أهمية التهوية في وسائل النقل الجماعي

أهمية التهوية في وسائل النقل الجماعي

في الوقت الحاضر، تؤدي زيادة التمدن، وكثافة حركة المرور، والحساسية البيئية إلى تقليل استخدام المركبات الفردية، بينما يستمر الطلب على أنظمة النقل العام في الارتفاع بسرعة. مع هذه الزيادة في الطلب، أصبحت شروط الراحة والصحة والسلامة التي توفرها وسائل النقل الجماعي موضوعًا حيويًا. في هذا السياق، أنظمة التهوية ليست مجرد مسألة راحة مناخية فقط، بل تحمل أهمية كبيرة من حيث الصحة العامة وجودة الهواء وكفاءة الطاقة.

1. الأهداف الأساسية للتهوية في وسائل النقل الجماعي

في المركبات المغلقة ذات الكثافة العالية للركاب مثل الحافلات، والمتروباص، وعربات المترو، والترام أو القطارات، تتمثل المهام الأساسية للتهوية فيما يلي:

• الحفاظ على جودة الهواء الداخلي عند المستوى الأمثل

• منع تراكم ثاني أكسيد الكربون (CO₂)، والمركبات العضوية المتطايرة (VOC)، والرطوبة والجسيمات

• تقليل مخاطر انتشار الكائنات الدقيقة والأمراض المعدية

• زيادة راحة الركاب وكفاءة عمل الطاقم

• موازنة الضغط بين الداخل والخارج وتدوير الهواء

لتحقيق هذه الأهداف، يجب التخطيط الجيد للبنية التحتية الميكانيكية ودعم الأتمتة للنظام.

2. مكونات أنظمة التهوية

تُصمم أنظمة التهوية المستخدمة في وسائل النقل الجماعي غالبًا كحلول متكاملة HVAC وتتألف من المكونات الأساسية التالية:

أ) أنظمة ضخ الهواء النقي

أنظمة تزود المركبة بشكل مستمر بالهواء النظيف من الخارج. عادةً ما يُوزع الهواء من السقف أو عبر قنوات. يمكن تحقيق تحكم ذكي باستخدام حساسات CO₂.

ب) أنظمة العادم (الهواء المستعمل)

تطرد الهواء الملوث والرطب والغني بالجسيمات إلى الخارج. يتم موازنة تدفق الهواء الداخلي والخارجي بواسطة التحكم في الضغط.

ج) وحدات الترشيح

تعمل فلاتر HEPA، وفلاتر الفئة G4–F9، والفلاتر الكربونية، والطبقات المضادة للميكروبات على تنقية الهواء من الغبار وحبوب اللقاح والبكتيريا والفيروسات لرفع جودة الهواء الداخلي.

د) أنظمة التحكم الأوتوماتيكية وأجهزة الاستشعار

تقيس معايير مثل درجة الحرارة، والرطوبة، وCO₂، والغازات المتطايرة، وكثافة الركاب، لضمان عمل النظام بكفاءة وحساسية.

هـ) وحدات استرداد الحرارة (HRV/ERV)

توفر الطاقة عبر إعادة استخدام حرارة الهواء المطرود أثناء نقل الهواء النقي.

3. الجائحة وما بعدها: الدور الحاسم لجودة الهواء

مع جائحة كوفيد-19، أصبح من الواضح جدًا أهمية التهوية في الأماكن المغلقة والمزدحمة. أظهرت الدراسات في أنظمة النقل الجماعي أن التهوية غير الكافية يمكن أن تزيد من خطر انتقال الفيروس بمعدل يتراوح بين 6 إلى 18 ضعفًا.

خلال هذه الفترة، أوصت منظمات مثل WHO، وCDC، وASHRAE بما يلي:

• زيادة الحد الأدنى لتدفق الهواء النقي

• استخدام فلاتر HEPA من الفئة 13 فما فوق

• دمج أنظمة تعقيم الهواء بالأشعة فوق البنفسجية UV-C

• إدارة الهواء آليًا بناءً على كثافة الركاب

أدت هذه التوصيات إلى بداية عصر جديد في تصميمات الهندسة.

4. معايير الهندسة والتصميم

تختلف أنظمة التهوية في وسائل النقل الجماعي عن تصميمات HVAC العامة من حيث:

• مقاومة الاهتزاز والصدمات: يجب أن تكون المعدات قوية لتحمل الاهتزازات أثناء النقل

• استخدام محدود للمساحة: يُفضل الحلول المدمجة والمتكاملة

• استهلاك منخفض للطاقة: ضروري خاصة في الحافلات الكهربائية للحفاظ على كفاءة البطاريات

• الأداء الصوتي: يجب أن تعمل بهدوء لتوفير راحة للسائق والركاب

• سيناريوهات الطوارئ: ضمان تدوير هواء آمن في حالات الحريق أو الحوادث أو الأعطال

• الأتمتة المتقدمة: إدارة لحظية لتدفق الهواء ودرجة الحرارة والرطوبة وCO₂ عبر بيانات المستشعرات داخل المركبة

5. تقييم من حيث كفاءة الطاقة

تعد أنظمة التهوية من أكبر مستهلكي الطاقة بعد أنظمة المحرك في وسائل النقل الجماعي. لذلك، من المهم تصميم أنظمة ذات كفاءة عالية في استهلاك الطاقة.

تطبيقات توفير الطاقة:

• محركات مراوح EC: استهلاك كهرباء منخفض وعمر افتراضي طويل

• خوارزميات تحكم ذكية: ضبط تدفق الهواء حسب كثافة الركاب

• أنظمة استرداد الحرارة: تقلل خسائر الحرارة في الشتاء وحمل التبريد في الصيف

• فلاتر ذات فقد ضغط منخفض: تخفف العبء على المروحة

• دعم طاقة ضوئية (فوتوفولطية) للتهوية، خصوصًا في المركبات الكهربائية

يمكن لهذه الأنظمة تحقيق توفير بنسبة 20–30% في التكاليف التشغيلية التراكمية.

6. الامتثال للوائح والمعايير

يجب تصميم أنظمة التهوية في وسائل النقل الجماعي وفقًا لمعايير وطنية ودولية متعددة مثل:

• EN 14750: تصميم HVAC في أنظمة السكك الحديدية

• UNECE R107: أنظمة تكييف الحافلات

• TS EN ISO 16890: تصنيفات فلاتر الهواء

• ASHRAE 62.1: معيار جودة هواء التهوية

عدم الامتثال قد يؤدي إلى مشاكل قانونية وأعطال تعرض سلامة المستخدمين للخطر.

التهوية الجيدة أساس النقل الجماعي الصحي

في أنظمة النقل الجماعي، لا تمثل التهوية مجرد عنصر راحة، بل هي دعامة أساسية للصحة العامة، واستدامة الطاقة، وأمان المستخدمين.

لتحقيق نظام تهوية ناجح يجب أن يكون:

• قابل للتكيف مع كثافة الركاب والظروف المناخية

• مصممًا مع مراعاة كفاءة الطاقة

• ناتجًا عن تكامل هندسة ميكانيكية ورقمية

• ملتزمًا تمامًا بالمعايير القانونية والبيئية

أصبحت هذه المعايير اليوم ضرورة تقنية وأخلاقية.

يمثل نظام التهوية المخطط له جيدًا في وسائل النقل الجماعي نجاحًا هندسيًا حاسمًا لا يحدد جودة الهواء الداخلي فحسب، بل يساهم مباشرة في صحة المجتمع.

إلكر كوران

شركة ألبرين للهندسة المحدودة