Havalandırma, dış mekan havasını bir binaya veya odaya taşır ve havayı bina veya oda içinde dağıtır. Binalarda havalandırmanın genel amacı, hem binadan kaynaklanan kirleticileri seyrelterek hem de kirleticileri binadan uzaklaştırarak solunum için sağlıklı hava sağlamaktır.
Bina havalandırmasının üç temel unsuru vardır:
Bir binayı havalandırmak için kullanılabilecek üç yöntem vardır: doğal, mekanik ve hibrit (karma mod) havalandırma.
Doğal kuvvetler (örneğin, iç ve dış mekan hava yoğunluğu farklılıklarından kaynaklanan rüzgarlar ve termal kaldırma kuvveti), dış mekan havasını amaca yönelik inşa edilmiş, bina zarfı açıklıklarından geçirir. Amaca yönelik olarak inşa edilmiş açıklıklar arasında pencereler, kapılar, güneş bacaları, rüzgar kuleleri ve damlama vantilatörleri bulunur. Binaların bu doğal havalandırması iklime, bina tasarımına ve insan davranışına bağlıdır.
Mekanik fanlar mekanik havalandırmayı tahrik eder. Fanlar doğrudan pencerelere veya duvarlara monte edilebilir veya bir odaya hava beslemek veya bir odadan hava boşaltmak için hava kanallarına monte edilebilir.
Kullanılan mekanik havalandırma tipi iklime bağlıdır. Örneğin, sıcak ve nemli iklimlerde, geçiş yoğuşmasını azaltmak için sızmanın en aza indirilmesi veya önlenmesi gerekebilir (bir binanın içinden gelen sıcak, nemli hava bir duvara, çatıya veya zemine nüfuz ettiğinde ve soğuk bir yüzeyle buluştuğunda ortaya çıkar). Bu durumlarda, pozitif basınçlı mekanik havalandırma sistemi sıklıkla kullanılır. Tersine, soğuk iklimlerde, interstisyel yoğuşmayı azaltmak için sızıntının önlenmesi gerekir ve negatif basınçlı ventilasyon kullanılır. Banyo, tuvalet veya mutfak gibi yerel olarak üretilen kirleticilere sahip bir oda için, negatif basınç sistemi sıklıkla kullanılır.
Pozitif basınç sisteminde, oda pozitif basınçtadır ve oda havası zarf sızıntıları veya diğer açıklıklar yoluyla dışarı sızdırılır. Negatif basınç sisteminde, oda negatif basınçtadır ve oda havası dışarıdan havayı "emerek" telafi edilir. Dengeli bir mekanik havalandırma sistemi, hava beslemelerinin ve egzozların tasarım spesifikasyonlarını karşılayacak şekilde test edildiği ve ayarlandığı sistemi ifade eder. Oda basıncı, biraz eşit olmayan besleme veya egzoz havalandırma oranları kullanılarak elde edilen hafif pozitif veya negatif basınçta tutulabilir.
Hibrit (karma mod) havalandırma, istenen (tasarım) akış hızını sağlamak için doğal itici güçlere dayanır. Doğal havalandırma akış hızı çok düşük olduğunda mekanik havalandırma kullanır.
Tek başına doğal ventilasyon uygun olmadığında, hava yoluyla bulaşan enfeksiyonu olan hastaları barındıran odalarda havalandırma oranlarını artırmak için egzoz fanları (yeterli ön test ve planlama ile) monte edilebilir. Bununla birlikte, bu basit hibrit (karma mod) havalandırma tipinin dikkatle kullanılması gerekir. Fanlar, oda havasının bir duvar veya çatı aracılığıyla doğrudan dış ortama boşaltılabileceği yerlere monte edilmelidir. Egzoz fanlarının boyutu ve sayısı, hedeflenen havalandırma oranına bağlıdır ve kullanımdan önce ölçülmeli ve test edilmelidir.
Egzoz fanlarının kullanımıyla ilgili sorunlar arasında kurulum zorlukları (özellikle büyük fanlar için), gürültü (özellikle yüksek güçlü fanlardan), odadaki sıcaklığın artması veya azalması ve kesintisiz elektrik temini gereksinimi sayılabilir. Odadaki ortam termal rahatsızlığa neden oluyorsa spot soğutma veya ısıtma sistemleri ile tavan vantilatörleri eklenebilir.
Diğer bir olasılık ise, elektrik gerektirmeyen ve bir binadaki hava akışını artıran bir çatı-egzoz sistemi sağlayan girdapların (girdaplar veya rüzgar türbinleri) kurulmasıdır.
Binalarda havalandırma performansı, yukarıda tartışılan üç temel havalandırma unsuruna karşılık gelen aşağıdaki dört açıdan değerlendirilebilir.
Genellikle iki genel performans endeksi kullanılır. Hava değişim verimliliği, temiz havanın odada ne kadar verimli bir şekilde dağıtıldığını gösterirken, havalandırma etkinliği, havadaki kirleticinin odadan ne kadar verimli bir şekilde çıkarıldığını gösterir. Mühendisler, havanın yerel ortalama yaşını, havanın odaya ilk girdiği noktaya ulaşması için geçen ortalama süre olarak ve oda ortalama hava yaşını, odadaki tüm noktalardaki hava yaşının ortalaması olarak tanımlar. Havanın yaşı, izleyici gaz teknikleri kullanılarak ölçülebilir.
Hava değişim verimliliği, saat başına hava değişiminden ve oda ortalama hava yaşından hesaplanabilir. Pistonlu tip havalandırma için hava değişim verimliliği% 100 iken, tam karıştırma havalandırması için hava değişim verimliliği% 50'dir. Deplasmanlı havalandırma için hava değişimi verimliliği aralarında bir yerdedir, ancak kısa devre için hava değişim verimliliği% 50'den azdır.
Ventilasyon etkinliği ölçüm veya simülasyon ile değerlendirilebilir. Basit bir ifadeyle, havalandırma akış hızı, enjekte edilen izleyici gazın bir odada ne kadar hızlı bozunduğunu ölçerek veya havalandırma açıklıkları veya hava kanalları ile akış alanı aracılığıyla hava hızını ölçerek ölçülebilir. Hava akımı yönü dumanla görselleştirilebilir. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği ve partikül görüntüsü velosimetri teknikleri, bir odadaki hava dağılım performansının modellenmesini sağlar.
İyi tasarlanmış, kurulmuş ve bakımı yapılmışsa, mekanik bir sistemin bir takım avantajları vardır.
Bununla birlikte, mekanik havalandırma sistemlerinin de sorunları vardır.
Bu sorunlar nedeniyle mekanik ventilasyon sistemleri, enfeksiyon kontrolü için önemli bir araç olmak yerine, bulaşıcı hastalıkların sağlık tesisleri aracılığıyla yayılmasına neden olabilir.
İyi monte edilmiş ve bakımı yapılmışsa, mekanik havalandırma sistemlerine kıyasla doğal bir havalandırma sisteminin birkaç avantajı vardır.
Teknoloji açısından bakıldığında, doğal havalandırma basit doğal havalandırma sistemleri ve yüksek teknolojili doğal havalandırma sistemleri olarak sınıflandırılabilir. İkincisi bilgisayar kontrollüdür ve mekanik havalandırma sistemleri (yani hibrit veya karma modlu sistemler) tarafından desteklenebilir. Yüksek teknolojili doğal havalandırma, mekanik havalandırma sistemleriyle aynı sınırlamalara sahip olabilir; Bununla birlikte, hem mekanik hem de doğal havalandırma sistemlerinin faydalarına da sahiptir.
Düzgün bir şekilde tasarlanırsa, doğal havalandırma, özellikle hibrit (karma mod) havalandırma prensibini kullanan mekanik bir sistemle birleştirildiğinde güvenilir olabilir, ancak bu modern doğal havalandırma sistemlerinden bazılarının inşası ve tasarlanması mekanik sistemlerden daha pahalı olabilir.
Genel olarak, doğal havalandırmanın avantajı, çok basit bir sistemle, düşük maliyetle çok yüksek bir hava değişim oranı sağlayabilmesidir. Hava değişim oranı önemli ölçüde değişebilse de, modern doğal havalandırma sistemlerine sahip binalar (uygun şekilde tasarlanmış ve çalıştırılmış), minimum havalandırma gereksinimlerini büyük ölçüde aşabilen doğal kuvvetlerle çok yüksek hava değişim oranları elde edebilir.
Doğal bir havalandırma sisteminin bazı dezavantajları vardır.
Bu zorluklar, örneğin, daha iyi bir tasarım veya hibrit (karma mod) havalandırma kullanılarak aşılabilir. Gürültü, hava kirliliği, böcek vektörleri ve güvenlik gibi diğer olası dezavantajların da dikkate alınması gerekir. Bu sorunlar nedeniyle, doğal havalandırma sistemleri, enfeksiyon kontrolü için önemli bir araç olmak yerine bulaşıcı hastalıkların sağlık tesisleri aracılığıyla yayılmasına neden olabilir.