|
W artykule tym przedstawiono różne czynniki wpływające na energochłonność systemu wentylacji i klimatyzacji, wskaźniki oceny proponowane w normie PN-EN 13779:2005, sposoby wymiarowania sieci przewodów powietrznych oraz wpływ wyboru metody wymiarowania na zapotrzebowanie energii.
Założenia projektowe
Energochłonność systemu wentylacji w dużym stopniu zależy od rozwiązań systemowych, które zakłada się na etapie koncepcyjnym.
Pierwszym etapem prac projektowych są założenia ogólne: rodzaj instalacji, lokalizacja najważniejszych elementów, źródła energii, itp. Dane potrzebne do sporządzenia koncepcji instalacji są natury bardzo ogólnej i przyszły użytkownik (inwestor) bez kłopotu udzieli wyczerpujących informacji. Następnie, w trakcie opracowywania projektu budowlanego pojawiają się zagadnienia bardziej szczegółowe, do których założenia najczęściej projektant przyjmuje sam, ponieważ użytkownik/inwestor z reguły nie posiada wymaganej wiedzy z zakresu instalacji (nie musi jej posiadać). Zadaniem projektanta jest takie zadawanie pytań, aby odpowiedzi były proste dla inwestora i skutkowały właściwym wyborem rozwiązań.
Podczas formułowania założeń projektowych należy też zwrócić uwagę na sposób eksploatacji poszczególnych pomieszczeń. Ma to zdecydowany wpływ na wybór rozwiązań instalacji. W roku 1999 wprowadzono normę PN ISO 6242 [4] w postaci zestawu składającego się z arkuszy pod wspólnym tytułem Budownictwo - wyrażanie wymagań użytkowników:
Arkusz 1: Wymagania termiczne
Arkusz 2: Wymagania dotyczące czystości powietrza
Arkusz 3: Wymagania akustyczne
Arkusz 4: Wymagania dotyczące oświetlenia
Norma ta zdecydowanie pomaga w komunikacji pomiędzy projektantem a inwestorem w kwestii dokładnych założeń projektowych. Według powyższej normy, wymagania środowiskowe wyrażane w poszczególnych arkuszach dotyczące budynków podane są w sposób dogodny do stosowania w przepisach techniczno-budowlanych oraz założeniach projektowych budynków. Parametry w nich określane mogą być stosowane do rutynowego sprawdzania właściwości użytkowych budynków zarówno w wyniku obliczeń (na przykład na etapie projektowania), jak i pomiaru (na przykład wydzielonych przestrzeni lub całego budynku) i przewiduje się, że będą one stanowić czytelną informację dotyczącą wymagań użytkownika w trakcie procesu budowlanego. Zagadnienie uzgodnienia kryteriów projektowych pomiędzy inwestorem a projektantem dokładnie omawia również norma 13779 [2]. Znaleźć tam można opis szczegółowych danych, które są konieczne do podjęcia właściwej decyzji co do wyboru właściwych rozwiązań instalacji.
Wszystkie odpowiedzi na pytania i wynikające z nich założenia powinny być przedstawione na piśmie z podpisem inwestora. Jest to oczywista prawda, o której niestety często się zapomina. W celu podziału instalacji w zależności od energochłonności przyjętych rozwiązań dystrybucji powietrza norma PN-EN 13779 wprowadza pojęcie „właściwej mocy wentylatora” (ang. Specific Fan Power - skrót SFP). Wskaźnik PSFP jest definiowany jako: 
gdzie:
P - moc wentylatora [W],
qv - nominalny przepływ powietrza [m3/s],
Δp - spręż wentylatora,
ηtot - całkowita sprawność wentylatora, silnika i przekładni. Wskaźnik ten zależy od spadków ciśnienia w instalacji, a więc w dużym stopniu od sposobu prowadzenia, a także wymiarowania sieci przewodów. Podjęte przez projektanta decyzje mogą znacząco wpłynąć na koszty eksploatacji systemu. 
Norma również kategoryzuje instalacje w zależności od wskaźnika PSFP.
Bazując na klasyfikacji SFP tabela 2 (wg [2]) pokazuje przykłady kategorii SFP dla typowych zastosowań oraz przedstawia wartości zalecane. (...) Wybór kształtu przewodu
Przewody powietrzne o przekroju kołowym są przewodami o optymalnym kształcie ze względów inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Bardzo często jednak architekci, inwestorzy, projektanci wnętrz lub użytkownicy postulują stosowanie przewodów o innych wymiarach. (...) Wymiarowanie sieci przewodów
Wybór metody wymiarowania sieci przewodów powietrznych na wpływ na sumę strat ciśnienia całej instalacji. Dla przypomnienia, poniżej wymieniono i krótko opisano kilka podstawowych metod wymiarowania sieci. Dokładny opis każdej z metod można znaleźć literaturze, np. [1]. Reguła 30%
Nadrzędną regułą wymiarowania sieci przewodów jest tzw. „reguła 30%”. Jest to zasada, którą stosuje się razem z poszczególnymi metodami wymiarowania. Regułę wymiarowania sieci odgałęźnej przy rozpływie jednakowych lub zbliżonych strumieni powietrza w odgałęzieniach, można sformułować następująco: nie należy zmieniać poprzecznego przekroju przewodu głównego lub rozprowadzającego dopóki odprowadzone ilości powietrza przez odgałęzienia są małe w stosunku do ilości powietrza w przewodzie głównym. Za odgałęzieniem, w którym odpływająca ilość powietrza wyniesie mniej więcej 1/3 przepływu przewodu głównego lub rozprowadzającego, zmniejszamy przekrój przewodu kołowego o jeden skok przewodu znormalizowanego, a w przewodzie prostokątnym o dwa skoki. Metoda doboru zmiennej prędkości przepływu powietrza
Polega na ustaleniu dopuszczalnej prędkości w działce przy wentylatorze i malejącej jej wartości w miarę oddalania się od wentylatora wzdłuż przewodu głównego. Za odgałęzieniami prędkość maleje w miarę oddalania się od węzła (punkt przyłączenia do przewodu głównego). Wartości prędkości są ograniczone wartością stałego spadku ciśnienia R oraz wymaganiami akustycznymi. Zalecane wartości podane są w tab. 3. Metoda stałej wartości jednostkowego spadku ciśnienia R
Metoda ta polega na przyjęciu pewnej wartości spadku ciśnienia w pierwszej działce przy wentylatorze na podstawie maksymalnej, dopuszczalnej wartości prędkości powietrza w tej działce. Tak ustaloną wartość utrzymuje się jako stałą wzdłuż całego przewodu głównego. Można spotkać również inne zalecenia dotyczące wartości oporu jednostkowego, np. są określane ekonomiczne wartości oporu w zależności od czasu pracy instalacji. Literatura proponuje przyjmowanie oporu jednostkowego w granicach 0,5÷1,5 Pa/m (tab. 3). Trudności w stosowaniu tej metody powstają na skutek doboru znormalizowanych przekrojów przewodów, co prowadzi do pewnych odchyleń od założonej wartości R. Przewody odgałęźne ustala się metodą doboru odpowiedniej prędkości przepływu powietrza. Jest to metoda stosowana głównie w systemach niskociśnieniowych o małej prędkości powietrza. Zaletą tej metody jest to, że wartości prędkości w przewodzie głównym ustalane są niejako samoczynnie, co jest łatwiejsze dla niedoświadczonych projektantów (rys. 4). (...) Wnioski
1. Wybór metody wymiarowania sieci przewodów ma istotny wpływ na zapotrzebowanie energii.
2. Najmniejsze straty ciśnienia uzyskuje się przy wymiarowaniu metodą stałego, jednostkowego spadku ciśnienia przy założeniu R = 0,5 Pa/m.
3. Dobór wysokiej, dopuszczalnej prędkości w przewodzie głównym (w = 8 m/s) podczas wymiarowania metodą arbitralnego doboru prędkości skutkuje mniejszymi średnicami kanałów powietrza, ale też największymi oporami przepływu.
4. Przy doborze nawiewników należy kierować się, oprócz podstawowych wielkości, takich jak zasięg i prędkość powietrza w strefie przebywania ludzi, także zakresem strumienia powietrza możliwego do doprowadzenia do pomieszczenia dla danej wielkości nawiewnika. Wybór najmniejszego, dopuszczalnego nawiewnika skutkuje podwyższonymi stratami ciśnienia i zwiększonymi kosztami eksploatacji. wydanie 7/2007 CZYTAJ CAŁOŚĆ, ZAMÓW PRENUMERATĘ:
TRADYCYJNĄ E-WYDANIE |
