Kurtyna powietrzna to nieskomplikowane urządzenie służące do oddzielenia dwóch stref mikroklimatów, najczęściej środowiska zewnętrznego i wewnętrznego, za pomocą strumienia powietrza. Prawidłowo dobrany system kurtyn powietrznych tworzy osłonę wentylacyjną, która przy otwarciu np. drzwi lub bramy utrzymuje klimatyzowane powietrze wewnątrz pomieszczenia, dzięki czemu możliwe jest znaczne zmniejszenie kosztów zużycia energii. W zależności od obiektu i przyjętego systemu kurtyn można zaoszczędzić wg różnych źródeł nawet do 70% energii, która w przeciwnym razie uciekłaby na zewnątrz przez otwartą przegrodę.

Zadaniem kurtyny powietrznej jest najczęściej ochrona otworu wejściowego przed napływem zimnego powietrza z zewnątrz, w czasie gdy drzwi są stale otwarte lub częstotliwość ich otwierania jest duża. Na ogół, nie ma konieczności stosowania kurtyny powietrznej przy zamkniętych drzwiach. Kurtyna powietrzna zapewnia dodatkowo przy otwartych drzwiach również ochronę pomieszczenia klimatyzowanego w lecie przed wypływem chłodnego powietrza wewnętrznego na zewnątrz budynku i infiltracją, co prowadzi do zwiększenia obciążenia chłodniczego pomieszczenia.
Na skutek przemieszczania się znacznych strumieni powietrza zewnętrznego do wnętrza budynku, następuje jego ochładzanie, co pociąga za sobą konieczność dogrzewania pomieszczeń w okresie grzewczym. Powoduje to zwiększenie zapotrzebowania na energię do ogrzewania. Ponadto wraz z powietrzem zewnętrznym do pomieszczeń przedostają się również zanieczyszczenia znajdujące się w powietrzu zewnętrznym, co ma szczególne znaczenie w przypadku pomieszczeń o podwyższonych wymaganiach co do czystości powietrza wewnętrznego lub jest szczególnie uciążliwe w sytuacji, kiedy budynek znajduje się w rejonie obiektów emitujących zanieczyszczenia do powietrza atmosferycznego.
Na rysunku 1 przedstawiono zachowanie się strumieni powietrza wewnętrznego i zewnętrznego przy otwartej bramie w przegrodzie zewnętrznej budynku w przypadku braku kurtyny powietrznej.

Podstawową funkcją otworów wejściowych jest umożliwienie komunikacji, ale otwarte drzwi mogą zakłócać klimat i komfort cieplny wewnątrz budynku. Często, wpływa to na wzrost zużycia energii i powoduje problemy zdrowotne przebywających wewnątrz tych budynków osób. W takich sytuacjach kurtyny powietrzne są doskonałym rozwiązaniem nie stwarzającym barier fizycznych. Urządzenia te, umieszczane nad otwartymi drzwiami zapobiegają niekorzystnym wpływom powietrza zewnętrznego na klimat wewnętrzny. Kurtyny powietrzne umożliwiają utrzymanie we wnętrzu budynku zadanych parametrów komfortu cieplnego w okresie całego roku.
Na rysunku 2 przedstawiono rozkład temperatury powietrza po zastosowaniu kurtyny powietrznej. Otwarte drzwi umożliwiają swobodne przemieszczanie się ludzi i przedmiotów, zaś umieszczona nad nimi kurtyna powietrzna pomaga rozdzielić warunki klimatyczne panujące w dwóch pomieszczeniach oraz zmniejszyć koszty ogrzewania lub chłodzenia.
Kurtyny powietrzne najczęściej mają zastosowanie w przypadku:
● wejść do obiektów handlowych,
● budynkach użyteczności publicznej i szpitali,
● drzwi dla personelu i obsługi,
● rozdzielenia termicznego dwóch pomieszczeń wewnątrz budynku.

Zasada działania kurtyny powietrznej
(...)

Rodzaje kurtyn powietrznych
Ze względu na zastosowanie i rodzaj przepływu powietrza kurtyny dzielą się na:
● z ogrzewaniem powietrza wewnętrznego,
● bez ogrzewania powietrza wewnętrznego,
● kombinowane z powietrzem wewnętrznym,
● bez ogrzewania powietrza zewnętrznego,
● dla pomieszczeń chłodzonych,
● dla bram z długim pasażem,
● dla procesów technologicznych.
(...)

Dobór kurtyny powietrznej
Proces doboru kurtyn może być rozpatrywany w czterech aspektach:
● czystej oszczędności energii,
● oszczędności energii i komfortu użytkowania,
● kurtyny jako źródła ciepła.
Z powyższych rozważań wynika, iż kurtyna przetłaczając powietrze wzdłuż płaszczyzny drzwi, jest w stanie stworzyć barierę, która uchroni budynek przed stratami energii. W dobrze zaprojektowanym systemie wentylacyjnym nie ma potrzeby wyposażać kurtyny w dodatkowe grzałki elektryczne bądź wymiennik wodny. Przy odpowiednio dobranej kurtynie (odpowiednia prędkość powietrza na wylocie z urządzenia) powinny być spełnione wszystkie warunki techniczne zabezpieczenia otworu, jakkolwiek należy sobie uzmysłowić fakt, iż kurtyna zamontowana przy wejściu będzie tłoczyć powietrze o temperaturze dużo niższej od temperatury powietrza w pomieszczeniu. Osoby przechodzące pod urządzeniem będą odczuwać zimny powiew powietrza.
Odnośnie montażu, urządzenie należy instalować pod kątem 15 stopni w kierunku cieplejszej strefy, zakładając że 30% powietrza przepłynie na zewnątrz pomieszczenia zapobiegając powstawaniu przeciągów przy podłodze. Maksymalna prędkość powietrza przy podłodze nie powinna w pobliży kurtyny przekraczać ok. 2 m/s.

Kurtyny „zimne” bardzo dobrze nadają się do zabezpieczenia drzwi wejściowych do pomieszczeń chłodniczych. W tym szczególnym przypadku powinny być montowane na zewnątrz chłodni, ponieważ montaż wewnątrz narażałby urządzenia na uszkodzenie oraz na działanie wilgoci powstałej w momencie styku zimnego powietrza z ciepłym zewnętrznym powietrzem w czasie otwierania drzwi.
Ze względów praktycznych najbardziej sprawnym urządzeniem jest kurtyna, która tłoczy powietrze od dołu do góry bramy. Jednak należy wspomnieć, że ze względu na dużą prędkość powietrza urządzenia te mają zastosowanie w typowo przemysłowych bramach, np. wjazd samochodów ciężarowych, wagonów kolejowych czy też wózków widłowych.
W większości przypadków kurtyny są montowane bezpośrednio nad otworem, przez który przechodzą ludzie i w związku z tym oprócz czystego aspektu technicznego należy wziąć pod uwagę komfort przebywania w pobliżu urządzeń. Prawie każdy typ kurtyn może być wyposażony w elementy grzewcze (grzałki elektryczne bądź wymiennik wodny). Zainstalowanie kurtyny pozwala ograniczyć straty ciepła przepływającego przez otwory wejściowe nawet do 90%.
W celu praktycznego doboru kurtyny powietrznej należy określić rodzaj pomieszczenia, dla którego ma być dobrana jednostka, wielkość otworu wejściowego, lokalizacje kurtyny (u góry, u dołu otworu wejściowego), temperatury powietrza w pomieszczeniu oraz na zewnątrz, prędkość wiatru i jego kierunek. Najważniejszym etapem jest określenie ciśnienia „dyspozycyjnego” kurtyny, które pozwoli na zahamowanie przepływu powietrza przez drzwi wejściowe budynku.
Wielkość ciśnienia wywołanego różnicą gęstości zależy od wysokości otworu wejściowego oraz od różnicy temperatur pomiędzy powietrzem wewnętrznym i zewnętrznym. Moc strumienia nawiewanego przez kurtynę można określić jako potencjał różnicy ciśnień po obu jej stronach, który może być jeszcze wyeliminowany przez kurtynę.
Różnica ciśnień, którą kurtyna musi pokonać wynika z bardzo wielu czynników, jak wysokość budynku, siła wiatru i usytuowanie budynku względem kierunku wiatru, czy rozpatrywana jest strona zawietrzna czy nawietrzna, czy w budynku działa wentylacja mechaniczna oraz jakie ciśnienie wytwarza (nad czy podciśnienie), jak intensywnie działa wentylacja naturalna budynku. Stąd ustalenie prawidłowej wielkości różnicy ciśnień, którą kurtyna powietrzna powinna zniwelować, jest pracochłonne. Powinna ona wynikać z bilansu powietrza przepływającego przez budynek ΣV_i=0 oraz z bilansu ciśnienia ∆pi w poszczególnych otworach zewnętrznych budynku (otwartych) wywołanych różnicą gęstości oraz naporem wiatru. (...)

Podsumowanie
Stosowanie kurtyn powietrznych jest szczególnie zalecane w przypadku drzwi i bram często otwieranych we wszelkiego typu obiektach, gdzie możliwe jest ograniczenie zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku oraz mocy chłodniczej. Najczęściej spotykane kurtyny są kurtynami górnymi, montowanymi po wewnętrznej stronie pomieszczenia wyposażonymi w nagrzewnicę wodną lub elektryczną. Niemniej, zastosowanie kurtyny bez ogrzewania również pozwala na oszczędności dochodzące do 30÷70% energii jaka byłaby niezbędna w sytuacji rezygnacji z urządzenia. Nie do pominięcia jest również fakt, że tego typu urządzenie może również spełniać funkcję dogrzewania pomieszczenia w strefie przydrzwiowej.

LITERATURA
[1] STRONGIN A. S.: Aerodynamic protection of hangars against cold ingress through apertures. Building services Engineering Research and Technology. CIBSE Ser. A, 1993, vol. 14, no 1, pp. 13-16.
[2] GE Y.T., TASSOU S.A.: Simulation of the performance of single jet air curtains for vertical refrigerated display cabinets. Applied Thermal Engineering. 2001, vol. 21, no 2, pp. 201-219.
[3] GOODFELLOW H., TÄHTI E.: Industrial Ventilation Design Giudebook. Academic Press of Harcourt Science and Technology company. London, 2001.