[ Zamknij ]

Nowe zasady dotyczące cookies
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów na stronie Polityka Prywatności.


rejestracja

Jak zaprojektować instalację wentylacyjną?

Opublikowano: 20.12.2015

image

Istotą instalacji wentylacyjnej jest zapewnienie jak najlepszych warunków komfortowych dla osób przebywających w pomieszczeniach. Świeże, czyste i zdrowe powietrze to podstawa projektowania i wykonywania budynków. Definicja wentylacji określa funkcje powietrza doprowadzanego do pomieszczeń.

 

Rysunek 1. Wentylacja z odzyskiem ciepła (Źródło: Daikin).

 

Wentylacja to proces umożliwiający doprowadzenie świeżego powietrza do pomieszczeń budynku.

 

System wentylacji ma służyć następującym celom:

  1. doprowadzenie tlenu niezbędnego do oddychania,
  2. doprowadzenie tlenu do prawidłowego przebiegu procesów spalania,
  3. obniżenie zawartości wilgoci w powietrzu wewnętrznym,
  4. obniżenie stężenia szkodliwych zanieczyszczeń do wartości akceptowanych przez osoby przebywające w pomieszczeniach, przy spełnieniu wymagań określonych przez akty prawne.

 

Działanie wentylacji opiera się na występowaniu siły, która wprowadza powietrze w ruch – powietrze zewnętrzne wpływa do budynku przy równoczesnym usuwaniu z niego powietrza zużytego. Przepływ powietrza powoduje różnica ciśnień występująca na zewnątrz i wewnątrz budynku. W zależności od siły wprowadzającej powietrze w ruch wyróżniamy wentylację naturalną i mechaniczną.

 

WENTYLACJA NATURALNA – JAK JEST STOSOWANA W BUDYNKU?
Zależnie od czynników wywołujących działanie wentylacji naturalnej, dzielimy ją na:

  • wentylację grawitacyjną,
  • przewietrzanie,
  • aerację,
  • wentylację higrosterowalną,
  • infiltrację i exfiltrację.

 

Wentylacja grawitacyjna to rodzaj wentylacji naturalnej, wywołany różnicą gęstości powietrza zewnętrznego i powietrza wewnątrz budynku. Podstawowym prawem określającym zależność gęstości od temperatury gazu jest równanie stanu gazów doskonałych:

 

ρ= p/(R ∙T) [kg/m3]

gdzie:
p – ciśnienie atmosferyczne [Pa];
R – stała gazowa [m2/s2•K];
T – temperatura bezwzględna [°C].

 

Im wyższa temperatura gazu tym niższa wartość jego gęstości. Z tej zależności wynika, że powietrze zimniejsze opada jak najniżej, a powietrze cieplejsze jest wypierane przez powietrze o niższej temperaturze ku górze pomieszczenia. Aby wymiana powietrza nastąpiła musi wystąpić także różnica wysokości pomiędzy miejscem wlotu powietrza zimnego i wylotu powietrza usuwanego.

 

∆p= p/R ∙(Tw- To)∙h [Pa]
 

gdzie:
Δp – różnica ciśnień [Pa];
p – ciśnienie atmosferyczne [Pa];
R – stała gazowa [m2/s2•K];
Tw, To – temperatury bezwzględne [K];
h – różnica wysokości pomiędzy wlotem powietrza zimnego i wylotem powietrza usuwanego [m].

 

Wentylacja grawitacyjna zakłada zaprojektowanie miejsc, w których powietrze będzie dostarczane do pomieszczeń budynku oraz miejsc, przez które powietrze zużyte będzie usuwane. W wentylacji grawitacyjnej zakłada się, że powietrze przedostaje się do pomieszczenia poprzez nawiewniki nadokienne oraz podokienne, nieszczelności w stolarce okiennej oraz w wyniku okresowego otwierania okien i drzwi. Wadą tego rodzaju wentylacji jest zależność od temperatury zewnętrznej powietrza. Skuteczność wymiany obniża się w momencie wzrostu temperatury powietrza zewnętrznego. Im wyższa temperatura na zewnątrz, tym mniejsza różnica ciśnień wywołująca przepływ powietrza, a więc przy stałych oporach przepływu, wymiana powietrza jest coraz gorsza. Natomiast w okresie zimowym do pomieszczeń przedostaje się zimne powietrze w sposób niekontrolowany, przez co podnoszą się koszty eksploatacyjne budynku, wywołane koniecznością podniesienia ilości ciepła dostarczanego do pomieszczeń.
 

 

Rysunek 2. Nawiewnik okienny (Źródło: aereco).

 

Przewietrzanie to typ wentylacji naturalnej, wykorzystywany w warunkach letnich do obniżenia oporów przepływu powietrza poprzez szerokie otwieranie okien i drzwi. Działanie przewietrzania polega na intensywnej wymianie poprzez dopływ powietrza zewnętrznego dolną częścią otworu okiennego i wypływie górną pod warunkiem braku wiatru.

 

Aeracja stanowi rodzaj wentylacji naturalnej, w której wymiana powietrza następuje przy dużych zyskach ciepła. Jej działanie opiera się na odpowiedniej regulacji przy uwzględnieniu wahań temperatury zewnętrznej, zmiany prędkości i kierunku wiatru oraz właściwym usytuowaniu budynku. Dzięki tym czynnikom można uzyskać duże ilości powietrza wentylacyjnego.

 

Wentylacja higrosterowalna stanowi najtańszy i najprostszy sposób wentylacji. Charakteryzuje się możliwością kontroli wilgotności powietrza w pomieszczeniu przy uwzględnieniu ilości przebywających osób, zysków wilgoci oraz indywidualnych potrzeb użytkowników pomieszczenia. Jej podstawę stanowi nawiewnik, który otwiera i zamyka się samoczynnie regulowany wilgotnością powietrza w pomieszczeniu.

 

Rysunek 3. Wentylacja higrosterowana (Źródło: aereco).

 

Infiltracja i exfiltracja to rozwiązanie wykorzystujące wymianę powietrza w pomieszczeniu wywołaną ciśnieniem wiatru wywieranym na powierzchnię ścian zewnętrznych budynku. Ten rodzaj wentylacji jest uzależniony od silnego działania wiatru:

  • na powierzchniach nawietrznych budynku wytwarza się nadciśnienie wspomagające ciśnienie grawitacyjne, co powoduje przedostawanie się większej ilości powietrza do pomieszczeń w wyniku infiltracji,
  • na powierzchniach zawietrznych budynku wytwarza się podciśnienie, które ogranicza przedostawanie się w tym miejscu powietrza zewnętrznego do budynku, powodując natomiast usuwanie powietrza zużytego z pomieszczeń w wyniku exfiltracji.

 

WENTYLACJA MECHANICZNA – KLASYFIKACJA ROZWIĄZAŃ
Wentylacja mechaniczna to rodzaj wentylacji, w której ruch powietrza jest wymuszany pracą urządzeń mechanicznych. Takie urządzenie stanowi wentylator. Wyróżniamy trzy rodzaje wentylacji mechanicznej:

  1. wentylacja nawiewna,
  2. wentylacja wywiewna,
  3. wentylacja nawiewno-wywiewna.

 

Rysunek 4. Wentylator (Źródło: aereco).

 


Wentylacja nawiewna stanowi rodzaj wentylacji mechanicznej, w której powietrze jest dostarczane do pomieszczeń za pomocą instalacji wentylacyjnej w ilości i o parametrach wynikających z obliczeń projektowych oraz standardów normatywnych. Działanie wentylacji nawiewnej opiera się na nawiewie powietrza do pomieszczenia poprzez kratki nawiewne umiejscowione w stropie lub w ścianie pod stropem. Głowna strefa przebywania ludzi zostaje przewietrzona, pozwalając na uzyskanie równomiernego rozkładu temperatur powietrza w pomieszczeniu. Przewody wentylacji grawitacyjnej oraz nieszczelności w stolarce okiennej są wykorzystywane jako miejsce wyparcia powietrza zużytego.

 

Wentylacja wywiewna to rodzaj wentylacji mechanicznej, wykorzystywanej w pomieszczeniach wymagających dostarczenia niezbędnej higienicznie ilości powietrza świeżego. Takimi pomieszczeniami są łazienki, toalety oraz kuchnie. Działanie wentylacji wywiewnej jest zależne od podciśnienia wytworzonego przez urządzenie wentylacyjne, wywołującego nawiew powietrza.

 

Rysunek 5. Wentylator domowy łazienkowy (Źródło: Harmann).


Wentylacja nawiewno-wywiewna
stanowi połączenie rozwiązania wentylacji mechanicznej nawiewnej oraz wentylacji mechanicznej wywiewnej. Rozwiązanie wentylacyjne opiera się na ilości powietrza wymienianego w pomieszczeniu w zależności od ilości powstających tam zanieczyszczeń oraz normatywów higienicznych.
 

Rysunek 6. Okap wentylacyjny (Źródło: Jeven).

 

WENTYLACJA NATURALNA A MECHANICZNA – PORÓWNANIE

 

Tabela. Porównanie zalet wentylacji naturalnej i mechanicznej.

Wentylacja grawitacyjna
Wentylacja mechaniczna
  • niskie koszty inwestycyjne,
  • brak kosztów eksploatacyjnych,
  • wymóg małej ilości miejsca,
  • brak awarii,
  • brak urządzeń mechanicznych wymagających napędu.
  • zapewnienie stałej wentylacji powietrza we wszystkich pomieszczeń niezależnie od warunków pogodowych,
  • filtrowanie powietrza z zanieczyszczeń i pyłków,
  • system odzysku ciepła - oszczędności w ogrzewaniu,
  • zapewnienie wymaganej ilości świeżego powietrza w mieszkaniu, możliwość regulacji w zależności od potrzeb,
  • brak konieczności otwierania okien, a co za tym idzie, brak przeciągów i hałasów dochodzących z zewnątrz,
  • brak niebezpieczeństwa wystąpienia pleśni - osuszanie powietrza,
  • możliwość instalacji systemu wentylacji mechanicznej w już zamieszkałym budynku.

 

Tabela. Porównanie wad wentylacji naturalnej i mechanicznej.

Wentylacja grawitacyjna Wentylacja mechaniczna
  • brak kontroli nad procesem wymiany powietrza - możliwość powodowania dyskomfortu,
  • brak filtracji powietrza nawiewanego,
  • bardzo niska wydajność wentylacji latem, potrzeba otwierania okien,
  • duże straty ciepła zimą,
  • powstawanie przeciągów,
  • trudność w zwiększeniu jej wydajności.
  • wyższe nakłady inwestycyjne,
  • konieczność rozprowadzenia kanałów wentylacyjnych w budynku,
  • koszty eksploatacyjne – zużycie prądu oraz okresowa wymiana filtrów,
  • konieczność regularnego czyszczenia przewodów nawiewnych.

 

Rysunek 7. Wentylacja naturalna (Źródło: Alnor).

 

Rysunek 8. Wentylacja mechaniczna (Źródło: Alnor).

 

PROJEKTOWANIE INSTALACJI WENTYLACYJNEJ - ILOŚĆ POWIETRZA WENTYLACYJNEGO - METODY OBLICZENIOWE
Wymiana powietrza w pomieszczeniu jest uregulowana przez Polską Normę PN-83/B-03430 „Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania”, zgodnie z którą instalacja wentylacyjna powinna zapewnić:

  • doprowadzenie powietrza zewnętrznego do pomieszczeń mieszkalnych takich jak salon, sypialnie, gabinety, pokoje dziecięce oraz kuchni z oknem zewnętrznym,
  • usuwanie powietrza zużytego z kuchni, łazienki, toalety, korytarza, pomieszczeń bez okien takich jak garderoba, składzik, pokoju znajdującego się na wyższej kondygnacji w wielopoziomowym budynku jednorodzinnym lub w wielopoziomowym mieszkaniu domu wielorodzinnego.

 

Obliczenie ilości powietrza wentylacyjnego dokonuje się w oparciu o przeprowadzony bilans ciepła, wilgoci i emisji zanieczyszczeń, czyli czynników powodujących zmianę parametrów powietrza w pomieszczeniu. Obliczeń ilości powietrza wentylacyjnego można dokonać na podstawie:

  • obciążenia cieplnego pomieszczenia (zysków ciepła),
  • zysków pary wodnej,
  • ilości wydzielanych do pomieszczenia zanieczyszczeń gazowych,
  • wymaganej krotności wymian,
  • ilości osób.



Obliczenie strumienia objętości powietrza wentylacyjnego na podstawie zysków ciepła
 

V= Qc/(cp ∙ ρ ∙(tz- tp)) [m3/s]

gdzie:
Qc – największa sumaryczna wartość zysków ciepła w pomieszczeniu [W],
ρ – gęstość powietrza [kg/m3], (zwykle przyjmuje się 1,2 kg/m3),
cp – ciepło właściwe powietrza (zwykle 1,005 kJ/(kg•K)),
tp – temperatura powietrza nawiewanego [K],
tz – temperatura powietrza usuwanego z pomieszczenia [K],
przy wysokości umieszczenia nawiewników 1,5 - 2,0 m nad podłogą przyjmuje się tz = tw (tw - temperatura obliczeniowa powietrza w pomieszczeniu), dla większych wysokości tz = tw + β×(h – 2),
β – pionowy gradient temperatury [K/m, (zwykle od 0,2 do 0,4 K/m),
h - wysokość umieszczenia wywiewnika liczona od podłogi pomieszczenia.


Obliczanie ilość powietrza wentylacyjnego na podstawie zysków pary wodnej

 

V= W/(ρ ∙(xw- xn)) [m3/h]

gdzie:
W - ilość wydzielanej pary wodnej [g/h],
ρ – gęstość powietrza [kg/m3], (zwykle przyjmuje się 1,2 kg/m3),
xw, xn - ilość pary wodnej odpowiednio w powietrzu usuwanym i nawiewanym [g/kg].

 

Obliczanie ilości powietrza wentylacyjnego na podstawie ilości osób

V= n ∙ Vi [m3/h]

gdzie:
n - ilość osób w pomieszczeniu
Vi - ilość powietrza przypadająca na jedną osobę w [m3/h]

 

Tabela. Zestawienie minimalnych ilości powietrza wentylacyjnego dla jednej osoby według PN-83/B-03430; Az3:2000).

Rodzaj pomieszczenia Ilość powietrza wentylacyjnego
Przedszkola i żłobki. 15 m3/h
Pomieszczenia do stałego i czasowego pobytu ludzi. 20 m3/h
Pomieszczenia publiczne, w których dozwolone jest palenie tytoniu, pomieszczenia klimatyzowane bez otwieranych okien. 30 m3/h
Pomieszczenia klimatyzowane bez otwieranych okien w których dozwolone jest palenie tytoniu. 50 m3/h

 

Tabela. Zestawienie minimalnych ilości powietrza wentylacyjnego dla jednej osoby dla pomieszczeń mieszkalnych według PN-83/B-03430; Az3:2000).

Opis pomieszczenia Strumień powietrza wentylacyjnego
Kuchnie z oknem zewnętrznym, wyposażone w kuchnię gazową lub węglową. 70 m3/h
Kuchnie z oknem zewnętrznym, wyposażone w kuchnię elektryczną w mieszkaniu dla maksymalnie trzech osób. 30 m3/h
Kuchnie z oknem zewnętrznym, wyposażone w kuchnię elektryczną w mieszkaniu dla więcej niż trzy osoby. 50 m3/h
Kuchnie bez okna zewnętrznego lub wnęki kuchenne, wyposażone w kuchnię gazową. 70 m3/h
Kuchnie bez okna zewnętrznego lub wnęki kuchenne, wyposażone w kuchnię elektryczną. 50 m3/h
Łazienki z ustępem lub bez. 50 m3/h
Oddzielny ustęp. 30 m3/h
Pokój mieszkalny, znajdujący się na wyższej kondygnacji w wielopoziomowym budynku jednorodzinnym lub w wielopoziomowym mieszkaniu domu wielorodzinnego. 30 m3/h
Pomocnicze pomieszczenie bez okna. 15 m3/h

 

Obliczanie ilość powietrza wentylacyjnego na podstawie ilość zanieczyszczeń wydzielanych w pomieszczeniu

 

V= (∅ ∙Z)/(cdop- cz) [m3/h]

gdzie:
Z – ogólna ilość wydzielanych do pomieszczenia zanieczyszczeń gazowych [g/h],
cdop – dopuszczalne stężenie danego zanieczyszczenia w powietrzu zewnętrznym [g/m3],
cz – stężenie danego zanieczyszczenia w powietrzu nawiewanym [g/m3],
∅ – współczynnik poprawkowy, przyjmowany od 1,2 do 1,4.
 

 

ZYSKI CIEPŁA
Zyski ciepła stanowią sumę zysków jednostkowych występujących w danym pomieszczeniu. Wpływają na ilość powietrza wentylacyjnego w okresie letnim. Dostarczona ilość powietrza ma za zadanie usunąć nagromadzone w pomieszczeniu ciepło.

 

Q = QOK + QŚC + QO + QL + QS + QU + QI + QP [W]

gdzie:
QOK – zyski od słońca przez przegrody przezroczyste (okna) [W],
QŚC – zyski od słońca przez przegrody nieprzezroczyste (ściany) [W],
QO – zyski ciepła od oświetlania [W],
QL – zyski ciepła od ludzi [W],
QS – zyski ciepła od silników elektrycznych i maszyn [W],
QU – zyski ciepła od innych urządzeń [W],
QI – zyski ciepła na skutek infiltracji powietrza [W],
QP – zyski przez przegrody od pomieszczeń sąsiednich [W].

 

Rysunek 9. Zyski ciepła (Źródło: Klima-Therm).

 

Zyski ciepła od ludzi

QL =n ∙ ρ ∙ ∅ [W]

gdzie:
n – maksymalna liczba osób przebywających w pomieszczeniu,
q – ciepło jawne oddane do otoczenia przez człowieka, przy określonej aktywności i określonej temperaturze powietrza w pomieszczeniu [W],
∅ – współczynnik jednoczesności przebywania ludzi (od 0,2 do 1,0).

 

Na ciepło wydzielane przez ludzi składa się strumień cieplny taki jak:

  • ciepło jawne - oddawane w wyniku konwekcji i promieniowania,
  • ciepło utajone - oddawane w wyniku oddychania i parowania ze skóry w postaci pary wodnej.

 

Tabela. Wartości zysków ciepła w zależności od aktywności i temperatury otoczenia.

Aktywność
Temperatura °C
20 22 23 24
Spoczynek Ciepło jawne [W] 95 90 85 75
Ciepło utajone [W] 87 100 125 150
[g/h] 35 40 50 60
Lekka praca Ciepło jawne [W] 155 140 120 115
Ciepło utajone [W] 115 130 150 155
[g/h] 86 98 113 116

 

Zyski ciepła od oświetlenia elektrycznego

 

QO=N ∙[β+(1- β)∙ ko ]∙ ∅ [W]

gdzie:
N - zainstalowana moc oświetlenia [W],
β - współczynnik wyrażający stosunek ciepła konwekcyjnego przekazywanego powietrzu w pomieszczeniu do całkowitej mocy zainstalowanej,
∅ - współczynnik jednoczesności korzystania z zainstalowanej mocy,
k0 - współczynnik akumulacji przegród. Współczynnik zależy od charakterystyki cieplnej pomieszczenia, czyli zdolności przegród budowlanych pomieszczenia do akumulowanego ciepła, oraz czasu, jaki upływa od włączenia oświetlenia od chwili bilansowania ciepła. W odniesieniu do większości przegród budowlanych przyjmuje się k0 = 1. Tylko jeśli przegrody mają dużą pojemność cieplną, współczynnik k0 nawet po dobie pracy oświetlenia nie osiąga wspomnianej wartości i wynosi w przedziale 0,5 - 0,7.

 

Tabela. Wartości współczynnika β.

Rodzaj umocowania oprawy oświetlenia
Rodzaj lampy Współczynnik β
Swobodnie zawieszona fluorescencyjna 0,5
żarowa 0,7
Przymocowana do sufitu fluorescencyjna 0,3
Wbudowana w sufit fluorescencyjna 0,15
żarowa 0,15

 

Tabela. Wartości współczynnika ∅.

Rodzaj pomieszczenia Współczynnik φ
Biura 0,70 - 0,85
Hotele, pokoje mieszkalne 0,30 - 0,50
Domy towarowe 0,90 - 1,00
Budynki przemysłowe 0,80 - 0,90

 

Zyski ciepła od słońca przez przegrody przezroczyste (okna)

QOK=F ∙[∅1 ∙ ∅2 ∙ ∅3 ∙(kc ∙ Rs ∙ Icmax+ kr ∙ Rc ∙ Irmax )+U ∙(tz-tp )[W]

gdzie:
F – powierzchnia okna w świetle muru [m2],
Φ1 – udział powierzchni szkła w powierzchni okna (0,4 – 1,0),
Φ2 – współczynnik korygujący, uwzględniający wysokość położenia obiektu nad poziomem morza (1,0 – 1,1),
Φ3 – współczynnik korygujący, uwzględniający rodzaj oszklenia i urządzenia przeciwsłoneczne (0,28 – 1,0),
Rs – stosunek powierzchni nasłonecznionej do całkowitej okna,
Rc – stosunek powierzchni zacienionej do całkowitej okna (Rs + Rc = 1),
Icmax, Irmax– maksymalne wartości natężenia promieniowania całkowitego i rozproszonego dla szkła gr. 3 mm [W/m2],
kc, kr – współczynniki akumulacji,
U – współczynnik przenikania ciepła przez okna [W/(m2∙K)],
tz – obliczeniowa temperatura powietrza zewnętrznego, [K],
tp – obliczeniowa temperatura powietrza w pomieszczeniu, [K].


Zyski ciepła od słońca przez przegrody nieprzezroczyste

QŚC=F ∙K ∙(ts- tp )[W]


gdzie:
F – pole powierzchni przegrody nieprzezroczystej [m2],
K – współczynnik przenikania ciepła przegrody [W/(m2•K)],
ts – temperatura słoneczna [°C],
tp – temperatura w pomieszczeniu [°C].

 

Zyski ciepła w wyniku infiltracji

 

QI=0,278 ∙V ∙ ρ ∙ cp ∙(tz- tp) [W]


gdzie:
V – ilość powietrza przenikającego do pomieszczenia przez nieszczelności w stolarce budowlanej wyrażone przez zależność: V = Vi • l [m3/h].
Vi – ilość powietrza przenikająca przez jeden mb długości nieszczelności [m3/h•m],
l – sumaryczna długość nieszczelności [m],
ρ – gęstość powietrza dla warunków normalnych, tj. temperatury 20°C i ciśnienia pb = 100 kPa, [ρ = 1,168 kg/m3],
cp – ciepło właściwe powietrza, dla powietrza suchego cp = 1,005 [kJ/kg•K],
tz – temperatura powietrza zewnętrznego [°C],
tp - temperatura powietrza w pomieszczeniu [°C].

 

Zyski ciepła od urządzeń
Zyski ciepła od urządzeń wyznacza się przyjmując rzeczywiste moce urządzeń zainstalowanych w pomieszczeniu.

 

Tabela. Zyski ciepła wytwarzane przez przykładowe urządzenia stosowane w pomieszczeniach.

 Rodzaj urządzenia  Zyski ciepła [W]
 Komputer osobisty 80 - 100
 Monitor 13 - 15' 55 
 Monitor 16 - 18' 65 
 Monitor 19 - 20' 80 
 Drukarka laserowa podręczna 215 
 Drukarka laserowa sieciowa 320 - 550 
 Kopiarka podręczna 400 
 Kopiarka centralna 1100 
 Lodówka 100l (100W) 300 
 Lodówka 200l (175W) 500 
 Automat z jedzeniem 240 - 275 
 Automat z gorącymi napojami  1500 
 Automat z zimnymi przekąskami 575 - 960 
 Kuchenka mikrofalowa 500 
 Kuchnia elektryczna 1500 
 Automat z wodą 350 
 Ekspres do kawy 200 

 

Sumując zyski jednostkowe otrzymujemy całkowite obciążenie cieplne pomieszczenia, dzięki któremu możemy obliczyć niezbędną ilość powietrza wentylacyjnego:

 

Vw= Q/(cp ∙ ρ ∙(tz- tp)) [m3/h]


gdzie:
Q – suma jednostkowych zysków ciepła [W],
cp – ciepło właściwe powietrza, dla powietrza atmosferycznego cp = 1020 [J/kg•K],
ρ – gęstość powietrza, dla powietrza o temperaturze 20°C ρ = 1,2 [kg/m3],
tz – temperatura powietrza nawiewanego [°C],
tp – temperatura powietrza w pomieszczeniu [°C].
 

 

ZYSKI WILGOCI
Zyski wilgoci stanowią wynik procesów związanych z parowaniem wody.

 

Zyski wilgoci od ludzi
Tak zwane ciepło utajone.

 

WL= ∅ ∙n ∙w [kg/h]


gdzie:
Φ – współczynnik jednoczesności przebywania ludzi,
n – ilość ludzi przebywająca w pomieszczeniu,
w – ilość pary wodnej oddawanej przez człowieka przy określonej aktywności i temperaturze [kg/h].
 

Zyski wilgoci od parujących powierzchni
Ilość wilgoci emitowanej do pomieszczenia przy wrzeniu wody wynosi w = 50 kg/(m2∙h).

 

Zyski wilgoci przez infiltrację

 

Wi= Vi ∙ ρ ∙(Xz- Xp )[kg/h]

gdzie:
Wi – ilość wilgoci wniesiona do pomieszczenia w wyniku infiltracji powietrza [kg/h],
Vi – strumień ilości powietrza przenikającego do pomieszczenia poprzez infiltrację [m3/h],
Xz – zawartość pary wodnej w powietrzu zewnętrznym [kgw/kgps],
Xp – zawartość pary wodnej w powietrzu pomieszczenia [kgw/kgps].

 

Sumując zyski jednostkowe otrzymujemy całkowite obciążenie wilgotnościowe pomieszczenia, dzięki któremu możemy obliczyć niezbędną ilość powietrza wentylacyjnego:


V= Wi/(ρ ∙(Xz- Xp)) [m3/h]


gdzie:
V – ilość powietrza wentylacyjnego ze względu na zyski wilgoci [m3/h],
Wi – suma jednostkowych zysków wilgoci [kg/h],
ρ – gęstość powietrza [kg/m3],
Xz, Xw – zawartość pary wodnej w powietrzu na zewnątrz i wewnątrz pomieszczenia [kgw/kgps].

 

ZANIECZYSZCZENIA PYŁOWE I GAZOWE

 

Vw= Z/(Sz- Sdop ) [m3/h]


gdzie:
Z – suma zanieczyszczeń powstających w pomieszczeniu [g/h],
Sz – stężenie zanieczyszczeń tego samego rodzaju co suma zanieczyszczeń [g/m3],
Sdop – stężenie dopuszczalne tego samego rodzaju co suma zanieczyszczeń [g/m3].
 


SYSTEMY DOPROWADZANIA POWIETRZA DO POMIESZCZENIA
Instalacja wentylacyjna zapewnia dobrą jakość powietrza w strefie przebywania ludzi oraz komfort cieplny z wyrównaną temperaturą i odpowiednią prędkością powietrza. Wyróżniamy trzy systemy doprowadzania powietrza do pomieszczenia:

  1. system wyporowy – powietrze zostaje doprowadzone poprzez strop perforowany, poprzez ściany filtracyjne i nawiewniki podokienne i nawiewniki wyporowe;
  2. system rozcieńczający – powietrze jest dostarczane do pomieszczenia strumieniami płynącymi wzdłuż ścian i sufitów, czego efektem jest wywołanie ruchu powietrza w pomieszczeniu;
  3. system indukcyjny – powietrze poprzez dysze nawiewne, nawiewniki wirowe i szczelinowe zostaje doprowadzone do pomieszczenia. System ten charakteryzuje się intensywnym mieszaniem powietrza nawiewanego z powietrzem znajdującym się w pomieszczeniu oraz małą różnicą temperatur i prędkości powietrza.

 

Wybór sposobu nawiewu powietrza do pomieszczenia wymaga dokładnej analizy pod względem zapewnienia właściwego komfortu przebywającym w nim użytkownikom. Wyznaczenie zdolności chłodzącej strumienia powietrza i porównanie z wartościami dopuszczalnymi jest warunkiem koniecznym właściwego rozprowadzenia powietrza. Sposób nawiewu powietrza do pomieszczenia warunkuje dopuszczalne temperatury powietrza nawiewanego, co wpływa na wartość strumienia powietrza, na wymiary przewodów rozprowadzających oraz na wielkość pozostałych urządzeń wentylacyjnych.

 

WYMIAROWANIE INSTALACJI WENTYLACYJNEJ – KROK PO KROKU
Etapy projektowania instalacji wentylacyjnej:

  1. Obliczenie minimalnej ilości powietrza nawiewanego do pomieszczenia ze względów higienicznych.
  2. Założenie obliczeniowych parametrów powietrza zewnętrznego.
  3. Przyjęcie zalecanych parametrów powietrza wewnątrz pomieszczenia.
  4. Obliczenie maksymalnych zysków ciepła i wilgoci występujących w pomieszczeniu.
  5. Obliczenie koniecznego strumienia powietrza wentylacyjnego w pomieszczeniu.
  6. Wybór systemu wentylacji projektowanego pomieszczenia.
  7. Rozdział powietrza wraz z doborem nawiewników i wywiewników w pomieszczeniu.
  8. Wyznaczenie trasy prowadzenia przewodów nawiewnych i wywiewnych.
  9. Obliczenia oporów przepływu powietrza w przewodach wentylacyjnych.
  10. Dobór urządzeń wentylacyjnych.
  11. Wykonanie obliczeń akustycznych.
  12. Opracowanie dokumentacji technicznej zaprojektowanej instalacji.
     

Wymiarowanie instalacji wentylacyjnej rozpoczynamy od rozrysowania schematu instalacji wentylacyjnej oraz określenia długości przewodów wentylacyjnych łączących urządzenia i ilości powietrza transportowanego przez przewody. Po wybraniu najbardziej niekorzystnego odcinka instalacji, czyli takiego który jest najdłuższy i transportuje największą ilość powietrza przechodzimy do obliczenia spadku ciśnienia w instalacji. Spadek ciśnienia w instalacji stanowi sumę oporów na odcinkach prostych oraz sumę oporów na elementach miejscowych takich jak kolanka, trójniki, kratki wentylacyjne, nawiewniki, anemostaty itp. Zależność określająca opory odcinków prostych przewodów wentylacyjnych:

 

∆p= λp ∙ 1/d ∙ (wp2)/2 ∙ ρ= RL ∙ l [Pa]

gdzie:
Δp – spadek ciśnienia na prostym odcinku przewodu [Pa],
λp – współczynnik strat przepływu, podawany przez producentów urządzeń,
l – długość odcinka przewodu [m],
d – średnica przewodu [m],
wp – prędkość powietrza w przewodzie [m/s],
ρ – gęstość powietrza [kg/m3],
Rl – jednostkowy opór liniowy przewodu [Pa/m].

 

Zależność określająca opory elementów miejscowych instalacji:

 

∆p= ∑Z ∙ (wp2 ∙ ρ)/2 [Pa]

gdzie:
Z – suma współczynników oporów miejscowych.

 

Suma spadku ciśnienia dla odcinków prostych i elementów miejscowych określa całkowity spadek ciśnienia instalacji niezbędny do doboru wielkości wentylatora. Przy doborze wentylatora istotny jest strumień objętości powietrza oraz spadek ciśnienia w instalacji.

 

Zalecenia przy wyliczeniu spadku ciśnienia w instalacji:

  • Założenie prędkości przepływu powietrza w przewodach.
  • Wyliczenie pola przekroju przewodu z zależności:

F= V/(3600 ∙ wp ) [m2]

gdzie:
V – strumień objętości powietrza [m3/h],
wp – założona prędkość powietrza w przewodzie [m/s].

 

  • Dobór z katalogu producenta właściwych wymiarów dla obliczonego pola powierzchni w zależności od miejsca prowadzonego przewodu.
  • Określenie spadku ciśnienia na odgałęzieniach od przewodu magistralnego na podstawie kart katalogowych producentów.
  • Wyrównanie ciśnienia na połączeniach odgałęzień z przewodem głównym, czego skutkiem będzie przepływ powietrza z zadanym strumieniem objętości dla każdego nawiewnika.

 

Instalacja wentylacyjna w budynku powinna zawierać elementy nawiewne i wywiewne, sieć przewodów łączących te elementy z urządzeniami przetłaczającymi powietrze oraz urządzenia służące do obróbki powietrza, do których zaliczamy: filtry, nawilżacze, mieszacze, rekuperatory, tłumiki akustyczne oraz jonizatory.

 

 

 

 

Literatura:
[1] Polska Norma PN-83/B-03430 Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania.
[2] Polska Norma PN-B-03430:1983/Az3:2000 Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej – Wymagania.
[3] Polska Norma PN-B-03421:1978 Wentylacja i klimatyzacja. Parametry obliczeniowe powietrza wewnętrznego w pomieszczeniach przeznaczonych do stałego przebywania ludzi.
[4] Baumgarth S., Hörner B., Reeker J., Poradnik klimatyzacji Tom 1: Podstawy, Systherm, Poznań, 2010.
[5] Krygier K., Klinke T., Sewerynik J., Ogrzewnictwo. Wentylacja. Klimatyzacja. Podręcznik dla technikum. WSZiP, Warszawa, 1991.
[6] Malicki M., Wentylacja i klimatyzacja, PWN, Warszawa 1977.
[7] Gaziński B., Zdrowy dom, Systherm, Poznań, 2014.
[8] Hendiger J., Ziętek P., Chludzińska M., Wentylacja i klimatyzacja. Materiały pomocnicze do projektowania, Venture Industries, Warszawa, 2009.


Opracowanie redakcja, www.klimatyzacja.pl, www.ogrzewnictwo.pl [AJ]
Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą autora.
Foto: Daikin

 





Wentylacja grawitacyjna

W tej zakładce dowiesz się podstawowych informacji o wentylacji grawitacyjnej. Wentylacja grawitacyjna to inaczej mówiąc, naturalna wentylacja budynków, która pomaga w wietrzeniu i wymianie powietrza wewnątrz.
Jeśli chcesz się dowiedzieć czym jest wentylacja, jaka będzie najlepsza dla twojego domu i jak sobie radzić z problemami wentylacji grawitacyjnej – zapoznaj się z naszymi artykułami.

Katalog firm

  • Metalplast Tarnowskie Góry

    Tradycja Zakładu sięga 1946 roku, kiedy to jako Fabryka Wyrobów Metalo…
    Metalplast Tarnowskie Góry
  • Uniwersal

    Przedsiębiorstwo Produkcyjne UNIWERSAL Sp z o.o. istnieje od 1988 roku i zajm…
    Uniwersal
  • Dantherm Sp. z o.o.

    Dantherm Sp. z o.o. to największy producent nagrzewnic powietrza i dosta…
    Dantherm Sp. z o.o.