همه چیز در مورد یاران قدیمی گردان

فن ها از قرن هجدهم برای خنک نگه داشتن افراد و محیط به خدمت گرفته شده اند و همچنان به عنوان وسیله ای شناخته می شوند که با کارایی بالا و مصرف انرژی بسیار کم، توان ایجاد آسایش دمایی بیشتری در مقایسه با سیستم های تهویه مطبوع را دارند.

خنک کردن مردم با استفاده از بالا بردن جریان منطقه ای هوا حداقل ده بار از خنک سازی یک حجم مشخص هوا به روش سرما سازی، کارایی بالاتری از لحاظ مصرف انرژی دارد. همچنین بدین روش می توان از مزیت کنترل شخصی درجه حرارت هوا نیز بهره مند گردید.

اگر فن ها با سیستم تهویه مطبوع ترکیب شوند می توانند مصرف انرژی را حتی در اقلیم های به شدت گرم 30 الی 70 درصد کاهش دهند. پنکه هایی که طراحی شان از لحاظ میزان کارایی انرژی بهبود پیدا کرده اند، به سادگی و سهولت می توانند در ساختمان های قدیمی و جدید مورد استفاده قرار گیرند. تغییرات جدیدی که در استانداردهای بین المللی ایجاد شده است مسیر را برای بازگشت این پنکه ها هموار کرده است.

در ادامه با دیجیاتو باشید تا در مورد این یاران قدیمی گردان بیشتر بدانید.

سیستم های خنک کننده کمپرسوردار یا سیستم های تهویه مطبوع (AC) فشار روز افزونی را بر شبکه انتقال برق جهان وارد می کنند. در آمریکا، سیستم های تهویه مطبوع حدود 20 درصد از برق مصرفی سالیانه که توسط خانواده ها مصرف می شود را به خود اختصاص می دهد و 15 درصد از مصرف کل الکتریسیته توسط این سیستم ها است.

مصرف گسترده سیستم های تهویه مطبوع توسط آمریکایی ها نشان می دهد که چرا مصرف برق آنها از اروپایی ها به مراتب بیشتر است. مصرف الکتریسیته تهویه مطبوع یک خانواده آمریکایی معادل 60 درصد کلیه الکتریسیته ای است که یک خانواده متوسط اروپایی مصرف می کند.

مصرف الکتریسیته تهویه مطبوع یک خانواده آمریکایی معادل 60 درصد کلیه الکتریسیته ای است که یک خانواده متوسط اروپایی مصرف می کند.

به استثنای تعداد معدودی از مناطق معتدل ساحل غربی، این روزها وجود تهویه مطبوع در اکثر خانه های آمریکایی ها به یک استاندارد تبدیل شده است. در حالی که در سال 1960 در آمریکا تنها 12 درصد از خانوارها تهویه مطبوع داشتند، این رقم در سال 2009 تا 87 درصد افزایش پیدا کرد. علاوه بر این، مصرف متوسط انرژی برای خنک کردن خانه های دارای سیستم خنک کننده در سال 2005 در مقایسه با سال 1993 تا 37 درصد افزوده شده است و این در حالی است که میزان بهینگی مصرف انرژی 28 درصد ارتقا یافته است.

بخشی از این افزایش به سبب تغییر از سیستم واحد های پنجره ای -که یک اتاق را خنک می کنند- به سیستم تهویه مطبوع مرکزی است که کل ساختمان را خنک می کند. بخش دیگری از این افزایش نیز ناشی از رشد روز افزون مساحت آپارتمان ها و خانه ها است.

تقاضای مصرف در زمان اوج مصرف

این شرایط در زمان اوج مصرف حتی بدتر هم می شود. واضح است که مصرف تهویه مطبوع درتمام طول سال به یک میزان مساوی نیست و در ماه های تابستان متمرکزتر است. در روزهای خیلی گرم اکثر دستگاه های تهویه مطبوع بر روی حداکثر توان تنظیم می شوند و متعاقبا مصرف برق به شدت بالا خواهد رفت. شاید باورش سخت باشد که صدها نیروگاه برق آمریکا و کیلومترها خطوط انتقال برق تنها برای دو تا سه روز در سال استفاده می شوند و باقی سال بلا استفاده باقی می مانند. میزان اوج مصرف از میانگین مصرف بسیار سریع تر در حال رشد است و سیستم های خنک کننده کمپرسوری مهمترین دلیل این موضوع هستند.

وقتی به میزان انتشار گازهای گلخانه ای نگاه می کنیم مشکل دیگری نمایان می شود. سیستم های تهویه مطبوع نه تنها بدلیل نیاز به تولید برق بیشتر موجب تولید بیشتر این گاز ها می شوند، بلکه نشت مواد خنک کننده ای که در سیستم آنها استفاده می شود تاثیرات بسیار بیشتری در مقایسه با CO2 بر گرمایش کره زمین دارند. نکته تمسخر آمیز این است که این گاز های گلخانه ای که بر اثر استفاده از این سیستم ها به جو وارد می شوند خود موجب ایجاد تابستان هایی گرم تر می شوند و متعاقبا موجب مصرف بیشتر و بیشتراین سیستم های خنک کننده می شوند.

چرخه دیگری که با استفاده از این سیستم های تهویه مطبوع حادث می شود این است که هر چه هوای گرم تر بیشتری از ساختمان ها به سمت خیابان ها دمیده شود، خیابان ها گرم تر شده و در نتیجه میزان مصرف خنک کننده ها نیز افزایش می یابند.

در حالی که آمریکا قهرمان بلامنازع در استفاده از تهویه مطبوع است، این فناوری در جاهای دیگر دنیا نیز رفته رفته در حال اهمیت یافتن است. به طور مثال مابین سال های 1997 تا 2007 تعداد خانوارهایی که تهویه مطبوع دارند سه برابر شده است و فروش سالانه بیش از 20 میلیون دستگاه تا سال 2020، مصرف انرژی ناشی از استفاده از این سیستم ها در هند را در مقایسه با 2005 تا ده برابر افزایش خواهد داد.

حتی در مناطق معتدل اروپا استفاده از این سیستم ها به خصوص در بخش تجاری رو به افزایش است. به طور مثال در بریتانیا بر طبق گرایش های موجود در سال 2020، 40 درصد از فضاهای تجاری تهویه مطبوع خواهند داشت در حالی که در سال 1996 تنها 10 درصد آنها به چنین سیستم هایی مجهز بودند.

تاریخچه تکامل پنکه ها

در طول تاریخ انسان ها برای گرم نگه داشتن خودشان در فصل زمستان انرژی مصرف کرده اند، از خوردن غذاهای پر انرژی گرفته، تا سوزاندن مواد قابل اشتعال. مصرف انرژی برای سرد نگه داشتن خود در طول تابستان پدیده ای است نوین. پیش از پیدایش تهویه مطبوع در نیمه اول قرن بیستم، ساختمان هایی که در اقلیم های گرم بودند به گونه ای طراحی می شدند که به طور طبیعی تهویه شوند و همچنین مردم خودشان را به گونه ای وفق داده بودند تا با تغییر در کارهای روزمره شان خود را خنک کنند. هر چند تهویه مطبوع اولین فناوری نیست که با مصرف انرژی محیط را خنک می کند. پنکه ها دهه ها پیش از سیستم های تهویه مطبوع وجود داشته اند.

پنکه ها در بیشتر طول تاریخ تنها با نیروی انسانی کار می کردند؛ بادبزن های دستی توسط مصریان باستان، بابلی ها، [ایرانیان،] چینی ها، یونانی ها و رومی ها مورد استفاده واقع میشده است. بیشتر اوقات این بادبزن ها توسط خدمتکاران تکان داده می شدند تا ارباب را خنک کرده و حشرات را از او دور کنند. بادبزن های تا خورده که زمانی مردم از آنها برای خنک کردن خود استفاده می کردند، در قرن 19 توسط ژاپنی ها ابداع شد و در زمان رنسانس توسط دریانوردان پرتغالی به جهان غرب معرفی شد.

اولین بادبزن هایی که از دور به حرکت در می آمدند Pankha یا Punkah نام داشتند که در سالهای حدود 1500 در هند و خاورمیانه به وجود آمد. این بادبزن ها قاب هایی مستطیل شکل بودند که با کرباس پوشانده شده بودند. با قرار دادن این وسیله در بالای سر افراد، پیشخدمت هایی که در خارج اتاق نشسته بودند با استفاده از طناب با جلو و عقب تکان دادن آنها (کسانی که به نام Pankwallah یا Punkawallah خوانده می شدند) موجب ایجاد جریان هوا می شدند.

بادبزن های چرخان در قرن 18 پدیدار شدند. نمونه های اولیه آنها نیز در ابتدا با نیروی انسانی کار می کرده اند. هرچند که در همان قرن بادبزن های خودکار به وجود آمدند ولی نیروی این بادبزن ها هم موقتی بود و دائمی کار نمی کردند. در قرن 19 بادزن ها با نیروی چرخ آبگرد، موتور بخار، با توربین های آبی کوچک که با آب شهری کار می کردند، پدیدار شدند. اولین بادزن های الکتریکی در آمریکا در سال 1882 به وجود آمدند.

چگونه افراد را خنک نگه داریم؟

چهار فاکتور محیطی که آسایش دمایی انسان را تعیین می کنند شامل دمای هوا، سرعت هوا، رطوبت هوا و دمای تابشی می باشند. هر کدام از این متغییر ها می توانند تغییر داده شوند تا موجب خنکی و یا گرمای افراد شود.

تهویه مطبوع دمای هوا را کاهش می دهد و اگر لازم باشد رطوبت را هم کم می کند. دمای پایین موجب افزایش از دست دادن حرارت بدن از طریق همرفتی می شود. در حالی که رطوبت پایین هوا موجب از دست دادن حرارت از طریق تبخیر رطوبت از سطح پوست می شود. (که البته در موقع تعرق هم همین اتفاق رخ می دهد).

بادزن ها سرعت جریان هوا را زیاد می کنند که موجب سرعت بخشیدن به از دست دادن حرارت بدن از طریق همرفت و تبخیر می شود. نسبت میزان از دست دادن حرارت از طریق تبخیر، با مربع سرعت هوا در ارتباط است.

خنک سازی به روش تبادل گرمایی –روش دیگری که با استفاده از آن انسان را در محدوده آسایش نگه می دارند– با استفاده از کاهش دمای سطوح مختلف در فضا میسر می گردد. بدین منظور آب را درون لوله های پلاستیکی به گردش در می آورند و با قرار دادن این لوله ها در سطوحی مثل دیوارها، کف ها، سقف ها و یا پنل های ماژولار، موجب کاهش دمای محیط می شوند. سیستم تبادل گرمایی ، افراد را با افزایش از دست دادن حرارت از طریق تبادل گرمایی خنک می کند. ولی در این روش هم کاهش دما به صورت غیر مستقیم، محدود و با تاخیر انجام می گیرد. در حالی که در استفاده از فن ها چنین نیست، چرا که این فن ها روی دمای هوا تاثیری ندارند. هر دو روش یعنی استفاده از فن ها و روش تبادل گرمایی می توانند موجب فراهم آمدن محدوده آسایش در دما ها و شرایط گرم شوند.

چرا تهویه مطبوع کارایی پایینی دارد؟

تهویه مطبوع از لحاظ مصرف انرژی کمترین کارایی را دارد، چرا که در این روش تمام هوایی که در فضا وجود دارد بایستی خنک سازی شود (و اگر نیاز باشد رطوبتش گرفته شود) تا بتوان کسانی که در آن فضا هستند را خنک کرد. هر چه قدر که فضا بزرگ تر باشد و تعداد افرادی که در آن هستند بیشتر باشند، برای خنک کردن هر فرد، نیاز به انرژی بیشتری است.

بر خلاف تهویه مطبوع به حرکت در آوردن هوا نسبت به سرماسازی هوا انرژی بسیار کمتری نیاز دارد. به علاوه بر این تاثیر خنک کنندگی فن ها می تواند به صورت فوری باشد.

مانند روش تهویه مطبوع، فن ها نیز با افزایش از دست دادن حرارت بدن با استفاده از همرفت و تبخیر منجر به کاهش دمای بدن می شوند. هر چند که بر خلاف تهویه مطبوع به حرکت در آوردن هوا نسبت به سرماسازی هوا انرژی بسیار کمتری نیاز دارد.

علاوه بر این تاثیر خنک کنندگی فن ها می تواند به صورت فوری باشد. فن ها هوای اطراف بدن را به گردش در می آورند در حالی که جاهایی از فضا که کسی حضور ندارد بدون تاثیر باقی می ماند. به همین ترتیب وقتی که کسی در فضای مورد نظر نیست نیازی به ایجاد گردش هوا در فضا نیست.

با ورود به یک اتاق و روشن کردن پنکه، می توان شاهد تاثیر آنی آن بود. هر چند که تهویه مطبوع برای خنک کردن فضا نیاز به زمان دارد. در نتیجه حتی وقتی کسی در فضایی نیست همچنان هوای آن تهویه می شود تا به محض ورود افراد محیط مناسب حال آنها باشد.

مانند فن ها، روش خنک سازی تبادل گرمایی هم بسیار کارایی بالاتری از لحاظ مصرف انرژی در مقایسه با تهویه مطبوع دارد. چرا که در این روش ها نیاز به سرد کردن هوا نیست. علاوه بر این، تبادل گرما معمولا اولین روش تبادل حرارت بین بدن و محیط داخل اتاق است. هر چند که در مقایسه با فن ها، روش تبادل گرمایی 2 نقیصه دارد. اول اینکه مانند تهویه مطبوع این روش هم دیر عمل می کند و این بدان معناست که می بایست به طور پیوسته در حال کار باشد تا به طور دائم محیط در محدوده دمایی مناسب قرار داشته باشد. دوم اینکه در مقایسه با فن ها بسیار گران تر است و نصب آنها در ساختمان های موجود به سادگی انجام پذیر نیست.

نقص دیگری که در تهویه مطبوع وجود دارد این است که در فضای بسته قابل اعمال است که با هوای بیرون در ارتباط نبوده تا بتواند هوای خنک را در داخل حفظ کند. در حالی که هر دو روش خنک سازی تبادل گرمایی و فن ها هم در محیط های داخلی و هم در محیط خارجی قابل استفاده هستند. هر دو آنها می توانند با تهویه طبیعی هم ترکیب شده و از مزیت یک امکان اضافه بدون هزینه هم بهره مند گردند.

هر دوی این روش ها در طبیعت قابل یافت هستند: باد به عنوان قرینه ای از فن، و سطوح خنک مثل دریاها، دریاچه ها و غارها نیز به عنوان قرینه ای از سطوح خنک ساز داخل ساختمان.

پتانسل های خنک سازی نهفته در فن ها

تاثیر خنک سازی فن ها بسیار چشم گیر است. سرعت حدودی 1 متر بر ثانیه می تواند تا 3 درجه سانتیگراد دمای داخلی را تعدیل کند، در حالی که سرعت هوای 3 متر بر ثانیه می تواند دما را تا 7 درجه سانتیگراد خنک کند. هرچقدر که رطوبت هوا کمتر باشد میزان خنک سازی محیط و متعاقبا بدن نیز بیشتر می شود. تنظیمات فن هم از متغییر های مهم دیگر است چرا که جریان هوای ناشی از فن ها معمولا به قسمت های مشخصی از بدن می رسد.

پنکه های سقفی کمترین میزان خنک کنندگی را برای یک میزان مشخص از سرعت هوا ایجاد می کنند، چرا که این نوع پنکه ها بر قسمت کمی از بدن تاثیر می گذارند. هرچند که این گونه پنکه مزیت ویژه ای نیز دارند و آن این است که فضایی از کف و یا میز اشغال نمی کنند و می توان از قطرهای بزرگ تر آن استفاده کرد و در نتیجه فضای بیشتری را خنک ساخت. فن های زمینی که پشت یا سینه را خنک می کنند بیشترین تاثیر را دارند و این در حالی است که میزان تاثیر پنکه های رومیزی در بین این دو قرار می گیرد. به نظر می رسد که صورت از دیگر بخش های بدن انسان حساسیت بیشتری در جهت خنک شدن با جریان هوا دارد.

در سال های اخیر، تحقیقات مختلفی تاثیرات تنظیمات گوناگون فن ها را در رطوبت ها و سرعت های مختلف هوا محاسبه کرده اند. در سال 2013 در باب پنکه های سقفی این نکته کشف شد که افراد در دمای 30 درجه سانتیگراد و با رطوبت نسبی 60 درصد با سرعت هوایی معادل 1.2 متر بر ثانیه احساس راحتی می کردند و در دمای 30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 80 درصد و با سرعت هوای 1.6 متر بر ثانیه احساس آسایش نسبتا مناسبی داشتند. در این آزمایش ها سوژه ها لباس های نازک به تن داشتند و فعالیت های سبکی چون کار با کامپیوتر انجام می دادند.

افراد در دمای 30 درجه سانتیگراد و با رطوبت نسبی 60 درصد با سرعت هوایی معادل 1.2 متر بر ثانیه احساس راحتی می کردند و در دمای 30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 80 درصد و با سرعت هوای 1.6 متر بر ثانیه احساس آسایش نسبتا مناسبی داشتند.

محققان آزمایش دیگری ترتیب دادند. این بار از پنکه زمینی که قابلیت تنظیم داشت استفاده کردند. در این شرایط سوژه ها در دمای 30 درجه سانتیگراد و با رطوبت نسبی 60 درصد و تنها با سرعت هوایی معادل ۱ متر بر ثانیه احساس آسایش می کردند. هرچند که حداکثر سرعت پنکه های زمینی آنقدر نیست که سوژه ها در دمای 30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 80 درصد باز هم احساس آسایش کنند و تنها 60 درصد از سوژه ها از شرایط راضی بودند. استاندارد آسایش حکم می کند که حداقل 80 درصد از افراد باید در محدوده آسایش باشند. محققان بدین نتیجه رسیدند که افزایش حداکثر سرعت می تواند نتایج را بهبود ببخشد.

در هیچ یک از تحقیقات هیچ یک از سوژه ها از سر و صدا یا خشکی چشم ناشی از استفاده از پنکه شکایت نکردند. تحقیقات تازه ای که در رابطه با پنکه ها با قابلیت کنترل دستی انجام شده نشان می دهد که شرایط مطلوب را می توان در دمای 31 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 50 درصدی و سرعت هوایی معادل 1.6 متر بر ثانیه فراهم آورد.

تحقیقات در هنگ کنگ و تایلند نشان داده است که افراد در دمای بالای 30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 85 درصد و جریان هوای 3 متر بر ثانیه هم احساس راحتی می کردند. هرچند که باید خاطر نشان کرد که در این تحقیقات در مورد احتمال ایجاد ناراحتی ناشی از سر و صدا یا خشکی چشم سوالی نشد.

صرفه جویی انرژی و پنکه ها

پنکه ها می توانند مقدار قابل توجهی انرژی را صرفه جویی کنند، چه با کاهش استفاده از تهویه مطبوع و یا حذف کامل آنها. استانداردهای بین المللی منطقه آسایش بسیار محدودی را برای ساختمان های مجهز به تهویه مطبوع تعریف می کند و آن هم دمایی بین 23 درجه تا 26 درجه سانتیگراد است. هرچند که اگر تهویه مطبوع با پنکه ها ترکیب شوند می توانند بدون اینکه آسایش ساکنان فضا تغییری کند محدوده حرارتی آسایش را گسترش دهد.

دمای بالاتر ترموستات در ذخیره انرژی بسیار مفید است. برای هر درجه سانتیگراد بالاتر از 25 درجه سانتیگراد برای ترموستات در تابستان، می توان ما بین 9 تا 12 درصد در مصرف انرژی صرفه جویی کرد. واضح است که میزان مصرف پنکه ها هم می بایست در محاسبات آورده شود. برای پنکه های سقفی که در حداکثر سرعت خود کار می کنند تقریبا به اندازه 2 درصد سیستم های تهویه مطبوع انرژی استفاده می گردد که در نتیجه به طور خالص 7 تا ۱۰ درصد ذخیره انرژی به ازای تنظیم هر درجه سانتیگراد بالاتر ترموستات به دست می آید. در نتیجه اگر با استفاده از پنکه ها ترموستات ها را بجای مثلا 24 درجه سانتیگراد روی 29 درجه سانتیگراد تنظیم کنیم به طور خالص 35 تا 50 درصد انرژی ذخیره کرده ایم.

نسل جدید پنکه هایی که با برق DC کار می کنند به طور چشم گیری مصرف پایین تری دارند. در تحقیقات اشاره شده آسایش حرارتی در دمای 30 درجه سانتیگراد با فنی به قدرت کمتر از 10 وات میسر می شود که این ذخیره انرژی ای معادل 70 درصد را برایمان به ارمغان می آورد. حتی موتورهای 3 واتی که جریان هوایی معادل 1 متر بر ثانیه تولید می کنند می توانند تا 3 درجه سانتیگراد دما را کاهش دهند. که به معنای 30 درصد ذخیره انرژی است. مزیت دیگری که این فن ها دارند این است که در مواقع بی برقی می توانند با استفاده از باتری کار کنند.

مزیت ویژهه فن هایی که با برق DC کار می کنند این است که در مواقع بی برقی می توانند با استفاده از باتری کار کنند.

در بیشتر اقلیم های معتدل، استفاده از پنکه ها به همراه تهویه طبیعی و یا سیستم سرمایش تبادل گرمایی می تواند افراد را به کل از تهویه مطبوع خلاص کند. در حالی که تهویه طبیعی در ساختمان هایی که به خوبی طراحی شده اند بسیار موثر است. بسته به شرایط وزش باد بیرون می توان در بیشتر اوقات سال پنکه ها را خاموش نگاه داشت. پنکه ها همچنین به عنوان یک سیستم پشتیبان در طول روزهای بدون باد سال عمل می کنند. ضمن اینکه ممکن است همه ساکنان اتاق به اندازه کافی به پنجره نزدیک نباشند که بتوانند از وزش باد طبیعی لذت ببرند.

پنکه ها همچنین در کنار سیستم های خنک کننده تبادل گرمایی بسیار خوب عمل می کنند چرا که آنها می توانند شرایط آسایش آنی فراهم آورند در حالی که سیستم تبادل گرمایی تازه در حال ورود به بازار مصرف هستند. اگر پنکه ها نیاز به استفاده از تهویه مطبوع را بطور کامل از بین ببرند، می توان تا بیشتر از 90 درصد در مصرف انرژی صرفه جویی کرد.

محدودیت های پنکه ها

هر چه هوا سریع تر از روی پوست عبور کند حرارت سریع تر از بدن دور می شود. متاسفانه محدودیتی بنیادی در تاثیر خنک کنندگی پنکه ها وجود دارد: پنکه ها تنها می توانند خنک کنندگی را در دمای هوایی کمتر از دمای پوست که حدودا 35 درجه سانتیگراد است فراهم آورند. فن ها توان خنک کردن افراد در دمایی بیش از این را ندارند چرا که جریان هوا نمی تواند دمای پوست را کمتر از دمای محیطی بکند. سرعت هوا هرچقدر هم که زیاد باشد در این امر بی تاثیر است.

با وجود این محدودیت ها پنکه ها در دمای بالای 35 درجه سانتیگراد باز هم موثر هستند چرا که می توان آنها را با تهویه مطبوع استفاده کرد. بطور مثال بجای اینکه دمای فضا را به 24 درجه سانتیگراد برسانیم می توان آن را به 29 درجه سانتیگراد به همراه استفاده از پنکه ها برسانیم که همچنان در محدوده مطلوب قرار دارد. در موج گرما وقتی که این دو سیستم با هم مورد استفاده قرار گیرند می توانند تا 50 درصد صرفه جویی انرژی را به همراه داشته باشند.

محدودیت دیگر در سرعت جریان هوا این است که در دفاتر اداری که این سرعت از 1 متر بر ثانیه تجاوز کند می تواند موجب پراکنده شدن کاغذها شود. که این مشکل و یا با قرار دادن وزنه بر کاغذ ها با قرار دادن پنکه ها در زیر میز که پایین تنه را خنک کنند می تواند حل شود.

آسایش بهتر

استفاده از پنکه ها از چندین طریق می تواند موجب ایجاد مطلوبیت حرارتی شود. اصلی ترین تفاوت میان پنکه ها و تهویه مطبوع در این است که تهویه مطبوع همه افرادی را در معرض شرایط یکسان حرارتی قرار می دهد در حالی که پنکه ها دماهای متفاوت را در بخشهای اتاق مهیا می کنند. مردم به یک درجه حرارتی واکنش های گوناگونی نشان می دهند و هر کس لباس و فعالیت متفاوتی دارد.

تهویه مطبوع همه افرادی را در معرض شرایط یکسان حرارتی قرار می دهد در حالی که پنکه ها دماهای متفاوت را در بخشهای اتاق مهیا می کنند.

بنابراین خیلی بعید است که همه درست مانند هم به دمای ارائه شده توسط تهویه مطبوع واکنش نشان دهند. در دفاتر اداری این مشکل با بیش از حد خنک کردن ساختمان تشدید می شود. به طوری که بعضی افراد مجبور به پوشیدن لباس های ضخیم تر و یا حتی استفاده از بخاری برقی می شوند در حالی که دمای بیرون ساختمان 30 درجه سانتیگراد است.

بر خلاف تهویه مطبوع، پنکه ها می توانند در یک فضای مشخص محیط های دمایی مختلفی را فراهم آورند. اگر افراد پنکه های شخصی در میزهایشان داشته باشند می توانند دمای محیط را خودشان مشخص کرده تا شرایط آسایش بهتری را فراهم آورند. تحقیقات همچنین نشان داده است که پنکه ها می توانند میزان کیفیت دریافتی را به شدت ارتقا دهند. مانند تهویه مطبوع، پنکه ها مشکل حضور حشرات را نیز حل می کنند چرا که حشرات نمی توانند در تلاطم ناشی از جریان هوا پرواز کنند.

چرا از پنکه ها رو به فراموشی می روند؟

اگر پنکه ها این چنین کارآمد و راحت هستند پس چرا استفاده از آنها فراگیر نشده است؟ زیرا تا همین اواخر استاندارد های بین المللی آسایش سرعت جریان هوا را برای فضای بسته به 0.2 متر بر ثانیه محدود کرده بود. این حقیقت که سرعت هوا محدود به این عدد شده است بدین دلیل است که استاندارد آسایش در آمریکا توسط سازمان سرمایش و گرمایش ASHRAE نوشته شده است و آنها نیز محصولات خودشان را تبلیغ و ترویج می کنند. استانداردهای آسایش خارج آمریکا مانند ISO7730 و EN15251 هم به شدت تحت تاثیر ASHRAE نوشته شده اند.

خوشبختانه این استانداردهای آسایش در سال های اخیر به طور فزاینده ای مورد نقد واقع شده اند و تحقیقات اخیر هم نشان می دهد که سرعت های بالاتر جریان هوا گزینه های خوبی برای ماه های گرم سال هستند. در سال 2010 در استاندارد آسایش حرارتی ASHRAE55 تجدید نظری شد و سرعت های بالاتر را برای فضا های داخلی نیز مجاز دانسته شد. که این سرعت ها شامل 0.8 متر بر ثانیه بدون کنترل بر سرعت پنکه و 1.2 متر بر ثانیه با کنترل بر سرعت است. علاوه بر این در سطوح فعالیتی بالاتر هیچ محدودیتی برای این سرعت ها نیست.

در ASHRAE55-2013 که حدود از یک سال پیش منتشر شد یک گام دیگر نیز برداشته شد و آن این بود که تعریف سرعت هوا را از حداکثر سرعت هوا به میانگین آن تغییر دادند، یعنی میانگین سرعت هوا در پاها، میان تنه و گردن. که این اجازه می دهد که پنکه ها با حداکثر سرعت بیشتری کار کنند چرا که سرعت جریان هوا به ندرت در هر 3 منطقه یکسان است. هر چند که مدتی زمان می برد تا معمار ها، مهندسان و استانداردهای ملی خود را با این دستور العمل ها هماهنگ کنند ولی به نظر می رسد که پنکه ها باز هم در حال بازگشت به صحنه می باشند.

سیستم های تهویه مطبوع، معماری را دست خوش تغییر کرده اند

هر چند که در این مدت انرژی های زیادی به هدر خواهد رفت. در حالی که علاقه مجدد به استفاده از پنکه ها می توانند مقدار بسیاری انرژی را ذخیره کند ولی محدودیت هایی وجود دارد، چرا که استفاده زیاد از تهویه مطبوع تاثیر عمیقی بر معماری گذاشته است. پیش از پیدایش تهویه مطبوع ساختمان ها به گونه ای طراحی می شدند که بدون صرف انرژی در ماه های گرم سال خنک باشند. آنها از تهویه طبیعی بهره می بردند و در کنار آن از چیزهایی چون ایوان های بزرگ، سقف های بلند، تهویه سقفی، کانال های عمودی تهویه، پنجره های روی درها و حیاط ها استفاده می کردند. بعضی ساختمان ها حتی بر روی کرسی ها ساخته می شدند تا هوای بیشتری در ساختمان در جریان باشد.

ساختمان های سنتی با استفاده از مصالح سنگین انرژی تابشی خورشید را از ساختمان دور می کردند. پیش آمدگی لبه بام، سقف های حلبی براق، و استفاده از درختان سایه دار در اطراف ساختمان هم عناصر دیگری بود که از آنها بهره می بردند.

تهویه مطبوع همه این ها را از میان برد و به جای آن استفاده از مصالح سبک و ارزان قیمت متداول شد. ساختمان های اداری H، T، L شکل که اجازه تهویه طبیعی را می دادند جای خود را به بنا هایی با پلان مربعی و عمیق دادند. سبک جدیدی از ساختمان ها پدیدار شد که در آن ها ساختمان های بلند شیشه ای و مراکز خرید بسته پدیدار شدند. که به سادگی به دلیل وجود گازهای گلخانه ای غیر قابل استفاده می شوند. در حالی که فن ها می توانند تا حدی مصرف انرژی تهویه مطبوع را کاهش دهند، ولی همچنان به لطف سیستم های تهویه مطبوع نه تنها مصرف انرژی بالا باقی خواهد ماند بلکه گازهای گلخانه ای بیشتری نیز تولید می شود.