Reklama
Reklama
 
 
 
Reklama
Kanałowa instalacja wentylacji oddymiającej w garażach podziemnych Ocena klasy odporności temperaturowej wentylatorów oddymiających
Ocena użytkowników: / 1
SłabyŚwietny 
Data dodania: 03.09.2015

Projektanci często zadają pytanie jak oszacować „przewidywaną temperaturę dymu”, będącą kluczowym parametrem w doborze klasy odporności temperaturowej wentylatorów oddymiających? Niniejszy artykuł przedstawia proponowany algorytm jakim można się posłużyć przy próbie oszacowania temperatury dymu oddziaływującego na wentylatory oddymiające w kanałowej instalacji oddymiającej garaży podziemnych.

 

Polskie przepisy dotyczące warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie w § 270, ust. 4, pkt 1 i pkt 2. (Dz. U. Nr 56 poz. 461: 2009) przedstawiają warunki jakie powinny spełniać wentylatory oddymiające. W brzmieniu dosłownym: 

§ 270

4. Wentylatory oddymiające powinny mieć klasę: 

  1. F600 60, jeżeli przewidywana temperatura dymu przekracza 400°C,
  2. F400 120 w pozostałych przypadkach, przy czym dopuszcza się inne klasy, jeżeli z analizy obliczeniowej temperatury dymu oraz zapewnienia bezpieczeństwa ekip ratowniczych wynika taka możliwość.

 

Instalacja oddymiająca wentylacji kanałowej w garażach podziemnych składa się najczęściej z kilku szachtów wyciągowych, do których podłączona jest sieć kanałów wyposażonych w szereg kratek wyciągowych, bezpośrednio usuwających dym podczas pożaru z przestrzeni podstropowej garażu podziemnego. Wentylatory oddymiające zlokalizowane są najczęściej powyżej kondygnacji garażu podziemnego dlatego w takim przypadku wystarczające jest wyznaczenie temperatury dymu wpływającego do szachtu wyciągowego współpracującego z analizowanym wentylatorem.

 

 

Wykorzystanie analizy CFD

 

Przykładowym sposobem oceny temperatury dymu oddziaływującej na wentylatory oddymiające jest wykorzystanie metod obliczeniowych mechaniki płynów CFD do analizy wymiany ciepła podczas pożaru.

 

Przekazywanie ciepła od powstałego pożaru do dymu wyciąganego przez instalację oddymiającą stanowi złożony mechanizm wymiany ciepła, w skład którego wchodzą wszystkie proste mechanizmy wymiany ciepła: konwekcja, przewodzenie i promieniowanie. W celu stworzenia prawidłowego modelu zjawiska, konieczne jest uwzględnienie wszystkich powyższych mechanizmów wymiany ciepła. Podczas pracy kanałowej instalacji wentylacji oddymiającej w trakcie pożaru, dochodzi do mieszania wielu strumieni dymu o różnej temperaturze i wydatku zasysanego przez liczne kratki wyciągowe. Równocześnie zachodzi przenikanie ciepła przez ścianki kanału od dymu omywającego kanał do dymu przepływającego kanałem lub w przeciwnym kierunku zależnym od gradientu temperatury obu płynów.

 

Z uwagi na złożony charakter zjawisk fizycznych biorących udział w wymianie ciepła analizowanego procesu, należy zwrócić szczególną uwagę poczynionym założeniom w symulacji (warunkom brzegowym oraz początkowym).

 

Analizę należy wykonać dla odpowiedniego scenariusza pożarowego, który powinien zakładać najbardziej niekorzystną, prawdopodobną lokalizację pożaru, dla której zostają określone maksymalne wartości temperatury wyciąganego dymu dla wszystkich kratek wyciągowych danej sieci kanałów. Przykłady zmian temperatury dymu wyciąganego przez kratkę wyciągową zlokalizowaną w pobliżu źródła pożaru oraz w pewnej odległości od niego zostały przedstawione odpowiednio na rysunku 1 oraz rysunku 2.

 

 

2015 08 88 1

Rys. 1 Temperatura dymu wciąganego przez kratkę zlokalizowaną w pobliżu pożaru

 

 

2015 08 88 2

Rys. 2 Temperatura dymu wciąganego przez kratkę zlokalizowaną w pewnej odległości od źródła pożaru

 

 

W wyniku mieszania się strumieni dymu wpływających poszczególnymi kratkami i odgałęzieniami do kanału głównego, zostaje określona temperatura dymu płynącego w głównym kanale wyciągowym. Na podstawie przeprowadzonej analizy dla danego scenariusza pożarowego otrzymywana jest temperatura na powierzchni zewnętrznej ścianki kanału uwzględniająca konwekcyjną i radiacyjną wymianę ciepła. Przykładowe rozkłady temperatury na zewnętrznych ściankach kanału zostały przedstawione na rysunkach 3-5.

 

 

2015 08 90 1

Rys. 3. Rozkład temperatury zewnętrznych powierzchni kanału bezpośrednio nad źródłem pożaru

 

 

2015 08 90 2

Rys. 4. Rozkład temperatury zewnętrznych powierzchni kanału w sąsiedztwie źródła pożaru

 

 

2015 08 90 3

Rys. 5 Rozkład temperatury zewnętrznych powierzchni kanału oddalonych od źródła pożaru

 

 

Znana temperatura powierzchni zewnętrznej ścianki umożliwia, zgodnie z zależnością (1), wyznaczenie strumienia ciepła przepływającego przez ścianki kanału:

 

2015 08 90 4

gdzie:

k – współczynnik przenikania ciepła, [W/m2K] 

A – powierzchnia wymiany ciepła, [m2]

ΔT – różnica temperatury między ścianką a płynem, [K]

 

W ten sposób zostaje określony strumień ciepła przekazywany przez ściankę do przepływającego dymu kanałem wyciągowym. Dzięki temu z bilansu cieplnego strumienia otrzymujemy wartość temperatury, o którą wzrośnie lub spadnie temperatura strumienia:

 

2015 08 90 5

gdzie:

Q – wartość strumienia ciepła przekazana/odebrana przepływającemu dymowi, [W] 

m – strumień masowy przepływającego dymu, [kg/s]

cw – ciepło właściwe dymu, [J/kgK]

 

Przy tak przeprowadzonej analizie otrzymuje się „przewidywaną temperaturę” strumieni dymu spływających do szachtu wyciągowego, na podstawie której można określić klasę odporności temperaturowej wentylatorów oddymiających.

 

 

Adam DORSZ
Specjalista ds. Analizy Obliczeniowej CFD,
AERECO WENTYLACJA

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

  • Pompy ciepła 2018

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2018

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.