Efekty działania wentylacji i klimatyzacji w bardzo dużym stopniu zależą od właściwego rozdziału powietrza wentylacyjnego w pomieszczeniu. Przez rozdział powietrza zgodnie z normą PN-EN 12782 rozumie się „rozprowadzenie powietrza w pomieszczeniu (…) w sposób zapewniający określone warunki, takie jak wielkość wymiany powietrza, ciśnienie, czystość, temperaturę, wilgotność, prędkości powietrza i poziomu dźwięku, w określonej strefie tego pomieszczenia, którą nazywa się strefą przebywania ludzi. Osiąga się to zazwyczaj za pomocą nawiewników i wywiewników (…)”. Dobór koncepcji rozdziału powietrza w pomieszczeniu jest więc jednym z najistotniejszych etapów projektowania wentylacji oraz klimatyzacji.
Decydujący wpływ na przepływ powietrza w pomieszczeniu mają strugi nawiewane. W efekcie ich oddziaływania na powietrze w pomieszczeniu powinna nastąpić wymiana powietrza, zapewniająca w strefie przebywania ludzi dobrą jakość powietrza przez utrzymanie stężeń zanieczyszczeń poniżej wymaganych wartości NDS oraz warunki komfortu cieplnego.
Uzyskanie właściwych efektów wymiany powietrza wymaga:
- Dobrania odpowiednich nawiewników i wywiewników oraz ich uzasadnionego usytuowania,
- Odpowiedniego rozmieszczenia otworów nawiewnych w stosunku do źródeł ciepła, zanieczyszczeń oraz strefy przebywania ludzi,
- Nadania strugom powietrza nawiewanego kierunku i prędkości, zapewniających efektywne przewietrzanie powietrzem wentylacyjnym strefy przebywania ludzi
- Montaż urządzeń klimatyzacyjnych i wentylacyjnych o odpowiedniej wydajności.
Sposoby rozdziału powietrza w pomieszczeniu z zamontowaną klimatyzacją oraz wentylacją.
Wymagane warunki mikroklimatu i czystości powietrza w strefie przebywania ludzi uzyskać można przez zapewnienie w pomieszczeniu takiego przepływu powietrza wentylacyjnego, aby wydzielające się zanieczyszczenia (gazy, pyły, ciepło i wilgoć) były rozcieńczane lub wypierane. Traktując o sposobach rozprowadzenia powietrza w pomieszczeniu można więc mówić o zasadzie rozcieńczania lub wypierania, a zatem także o wentylacji mieszającej i wyporowej. Przepływy powietrza wentylacyjnego przez pomieszczenie, zapewniające wymienione sposoby usuwania zanieczyszczeń, różnią się oddziaływaniem strug nawiewanych na powietrze w przestrzeni pomieszczenia.
Przepływy walcowe (styczne) powietrza
Przy wentylacji mieszającej wyróżnić można dwa zasadnicze sposoby przepływu powietrza nawiewanego. Przepływy walcowe (styczne) tworzą się wtedy, gdy turbulentna struga, skupiona lub słabo rozproszona, nawiewana jest stycznie do przegrody pomieszczenia i przy jej rozprzestrzenianiu wykorzystywany jest efekt poślizgu po suficie lub ścianie. Również w przypadku nawiewania strugi w pewnej odległości od przegrody może nastąpić jej ugięcie w kierunku tej przegrody i poślizg, a dzieje się to w wyniku oddziaływania efektu Coandy. Powietrze opada w dół dopiero w pewnej odległości od nawiewnika, najczęściej w pobliżu przeciwległego do nawiewnika końca pomieszczenia. Dzięki temu wydłuża się droga pokonywana przez strugę, co umożliwia zmniejszenie prędkości i nadwyżki temperatury w strudze przed osiągnięciem strefy przebywania ludzi. Przepływy takie najczęściej realizuje się za pomocą nawiewników ściennych: kratek nawiewnych różnego typu, dysz dalekiego zasięgu lub nawiewników podokiennych.
Przepływy dyfuzyjne (rozproszone) powietrza
Przepływy dyfuzyjne (rozproszone) uzyskuje się, gdy turbulentna struga nawiewana, silnie rozproszona, o dużym współczynniku indukcji intensywnie miesza się z powietrzem w pomieszczeniu i dzięki temu następuje szybki zanik prędkości w strudze oraz różnicy temperatury pomiędzy powietrzem nawiewanym a powietrzem w pomieszczeniu. Nawiew taki może być realizowany za pomocą nawiewników sufitowych lub podłogowych, np. wirowych i wtedy mamy do czynienia z przepływem pionowym. Jeśli natomiast zastosuje się nawiewniki sufitowe nawiewające powietrze wzdłuż sufitu, np. anemostaty lub nawiewniki szczelinowe, wytwarza się przepływ poziomy, który może być też traktowany jako połączenie nawiewu rozproszonego z walcowym.
W przypadku stosowania wentylacji mieszającej dopuszczalne jest nawiewanie powietrza z prędkością do 10 m/s, przy różnicy temperatur pomiędzy powietrzem nawiewanym, a w pomieszczeniu zazwyczaj nieprzekraczającej T=+- 8 K, przy nawiewie statycznym i T = +- 10-12 K przy nawiewie rozproszonym. Wybór wartości tych parametrów zależy przede wszystkim od rodzaju zastosowanego nawiewnika.
Przy wentylacji mieszającej lokalizacja wywiewników nie ma istotnego znaczenia z wyjątkiem sytuacji pomieszczeń z silnymi źródłami zanieczyszczeń.
W kolejnym wpisie, podpowiemy, jak wygląda sytuacja rozpływu powietrza i komfortu cieplnego przy wentylacji wyporowej.
