WENTYLACJA wymiana powietrza w pomieszczeniu, mająca na celu usunięcie powietrza zużytego i zanieczyszczonego i wprowadzenie powietrza zewnętrznego KLIMATYZACJA wentylacja pomieszczenia zapewniająca środowisku powietrznemu określone właściwości i parametry (czystość, temperaturę, wilgotność względną) przez uzdatnianie i rozdział powietrza
WYMIANA CIEPŁA MIĘDZY ORGANIZMEM CZŁOWIEKA A OTOCZENIEM ciepło wytworzone w narządach jest rozprowadzane po organizmie za pomocą krwi, utrzymanie stałej temperatury ciała wymaga odprowadzenia wytworzonego ciepła do otoczenia ∆Qi=∆Qe METABOLIZM M [met] strumień cieplny wytwarzany przez człowieka w procesach zachodzących w organizmie, odniesiony do jednostki pola powierzchni ciała 1met=58,2W/m2; ilość ciepła metabolicznego zależy od poziomu aktywności (sen 0,8met, uczeń 1,2met); sprawność ruchowa n=W/M (osoba siedząca n=0, jazda rowerem n=18%)
RÓWNOWAGA CIEPLNA W WARUNKACH KOMFORTU H-W=Ed+Esw+Ere+L+R+C H-ilość ciepła wytworzona w organizmie, W-praca, Ed-strata ciepła utajonego dyfuzja, Esw-odparowanie potu, Ere-oddychanie, L-strata ciepła jawnego oddychanie, R-promieniowanie, C-konwekcja
TEMPERATURA WEWNĄTRZ POMIESZCZEŃ optymalna dla ludzi w spoczynku lato 22-26, zima 20-22; Ti, a Te ok. 6-7K różnicy; człowiek jest w stanie odczuć zmiany temp ok. 1K, dopuszczalna tolerancja temperatury w strefie przebywania ludzi ok.±1K WILGOTNOŚĆ POWIETRZA zakres optymalny 40-60, zakres dopuszczalny 30-70; skutki niskiej wilgotności-wysychanie śluzówek, obniżenie odporności, dyskomfort, wzrost elektryczności statycznej, wysychanie mebli, unoszenie się pyłu
PRĘDKOŚĆ POWIETRZA odczuwalna prędkość zależy od aktywności fizycznej, rodzaju wykonywanej pracy; przy aktywności małej (do 200W) i średniej (200-300W) prędkość nie powinna przekraczać: zima 0,2 lato 0,3 m/s; przy aktywności dużej (powyżej 300W): zima 0,3 lato 0,6 m/s; preferowana przez większość 0,25 WSKAŹNIKI KOMFORTU PMV-przewidywana średnia ocena -przewidywane średnie odczucie dużej grupy osób określających swoje wrażenia w skali siedmiostopniowej (zależy od aktywności fizycznej, izolacyjności odzieży, temperatury powietrza, średniej temperatury promieniowania, prędkości powietrza, ciśnienia cząstkowego pary wodnej) PPD-przewidywany odsetek niezadowolonych - podaje dane dotyczące niespełnienia warunków komfortu termicznego poprzez przewidywanie procentu osób, którzy w określonych warunkach odczuwają nadmierne gorąco lub zimno WSKAŹNIK RYZYKA PRZECIĄGU opisuje odsetek ludzi niezadowolonych w funkcji temperatury powietrza, prędkości średniej i turbulencji
ZYSKI CIEPŁA Q=Qok+Qsc+Ql+Qs+Qu+Qi+Qo+Qp LUDZIE Ciepło jawne - konwekcja i promieniowanie Q=q n fi [W], Ciepło utajone - oddychanie i parowanie W=w n fi [g/h]; całkowita ilość ciepła oddawanego przez człowieka zależy od jego aktywności fizycznej; proporcje pomiędzy ilością ciepła utajonego i jawnego zależą od temperatury OŚWIETLENIE luks (lx)natężenie oświetlenia, lumen (lm) strumień świetlny; po włączeniu oświetlenia Q=N fi [B+(1-a-B)k), po wyłączeniu Q=N fi [(1-a-B)k), po włączeniu oświetlenia część energii jest akumulowana w przegrodach budowlanych i wyposażeniu wnętrza, po wyłączeniu oświetlenia źródłem energii jest ciepło zakumulowane
RÓWNANIE WYMIANY POWIETRZA USTALONE (m3/s) V c1+E=V c2 V=E/(c2-c1) c2=cp kg/m3 NIEUSTALONE V c1 dt + E dt - V c2 dt = Vk dcp STRUMIEŃ OBJĘTOŚCI - bilans zysków ciepła V=Qmax 3,6/ ro cp (tu-tn) m3/h; bilans zysków wilgoci V=W 1000/ ro (xu - xn); ilość wydzielanych zanieczyszczeń V=fi Z/ cdop-cz; ilość powietrza wentylacyjnego w oparciu o zalecaną liczbę wymian V=n Vk; w zależności od liczby osób V=n Vi; w pom do stałego i czasowego pobytu ludzi 20 m3/h powietrza zewnętrznego na osobę, w pom publicznych z paleniem 30 m3/h, w pom Klima o nieotwieranych oknach 30, z paleniem 50
SYSTEMY WENTYLACJI naturalna (wymiana powietrza wywołana jest działaniem wiatru i/lub sił grawitacji przewietrzanie - okresowe odświeżanie powietrza w pomieszczeniu polegające na otwieraniu okien lub innych otworów w przegrodach, infiltracja - przenikanie powietrza przez porowate materiały budowlane, nieszczelności oraz szczeliny wokół okien i drzwi, grawitacyjna p=g h (ro-ro) - kanały wywiewne do usuwania powietrza. Ruch powodowany jest różnicą gęstości powietrza wewnątrz i na zewnątrz budynku aeracja, zorganizowana wymiana powietrza, które dopływa przez odpowiednie otwory rozmieszczone w zewnętrznych przegrodach budowlanych, uzyskiwana dzięki różnicy ciśnienia na zewnątrz i wewnątrz pomieszczenia; intensywność aeracji zależy od różnicy temperatury i siły wiatru) mechaniczna (nawiewną - dostarczanie powietrza odbywa się w sposób mechaniczny a usuwanie w sposób naturalny wywiewną - tu powietrze dostarczane jest w sposób naturalny a mechanicznie wspomagany jest wywiew nawiewno - wywiewną dostarczanie i usuwanie powietrza odbywa się w pełni mechanicznie) // ogólna miejscowa (okapy ssawki obudowy digestoria) // ogrzewanie chłodzenie nawilżanie osuszanie // ze stałą ilością powietrza jednoprzewodowe CAV V=const Q=f(t) (powietrze przygotowane w centrali jest doprowadzane jednym przewodem do pomieszczeń, jednakowe parametry, Best gdy potrzebne podobne parametry i sa podobne zyski, wielostrefowe - centralna chłodnica regulowana według zapotrzebowania na najniższą tn, w pozostałych pomieszczeniach nagrzewnice strefowe - duże zużycie energii; dwuprzewodowe) ze zmienna ilością powietrza VAV V=var, Q=f(V)// mieszająca wyporowa tłokowa // o działaniu ciągłym o działaniu okresowym
STRUMIEŃ OSIOWO SYMETRYCZNY 1. strefa początkowa ok. 4 średnic, prędkość w osi strumienia nie ulega zmianie 2.strefa przejściowa ok. 8 średnic, maksymalna prędkość zmniejsza się proporcjonalnie do pierwiastka odległości od wylotu 3. strefa podstawowa od 25 do 100 średnic zależy od kształtu i pola wylotu, prędkości początkowej, wymiarów pomieszczenia, proporcjonalny spadek prędkości osiowej w stosunku do odległości od wylotu 4. strefa zamierania, prędkość osiowa szybko maleje; okrągłe, kwadratowe lub prostokątne otwory, kąt naturalnego rozwarcia strumieni a/2=12 STRUMIEŃ LINIOWY (PŁASKI) ze szczelin lub prostokątnych otworów o dużym stosunku dł boków; strumień ma dwuwymiarową charakterystykę, kąt a/2=12
STRUMIEŃ WACHLARZOWY (PROMIENIOWY) osiowy przepływ z cylindrycznej komory odchylony we wszystkich kierunkach, sztucznie powiększony kąt rozwarcia
STRUMIEŃ NIEPEŁNY WACHLARZOWY przy wypływie z krat mających łopatki odchylające ustawione pod kątem B, sztucznie powiększony kąt, przechodzi w strumień osiowo symetryczny STRUMIEŃ STOŻKOWY przy wypływie powietrza przez nawiewniki z odpowiednio ukształtowanymi kierownicami, przy kącie rozwarcia na wypływie B<120 strumień ma tendencję do stopniowego przechodzenia w strumień osiowo-symetryczny KRYTERIA DOBORU ELEMENTÓW NAWIEWNYCH 1. prędkość wejścia do spl musi być mniejsza od dopuszczalnej Vx<Vdop (0,2m/s) 2. różnica temperatury strumieni musi być mniejsza od dopuszczalnej ∆tx<∆tpdop ±1K 3. zdolność chłodząca strumienia θmin<θx=8Vx+∆tx<θmax 4. poziom ciśnienia akustycznego nawiewnika Lp<Lpdop
EFEKT COANDY zjawisko fizyczne polegające na tym, że strumień płynu ma tendencję do przylegania do najbliższej powierzchni kratki nawiewne (da się opisywać równaniami charakterystycznymi), nawiewniki szczelinowe (po suficie do ściany i po ścianie w dół), nawiewniki liniowe (w dół, wzrasta prędkość, nie można odebrać zysków ciepła), dysze (duży zasięg), nawiewniki wirowe (strumień silnie zaburzony, szybko się miesza i spada prędkość), nawiewniki podłogowe (wyporowa, duża wytrzymałość, tam gdzie duże jednostkowe zyski), anemostaty (przylega do sufitu, uwzględnić wzajemne oddziaływanie strumieni), nawiewniki wyporowe (bezpośrednio do spl, małe prędkości, duża powierzchnia)
PRZEWODY blacha ocynkowana o odpowiedniej grubości // elastyczne - folia aluminiowa ze wzmocnieniem z drutu, nie do przewodów głównych, połączenia do 4 m, łatwo się formuje // sztywne tworzywo sztuczne // z płyt z wełny mineralnej - folia aluminiowa, mało wytrzymałe // z gipsokartonu // powietrze prowadzone szachtami z uszczelnieniem
Liniowe straty ciśnienia R=λ/d • ρv2/2 [Pa/m]; λ=f(Re,e); średnica równoważna przy stałej prędkości dr=2ab/a+b //średnica równoważna przy stałej wydajności //∆PL=B R l // najmniejsze opory w przewodzie okrągłym, ale zajmuje najwięcej miejsca, tańsze, łatwiej się montuje OPORY MIEJSCOWE deformacja strumienia przepływającego powietrza, odrywanie strumienia od ścian przewodu, powstawanie wirów ∆Pm=ζ Pd=ζ·ρv2/2 // długość zastępcza - długość odcinka prostego (wyrażona w jednostkach długości lub jako liczba średnic) na którym liniowy spadek ciśnienia jest równy rozpatrywanej stracie miejscowej
METODY OBLICZANIA SIECI PRZEWODÓW 1. stałej prędkości przepływu powietrza - w instalacjach odciągów miejscowych i transportu pneumatycznego, prędkość w każdym punkcie sieci musi odpowiadać prędkości zalecanej dla danego zanieczyszczenia lub transportowanego materiału 2. stałej wartości jednostkowego spadku ciśnienia R - sieć projektowana jest tak, aby uzyskać w każdym jej odcinku jednakową wartość liniowej straty ciśnienia 3. zmiennej prędkości powietrza - stopniowe zmniejszanie prędkości przepływu w sieci przewodów w miarę oddalania się od wentylatora IZOLACJA ochrona przed stratami/zyskami ciepła, ochrona akustyczna/zwiększenie odporności ogniowej/zabezpieczenie przeciw wykraplaniu pary wodnej