ORGANIZACJA WYMIANY
POWIETRZA
W POMIESZCZENIACH
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
ORGANIZACJA WYMIANY
POWIETRZA W POMIESZCZENIACH
WARUNKI PRAWIDA
OWEJ WENTYLACJI POMIESZCZEC

" cała strefa przebywania ludzi (strefa pracy) musi być omywana
powietrzem wentylującym, a prędkość ruchu powietrza i jego
temperatura muszą być tak dobrane, by nie wywoływać
odczucia przeciągu;
" powietrze wentylujące może być usunięte z pomieszczenia
dopiero po całkowitym wykorzystaniu zdolności asymilacji
zanieczyszczeń, wydzielających się w pomieszczeniu, tzn.
wówczas gdy stężenia zanieczyszczeń, zawartość wilgoci lub/i
temperatura (entalpia) osiągną wartości przyjęte podczas
obliczeń strumienia powietrza.
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
ORGANIZACJA WYMIANY
POWIETRZA W POMIESZCZENIACH
Czynniki wpływające na przepływ mas powietrza w
pomieszczeniach:
��właściwości strug nawiewnych i wywiewnych;
��wzajemne usytuowanie otworów nawiewnych i wywiewnych;
��różnica temperatury powietrza nawiewanego i wywiewanego;
��usytuowanie skupionych z
ródeł ciepła w pomieszczeniu,
mogących wywoływać powstawanie strug konwekcyjnych,
wpływających na kształt strug powietrza wentylującego;
��rodzaj wyposażenia i zagospodarowania pomieszczenia
(meble, urządzenia, elementy konstrukcyjne i ozdobne, rodzaj i
usytuowanie oświetlenia itp.).
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
ORGANIZACJA WYMIANY
POWIETRZA W POMIESZCZENIACH
Właściwości strug swobodnych
Charakterystyczne strefy strugi swobodnej.
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Właściwości strug swobodnych.
Izotermiczna struga osiowo-symetryczna.
Zależność, opisująca prędkość osiową strugi:
wodo
wm =� K
L
K  stała, zależna od rodzaju otworu nawiewnego (5,75 do 7,32)
do  średnica efektywna otworu wylotowego, m
(dla otworów prostokątnych  a �� b )
wo  prędkość w otworze wylotowym, m/s
L  odległość od wylotu, m
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Właściwości strug swobodnych.
Izotermiczna struga płaska
Analogicznie jak dla strugi osiowo-symetrycznej,
zależność opisująca spadek prędkości osiowej strugi
płaskiej:
wo
wm =� K
L
h
L  odległość od wylotu, m
h  wysokość szczeliny nawiewnej, m
K = 2,4 do 2,67, zależnie od konstrukcji nawiewnika
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Właściwości strug swobodnych
Izotermiczna struga promieniowa
y
wm
wo
h
r
strefa
teoretyczne
początkowa
z
ródło strugi
strefa główna
ro
ro
ć� ��
��
2,47 �� wo �� ro
�� ��
wm =�
Struga promieniowa.
r
h
�� ��
�� ��
h
Ł� ł�
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Właściwości strug ograniczonych
Izotermiczne strugi płaskie
Struga przyścienna powstaje wówczas, gdy poruszająca się struga
powietrza ograniczona jest z jednej strony płaską powierzchnią, a
wektor prędkości osiowej jest równoległy do tej powierzchni.
K=3,5
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Typowe rozwiązania przepływu powietrza
przez pomieszczenie
Podstawowe systemy przepływu powietrza w pomieszczeniu
wentylowanym
przepływ
przepływ
przepływ
mieszający
tłokowy
wyporowy
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Przepływ mieszający
Ten system organizacji wymiany
powietrza w pomieszczeniu, dzięki
znacznej prędkości przepływu powietrza,
pozwala uzyskać równomierny rozkład
temperatury i koncentracji zanieczyszczeń
w całym pomieszczeniu.
A
atwość uzyskania poprawnych warunków
komfortu cieplnego w strefie przebywania
ludzi jest jedną z przyczyn popularności
tego systemu.
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Przepływ mieszający
Nie istnieją żadne przepisy regulujące w sposób
jednoznaczny sprawę usytuowania nawiewników i
wywiewników względem siebie i względem strefy
przebywania ludzi.
Na podstawie wieloletnich doświadczeń, można
sformułować pewne zalecenia dotyczące przepływu
powietrza przez wentylowane pomieszczenie.
Istnieją cztery podstawowe systemy przepływu powietrza
w pomieszczeniu:
z góry do góry; z góry do dołu;
z dołu do góry; z dołu do dołu
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Przepływ mieszający  z góry do góry
c
a
h
b
b
b
d
h
b
b
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Przepływ mieszający  góry do dołu
a
c
h
b
b
d
b
h
b b
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Przepływ mieszający  z dołu do góry
a
rozwiązanie niedobre 
brak omywania strefy
przebywania ludzi
b
rozwiązanie ryzykowne 
przy małej różnicy
temperatur  możliwość
przeciągu lub  krótkiego
spięcia
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Przepływ mieszający  z dołu do dołu
główne zastosowanie  ogrzewanie powietrzne
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Wentylowanie dużych sal
Sale widowiskowe, teatralne, wykładowe
b
a
d
c
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Sale widowiskowe, teatralne, wykładowe
D =� 0,17b��tga�
Rozstaw dysz nawiewnych
Lmax
b
maksymalny zasięg strugi Lmax=(0,6 0,7)b
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Tak nie wolno!!!
Przepływ zwarciowy.
Takich systemów organizacji wymiany
powietrza w pomieszczeniu należy unikać
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Przepływ wyporowy
Powietrze o względnie niskiej temperaturze nawiewane jest
przy podłodze i rozprzestrzenia się po całym pomieszczeniu na
tym poziomie. Po napotkaniu z
ródeł ciepła ogrzewa się i unosi
do góry, asymilując przy tym zanieczyszczenia.
Vkz  konwekcyjny strumień powietrza na wysokości  z .
Vw
Ruchoma granica pomiędzy powietrzem czystym i
zanieczyszczonym
Vkz
Vx = Vw
strefa powietrza
czystego
z
x
Vn
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Przepływ wyporowy
Zasady projektowania
Chłodne powietrze nawiewane jest zazwyczaj na poziomie podłogi
z małą prędkością (0,25 �� 0,7 m/s), bliską prędkości zalecanej dla
uzyskania warunków komfortu w strefie przebywania ludzi.
Temperatura powietrza nawiewanego jest niższa od
wymaganej temperatury komfortu; nie powinna się
zbytnio od niej różnić (1 do 2 K).
Powietrze, przemieszczające się w strefie przypodłogowej,
asymiluje zyski ciepła, emitowane w strefie przebywania ludzi i
ogrzewając się, unosi się do góry.
Wywiew powietrza odbywa się zawsze z górnej części
pomieszczenia.
Temperatura powietrza wywiewanego bywa wyższa od temperatury
powietrza nawiewanego nawet o 8 �� 12 K.
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Przepływ wyporowy
Zasady projektowania
W systemie wentylacji wyporowej nawiewanie powietrza
odbywa się z tak małą prędkością, że na kształt profilu
strumienia, przemieszczającego się przez pomieszczenie,
zasadniczy wpływ ma różnica gęstości powietrza w
pomieszczeniu i powietrza nawiewanego, wynikająca z różnicy
ich temperatury.
Znacznie mniejszy jest wpływ początkowej prędkości i
temperatury powietrza nawiewanego czy powierzchni
nawiewników. W związku z tym należy przed rozpoczęciem
właściwego procesu projektowania wykonać szczegółową
analizę procesów zachodzących w pomieszczeniu.
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Przepływ wyporowy
Obliczanie strumienia powietrza
Vn =�Vk +�Vkz +�Vz
Vk - strumień wywołany konwekcją.
jeśli Vk jest strumieniem opadającym, np. przy zimnej ścianie
lub przy oknie, należy wstawić go ze znakiem  minus .
Vkz - strumień wywołany emisją ciepła.
Vz  minimalny strumień powietrza
zewnętrznego.
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Przepływ tłokowy
Przepływ tłokowy może być:
pionowy
poziomy
z góry na dół z dołu do góry
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Przepływ tłokowy
Uzyskanie stabilnego przepływu wymaga zapewnienia
stałej prędkości przepływu rzędu 0,3...0,4 m/s.
Jest to prędkość uważana za zbyt wysoką w strefie
przebywania ludzi w pomieszczeniach, zwłaszcza przy
nawiewaniu powietrza ochłodzonego.
Dlatego tłokowy przepływ powietrza stosowany jest
tylko w pomieszczeniach, w których wymaga się np.
wysokiej czystości powietrza lub stabilnego rozkładu
temperatury na drodze strugi powietrza.
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Przepływ tłokowy
Tłokowy przepływ powietrza jest kosztowny
inwestycyjnie i w czasie eksploatacji.
Wynika to z jednej strony z konieczności stosowania
nawiewników perforowanych, które są najdroższym
rozwiązaniem nawiewu do pomieszczeń, a z drugiej
strony z potrzeby zapewnienia określonej prędkości
przepływu powietrza w całym przekroju pomieszczenia,
co wymaga użycia znacznych strumieni powietrza,
odpowiednio uzdatnionego.
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Przepływ tłokowy
PRZYKA
AD:
Wentylacja pomieszczenia o wymiarach 6�6 m i wysokości 3,5 m,
z przepływem tłokowym,
przy poziomym przepływie powietrza,
wymaga strumienia
V = 6�3,5�0,3�3600 = 22 680 m3/h;
daje to krotność wymian y� = 180 h-1.
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Skuteczność wentylacji
Skuteczność wentylacji 
jest miarą efektywności usuwania zanieczyszczeń.
lokalna (miejscowa)
średnia skuteczność
skuteczność wentylacji
wentylacji
sw
sw
e�m =� ��100%
e�śr =� ��100%
sp
sśr
Średnia skuteczność wentylacji e�śr - jest to stosunek stężenia
zanieczyszczeń w powietrzu wywiewanym sw do średniego stężenia tych
samych zanieczyszczeń w powietrzu w pomieszczeniu sśr.
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Sprawność wymiany powietrza
Sprawność wymiany powietrza e�a  jest to stosunek nominalnej stałej
czasowej do rzeczywistego czasu wymiany powietrza w pomieszczeniu.
t�n t�n
e�a =� ��100% =� ��100%
t�rzecz. 2��t�m
t�n  nominalna stała czasowa  najkrótszy czas (teoretyczny, idealny) wymiany
powietrza w pomieszczeniu, s.
K  objętość pomieszczenia, m3;
K
V  strumień powietrza wentylującego, m3/s;
t�n =� , s
t�rzecz.  rzeczywisty czas wymiany powietrza w pomieszczeniu, s;
V
t�m  przeciętny wiek powietrza w pomieszczeniu, s  uzyskuje się
metodą pomiarową przy użyciu gazów znacznikowych
(śladowych).
2t�m  czas potrzebny do usunięcia całego powietrza z
pomieszczenia, s.
Certyfikacja i audyt energetyczny budynków 2008
Wiek powietrza
powietrze  najmłodsze
powietrze  stare