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 12792 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 strofie 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 nawiewne. 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 wartość 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.
Sposoby rozdziały powietrza w pomieszczeniu wentylowanym
Wymagane warunki mikroklimatu i czystości 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 rozprowadzania 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,.
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, itp. Lub nawiewników podokiennych. 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.
Wywiewnik zmiennego przepływu dwustopniowy
W przypadku stosowania wentylacji mieszającej dopuszczalne jest nawiewanie powietrza z prędkością do 10 m/s, przy różnicy temperatury pomiędzy powietrzem nawiewanym a w pomieszczeniu zazwyczaj nieprzekraczającej +- 8 K, przy nawiewie stycznym i +-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.
Wentylację wyporową realizuje się za pomocą nawiewu wyporowego, w którym powietrze nawiewane wypiera, mniej lub bardziej intensywnie, powietrze znajdujące się przed nim. Stosuje się ją w pomieszczeniach, w których występują źródła zanieczyszczenia (gazowego lub ciepła). Nawiewa się strugi quasi-laminarne lub słabo turbulentne. Ruch powietrza nawiewanego uniemożliwia rozcieńczenie zanieczyszczeń, powodując jednocześnie przemieszczanie ich w kierunku otworu wywiewnego.
Przy wentylacji wyporowej wyróżnić można dwa zasadnicze sposoby przepływu powietrza nawiewanego. Przy przepływie wyporowym (inaczej źródłowym), stosowanym w przypadku pomieszczeń ze źródłami ciepła, struga nawiewana wspomaga naturalny ruch w górę strugi konwekcyjnej, powstającej nad tymi źródłem. Dzięki temu ciepło unosi się ku górze i w pomieszczeniu tworzą się dwie strefy: chłodna u dołu oraz ciepła u góry. Rozwiązanie takie może być też stosowane w przypadku lokalizacji w pomieszczeniu źródeł zanieczyszczeń lżejszych od powietrza, wtedy tworzą się strefy odpowiednio czysta i zanieczyszczona. Nawiewanie powietrza przy wentylacji źródłowej odbywa się przez nawiewniki quasi-laminarne, np. stosujące kolumnowe lub ścienne, umieszczone przy podłodze. Nawiew następuje z prędkością 0,2-0,5 m/x przy różnicy temperatury od -3 K do -5 K. Wywiewniki powietrza powinny być umieszczone u góry pomieszczenia. Przy przepływie tłokowym struga nawiewana przetłacza przed sobą zanieczyszczenia w kierunku wywiewnika. Ruch powietrza może odbywać się w pionie lub w poziomie. Rozwiązanie takie może znaleźć zastosowanie w pomieszczeniach czystych, np. w salach operacyjnych, gdzie instaluje się specjalne moduły nawiewne z filtrami HEPA lub w obiektach przemysłowych, w których występują zanieczyszczenia cięższe od powietrza. Najczęściej są tam stosowane nawiewniki sufitowe, np. stożkowe lub trapezowe. Zalecana prędkość wypływu powietrza z nawiewnika wynosi 0,4-0,8 m/s, natomiast różnica temperatury pomiędzy powietrzem nawiewanym, a powietrzem w pomieszczeniu zazwyczaj nie przekracza -6 K.
Wybór sposobu rozdziału powietrza w pomieszczeniu wentylowanym zależy przede wszystkim od przeznaczenia, sposobu użytkowania i klasy komfortu pomieszczenia. Wybór rozdziału nawiewnika związany jest też z jednostkowym obciążeniem cieplnym pomieszczenia i jego wysokością, rodzajem wentylacji czy klimatyzacji, ale także z przewidywaną częstotliwością wymiany powietrza. Ze względu, że jest zagadanie wymagające doświadczenia, nasi specjaliści z Szczecińskiego biura chętnie doradzą Państwu jak dobrać odpowiednie nawiewniki i wywiewniki do pomieszczenia.
