تأسیسات در ساختمان‌های بلندمرتبه (بیش از ۹ طبقه) دارای ویژگی‌ها و پیچیدگی‌های خاصی هستند که حل آن‌ها جز با دانش و طراحی دقیق مهندسی امکان‌پذیر نیست.
در بسیاری از واحدهای ساختمانی، حتی در مهم‌ترین ساختمان‌های جهان، ساکنان از بوی نامطبوع فاضلاب رنج می‌برند. انتشار این بو در فضای داخلی ساختمان می‌تواند ناشی از نقص در عملکرد شبکه وِنت سیستم فاضلاب باشد و علاوه بر ایجاد نارضایتی و برهم زدن آسایش ساکنان می‌تواند باعث به خطر افتادن سلامت انسان‌ها از طریق انتشار بیماری‌‌های عفونی و واگیردار شود.
با تغییر الگوی ساخت‌وساز در دهه اخیر و روی آوردن به ساخت ساختمان‌های بلندتر با استفاده از مصالح جدید و روش‌های پیشرفته‌تر، صنعت ساختمان نیازمند راهکارهایی نوین برای مواجهه با چالش‌های این نوع بناهاست.
برای رفع هر مشکل و یافتن راه‌حل مناسب، ابتدا باید ویژگی‌ها و منشأ آن مشکل را شناخت. در این مقاله، با نگاهی به اجزای اصلی شبکه وِنت و بررسی نقش و عملکرد آن‌ها در سیستم فاضلاب ساختمان، به عوامل مؤثر در اختلال عملکرد این شبکه می‌پردازیم و در نهایت، به جدیدترین دستاوردهای فناوری برای رفع مشکلات و معضلات لوله‌کشی وِنت اشاره خواهیم کرد.
دلایل ورود بو و آلودگی از سیستم فاضلاب به فضای مسکونی
تمامی مصرف‌کننده‌های بهداشتی (سینک، روشویی، انواع توالت و...) باید به وسیله سیفون به شبکه فاضلاب ساختمان متصل شوند. سد آبی موجود درون سیفون، تنها مانع میان فضای مسکونی و سیستم فاضلاب است. ساختار سیفون به‌گونه‌ای طراحی شده که پس از هر بار تخلیه، مقداری آب درون آن باقی می‌ماند. این سد آبی نقش حیاتی در جلوگیری از نفوذ بوی نامطبوع، گازهای آلوده، میکروب‌ها و عوامل بیماری‌زا از شبکه فاضلاب به فضای داخلی ساختمان ایفا می‌کند.
مطابق مبحث ۱۶-۴-۲ (بند ث-۱) مقررات ملی ساختمان ویرایش سال ۱۳۹۶، اگر قطر لوله خروجی فاضلاب تا ۵۰ میلی‌متر باشد، ارتفاع سد آبی (عمق آب هوابند) باید حداقل ۷۵ میلی‌متر در نظر گرفته شود. در صورتی که قطر لوله بیشتر از ۵۰ میلی‌متر باشد، ارتفاع سد آبی نیز به تناسب، ۵۰ میلی‌متر خواهد بود.
ساختمان سیفون
حتماً توجه داشته باشید که استفاده از سیفون‌هایی با عمق آب‌بند کمتر از مقادیر استاندارد ذکرشده مجاز نیست. «با این حال، بسیاری از سیفون‌های موجود در بازار این استاندارد را رعایت نمی‌کنند. از این رو، توجه به عمق آب‌بند هنگام انتخاب سیفون برای پروژه‌ها ضروری است.
گفتنی است که طبق مقررات ملی ساختمان استفاده از برخی سیفون‌های مجاز نیست:
* سیفون‌هایی که روی تاج خود هواکش دارند.
* سیفون‌های S شکل که خروج فاضلاب از آن‌ها ۱۸۰ درجه با ورود آن زاویه داشته باشد.
* سیفون‌های کاسه‌ای
با این حال سد آبی به پنج دلیل عمده ممکن است از بین برود و در نتیجه، گازهای آلوده فاضلاب به داخل واحد مسکونی نفوذ کنند. مهم‌ترین این دلایل عبارتند از:
1. تبخیر
در صورتی که تجهیزات بهداشتی مانند روشویی یا توالت برای مدت طولانی مورد استفاده قرار نگیرند، به‌دلیل ارتباط سطح آب داخل سیفون با هوای محیط، آب موجود در سیفون به‌تدریج تبخیر می‌شود. این تبخیر باعث کاهش ارتفاع سد آبی سیفون شده و در نهایت ممکن است به کاهش عمق آب‌بند یا حتی از بین رفتن کامل آن منجر شود.
2. سیفوناژ خودکار
در برخی شرایط، تخلیه ناگهانی فاضلاب از یک مصرف‌کننده می‌تواند منجر به ایجاد فشار منفی در سیفون شده و در نتیجه، آب داخل سیفون را خارج کند. این اتفاق در نهایت باعث از بین رفتن سد آبی می‌شود. برای نمونه، زمانی که یک وان یا سینک پر از آب، به‌صورت ناگهانی تخلیه شود (مانند برداشتن یک‌باره درپوش)، احتمال وقوع این پدیده افزایش می‌یابد.
3. سیفوناژ القایی
این پدیده زمانی اتفاق می‌افتد که تخلیه یک وسیله بهداشتی باعث ایجاد فشار منفی در لوله فاضلاب مشترک شده و در نتیجه، آب‌بند سیفون وسیله دیگری که به همان لوله متصل است، مکیده و تخلیه می‌شود. این اتفاق می‌تواند در همان طبقه یا در طبقات مختلف ساختمان رخ دهد. برای مثال، هنگام تخلیه فاضلاب از طریق لوله قائم، عبور جریان از محل اتصال با لوله افقی ممکن است باعث ایجاد فشار منفی در شاخه فاضلابی شود و در پی آن، سد آبی سیفون یک وسیله بهداشتی در طبقه دیگر از بین برود.
4. فشار مثبت گذرا
در ساختمان‌های بلندمرتبه، هنگام تغییر مسیر لوله فاضلاب از حالت عمودی به افقی، پدیده‌ای به نام «پرده آبی» در لوله ایجاد می‌شود. این موج باعث ایجاد نوسان در سیفون‌ها و تخلیه سد آبی می‌شود یا حتی ممکن است بدون آنکه سد آبی درون سیفون از بین رفته باشد، آلودگی و بوی نامطبوع از طریق حباب‌های ایجادشده در سیفون لوازم بهداشتی، به فضای مسکونی نفوذ پیدا کند. این پدیده ممکن است در طبقات میانی ساختمان‌های بلند نیز در اثر تشکیل پرده آبی رخ دهد.
5. باد
تغییرات فشار ناشی از وزش باد، از طریق استک (لوله عمودی فاضلاب) که در بام به‌صورت عصایی اجرا شده، می‌تواند به سیستم فاضلاب منتقل شود. این تغییرات فشار ممکن است موجب نوسان در سد آبی سیفون‌ها شود و در صورت تداوم یا شدت نوسان، در نهایت تخلیه یا از بین رفتن سد آبی را در پی داشته باشد.
لوله‌کشی ونت؛ کلید تهویه اصولی سیستم فاضلاب
برای جلوگیری از تخلیه سیفون و حفظ سد آبی، ضروری است فشار در شبکه لوله‌کشی فاضلاب در محدوده‌ای متعادل نگه داشته شود.
طبق مبحث ۱۶-۴-۲-۳ (بند ث-۳) مقررات ملی ساختمان ویرایش ۱۳۹۶، تغییرات فشار ناشی از فشار معکوس، مکش سیفونی یا عوامل دیگر در شبکه لوله‌کشی فاضلاب ساختمان، نباید بیش از ۳۸± میلی‌متر ستون آب باشد و عمق آب هوابند سیفون که بر اثر این تغییرات فشار یا تبخیر کاهش می‌یابد، در هیچ حالتی نباید از ۲۵ میلی‌متر کمتر شود.
جهت نگه‌داشتن فشار در محدوده مورد نظر و حفظ سد آبی سیفون، می‌توان از شبکه لوله‌کشی وِنت استفاده کرد. شبکه لوله‌کشی ونت، هوا را از بام (از ورودی عصاییها) به پشت سیفون می‌رساند و فشار منفی ایجادشده را متعادل می‌کند. با برابر شدن فشار در دو سمت سیفون، سد آبی حفظ خواهد شد.
نحوه عملکرد ونت
شماتیک لوله‌کشی ونت
با توجه به تغییر الگوی ساخت‌وساز، افزایش ارتفاع ساختمان‌ها، افزایش تیپ واحدها در طبقات و هم‌زمانی تخلیه فلاش‌تانک‌ها، احتمال ناکارآمدی عملکرد لوله‌کشی ونت افزایش یافته است. به همین دلیل، گاهی در محیط داخلی واحدها، به‌ویژه در مجتمع‌های بزرگ و ساختمان‌های بلندمرتبه، بوی نامطبوع فاضلاب استشمام می‌شود.
علاوه بر این، مشکلات اجرایی نیز مانند کَنده‌کاری، شیارزنی، بست و ساپورت‌های اضافه، پیچ و خم‌های نامعقول به دلیل وجود موانع کارگاهی، استفاده از اتصالات متعدد در تغییر مسیرها و... در اجرای لوله‌کشی ونت، تأثیر مستقیم در افزایش هزینه، زمان اجرا، کاهش بهره‌وری و همچنین کاهش سرعت اجرا دارد. همچنین در برخی کارگاه‌ها، به دلیل ساختار سازه‌ای خاص، موانعی مانند بادبندها و دیوارهای برشی به طور مستقیم بر اجرای صحیح لوله‌کشی ونت تأثیر گذاشته و در نهایت باعث کاهش کارایی آن می‌شوند.
بررسی‌های گروه تحقیقاتی دانشگاه هریوت وات (Heriot-Watt) اسکاتلند در یک ساختمان ۲۵ طبقه با لوله قائم به قطر ۱۰۵ میلی‌متر، شاخه فاضلاب به قطر ۵۰ میلی‌متر و ونت شاخه‌ای به قطر ۵۰ میلی‌متر نشان می‌دهد که در شرایط تخلیه هم‌زمان، سد آبی سیفون طبقات پایین و میانی از بین خواهد رفت.
نوسان سیفون در طبقه اول
عمق آب سیفون
نوآوری در تهویه: کاربرد سوپرونتهای ۵۰ و ۱۰۰
آخرین دستاورد موجود در دنیای فناوری برای برطرف کردن معضلات و مشکلات لوله‌کشی وِنت، استفاده از شیر یکطرفه هوا به نام «سوپرونت» (Air Admittance Valves) است. سوپرونت طبق استانداردها و تأییدیه‌های زیر می‌تواند جایگزین لوله‌کشی ونت شده و فشار منفی در سیستم فاضلابی را خنثی کند:
DIN EN 12056: Gravity drainage systems inside buildings
IPC: International Plumbing Code
EN 12380: Air admittance valves for drainage systems
ASSE 1050: Stack air admittance valve for sanitary drainage system
ASSE 1051: Individual and branch type air admittance valve for sanitary drainage system
AS/NZS 4936: Air admittance valves for use in sanitary plumbing and drainage systems
سوپرونت چیست و چگونه کار می‌کند؟
سوپرونت یک شیر یکطرفه هواست که در حالت عادی بسته است (Normally Closed) و هیچ قطعه مکانیکی از قبیل فنر، پیچ و... در آن به کار نرفته است. فقط بر اثر اختلاف فشار داخل شبکه فاضلاب و محیط بیرونی وارد مدار شده و در کسری از ثانیه هوا را از محیط اطراف خود، وارد سیستم لوله‌کشی فاضلاب کرده و فشار داخل سیستم لوله‌کشی فاضلاب را متعادل می‌سازد و مجدد بسته می‌شود.
همان‌طور که در ادامه مشاهده می‌شود، صفحه دیافراگم سوپرونت با اختلاف فشار باز و بسته می‌شود. وقتی فشار در شبکه فاضلاب منفی شود، صفحه دیافراگم باز شده، هوا وارد لوله شده و فشار متعادل خواهد شد (شکل الف). در صورت عدم وجود فشار منفی در سیستم فاضلابی، صفحه دیافراگم بسته می‌ماند و از ورود گازهای آلوده به فضای مسکونی جلوگیری می‌شود (شکل‌ب). لازم به ذکر است که سوپرونت در دو سایز ۵۰ و ۱۰۰ تولید می‌شود.
شکل الف شکل ب
سوپرونت ۵۰
برای مهار فشار منفی در شاخه‌های افقی فاضلاب داخل واحدها (برنچ‌های ونت) استفاده می‌شود و می‌تواند لوله‌کشی ونت داخل واحدها را حذف کند.
سوپرونت ۱۰۰
اگر در پروژه‌ای، با توجه به معماری‌های خاص مانند وجود روف گاردن، استخر، باربیکیو و... در پشت بام، به دلیل محدودیت فضا در استفاده از عصایی‌های فاضلابی که هم با بوی نامطبوع و ظاهر ناآراسته می‌تواند بهره‌برداری از این اماکن را دچار مشکل کند، می‌توانیم با استفاده از سوپرونت ۱۰۰، علاوه بر مهار فشار منفی لوله عمودی فاضلاب (استک فاضلاب)، تعداد عصاییها را نیز کاهش داد (و نه همه عصاییها).
بدون تردید طراحی محل جانمایی سوپرونتهای ۵۰ و ۱۰۰ بر اساس استانداردهای معتبر اروپایی، فرآیندی تخصصی است. با این حال، شرکت سوپرپایپ با ارائه خدمات رایگان طراحی و استفاده از نرم‌افزار تخصصی سوپرپایپ کد۵، این نیاز فنی را به‌سادگی و با دقت برطرف می‌سازد.
شماتیک نصب سوپرونت ۵۰ و سوپرونت ۱۰۰
سوپرونت‌ها را می‌توان در فضاهای متنوعی مانند زیر سقف کاذب، داخل دیوار با استفاده از باکس و دریچه آیفونی و... نصب کرد. نکته مهم در انتخاب محل نصب سوپرونت این است که باید شرایط مناسبی برای جریان هوا به آن فراهم باشد..
ساختمان‌های بلندمرتبه
در ساختمان‌های بلندمرتبه، حتی در سیستم‌هایی که لوله‌کشی ونت فاضلاب به‌درستی و مطابق با استانداردهای معتبر طراحی شده‌اند، ممکن است مشکلاتی رخ دهد که در زمان نصب اولیه یا بازرسی‌های بعدی قابل مشاهده نباشد. این مشکل که ارتباط مستقیم با ارتفاع ساختمان دارد، می‌تواند ناشی از بروز تاخیر زمانی در رسیدن هوا از بام (عصاییها) به پشت سیفون‌ها، هم‌زمانی بالای مصرف‌کننده‌ها، سیفوناژهای القایی و ایجاد فشار مثبت گذرا در سیستم فاضلابی باشد و با از بین رفتن سد آبی یا بدون از بین رفتن سد آبی درون سیفون، از طریق حباب‌های ایجاد شده در سیفون لوازم بهداشتی، آلودگی و بوی نامطبوع به فضای مسکونی نفوذ کند..
در مورد فشار مثبت گذرا، در شماره‌های بعدی بیشتر صحبت خواهیم کرد.
مقایسه عملکرد سیستم‌های مختلف ونت
گروه تحقیقاتی دانشگاه هریوت‌وات بررسی مقایسه‌ای روی سیستم فاضلابی یک ساختمان ۱۰ طبقه در شرایط تخلیه هم‌زمان انجام داده است. در حالت اول، از لوله‌کشی وِنت استفاده شده است. قطر لوله‌های افقی و عمودی فاضلاب ۱۰۰ میلی‌متر است و برای متعادل‌سازی سریع‌تر فشار، قطر لوله ونت نیز برابر با قطر لوله فاضلاب یعنی ۱۰۰ میلی‌متر در نظر گرفته شده است.
در حالت دوم، به‌جای لوله‌کشی ونت، از سوپرونتهای ۵۰ و ۱۰۰ استفاده شده است. در شکل زیر، نوسان سد آبی در سیفون طبقه پایین مشاهده می‌شود. در صورت اجرای لوله‌کشی ونت، نوسان حدود ۸۰ میلی‌متر بوده که نشان‌دهنده عدم کارایی ونت قائم در دمپ فشار مثبت گذرا است. این نوسان منجر به از بین رفتن سد آبی خواهد شد (شکل الف).
در مقابل، در صورت استفاده از سوپرونتهای ۵۰ و ۱۰۰، نوسان آب در سیفون طبقه اول کمتر از ۱۰ میلی‌متر خواهد بود (شکل ب).
شکل الف: نوسان سد آبی سیفون در سیستم لوله‌کشی ونت
شکل ب: نوسان سد آبی سیفون در صورت استفاده از سوپرونتهای ۵۰ و ۱۰۰
در شکل زیر، ارتفاع سد آبی باقی‌مانده در سیفون طبقه پایین مشاهده می‌شود. در سیستمی که در آن از لوله‌کشی ونت استفاده شده، ارتفاع سد آبی باقی‌مانده در سیفون پس از یک تخلیه مشخص، ۲۴ میلی‌متر و کمتر از حداقل مجاز (۲۵ میلی‌متر) است. این وضعیت نشان‌دهنده عدم کارایی ونت و در نتیجه، ورود بو و گازهای آلوده به فضای مسکونی است (شکل الف).
در مقابل، با اجرای سوپرونت ۵۰ و سوپرونت ۱۰۰، ارتفاع سد آبی باقی‌مانده ۴۲ میلی‌متر خواهد بود. مقایسه این دو نمودار نشان می‌دهد که استفاده از سوپرونت، مطمئن‌ترین و بهترین راه‌حل برای جلوگیری از ورود آلودگی‌های سیستم فاضلاب به فضای مسکونی است.
الف: ارتفاع سد آبی سیفون در سیستم لوله‌کشی ونت
ب: ارتفاع سد آبی سیفون در صورت استفاده از سوپرونتهای ۵۰ و ۱۰۰
استفاده هم‌زمان از سوپرونت ۵۰ و سوپرونت ۱۰۰، راه‌حلی مطمئن و ایده‌آل برای متعادل‌سازی فشار در سیستم فاضلابی و عملکرد مطمئن و کارآمد سیستم ونت به شمار می‌رود.
مزایای استفاده از سیستم سوپردرین V با استفاده از سوپرونت
سوپردرینV مجهز به سوپرونت، راه‌حلی است که بدون نیاز به لوله‌کشی ونت در شبکه فاضلاب ساختمان، نه تنها صحت و کارآمدی عملکرد تهویه در شبکه را افزایش می‌دهد، بلکه با کاهش متراژ لوله (و بست و ساپورت مربوط به آن) و حذف شیارزنی، عملا سرعت اجرای سیستم را بالا برده و هزینه‌ها را کاهش می‌دهد. برخی از مزایای استفاده از سیستم سوپرونت به شرح زیر است:
* کارایی بیشتر و مطمئن‌تر
* عدم نیاز به تعمیر و نگهداری
* بهداشت و سلامت برای ساکنان به دلیل جلوگیری از انتشار بو، آلودگی و میکروب
* حفظ تله آب سیفون با متعادل‌سازی سریع فشار
* رساندن به‌موقع هوا دقیقاً به محل مورد نیاز (Point of Need)
* کاهش خطای انسانی، نصب آسان‌تر، سریع‌تر و مطمئن‌تر
* کاهش هزینه‌ها
* کاهش نیاز به انبارش
* کاهش قابل‌توجه تخریب و کنده‌کاری روی دیوارها
* کاهش هزینه تخلیه نخاله‌های ساختمانی
* کاهش تعداد ساپورت
* کاهش نیاز به عصایی
* جلوگیری از احتمال سوراخ شدن ونت در زمان نصب تجهیزات سرویس‌ها
* سهولت بیشتر در صورت نیاز به تغییر چیدمان در سرویس‌های بهداشتی
* آزادی عمل بیشتر در طراحی معماری و استفاده بهینه از فضا، به دلیل کوچک شدن داکت‌ها
در نهایت، با توجه به پیچیدگی‌های سیستم فاضلاب در ساختمان‌های بلند، بهره‌گیری از راهکارهای
نوین مانند سوپرونت‌ها، در کنار طراحی مهندسی دقیق، می‌تواند راه‌حلی پایدار برای حفظ سلامت و آسایش
ساکنان باشد.
مجله مجری
این مقاله در شماره ۵۸ نشریه مجری منتشر شده است. مجری تنها نشریه فارسی‌زبان ویژه مجریان تأسیسات و مهندسان ناظر است که از سال ۱۳۸۱ با هدف ارتقای دانش فنی منتشر می‌شود. این نشریه که به‌طور رایگان در اختیار متخصصان صنعت قرار می‌گیرد، بستری برای انتقال دانش به‌روز، معرفی راهکارهای نوین و تقویت ارتباط میان فعالان این حوزه است.
