Wentylatory strumieniowe – charakterystyka, parametry, praktyczne zasady doboru

W ostatnich latach systemy wentylacji oparte na wentylatorach strumieniowych znalazły szerokie zastosowanie w systemach oddymiania parkingów i tuneli podziemnych, stając się tym samy alternatywą dla tradycyjnych instalacji kanałowych.

Dzięki zastosowaniu wentylacji strumieniowej możliwe jest projektowanie systemów oddymiania zarówno na potrzeby usuwania, jak również kontroli dymu.

Wentylatory strumieniowe spełniają także dodatkową funkcję w systemie oddymiania parkingów poprzez utrzymywanie na niskim poziomie stężenia szkodliwych gazów, takich jak tlenek węgla i LPG.

Budowa i zasada działania wentylatorów strumieniowych

Działanie wentylatora strumieniowego polega na wytworzeniu impulsu wywołanego przez niewielką ilość powietrza o dużej prędkości, która umożliwia porywanie dużych mas powietrza o niewielkiej prędkości. W przypadku pożaru powietrze napływające z punktów nawiewnych miesza się z dymem i za pomocą jet-fanów przetłaczane jest w kierunku punktów wyciągowych i następnie usuwane na zewnątrz strefy objętej pożarem. Schemat działania systemu opartego na wentylatorach strumieniowych pokazano na rysunku 1.

W zależności od specyfiki garażu stosuje się wentylatory z przepływem jednokierunkowym lub dwukierunkowym (wentylatory rewersyjne).

Konstrukcja wentylatora strumieniowego opiera się na wentylatorze osiowym napędzanym przez silnik elektryczny umieszczony w strumieniu powietrza. Po stronie ssawnej i tłocznej znajdują tłumiki z izolacją akustyczną niepalną. Wersje jednokierunkowe wentylatorów po stronie ssawnej wyposażone są w siatkę ochronną, a po stronie tłocznej w tzw. deflektory, czyli elementy kierujące strumień powietrza w głąb pomieszczenia. Stosowanie deflektorów pozwala na uzyskanie bardziej stabilnego i kontrolowanego przepływu powietrza oraz zapobiega występowaniu zjawiska przyklejania się strugi powietrza do przegrody budowlanej. W wersjach rewersyjnych stosuje się dwustronny deflektor. Zewnętrzna powierzchnia wentylatora wykonana jest w formie korpusu z blachy ocynkowanej w kształcie kołowym, owalnym lub oktagonalnym. Na obudowie wentylatora zamontowane są elementy do podwieszania wentylatora pod stropem. Dostępne rodzaje wykonania wentylatorów strumieniowych na przykładzie produktów oferowanych przez firmę Sodeca pokazano na rysunkach 1,2 i 3.

Parametry i podstawowe zasady doboru wentylatorów strumieniowych

Do najistotniejszych uwarunkowań decydujących o doborze, ilości i lokalizacji wentylatorów strumieniowych zaliczamy:

  •    cel projektowanego systemu (zazwyczaj usuwanie dymu),
  •    wymiary parkingu (długość i szerokość),
  •    wysokość parkingu.
    

Do najważniejszych parametrów wentylatorów strumieniowych należą:

  • Wydajność powietrza:
    
    Warunkuje wielkość strugi powietrza (stożka), a co za tym idzie wartość prędkości powietrza w różnych odległościach od wentylatora. Zakłada się że najniższa dopuszczalna prędkość w punktach styku stożków generowanych przez sąsiednie wentylatory strumieniowe powinna wynosić 1m/s.
  • Zasięg strumienia:
    
    Określony może być z poniższej zależności:
    
     x=d/m x Vo/ Vx
    

    gdzie:

x – zasięg strugi powietrza (stożka);

m – współczynnik wentylatora strumieniowego, przyjmuje się wartość 0,25;

d – średnica wylotu z wentylatora;

Vo – prędkość wylotu powietrza z wentylatora;

Vx – prędkość powietrza w określonej odległości od wentylatora.


  •  Ciąg statyczny: 
    
    Wielkość związana z prędkością wylotową oraz powierzchnią wypływu powietrza z wentylatora. Służy często do porównywania urządzeń pochodzących od różnych producentów. Wentylatory strumieniowe o jednakowym ciągu statycznym powinny mieć zbliżone wydajności.



Na chwilę obecną nie istnieją jednoznaczne wytyczne do tego, jak należy dobierać i rozmieszczać wentylatory strumieniowe. Przy projektowaniu strumieniowego systemu oddymiania należy kierować się zasadami wiedzy technicznej. Ponadto w zasadzie każdy projekt musi zostać potwierdzony komputerową analizą CFD.

W czasie pracy nad doborem i rozmieszczaniem wentylatorów należy brać pod uwagę następujące aspekty:

  • wentylatory strumieniowe należy rozmieszczać tak, aby kierunkowały przepływ w stronę punktów wyciągowych;
  • sumaryczna wydajność wentylatorów strumieniowych nie może być wyższa od całkowitej ilości powietrza dostarczanej do garażu;
  • wentylatory strumieniowe należy rozmieszczać tak, aby prędkość powietrza w punktach styku poszczególnych strug (stożków) nie była niższa od 1m/s;
  • do modelowania układu wentylatorów na obszarze parkingu pod uwagę brana jest wyłącznie struga powietrza generowana po stronie tłocznej. Strona ssawna nie jest uwzględniana;
  • dym należy kierunkować w taki sposób, aby umożliwić swobodne działanie ekipom ratowniczym;
  • dym podczas rozprzestrzeniania się nie może zajmować powierzchni większej niż dopuszczalna powierzchnia strefy dymowej (dopuszczalna powierzchnia strefy dymowej wynosi 2600m2);
  • minimalna wydajność systemu oddymiania wg normy BS-7346-7:2006 to 10 wym/h;
  • wentylatory strumieniowe powinny załączać się dopiero po zakończeniu ewakuacji, zatem ze zwłoką czasową. Czas opóźnienia wyznacza się w oparciu o WCBE (Wymagany Czas Bezpiecznej Ewakuacji). Czas ten oblicza się z uwzględnieniem właściwego czasu ewakuacji, czasu detekcji pożaru, czasu alarmowania, czasu rozpoznania sytuacji oraz czasu reakcji na zdarzenie.


mgr inż. Mariusz Majerski