزود بمرحاض تهوية للصرف الصحي. يتم إضافة أنبوب صرف صحي بقطر 110 مم إلى الأنبوب الرأسي ويتم تهويته إلى الخارج عبر السقف.
يُمنع توصيل نظام التهوية هذا بفتحة التهوية الرئيسية للمبنى، وذلك لمنع دخول الروائح الكريهة من نظام الصرف الصحي إلى المبنى في حال حدوث انعكاس في التيار. مع الأخذ في الاعتبار نظام التهوية الرئيسية للمبنى ونظام تهوية الصرف الصحي، سيكون هناك أنبوبان على الأقل على السطح.
إذا كان المشروع يتضمن نظام تدفئة مستقل، فسيتم إضافة مخرج ثالث - مدخنة. ولأسباب جمالية ولمنع التكثف، يتم إخفاء الأنابيب الثلاثة داخل صندوق مشترك معزول.
تم تركيب نظام تهوية للسقف والعُلّية. في الأسقف البسيطة، تكون عناصر نظام المرافق غير مرئية. تقع فتحات التهوية المزودة بشبكات حماية على طول محيط حواف السقف وعوارض السقف. يتم تهوية مساحة العُلّية من خلال نوافذ سقفية في نهايات الجملون.
تفتقر الأسقف ذات الأشكال الهرمية وغيرها من الأشكال المعقدة عادةً إلى النوافذ العلوية. وتُشكّل المنحدرات مناطقَ يستحيل فيها تهوية المساحة أسفل السقف عبر فتحات التهوية الموجودة عند الحواف والقمة. في هذه المناطق الصعبة، تُركّب عناصر تهوية موضعية مثل الفتحات وأجهزة التهوية. ويزداد عدد الأنابيب أو فتحات التهوية في السقف.
مراحل تركيب نظام التهوية القسرية
في مبنى جديد مصنوع من ألواح SIP، من الأفضل تصميم وتركيب نظام تهوية مركزي مع قنوات متصلة بجهاز استرداد الحرارة أثناء مرحلة البناء.
تعليمات التركيب
- نقوم بفتح صندوق جهاز استعادة الحرارة، ونتأكد من سلامة الغلاف واكتمال جميع أجزائه. ثم نزيل الغطاءين الأمامي والخلفي. بعد ذلك، نخرج المكونات الداخلية من الهيكل الأسطواني. نحدد مواقع أطراف كابل الطاقة أسفل الغطاء الخلفي الذي يغطي المروحة المواجهة للغرفة.
- يعمل الغلاف الخارجي للمُسترجع الحراري كغلاف عازل. يبلغ قطر الأسطوانة الخارجية في طرازات مارلي 180 مم. يُعدّ حفر ثقب كبير في لوحة SIP أمرًا صعبًا، إذ يبلغ أقصى قطر لقمة الحفر 150 مم.
تُعدّ خدمات الحفر الصناعية مكلفة. كما أن استخدام مثقاب ذي شفرتين على رأس الحفر أمرٌ خطير، إذ قد تتسبب الشفرة الدوارة في تمزيق ألواح OSB، وعزل ألواح SIP، والجدران الداخلية. ولحل هذه المشكلة، نستبدل الهيكل القياسي بطبقتين من مادة البينوفول.
نغلف الكتلة الأسطوانية الداخلية، بقطر 145 مم، بطبقتين من العزل الحراري، بسماكة إجمالية 6 مم. ثم نثقب الجدار بمنشار ثقب بقطر 150 مم. بعد ذلك، نزيل الزيادة البالغة 1 مم من قطر الكتلة، والمغلفة برغوة ناعمة، بالضغط عليها على جدران الثقب، مما يضمن إحكامًا عالي الجودة.
- نختبر إحكام تثبيت الكتلة العازلة في الفتحة المحفورة. نضبط عرض عازل البينوفول ليتناسب مع سمك جدار الألواح العازلة الهيكلية. نقص العازل من الجزء المكشوف من الكتلة بحيث يكون مستويًا مع سطح الغطاء المرفق.
- بعد التركيب، نقوم بتثبيت الكتلة المعزولة بمادة بينوفول في الفتحة المحفورة. نثبت الحافة على الجدار الداخلي باستخدام البراغي. نستبدل الغطاء الزخرفي بشبكات تهوية.
- يبرز الجزء الأمامي من وحدة استعادة الحرارة من واجهة المنزل المطلة على الشارع. وحدة مارلي متعددة الاستخدامات، مصممة للتركيب على الجدران ذات الهياكل الرقيقة والجدران الخرسانية السميكة. وتُحدث لوحة SIP رقيقة بروزًا كبيرًا.
لا يمكن تقصير وحدة المعدات عن طريق القص. يتم سدّ الفجوة بين الغطاء الخارجي وحافة الواجهة بتركيب غطاء مصنوع من الفوم. يمكن قصّ الجزء الخلفي بسهولة باستخدام سكين ليتناسب مع شكل حافة الواجهة لضمان تثبيت محكم.
- نضع غطاءً مزخرفاً مزوداً بشبكة على الجزء البارز من جسم الكتلة من غطاء المحرك. ثم نغلق الوصلات بمادة مانعة للتسرب عديمة اللون.
نقوم بتركيب أجهزة استعادة الحرارة في جميع غرف المنزل المصنوع من ألواح SIP بطريقة مماثلة. بعد تركيب الوحدات، نقوم بإزالة الأغطية الزخرفية من جانب الغرفة.
نقوم بتوصيل سلك مصدر الطاقة بمجموعات التوصيل. نتحقق من وظائف نظام التهوية ونضبط أوضاع التشغيل.
توصيات بشأن تركيب وصيانة أنظمة التهوية
تتضمن صيانة نظام التهوية تنظيف فتحات التهوية من الأوساخ. يجب استبدال المرشحات أو تنظيفها، وذلك حسب تصميم وحدة التشغيل.
من الأفضل إسناد صيانة المراوح وأجهزة استعادة الحرارة وغيرها من المعدات المعقدة إلى متخصصي مراكز الخدمة.
لضمان التهوية المناسبة وتجنب تلف المكونات الهيكلية لمنزل مصنوع من ألواح SIP، اتبع توصيات التركيب لنظام المرافق:
- في المنازل المكونة من طابقين ذات التصميمات المعقدة، يصبح الهواء راكداً. لذا، يُنصح بتركيب مراوح في قنوات التهوية لضمان تدفق هواء مستقر.
- تتميز المباني المصنوعة من ألواح SIP بمستوى جيد من عزل الصوت الداخلي. ولضمان عدم إزعاجك أثناء تشغيل الأجهزة، يُنصح بتركيب عازل للصوت. اختر أجهزة لا يتجاوز مستوى ضجيجها 40 ديسيبل.
- قم بتمديد قنوات التهوية فوق العناصر الإنشائية للمبنى. قم بإخفائها باستخدام قنوات أو كسوة أو أسقف معلقة. لا تقم بقطع الأنابيب في ألواح SIP.
- استخدم منشارًا دائريًا لعمل فتحات في الجدار للصمامات والمراوح وأجهزة استعادة الحرارة. تجنب استخدام الريش أو أي أدوات أخرى قد تُسبب تمزق ألواح الخشب المضغوط أو البوليسترين الموسع.
اتباع التوصيات البسيطة سيساعدك على توفير تهوية موثوقة لمنزلك دون إتلاف ألواح SIP.
مشروع منزل SIP ناجح مزود بنظام تهوية
كمثال على التهوية الفعّالة للحمامات، دعونا نلقي نظرة على مشروع ناجح لبناء علية منزل صيفي باستخدام ألواح SIP. أراد العميل تغيير التصميم القياسي، فانتهى الأمر بوجود حمامين في الطابقين الأول والثاني متباعدين عن بعضهما.
ولتمديد قناة العادم من غرفة الطابق الأول، كان لا بد من تركيب أنبوب رأسي إضافي. مرّ الأنبوب عبر غرفة المعيشة في الطابق الثاني، حيث تم إخفاؤه بصندوق زخرفي.
تم تركيب فتحة تهوية حمام الطابق الثاني عبر السقف. الجزء الوحيد المرئي من سقف الغرفة هو شبكة تغطي فتحة التهوية.
لإدخال الهواء النقي، تم تركيب صمام تهوية أسفل كل جدار في كل غرفة. يدور الهواء عبر فتحات تهوية أسفل الباب. أما الهواء الملوث من أماكن المعيشة في كل طابق من العلية، فيتم توجيهه إلى الحمام وطرده عبر قناة التهوية.
يعمل نظام التهوية الطبيعية بكفاءة تامة منذ تركيبه. في حال تدهور أداء شفاط المطبخ، سنقوم بتحسين أدائه عن طريق تركيب مراوح موجهة.
إجابات على الأسئلة الشائعة
توفر معدات التهوية تبادلًا كافيًا للهواء، مما يجدد الأكسجين في أماكن المعيشة. كما يتم التخلص من بخار الماء والروائح الكريهة إلى الخارج. ويقل خطر نمو العفن وانتشار الأمراض الخطيرة.
لا يمكن إخفاء قنوات التهوية داخل الألواح الهيكلية. يتم تركيب القنوات بشكل سطحي ثم إخفاؤها. ويتم إعداد مخطط نظام المرافق خلال مرحلة تصميم المبنى.
يمكن تجهيز المباني المصنوعة من ألواح SIP بأنظمة تهوية طبيعية أو ميكانيكية أو مختلطة. وتتوفر أنظمة تهوية مركزية أو بدون مراكز تهوية أو أنظمة تهوية مشتركة. ويتم تصميم نظام التهوية المحدد ليتناسب مع تصميم المنزل المحدد.
لترشيد استهلاك الطاقة في التدفئة، من الضروري تقليل فقد الحرارة في نظام التهوية. يسمح تركيب أجهزة النفخ وأجهزة استعادة الحرارة بتسخين الهواء البارد الداخل بواسطة الهواء الدافئ الخارج دون اختلاط تدفقات الهواء.
عند تصميم شبكة تهوية، يُؤخذ في الاعتبار عدد الطوابق، والتصميم، ومساحة المبنى وحجمه، بالإضافة إلى أحجام الغرف. كما تُراعى في الحسابات أنواع التشطيبات الداخلية والخارجية، ومواقع النوافذ والأبواب، وعدد شاغلي المبنى.
