در تمام فضاهای آموزشی باید شرایط محیط تحت کنترل و مناسب برای یادگیری باشد. بنابرین علاوه بر تامین هوای تازه ، آرام بودن محیط و سهولت تعمیرات نیز باید در هنگام طراحی مد نظر قرار گیرد. انتخاب تجهیزات تهویه مطبوع سرمایشی و گرمایشی برای ساختمان های آموزشی بستگی به قدیمی یا جدید بودن ساختمان دارد. اگر در یک ساختمان تغییرات جزئی انجام شده باشد ، سیستم سرمایشی و گرمایشی موجود را غالبا باید به نحوی توسعه داد که با مقررات جاری و سیستم های قبلی همخوانی داشته باشد. در ساختمان های کاملا جدید می توان از سیستم ها و تجهیزات جدید گرمایشی و سرمایشی استفاده کرد. در هنگام استفاده از تجهیزات قدیمی باید عمر مفید این تجهیزات و سیستم های توزیع آنها را نیز مد نظر قرار داد.

ملاحظات طراحی سیستم تهویه مطبوع ساختمان های آموزشی

ملاحظاتی که در طراحی سیستم تهویه سرمایشی و گرمایشی موسسات آموزشی باید در نظر گرفته شوند عبارتند از :

۱ . مقدار اتلاف حرارت در زمستان

۲ . مقدار افزوده شده حرارت در تابستان

۳ . مقدار رطوبت

۴ . حرکت و جابجایی هوا

۵ . روش های تامین هوای تازه

۶ . مقدار هوای تازه

۷ . صدا و ارتعاش

در طراحی موسسات آموزشی ، سطح صدا نیز از اهمیت خاصی برخوردار است. تامین هوای تازه به مقدار مناسب باعث کنترل بو و جلوگیری از انتشار بیماری های تنفسی و ریوی می گردد. در بسیاری از مدارس از سالن ورزشی به عنوان آمفی تئاتر و سالن اجتماعات نیز استفاده می شود. به دلیل تغییرات وسیع تعداد افراد در فضاهای چند منظوره ، انعطاف پذیری سیستم های آنها از اهمیت خاصی برخوردار است.

تجهیزات تهویه مطبوع موسسات آموزشی باید ضمن قابل اطمینان بودن ، به کمترین میزان تعمیرات نیاز داشته باشند. موقعیت نصب تجهیزات باید بررسی شود و دسترسی و نگهداری آسان آنها نیز مورد نظر قرار گیرد. سیستم های کنترل مورد استفاده در موسسات آموزشی باید تا حد امکان ساده باشد زیرا افراد گوناگون باید عملکرد آن را درک و از آنها نگهداری و استفاده کنند. به دلیل تفاوت نیازهای تهویه مطبوع در قسمت های مختلف ، هر قسمت باید دارای کنترل خاص خود باشد و بتوان دما و رطوبت هر قسمت را به میزان دلخواه و مستقل از سایر قسمت ها ، تنظیم نمود.

چون اکثر موسسات آموزشی در شب و تعطیلات پایان هفته تعطیل هستند ، معمولا در اینگونه ساختمان ها با تنظیم درجه حرارت داخل در هنگام خالی بودن ، بهینه سازی دیگ و تنظیم درجه حرارت آب گرم می توان صرفه جویی قابل توجهی در مصرف سوخت انجام داد. وقتی در شب یا تعطیلات پایان هفته درجه حرارت مجددا تنظیم می شود باید برنامه گرم کردن یا سرد کردن صبحگاهی را در نظر گرفت. بعد از گرم کردن صبحگاهی ، کنترل های خودکار باید سیستم ها را از وضعیت گرمایش به سرمایش تغییر دهند تا گرمای حاصل از روشنایی و افراد دفع شود.

ملاحظاتی در مورد مصرف انرژی

ساختمان های جدید و قسمت های توسعه ساختمان های موجود باید با مقررات و استانداردهای مصرف انرژی همخوانی داشته باشند. روش های کاهش مصرف انرژی باید توسط طراح بررسی شود. این روش ها عبارتند از :

۱ . استفاده از سیکل های صرفه جو

وقتی درجه حرارت حباب خشک و تر هوای بیرون مساعد باشد می توان با تغذیه هوای بیرون ، مقداری از بارهای داخلی سرمایش را جبران کرد. برای خارج سازی ۱۰۰ درصد هوای تازه ای که به درون ساختمان تغذیه می شود باید از سیستم تخلیه هوای اضافه استفاده کرد.

۲ . تنظیم درجه حرارت دستگاه گرم کننده آب (بویلر یا دیگ)

در این سیستم درجه حرارت آب گرم با توجه به درجه حرارت هوای خارج تنظیم می شود. باید دقت داشت که درجه حرارت آب کمتر از مقدار پیشنهاد شده توسط کارخانه سازنده بویلر نشود.

۳ . تنظیم درجه حرارت در هنگام عدم حضور افراد با هوشمند سازی سیستم

این سیستم از یک ساعت و یا سنسور تشخیص دهنده حضور افراد فرمان می گیرد و با تنظیم درجه حرارت فضای مورد نظر در هنگام عدم حضور افراد ، باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می شود. همزمان با استفاده از این سیستم کنترلی باید امکانات گرم کردن و سرد کردن صبحگاهی را نیز پیش بینی کرد تا در زمان مقرر ، درجه حرارت داخل فضا مجددا به حد مطلوب رسیده باشد. مدت زمانی که باید سیستم گرم کننده و سرد کننده قبل از حضور افراد شروع به کار کند ، تابع درجه حرارت هوای خارج ، جرم ساختمان و اشیا درون آن است.

۴ . سیستم های بازیافت حرارت

هنگامی که باید مقدار قابل توجهی هوا از ساختمان تخلیه شود ، استفاده از سیستم های بازیافت حرارت باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می شود. باید اقتصادی بودن استفاده از سیستم های بازیافت حرارت بررسی و ارزیابی گردد.

۵ . استفاده از سیستم صرفه جوی دیگ

در این سیستم با بازیافت حرارت اتلافی از دودکش دیگ های بزرگ یا موتورخانه مرکزی می توان در مصرف انرژی صرفه جویی کرد. حرارت بازیافت شده برای پیش گرمایش آب جایگزین دیگ یا هوای احتراق استفاده می شود. در هنگام استفاده از این سیستم باید دقت شود که درجه حرارت محصولات احتراق به حدی کاهش نیابد که رطوبت موجود در محصولات احتراق ، تقطیر گردد.

۶ . استفاده از موتورهای سرعت متغیر

استفاده از این موتورها برای فن ها و پمپ های بزرگ می تواند باعث صرفه جویی در مصرف انرژی شود. قبل از کاربرد اینگونه موتورها باید سیستم های تهویه مورد ارزیابی قرار گیرند و مشخص گردد که کاهش مقدار گذر هوا یا آب در حدی است که کاربرد این سیستم ها را توجیه کند.

انتخاب سیستم و تجهیزات مناسب تهویه مطبوع در موسسات آموزشی

۱ . سیستم موتورخانه مرکزی

سیستم موتورخانه مرکزی شامل دو دستگاه اصلی چیلر و دیگ آبگرم یا همان بویلر مجهز به مشعل گازسوز است. چیلر معمولا در دو طرح متفاوت چیلر تراکمی آب خنک و هوا خنک ساخته می شود. به همراه چیلر تراکمی آب خنک باید از دستگاه خنک کننده آب تحت عنوان برج خنک کننده استفاده شود برج خنک کننده در فضای آزاد (مثلا روی بام) و چیلر تراکمی آب خنک در موتورخانه مرکزی مستقر می گردد که با لوله کشی به هم متصل می شوند. از طرفی چیلر وظیفه اصلی خود یعنی سرد کردن آب و بویلر وظیفه گرم کردن آب را بر عهده دارد. هم آب سرد و هم آب گرم با لوله های مرکزی به سمت دستگاه های کویل دار (دستگاه های دارای لوله های مارپیچی) مانند هواساز و فن کویل منتقل می شوند تا با جاری شدن در کویل آنها و چرخش فن ، هوا در اثر برخورد با سطوح خارجی کویل ، سرد یا گرم شده و با کانال کشی یا مستقیما در سالن یا اتاق مورد نظر پخش گردد. این دستگاه ها در کنار یکدیگر سیستم کامل تهویه مطبوع گرمایشی ، سرمایشی و تنظیم کننده رطوبتی را برای ساختمان ها و موسسات آموزشی فراهم می کنند.

۲ . سیستم تهویه مطبوع GHP

دستگاه GHP کار هر دو دستگاه چیلر و بویلر را در یک دستگاه واحد انجام می دهد و با این تفاوت که آب سرد یا گرم در مدار آن وجود ندارد و به موتورخانه و برج خنک کننده نیز نیازی ندارد (زیرا بر روی بام نصب می شود) و هم برای سرمایش و هم گرمایش ، انرژی سوخت گاز طبیعی (گاز شهری) مصرف می کند. سیستم تهویه مطبوع GHP نیز به هواساز یا فن کویل های مستقر در نقاط مختلف درون ساختمان متصل می گردد.

۳ . دستگاه های با قیمت اولیه پایین

به جز دو سیستم کامل ذکر شده ، چند نوع دستگاه دیگر برای سرمایش و گرمایش وجود دارد که مهمترین آنها دستگاه های زنت و ایرواشر هستند که عملکردی تقریبا مشابه هم دارند. این دستگاه ها به فن کویل و هواساز نیازی ندارند زیرا مستقیما هوا را با کانال در ساختمان پخش می کنند. سرمایش آنها شبیه سرمایش کولرهای آبی ولی با راندمان و توان سرمادهی بالاتر نسبت به آنها است. برای گرمایش یک بویلر موتورخانه ای (یا یک پکیج گازسوز برای ساختمان های با ابعاد کوچک تا متوسط) نیاز است تا آب را گرم کرده و با پمپ به کویل های دستگاه های زنت یا ایرواشر پمپاژ کنند تا فن با چرخش خود و تماس دادن هوا با سطوح خارجی کویل گرم شده (لوله های داغ) ، دمای هوا را افزایش دهد.