Elementy nawiewne

Elementy nawiewne – są to elementy instalacji wentylacyjnej i klimatyzacyjnej, które są zaprojektowane w celu wytworzenia określonego ruchu powietrza w obsługiwanej strefie.

Pierwszym elementem służącym do pobierania powietrza z otoczenia na potrzeby wentylacji jest czerpnia powietrza. Najczęściej umieszcza się ją w zewnętrznej ścianie budynku, z dala od kominów i wywiewek pionów kanalizacyjnych, aby zapobiec pobieraniu powietrza zanieczyszczonego. Umieszczenie czerpni na południowej ścianie budynku zapewnia pobieranie cieplejszego powietrza zewnętrznego niż przy innej jej lokalizacji. Jest to korzystne w okresie zimowym, lecz niekorzystne w letnim. Z odwrotną sytuacją mamy do czynienia przy umieszczeniu czerpni w ścianie północnej.

• Czerpnie powietrza dachowe dla przewodów i otworów wentylacyjnych o przekroju prostokątnym. Zakres stosowania w instalacjach wentylacyjnych nawiewnych, jako zakończenie czerpnych przewodów i otworów wentylacyjnych .

Przepustnice

• Są stosowane do regulacji natężenia lub zamknięcia przepływu powietrza w przewodach wentylacyjnych

• Wyróżniamy przepustnice kanałowe;

jednopłaszczyznowe i wielopłaszczyznowe

Przepustnice do kratek i nawiewników:

szczelinowe przeciwbieżne

uchylne

Nawiewnik jest końcowym elementem instalacji wentylacyjnej lub klimatyzacyjnej. Jego zadaniem jest wprowadzenie powietrza do strefy pracy w sposób zapewniający warunki komfortu przebywającym wewnątrz ludziom. W obiektach przemysłowych czasem ważniejsze jest np. odebranie zysków ciepła powstających w wyniku procesów technologicznych i w takich przypadkach komfort ludzi schodzi często na dalszy plan

Element nawiewny musi być tak skonstruowany i dobrany przez projektanta, aby dostarczany przez niego strumień nie powodował uczucia przeciągu, zbyt dużej stratyfikacji temperatury w pomieszczeniu oraz hałasu.

Źle zaprojektowana lokalizacja nawiewników i elementów wywiewnych może być powodem
niedotrzymania założonych parametrów komfortu cieplnego wewnątrz pomieszczenia

Typ nawiewników odpowiednich dla danego przypadku zależy najczęściej od następujących czynników:
• rodzaju wentylacji (mieszająca, wyporowa),
• wymiarów pomieszczenia (szczególnie wysokości),
• strumienia objętościowego powietrza wentylacyjnego.
Dobór nawiewników przeprowadza się w oparciu o charakterystyki danego elementu nawiewnego lub typoszeregu elementów. Z charakterystyk występujących często pod postacią nomogramów można zwykle odczytać takie dane jak:
• spadek ciśnienia,
• poziom hałasu,
• zasięg strumienia nawiewanego.

Podstawowe parametry podlegające sprawdzeniu w procesie doboru nawiewników

Podstawowe ograniczenie to prędkość powietrza w strefie pracy, która nie powinna przekraczać 0,2 m/s. Prędkość dopuszczalna w strefie przebywania ludzi wynika z rodzaju obiektu (biurowy, przemysłowy, itp.), przyjętych warunków wewnętrznych w pomieszczeniu,
a także temperatury powietrza nawiewanego. W niektórych przypadkach może być ona większa. Kolejna wielkość podlegająca sprawdzeniu to temperatura strumienia nawiewanego w miejscu wchodzenia do strefy przebywania ludzi (SPL). Najczęściej przyjmuje się, iż różnica temperatur pomiędzy powietrzem nawiewanym a powietrzem w SPL nie powinna przekraczać 1 K.

Parametrem podlegającym sprawdzeniu jest również poziom natężenia dźwięku w pomieszczeniu wywołany pracą elementów nawiewnych.
Obliczenia hałasu prowadzi się zwykle w najniekorzystniejszym miejscu, a więc w punkcie będącym wypadkową odległości od zainstalowanych urządzeń na wysokości 1,2 m od podłogi (wysokość siedzącego człowieka). Poziom natężenia dźwięku nie może przekraczać wartości dopuszczalnych określonych dla danego typu pomieszczeń

Typ elementu nawiewnego dobieramy na podstawie znajomości obciążenia cieplnego pomieszczenia i krotności wymiany powietrza w tym pomieszczeniu. Przy doborze elementu nawiewnego musimy brać również pod uwagę rozmieszczenie tych elementów i ich wielkość.

Podzial nawiewnikow

• ścienne (np. kratki wentylacyjne, dysze),

• sufitowe (np. anemostaty),

• podłogowe (np. nawiewniki szczelinowe),

• przyścienne (np. nawiewniki wyporowe),

• specjalne (np. montowane w fotelach, stopniach, posadzce itd.).

Nawiewniki sufitowe stosowane są w budynkach użyteczności publicznej typu hotele, restauracje, biura, szpitale, magazyny, hale przemysłowe itp. Niektóre z nich posiadają możliwość regulacji strumienia powietrza z funkcji grzania do chłodzenia zapewniając w pomieszczeniu dobry komfort termiczny. Montowane są  pod sufitem bezpośrednio do przewodu wentylacyjnego bądź w suficie podwieszanym.

• Promieniowe, poziome, mocno zawirowane rozprzestrzenianie się strumieni powietrza

• Możliwość regulowania kierunku nawiewu od poziomego do pionowego,

• Możliwość zamknięcia pojedynczych otworów nawiewnych przez co można osiągnąć także asymetryczne rozprzestrzenianie się powietrza

Anemostaty

Obrotowy talerzyk anemostatu umożliwia płynną regulację natężenia przepływu powietrza. Montaż polega na trwałym osadzeniu w otworze ramki i wkręcaniu w nią anemostatu. Do ramki doprowadza się przewód elastyczny instalacji nawiewnej

Anemostaty nawiewne kwadratowe są przeznaczone do instalacji nisko i średniociśnieniowych, które można zastosować zarówno do nawiewu jak i wyciągu powietrza. Są one instalowane w pomieszczeniach o wysokości do 4.0 m. Powietrze może być nawiewane z temperaturą niższą o 10ºC od temperatury w pomieszczeniu.

Nawiewniki sufitowe

Kwadratowe i okrągłe nawiewniki sufitowe z ruchomymi okrągłymi dyszami. Przeznaczone są do instalacji nisko i średniociśnieniowych. Dysze o średnicy 57mm i 35mm posiadają wylot w kształcie sinusoidalnym, co powoduje duże rozproszenie strumienia. Możliwość ustawienia wylotu powietrza z dysz w dowolnym kierunku pozwala na kształtowanie dowolnego profilu strumienia nawiewanego powietrza.

Urządzenie z siłownikiem woskowym wykorzystuje energię nawiewanego powietrza w celu zmiany kierunku łopatek nawiewnika. Siłownik woskowy zapewnia regulację, nie wymagając żadnego układu automatyki ani żadnych przewodów elektrycznych.

Nawiew.suf,z temostat

Termostat różniczkujący stanowi element konstrukcyjny nawiewnika, samoczynnie dostosowuje kąt nachylenia żaluzji nastawnych w zależności od temperatury powietrza doprowadzanego i tym samym automatycznie dostosowuje kierunek nawiewu powietrza (pionowo lub poziomo)

• Nawiewniki rurowe stosuje się często w klimatyzowanych obiektach, traktując je jednocześnie jako element dekoracyjny, należący do wystroju pomieszczenia.

• Nawiewniki te stosuje się w celu zapewnienia równomiernego rozdziału powietrza bez powstania uczucia przeciągu. Nawiewniki rurowe są to moduły liniowego systemu nawiewu powietrza, stosowane m.in. w halach przemysłowych, centrach kongresowych, halach targowych, halach sportowych itp.. Produkowane wielkości od 200 do 710 mm średnicy dają duże możliwości dostosowania się do indywidualnych potrzeb każdego pomieszczenia.

• Nawiewnik rurowy z kratką z dyszami dalekiego zasięgu

• Szczelinowy nawiewnik rurowy

Dysze dalekiego zasięgu są przeznaczone do pomieszczeń o dużej kubaturze. Daleki zasięg strumieni powietrza zapewnia efektywny jego rozdział w pomieszczeniu. Jednocześnie dysze te charakteryzują się niskim poziomem hałasu przy względnie dużych wydajnościach. Mogą być montowane pojedynczo lub zestawiane w bloki o bardzo dużej wydajności łącznej.

Ze względu na umiejscowienie - blisko człowieka - zastosowane w tym systemie wyporowe elementy nawiewne wymagają bardzo starannego doboru. Nawiewniki te posiadają specjalną konstrukcję zapewniającą małą prędkość wypływu powietrza (0,30÷0,50 m/s) i wytworzenie strugi powietrza nawiewanego o małej turbulencji.

Nawiew,podlogowe

• Powietrze nawiewane, o słabym impulsie, doprowadzane jest do pomieszczenia poprzez perforowaną powierzchnię nawiewnika, dając wyporowy rodzaj nawiewu. W pobliżu nawiewnika ma miejsce mieszanie powietrza o znacznym stopniu turbulencji; z uwagi na wysoką indukcję mamy tu do czynienia z szybkim spadkiem prędkości powietrza oraz z szybkim podgrzaniem strugi. Tworzy się kurtyna powietrza o wyporowym charakterze, która wolno przesuwa się w strefie podłogi w kierunku np. okna, ogrzewając się o lokalne źródła ciepła (człowiek, komputer itp.) i tym samym unosząc się ku górze. System ten doprowadza z jednej strony świeże powietrze do strefy przebywania ludzi, a z drugiej strony odprowadza zyski ciepła i szkodliwe zanieczyszczenia (zapachy, dym itp.) poza strefę przebywania człowieka.

Elementy nawiewne wentylatory

Wentylator jako maszyna przepływowa jest najbardziej znanym elementem techniki wentylacji i klimatyzacji. Przy wyższych ciśnieniach stosowane jest również pojęcie dmuchawa. Ogólnie można wyróżnić trzy typy wentylatorów, są to:

• Wentylatory promieniowe, Wentylatory osiowe

• Wentylatory poprzeczne (bębnowe).

Przyjmując jako kryterium podziału osiągane w wentylatorach ciśnienia, można podzielić je na:

• Wentylatory niskociśnieniowe do ok. 1000 Pa,

• Wentylatory średniociśnieniowe do ok. 3000 Pa,

• Wentylatory wysokociśnieniowe do ok. 10 000 Pa.

Dobór wentylatorów dla danych przypadków ich zastosowania prowadzony jest w oparciu o trzy główne kryteria:
-Strumień objętościowy powietrza ,
-Ciśnienie tłoczenia (przyrost ciśnienia, spręż) ,
-Dopuszczalny poziom ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu.

Dalszymi kryteriami mogą być:
-Charakterystyka pracy (przebieg charakterystyk, sprawność),
-Rodzaj materiału konstrukcyjnego, odporność na korozje, obróbka,
-Charakterystyka geometryczna (wymiary),
-Regulacja wydajności,
-Cena zakupu.

Wentylacja hybrydowa

• Tradycyjna wentylacja grawitacyjna jest zbyt zawodna, a wentylacja mechaniczna kosztowna w utrzymaniu: takie opinie coraz częściej można usłyszeć zarówno od wykonawców, jak i od budujących. Jednak istnieje rozwiązanie pośrednie, które zapewni skuteczną wymianę powietrza niezbyt wysokim kosztem-jest to wentylacja hybrydowa.

Wentylacja hybrydowa łączy w sobie zalety obu proponowanych dotychczas rozwiązań: wentylacji naturalnej oraz mechanicznej.

Wentylacja naturalna, zwana także grawitacyjną,
jest najczęściej stosowanym rodzajem
wentylacji. Przepływ powietrza w wentylacji grawitacyjnej
oparty jest na wykorzystaniu siły natury,
czyli na ruchu powietrza wywołanym różnicą
gęstości powietrza zewnętrznego – chłodniejszego
i wewnętrznego – cieplejszego. Powietrze do
budynku przedostaje się poprzez nieszczelności
i otwory (okna, drzwi), ogrzewa się w pomieszczeniach,
miesza z powietrzem zanieczyszczonym,
a następnie wypływa na zewnątrz poprzez
kanały wentylacyjne. Prawidłowo działająca
wentylacja budynku zakłada napływ powietrza
do pomieszczeń najmniej zanieczyszczonych
(w przypadku budynków mieszkalnych do pokoi),
a następnie przepływ do kratek wywiewnych
w pomieszczeniach o większym stężeniu zanieczyszczeń
- kuchni, łazienek, toalet i pomieszczeń

Zalety wentylacji naturalnej

• niskie koszty inwestycyjne
  i eksploatacyjne systemu

• możliwość stosowania
  rozwiązania w różnych obiektach (nawet
  o 11 kondygnacjach)

• oszczędność miejsca
  w konstrukcji budynku, gdyż projektuje się
  jedynie kanały wywiewne

Wady wentylacji grawitacyjnej

• brak kontroli procesów wentylacji,

• uzależnienie poprawnego działania wentylacji
  od warunków atmosferycznych,

• brak możliwości filtracji powietrza,

• brak odzysku ciepła z powietrza wywiewanego.

Intensywność wentylacji
naturalnej

• gdy temperatura na zewnątrz maleje względem temperatury w mieszkaniu, wzrasta intensywność wentylacji w sposób liniowy (tzn. wzrost dwukrotny różnicy temperatury wewnątrz i na zewnątrz powoduje dwukrotny wzrost wentylacji)

• gdy na dworze zaczyna wiać silny wiatr to intensywność wentylacji rośnie w kwadracie zmiany prędkości wiatru, tzn. dwukrotny wzrost prędkości wiatru powoduje czterokrotny wzrost intensywności wentylacji.

• Wentylacja grawitacyjna zależy od wpływów zewnętrznych czynników atmosferycznych, temperatury powietrza oraz siły wiatru. Powoduje to brak stabilnej w czasie wymiany powietrza.

Wentylacja mechaniczna

• Polega na mechanicznym wymuszeniu ruchu powietrza w budynku. Powietrze jest dostarczane przez system nawiewników, rozprowadzane po całym budynku kanałami wentylacyjnymi i odprowadzane na zewnątrz przez wywiewniki - za pośrednictwem kanałów wentylacyjnych lub bez nich. Ruch powietrza jest wymuszany przez wentylatory, których pracą sterują czujniki, uzależniające wielkość strumienia powietrza od poziomu wilgotności, temperatury lub poziomu zanieczyszczeń. Nawiewniki w postaci kratek, szczelin lub listew montowane są w otworach okiennych i drzwiowych. Kanały wentylacyjne mogą mieć przekroje prostokątne lub kołowe. Kratki wywiewne znajdują się w łazience, kuchni, WC. Wentylacja mechaniczna jest niezależna od warunków na zewnątrz budynku. Bardzo ważny jest dobór odpowiedniego wentylatora. Każdy wentylator ma charakterystykę, przedstawiającą zależność między ciśnieniem i wydajnością (mierzoną jako objętość powietrza na godzinę). Potrzebną wydajność określamy mnożąc objętość pomieszczenia przez liczbę niezbędnych wymian powietrza w ciągu godziny. Efektywna moc wentylatora zależy od oporu przepływu powietrza przez kanały (duży opór powoduje spadek ciśnienia). Im mniejszy opór przepływu, tym mniejsza jest niezbędna moc wentylatora. Opór przepływu należy od kształtu przekroju i średnicy kanału. Kanały okrągłe stawiają o wiele nnniejszy opór. Ważny jest także stosunek długości kanału do jego średnicy. Długi kanał o małej średnicy będzie stawiać większy opór niż kanał krótki o dużej średnicy. Należy też zapewnić właściwą cyrkulację powietrza w pomieszczeniu. Miejsce naptywu powietrza powinno znajdować się jak najdalej od miejsca wylotu (nie mogą być usytuowane na przykład na tej samej ścianie budynku).

Wentylacja mechaniczna

• Zalety:

• wentylacja dostosowana do danego typu obiektu i do potrzeb użytkowników

• wydajność wentylacji niezależna od czynników atmosferycznych,

• możliwość pełnej kontroli nad procesem wentylacji,

• możliwość odzysku ciepła,

• wyższa jakość dostarczanego powietrza poprzez zastosowanie filtrów,

• zmniejszenie zapotrzebowania na ciepło w budynku.

• Wady:

• konieczność prowadzenia kanałów, a tym samym zajęcie przestrzeni w rogach ścian i sufitu w pomieszczeniach,

• wyższe koszty inwestycyjne,

• konieczność konserwacji.

Zadania wentylacji hybrydowej

• Zadaniem wentylacji hybrydowej jest uzyskanie
  odpowiedniej równowagi pomiędzy
  jakością powietrza wewnętrznego a zużytą
  energią. Aby to osiągnąć należy przede
  wszystkim:

• zredukować źródła zanieczyszczeń w budynku
  (co przekłada się na objętość strumienia
  świeżego powietrza doprowadzanego do
  budynku),
  • ustalić optymalną wartość higienicznej
  ilości powietrza przypadającej
  na jedną osobę,
  • zredukować wymaganą ilość zapotrzebowania
  na ciepło/chłód poprzez
  zastosowanie urządzeń do odzysku
  ciepła oraz wykorzystania pasywnego
  chłodzenia/grzania powietrza
  wentylacyjnego,

• • zmniejszyć ilości energii dostarczanej
  do wentylatorów poprzez
  zaprojektowanie instalacji generującej
  niskie straty ciśnienia na
  przewodach i urządzeniach,

• wykorzystać naturalne siły napędowe
  wywołane efektem kominowym
  lub też oddziaływaniem wiatru.

• W okresach przejściowych, gdy nie
  ma potrzeby schładzania lub ogrzewania
  powietrza zewnętrznego, powietrze
  świeże dopływa do pomieszczeń w
  budynku w ilości większej niż dla lata
  czy zimy. Zwiększenie objętości strumienia
  świeżego wpływa pozytywnie
  na jakość powietrza w budynku oraz
  odczucia użytkowników. Zastosowanie
  wentylacji hybrydowej nie powinno
  dodatkowo powodować problemów z
  komfortem, takich jak: przeciągi, wysoki gradient
  temperatury oraz hałas.

Rozwiązania stosowane w wentylacji hybrydowej

• współdziałanie wentylacji naturalnej i mechanicznej (rys.la) przez zaprojektowanie dwóch w pełni autonomicznych układów, w których regulacja odbywa się za zasadzie przełączania pomiędzy systemami lub też wykorzystania jednego i drugiego systemu do określonych zadań (np. wentylacja naturalna ustawiona jest dla okresów przejściowych, a system wentylacji mechanicznej dla zimy i lata)

• wentylacja naturalna wspomagana mechanicznie (rys. 1b) przez zastosowanie wentylatora nawiewnego lub wywiewnego w okresach, kiedy różnica pomiędzy ciśnieniem w środowisku na zewnątrz a wewnątrz budynku nie wystarcza do zapewnienia odpowiedniego przepływu powietrza

• wentylacja mechaniczna wspomagana działaniem wyporu cieplnego i wiatru (rys. 1c) pozwalająca na optymalne wykorzystanie naturalnych sił, wspomagających przepływ powietrza w budynku.

Rozwiązania stosowane w budynkach
z wentylacją naturalną i hybrydową

• Ponieważ wentylacja budynku jest częścią
  całkowitej strategii stworzenia zdrowego i stymulującego
  środowiska wewnętrznego przy
  zminimalizowaniu zużycia energii ważne jest,
  aby projekty architektoniczne i inżynieryjne
  powstawały we współpracy. Zastosowanie
  wentylacji naturalnej powinno być już przewidziane
  w fazie projektowania budynku.

Krótki przegląd głównych
rozwiązań stosowania wentylacji naturalnej
w systemie hybrydowym

• zintegrowanie otworów budynku

Często, ze względu na projekt architektoniczny
budynku, w części płaszczyzn zewnętrznych
nie można otwierać okien, można jednak
zastosować wloty, które będą integralną
częścią budynku np. żaluzjowe otwory z
mechanicznie działającymi przepustnicami
wprowadzające powietrze zewnętrzne do
pomieszczeń oraz nawiewniki szczelinowe.
Należy jednak zachować odpowiednie
środki bezpieczeństwa zapobiegające przedostaniu
się do budynku owadów oraz filtry
powietrza zatrzymujące zanieczyszczenia
powietrza zewnętrznego;

• atrium

Budynki z centralnie położonym atrium są często wyposażone w wentylację
hybrydową, gdyż efekt wyporu termicznego
występujący w atrium i unoszący strumień
ciepłego powietrza ku górze może także
usuwać znaczące ilości zanieczyszczonego
powietrza na zewnątrz

• możliwość otwierania okien przez użytkowników

Pozwolenie użytkownikom na dowolne
otwieranie okien w mechanicznie chłodzonych
i wentylowanych budynkach możliwe
jest przy zastosowaniu czujników, które
automatycznie wyłączą wentylatory na okres
otwarcia okien. W bardziej zaawansowanym
układzie projektuje się automatycznie
otwierane okna (w okresach o odpowiednich
warunkach zewnętrznych). Należy pamiętać
jednak o kwestii bezpieczeństwa użytkowników
budynku, a także chronić powietrze
wewnętrzne przed przegrzaniem lub przechłodzeniem;

• komin słoneczny

W budynkach, w których
nie ma możliwości wykonania centralnie
położonego atrium najlepszym rozwiązaniem
jest zbudowanie komina, w którym
strumień powietrza będzie przepływał pionowo
do góry poprzez cały budynek. Komin
ten powinien być zbudowany z materiałów
przepuszczających promieniowanie słoneczne,
jak szklane ściany, dzięki którym
wewnątrz powstaną dodatkowe zyski ciepła
od nasłonecznienia, co przyspieszy przepływ
usuwanego powietrza

• system podwójnego szklenia System ten
  polega na dodatkowym, zewnętrznym pokryciu
  budynku szklaną warstwą. Pomiędzy
  tą warstwą a ścianami budynku powstaje
  zaizolowana przestrzeń, redukującą niekontrolowaną
  infiltrację powietrza. Jednocześnie
  w powstałej przestrzeni powietrze
  jest ogrzewane przez słońce i unosi się ku
  górze. W tym rozwiązaniu okna wbudowane
  są w ściany budynku. Dzięki temu użytkownicy
  mogą swobodnie otwierać okna
  wpuszczając do wnętrza budynku ogrzane
  już powietrze, zmniejsza się poziom hałasu
  napływającego z otoczenia, a także zwiększa
  się stopień zabezpieczenia budynku.

Dodatkowymi rozwiązaniami stosowanymi
w budynkach z wentylacją naturalną oraz
hybrydową, wspomagającymi przepływ powietrza
w pomieszczeniach są:

• wykorzystanie materiałów budowlanych o
  wysokim stopniu akumulacji, takich jak beton
  i kamień, które akumulują ciepło podczas
  dnia i oddają do powietrza wewnętrznego
  w budynku w okresie nocnym,

• • korzystanie z oświetlenia naturalnego, dzięki
  czemu zmniejsza się nie tylko bezpośrednia
  ilość zużywanej energii elektrycznej, ale
  również ilość powietrza doprowadzanego do
  odebrania zysków ciepła z pomieszczeń,

• • zastosowanie żaluzji i innych elementów
  zacieniających, które redukują zyski ciepła od
  nasłonecznienia oraz odgrywają ważną rolę
  w planowaniu wykorzystania naturalnego
  oświetlenia. W rozbudowanych projektach
  wykorzystuje się elementy zewnętrzne które
  zmieniają swoje położenie w zależności od
  pozycji słońca i intensywności zysków ciepła,

• maksymalne wykorzystanie wiatru,
  poprzez odpowiednie usytuowanie budynku,
  uwzględniające prędkość oraz kierunki
  lokalnie dominujących wiatrów,

• • zaprojektowanie odpowiednich stref
  w budynku, powiązanych wartością wytwarzanych
  zysków ciepła, które umieszczone
  w niedalekiej odległości pozwalają na projektowanie
  krótkich przewodów dostarczających
  klimatyzowane powietrze, lub też jeżeli
  są to strefy o niższych wartościach zysków
  ciepła mogą być one wentylowane jedynie
  za pomocą wentylacji naturalnej,

• • kontrolowanie infiltracji zapobiegające
  możliwości wystąpienia ciągu wstecznego
  przy zbyt niskiej temperaturze powietrza
  zewnętrznego,

• kontrolowanie poziomu zanieczyszczenia
powietrza zewnętrznego, pozwalające na
optymalne dostosowywanie rodzaju i stopnia
filtracji zarówno w centrali klimatyzacyjnej,
jak i w otworach w

Wymagania projektowe

• Projektowanie wentylacji hybrydowej jest bardziej
  skomplikowane, gdyż budynek musi być
  rozpatrywany jako całość i w proces projektowania
  wentylacji muszą być zaangażowani
  inżynierowie i architekci wspólnie opracowujący
  koncepcję dotyczącą zarówno lokalizacji budynku,
  konstrukcji, wykorzystanych materiałów
  budowlanych i wykończeniowych, jak i sposobów
  zorganizowania prawidłowego przepływu
  powietrza – jego ogrzania i schłodzenia.

• Przy projektowaniu wentylacji hybrydowej
  pierwszym krokiem jest określenie wymagań
  stawianych przez użytkowników budynku,
  a następnie ustalenie priorytetowych zadań, jakie
  będzie musiała spełnić wentylacja tj.: zachowanie
  odpowiedniej jakości powietrza wewnętrznego
  lub zachowanie komfortu termicznego (szczególnie
  w okresie letnim).

• Przy wentylacji, której głównym celem jest zachowanie odpowiedniej jakości powietrza wewnętrznego (IAQ) należy na początku dokładnie określić, znając np. rodzaj wykonywanej pracy oraz czas jej trwania, jakie wartości podstawowych parametrów powietrza będą akceptowalne dla użytkowników.

• Następnym etapem jest ustalenie niezbędnej ilości powietrza zapewniającego powyższe warunki przy jednoczesnym dążeniu do minimalizacji zużycia energii poprzez: redukcję ilości wytwarzanego ciepła (odzysk ciepła, bierne grzanie i chłodzenia powietrza – otwieranie okien, wykorzystanie
  nasłonecznienia itp.), zastosowanie przewodów o niskich stratach ciśnienia, wykorzystanie sił naturalnych (np. wiatru).

Wentylację, w której głównym celem jest zachowanie komfortu cieplnego w sezonie letnim, stosuje się w klimatach gorących i suchych, gdzie występują duże spadki temperatur w godzinach nocnych przez co można tam wykorzystać nocne chłodzenie budynku. Największą zaletą nocnego chłodzenia budynku są zarówno niskie koszty inwestycyjne oraz eksploatacyjne, ale również pozytywne odczucia użytkowników pomieszczeń, którzy rozpoczynają dzień w przyjemnie chłodnym i odświeżonym pomieszczeniu, co przekłada się na efektywność ich pracy.
W dobrze zaprojektowanym budynku, nocne chłodzenie odbywa się za pomocą naturalnego przepływu powietrza, natomiast w okresach niesprzyjających warunków zewnętrznych włączane

Rozwiązania proponowane przez polskich
Producentów

• W Polsce, w ramach wentylacji hybrydowej,
  zazwyczaj oferowane są odpowiednie
  wentylatory wywiewne, które stabilizują
  ilość powietrza usuwanego i dostarczanego
  do pomieszczeń. Firma DARCO proponuje
  system opierający się na zastosowaniu
  nawietrznika z grzałką oraz turbowentu hybrydowego.

Dzięki temu, że Turbowent Hybrydowy napędzany jest silnikiem elektrycznym małej mocy pobierającym tylko 5W i to tylko w sytuacji braku odpowiedniego wiatru, co (w zależności od wysokości, na której zamontowana jest nasada) zdarza się rzadko, koszty energii elektrycznej są minimalne i wynoszą około 5 gr za dobę użytkowania (zużycie 0,12kWh / dobę) w najbardziej niekorzystnej sytuacji, gdyby przez całą dobę panowała bezwietrzna pogoda.

Oczywiście jak wszystkie nasady kominowe Darco, Turbowent Hybrydowy otwiera się umożliwiając swobodny dostęp do przewodu kominowego, w celu jego oczyszczenia.
Propozycją firmy Darco, łączy więc prostotę wentylacji grawitacyjnej i niezawodność wentylacji mechanicznej. Należy podkreślić, że takie podejście do problemu wentylacji hybrydowej jest unikalne w skali europejskiej i zostało zgłoszone jako patent do Urzędu Patentowego RP.

Nasada generator ciągu - to urządzenie, które może pełnić rolę "tratwy ratunkowej" w przypadku, gdy inne metody dla zapewnienia właściwego poziomu ciągu kominowego zawodzą. Może to być także skuteczny sposób na stabilizację i zwiększenie podciśnienia, nawet, jeśli zakłócenia ciągu występują tylko okresowo

Podsumowanie

• Jak wynika z badań w budynkach, w których zastosowano wentylację naturalną w układzie hybrydowym, zaoszczędzono od 20 do 30% całkowitego zużycia energii, a w przypadku zastosowania wentylatorów osiągnięto nawet obniżenie zużycia energii o 50%. Ponieważ wentylacja naturalna i hybrydowa nie jest w stanie zapewnić tak satysfakcjonujących warunków jak pełna klimatyzacja, zaleca się stosowanie tych układów w obiektach biurowych i edukacyjnych, pomijając laboratoria, pomieszczenia szpitalne czy przemysłowe, w których wymagana jest szczególna czystość powietrza lub dokładne zachowanie parametrów powietrza wewnętrznego. Wentylacja naturalna i hybrydowa może być również stosowana jedynie w klimacie umiarkowanym, w miejscach o niskim stopniu zanieczyszczenia powietrza i budynkach, w których jest możliwość zbudowania urządzeń przeciwsłonecznych, ograniczających ilość zysków ciepła w pomieszczeniach. Mimo tych ograniczeń wentylacja naturalna jest nadal chętnie stosowana, nie mniej jednak wentylacja hybrydowa staje się powoli corazbardziej popularna.

Wentylacja mechaniczna

Wentylacja mechaniczna ogólna

Wentylacja ogólna pomieszczenia, strefy pomieszczenia lub stanowiska pracy polega na wymianie powietrza, tj. na doprowadzaniu do nich powietrza świeżego, czerpanego z zewnątrz budynku lub mieszaniny powietrza świeżego i obiegowego. Określenie „mechaniczna” oznacza, iż wymiana powietrza odbywa się dzięki działaniu urządzeń mechanicznych wprawiających powietrze w ruch.

Wentylacja mechaniczna może być:

• nawiewna – powietrze do pomieszczenia jest doprowadzane

Instalacja nawiewna w przeciwieństwie do wywiewnej zasysa powietrze z zewnątrz i tłoczy je do wentylowanych pomieszczeń. Nadmiar powietrza odpływa przez drzwi, okna, inne otwory i nieszczelności do otaczających pomieszczeń względnie na zewnątrz. Instalacje te wytwarzają więc w pomieszczeniu nadciśnienie tak, że uniemożliwiony jest dopływ niepożądanego powietrza. Zimą wymagane jest ogrzewanie doprowadzanego powietrza do temperatury pokojowej za pomocą nagrzewnicy powietrza, którą podłącza się do źródeł energii, np. prądu elektrycznego, gazu, pary albo gorącej wody, ażeby zapobiec wychłodzeniu pomieszczeń.

Stosowanie instalacji nawiewnej w praktyce ogranicza się do pomieszczeń typu: biura, warsztaty, sklepy, hale wystawowe, w których nie istnieje silne zanieczyszczenie powietrza, a wtłoczone powietrze może łatwo ujść przez okna i drzwi do otoczenia lub na zewnątrz.

• wywiewna – powietrze z pomieszczenia jest usuwane

Polega na ulepszeniu usuwania zużytego powietrza i choć napływa ono tutaj tak samo jak w systemie wentylacji grawitacyjnej, czyli przez nawiewniki okienne lub ścienne, to wywiew jest już wspomagany mechanicznie. Jeden centralny wentylator, do którego podłączone są wszystkie zainstalowane w domu kanały wywiewne, zasysa powietrze z pomieszczeń i usuwa je na zewnątrz. W ten sposób wyeliminowana zostaje podstawowa wada wentylacji grawitacyjnej - zmienny (bo zależny od pogody) ciąg w kanałach wentylacyjnych.

Wentylacja mechaniczna wywiewna umożliwia regulację intensywności wymiany powietrza - przez odpowiednie ustawienie wentylatora lub przymykanie albo otwieranie kratek wywiewnych.

• nawiewno-wywiewna – powietrze do pomieszczenia jest jednocześnie nawiewane i wywiewane

Jest to zdecydowanie najlepszy i najskuteczniejszy rodzaj wentylacji. Charakteryzuje się tym, że zarówno napływ świeżego, jak i usuwanie na zewnątrz zużytego powietrza odbywają się w sposób wymuszony i kontrolowany. Daje to możliwość dostosowania intensywności tej wymiany do rzeczywistych potrzeb.

System wentylacji nawiewno-wywiewnej pozwala też na odzyskanie znacznej ilości ciepła z powietrza usuwanego z pomieszczeń. Głównym elementem systemu wentylacyjnego oprócz wentylatora jest wówczas rekuperator. Zadaniem tego urządzenia jest wymiana ciepła. Ciepło pobierane jest z powietrza odprowadzanego na zewnątrz i przekazywane powietrzu napływającemu. Dzięki temu do budynku napływa ogrzane powietrze. Konstrukcja rekuperatora uniemożliwia mieszanie powietrza usuwanego

Zalety wentylacji mechanicznej

• działa niezależnie od pogody i temperatury,

• pozwala na dostosowanie ilości powietrza do rzeczywistych potrzeb, lepsza wymiana powietrza niż w przypadku wentylacji naturalnej,

• daje możliwość odzysku ciepła z powietrza wentylacyjnego,

• regulacja systemu może się odbywać w sposób automatyczny,

• istnieje możliwość czyszczenia powietrza, dzięki zastosowaniu w centrali filtrów,

• możliwość ograniczenia hałasu docierającego z zewnątrz.

Wady wentylacji mechanicznej:

• większe koszty inwestycyjne instalacji wentylacyjnej (7 – 9 tys. zł dla domu o powierzchni około 130 m2 z centralą wentylacyjną) ,

• konieczność przeprowadzania okresowych czynności obsługowych,

• obawy przed zwiększeniem zużycia ciepła na ogrzewanie powietrza wentylacyjnego.

Wentylacja mechaniczna miejscowa

Wentylacja mechaniczna miejscowa umożliwia odprowadzenie zanieczyszczeń emitowanych do powietrza w pomieszczeniach bezpośrednio z rejonu ich wydzielania, stanowi najpewniejszy i najbardziej ekonomiczny sposób ich usunięcia oraz najskuteczniej zabezpiecza przed ich rozprzestrzenianiem.

Do wentylacji miejscowej zaliczają się takie urządzenia jak:

• odciągi miejscowe, urządzenia służące do usuwania zanieczyszczeń bezpośrednio w miejscu ich powstawania,

• nawiewy miejscowe stosowane do wytwarzania w określonym miejscu warunków odmiennych od tych, które panują w całym pomieszczeniu,

• kurtyny powietrzne, stosowane do ochrony pomieszczeń przed przenikaniem zimnego powietrza zewnętrznego (w okresie zimy) bądź gorącego (w okresie lata) przez często otwierane bramy i drzwi wejściowe w budynkach przemysłowych lub użyteczności publicznej.

Wentylacja nadciśnieniowa oraz podciśnieniowa

Dodatkowo wentylację mechaniczną możemy podzielić w zależności od różnicy ciśnień wewnątrz i na zewnątrz pomieszczenia. Mamy więc wentylację:

• nadciśnieniową, przy której strumień objętości powietrza nawiewanego jest większy od strumienia objętości powietrza wywiewanego,
    

• podciśnieniową, gdzie strumień objętości powietrza nawiewanego jest mniejszy od strumienia objętości powietrza wywiewanego

Żeby przeanalizować te dwie metody będę oddymiał pomieszczenie pokazane na Rysunku Nr 1. Pomieszczenie jest wypełnione różnymi produktami spalania. Gorące gazy wzniosły się do samej góry pomieszczenia, a chłodniejsze znajdują się bliżej podłogi. Drzwi i okno są zamknięte.

Wentylacja podciśnieniowa

By przewietrzyć pomieszczenie z rysunku, zostały otwarte drzwi, a wentylator został wstawiony do wewnątrz by wypchnąć zadymienie – tak jak na rysunku poniżej. Ta metoda polega na wyciągnięciu zadymienia z budynku przez wentylator i wypchnięciu go z budynku przez stworzenie podciśnienia wewnątrz budynku. Dzięki otwarciu okna wydmuchiwane zadymienie jest zastępowane przez świeże napływające oknem powietrze.

Wentylacja nadciśnieniowa

W celu przewietrzenia budynku z Rysunku Nr 1, zostały otwarte drzwi, a wentylator został postawiony przed nimi na zewnątrz budynku – tak jak na Rysunku poniżej. Dzięki tej metodzie wtłaczamy do pomieszczenia czyste, świeże powietrze i wytwarzamy wewnątrz nadciśnienie (podobnie jak przy napełnianiu balonu do latania).

Nadciśnienie jest takie samo w każdym miejscu pomieszczenia (u góry, przy podłodze oraz w jego rogach). Kiedy otwarte jest okno, zadymienie ze wszystkich części budynku wypychane jest na zewnątrz (tak jak wtedy gdy przebijemy balon).

Wentylacja mieszająca

Zasada działania wentylacji mieszającej polega na tym, że zanieczyszczenia powietrza (wydzielane w pomieszczeniu) są możliwie szybko i równomiernie w nim rozprowadzane, a następnie usuwane. Powietrze nawiewane jest z dość dużą prędkością, co powoduje jego ruch w całym pomieszczeniu.
System ten zapewnia zbliżone wartości temperatury i wilgotności powietrza w każdym punkcie pomieszczenia. To właśnie możliwość uzyskania akceptowalnych warunków komfortu cieplnego jest główną przyczyną dużej popularności tego rozwiązania.

Powietrze jest nawiewane zwykle z poziomu sufitu lub spod okien. Duża prędkość nawiewu powoduje konieczność bardzo starannego doboru nawiewników pod względem zasięgu i profilu strumienia w stosunku do wymiarów pomieszczenia.

Spotyka się także określenia: wentylacja przepływem mieszającym, wentylacja strumieniowa, wentylacja z burzliwym przepływem powietrza.

Wentylacja strumieniowa

Poprzez wentylację impulsową wytwarzany zostaje przepływ powietrza o dużej prędkości wyjściowej, który kieruje i przenosi dym w kierunku wentylatorów oddymiających. W ten sposób parking jest całkowicie wietrzony w miejscu powstania pożaru, dzięki czemu zarówno dym, jak gazy powstałe podczas spalania, nie stoją w miejscu i nie tworzą tzw. „martwych stref ”.

Wentylacja impulsowa zamkniętych pomieszczeń parkingowych pochodzi od bardzo dobrze sprawdzonego systemu wentylacji tunelowej.

Jej główną zaletą jest brak instalacji kanałowej. Pozostaje więcej przestrzeni dla miejsc parkingowych, pomieszczenie jest bezpieczne, a instalacja wentylatorów impulsowych jest znacznie łatwiejsza i szybsza w montażu.

Zalety wentylacji mieszającej:

• system wentylacji strumieniowej umożliwia zarówno chłodzenie, jak i ogrzewanie,

• poprawnie zaprojektowany rozdział powietrza jest stabilny i niepodatny na zakłócenia (zmiana charakteru wydzielających się zysków ciepła, uchylenie okna i tym podobne),

• przestrzenny rozkład temperatury i wilgotności powietrza w pomieszczeniu jest wyrównany,

system wentylacji mieszającej umożliwia stosowanie szerokiego zakresu rozwiązań konstrukcyjnych nawiewników powietrza.

Wady wentylacji mieszającej:

• przestrzenny rozkład stężenia zanieczyszczeń powietrza w pomieszczeniu jest wyrównany (na przykład nieprzyjemny zapach wydzielające się w określonym miejscu będzie wyczuwalny w całym pomieszczeniu),

• w przypadku występowania dużych zysków ciepła może powstać wrażenie przeciągu,

• w przypadku umieszczenia nawiewników i wywiewników powietrza w górnej części pomieszczenia, podczas nawiewania powietrza o temperaturze wyższej od temperatury w pomieszczeniach, zachodzi niebezpieczeństwo powstania "krótkiego spięcia" (część powietrza nawiewanego opuszcza pomieszczenia nie przepływając przez strefę przebywania ludzi, nie asymilując zanieczyszczeń oraz zysków ciepła).

Rekuperacja

W jaki sposób uniknąć więc wszystkich "przyjemności" związanych z bardzo szczelnym mieszkaniem?
Jedynym rozwiązaniem zapewniającym w nowoczesnym mieszkaniu dopływ świeżego powietrza bez konieczności korzystania z kominów wentylacyjnych oraz rozszczelnień okien jest zastosowanie wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej z REKUPERACJĄ.

Rdzennie polskim odpowiednikiem słowa rekuperacja jest słowo „odzyskiwanie” przy czym chodzi o odzyskiwanie ciepła.

Pod względem technicznym sposoby odzysku ciepła można podzielić na dwie podstawowe grupy:

• Układy przekazujące ciepło bez medium pośredniczącego tzn. pracujące w układzie powietrze-powietrze

• Układy przekazujące ciepło poprzez czynnik pośredniczący, tzn. pracujące w układzie powietrze-czynnik pośredniczący-powietrze

Układy z czynnikiem pośredniczącym

• rurka ciepła

• układ glikolowy

• pompy ciepła

Układy bez medium pośredniczącego

• recyrkulacja

• krzyżowo-płytowy wymiennik ciepła

• regeneracyjny wymiennik ciepła

Rekuperacja, cóż to takiego?

W procesie rekuperacji wymiana ciepła następuje poprzez powierzchnie oddzielające zimne i ciepłe strumienie powietrza. Powietrze przepływa wzdłuż wspólnych przegród. Przy przekroczeniu punktu rosy, z wilgotnego powietrza wydziela się wilgoć i dodatkowo przenoszone jest ciepło utajone. W rekuperatorach nie występuje zjawisko mieszania się mas powietrza wyciąganego i nawiewanego.
Z uwagi, iż w okresach zimowych istnieje możliwość obmarzania powierzchni wymiany ciepła, w agregatach rekuperacyjnych z wymiennikami metalowymi stosuje się wstępne podgrzanie mas zimnego powietrza - ten zabieg jest zbędny w przypadku wymienników wykonanych z polipropylenu (tworzywa sztucznego).

W rekuperatorach wymienniki ciepła tak krzyżowe jak i przeciwprądowe wykonywane są z metalu (np. aluminium, stali ocynkowanej lub kwasoodpornej) bądź z tworzywa sztucznego (PP, ABS, UPVC, PET). Wymiennik to tysiące kanalików ułożonych naprzemiennie prostopadle do siebie. Umożliwia on odzysk ciepła ze strumienia powietrza wywiewanego ze sprawnością wynoszącą ok. 70%. Sprawność zależna jest od stosunku powietrza dostarczanego do zużytego oraz wilgotności względnej. Wymiana ciepła odbywająca się pomiędzy dwoma strumieniami powietrza powoduje, że temperatura powietrza świeżego podnosi się (nawet z -18° do +8°C!). Proces ten odbywa się w ten sposób, aby strumienie powietrza nawiewanego i usuwanego nie mieszały się ze sobą.
Jednostka posiada filtry zarówno od strony pobierania jak i oddawania powietrza w celu ochrony wymiennika przed zatkaniem i spadkiem sprawności temperaturowej. Chcąc obniżyć opory przepływającego przez rekuperator strumienia powietrza oraz nie chcąc narażać wymiennika na zabrudzenia, okresowo (np. latem), zamyka się przepustnicę i przez kanał obejściowy (by-pass), powietrze omijając wymiennik trafia bezpośrednio do kanału

Najczęściej stosowanymi agregatami rekuperacyjnymi są rekuperatory z wymiennikiem ciepła krzyżowym lub przeciwprądowym.

Płytowy rekuperator
ciepła

Przeciwprądowy wymiennik ciepła.

Rekuperator z krzyżowym wymiennikiem ciepła.

Wymienniki przeciwprądowe

W rekuperatorze przeciwprądowym strumienie ciepłego i zimnego powietrza biegną względem siebie równolegle i przeciwbieżnie. Wymiana ciepła odbywa sie na stosunkowo dużej powierzchni, chcąc je powiększyć wystarczy wydłużyć wymiennik. Całość jest bardzo łatwa do zamontowania instalacji wentylacyjnej. Naturalne, równoległe ułożenie kanałów minimalizuje powstawanie zaburzeń przepływu, proces wymiany powietrza przebiega cicho i równomiernie. Sprawność tego typu wymienników osiąga nawet 90%.

Zalety rekuperatora przeciwprądowego

Rekuperatory przeciwprądowe umożliwiają lepsze wykorzystanie energii czynnika grzewczego. Przy tych samych różnicach temperatur między czynnikami na wlocie i wylocie z wymiennika zawsze powierzchnia wymiany ciepła jest mniejsza dla przepływu przeciwprądowego niż dla przepływy współprądowego obu czynników. Stąd regułą jest stosowanie rekuperatorów przeciwprądowych. Zaletą przepływów współprądowych jest to, iż temperatura jest w przybliżeniu jednakowa wzdłuż całej długości wymiennika ciepła.

jednak jesteśmy bardzo proekologiczni i chcemy odzyskiwać więcej ciepła – możemy. Wtedy w systemie wentylacji mechanicznej należy zastosować centralę dwurekuperatorową.

Powietrze nawiewane i usuwane przechodzi przez dwa kolejne wymienniki krzyżowe, w których następuje odzysk ciepła.

Wymienniki krzyżowe
W ich wnętrzu strumienie ciepłego i zimnego powietrza przecinają się. W miejscu styku rozdzielają je cienkie płyty z materiału dobrze przewodzącego ciepło. Dla zwiększenia powierzchni wymiany ciepła stosuje się przegrody karbowane.
Wymienniki krzyżowe są rekuperatorami najprostszymi w budowie i jednocześnie najtańszymi. Są bardzo często stosowane w instalacjach domów jednorodzinnych.

Krzyżowo – płytowy wymiennik ciepła

Zalety:

• prosta konstrukcja,

• wymiennik ten nie wymaga doprowadzenia dodatkowej energii spoza układu,

• pewność działania związana m.in. z brakiem części ruchomych,

• możliwość regulacji wydajności wymiennika,

Wady:

• możliwość występowania szronienia już przy temperaturze około –5⁰C (z uwagi na to w agregatach rekuperacyjnych z wymiennikami metalowymi stosuje się wstępne podgrzanie mas zimnego powietrza),

• duże wymiary centrali z wymiennikiem płytowym,

• stosunkowo niska sprawność przekazywania ciepła w porównaniu z innymi wymiennikami do odzysku ciepła.

Jak działa system wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej z rekuperatorem?

• W systemie takim wszystkie przewody wentylacji zarówno nawiewnej, jak i wywiewnej łączą się w jednym przewodzie zbiorczym. To pozwala na podłączenie ich do centrali wentylacyjnej z wymiennikiem ciepła. Dzięki niemu możemy odzyskiwać ciepło z powietrza usuwanego i przekazywać je do powietrza pobieranego z zewnątrz.

• Powietrze jest pobierane przez czerpnię i za pośrednictwem kanału trafia do centrali wentylacyjnej. Następnie przez filtr powietrza jest kierowane na wymiennik ciepła. Zimą zostaje w nim podgrzane, latem – ochłodzone.

Jego przepływ odbywa się pod działaniem wentylatora wbudowanego w centralę. Po wyjściu z centrali wentylacyjnej powietrze jest siecią przewodów rozprowadzane po budynku. Kanały rozprowadzające powietrze powinny być zaizolowane termicznie i posiadać odpowiednie przekroje.

Do pomieszczeń powietrze świeże wpływa za pośrednictwem nawiewników. Następnie kratki wywiewne wyciągają powietrze zużyte z pomieszczenia i przez sieć kanałów wywiewnych przesyłają z powrotem do centrali.

Tam wentylator wyciągowy kieruje powietrze przez filtr do wymiennika. Z centrali jest kierowane do wyrzutni powietrza, umieszczonej na dachu. Powinna być od czerpni oddalona o co najmniej 15 m, aby nie dochodziło do zanieczyszczania powietrza pobieranego przez system wentylacji.

Zastosowanie
Rekuperacja

• domy jednorodzinne,

• pomieszczenia biurowe i handlowe,

• kina, teatry, sale konferencyjne,

• baseny, hale sportowe,

• obiekty przemysłowe,

• wszędzie tam, gdzie zależy nam na doprowadzeniu świeżego powietrza i ograniczeniu strat związanych z wentylacją.

KOSZTY - ZYSKI

Koszty dodatkowe:

• Rekuperator

• Instalacja wentylacyjna

• Koszty eksploatacyjne (rekuperatory.pl: 150-300 PLN rocznie)

Oszczędności

• Zmniejszenie kosztów instalacji CO (mniejszy piec CO, kaloryfery itp.)

• Likwidacja kominów wentylacyjnych

• Likwidacja kratek, wentylatorków, nawiewników okiennych itp.

• Okna bez mikrowentylacji – znacznie tańsze!

Zalety systemu wentylacji wymuszonej z odzyskiem ciepła:

• odzysk ciepła od 60 do 95%

• oszczędność energii ok. 30-60% (ogrzewania budynku)

• najniższe koszty eksploatacyjne (filtry oraz minimalny pobór energii)

• komfortową wentylację - stały dopływ świeżego powietrza

• likwidację nadmiernej wilgoci z pomieszczeń, która wywołuje rozwój grzybów i pleśni

• skuteczne usuwanie przykrych zapachów

• brak przeciągów, hałasu ulicznego

• filtrację nawiewanego powietrza z kurzu i większości pyłków wywołujących alergie

• Większy komfort klimatyczny

• Podwyższenie standardu mieszkań

• Brak owadów

• Mieszkanie mniej podatne na włamania – ma stale zamknięte okna

WENTYLACJA NATURALNA,
NATURALNA WYMIANA POWIETRZA A SZCZELNOŚĆ MIESZKAŃ – MODERNIZACJA CZY ZAMIANA RODZAJU WENTYLACJI

Wentylacja jest procesem polegającym na usuwaniu z pomieszczeń zanieczyszczonego powietrza i dostarczaniu w jego miejsce powietrza świeżego

Podstawowa zasada wentylacji: nawiew powietrza musi równoważyć jego wywiew.

Wentylacja ogólna – obejmuje całą przestrzeń pomieszczenia, tzn. z całego pomieszczenia usuwane jest powietrze zużyte i dostarczane na to miejsce świeże.

Wentylacja miejscowa – obejmuje niewielką przestrzeń przebywania ludzi w pomieszczeniu, jej zadaniem jest uchwycenie zanieczyszczonego powietrza w miejscu powstawania zanieczyszczeń w postaci jak najbardziej skoncentrowanej.

Wentylacja naturalna – polega na wymianie powietrza w pomieszczeniu, która powodowana jest różnicą temperatur lub działaniem wiatru.

Wentylacja mechaniczna – wymiana powietrza wywołana jest pracą wentylatorów znajdujących się w instalacji

Wentylacja naturalna może przybierać różne formy:

-przewietrzanie

-infiltracja

wentylacja grawitacyjna higrosterowana

-aeracja

-wentylacja grawitacyjna

Pojęcia związane z wentylacją naturalną

Wentylacja grawitacyjna (naturalna) jest to wentylacja powodująca podciśnienie w pomieszczeniu, w którym ruch powietrza jest wywołany przez energię potencjalną mas powietrza i przez energię kinetyczną wiatru. Wentylacja naturalna może przybierać różne formy.
Infiltracja - jest to zjawisko samoczynnego napływu powietrza przez nieszczelności w drzwiach i oknach oraz pory w strukturze przegród budowlanych. Zjawiskiem odwrotnym jest eksfiltracja czyli wypływ powietrza z pomieszczenia na zewnątrz. Oba te zjawiska występują jednocześnie i mogą mieć dodatni lub ujemny wpływ na mikroklimat pomieszczenia. W niektórych przypadkach staramy się temu zjawisku przeciwdziałać, zwłaszcza gdy powoduje silne wyziębienie pomieszczeń.

• Przewietrzanie - wykorzystując różnicę ciśnień po obu stronach przegród zewnętrznych można zwiększyć intensywność wymiany powietrza poprzez otwarcie okien lub innych otworów do tego celu przeznaczonych i wykonanych. Ten sposób wymiany powietrza może być w pewnym stopniu kontrolowany

Zasada działania wentylacji naturalnej
( grawitacyjna)

Działa dzięki siłom natury. Główną siłą napędową jest różnica gęstości powietrza na zewnątrz i wewnątrz budynku. Ogrzane, lekkie powietrze ulatuje z budynku przez kanały wentylacyjne. W jego miejsce przedostaje się powietrze z zewnątrz

Działanie wentylacji naturalnej
uzależnione jest od pory dnia, roku a także od pogody.

Naturalną drogą przedostania się powietrza do budynku są nieszczelności okien i drzwi.

Gdy różnica temperatur na zewnątrz i wewnątrz budynku jest duża, wentylacja działa sprawnie. Latem, gdy temperatury wewnątrz i na zewnątrz budynku są porównywalne, wentylacja przestaje działać lub zachodzi zjawisko nawiewania ciepłego powietrza do budynku. Najgorzej jest wiosną i jesienią, kiedy warunki atmosferyczne nie sprzyjają wentylacji

Wady i zalety wentylacji naturalnej

ZALETY:

• niskie koszty eksploatacyjne i inwestycyjne,

• możliwość zastosowania w różnych obiektach nawet do 11 kondygnacji,

oszczędność miejsca (jedynie kanały wywiewne).

WADY:

• brak możliwości kontroli nad procesami wentylacji,

• uzależnienie działania od warunków atmosferycznych,

• brak możliwości filtracji (oczyszczania) powietrza,

• brak możliwości odzysku ciepła z wywiewanego powietrza.

SZCZELNOŚĆ POMIESZCZEŃ

Aby wentylacja mogła dobrze działać, do pomieszczeń musi napływać powietrze z zewnątrz. W starszych domach dostawało się ono przez nieszczelności w stolarce okiennej i drzwiowej. Jednak obecnie produkowane okna i drzwi są na tyle szczelne, że kiedy się je zamknie, droga napływu powietrza z zewnątrz zostaje odcięta.

Montowanie szczelnych okien i drzwi oraz dokładne izolowanie budynków sprawia, że domy nie są już w stanie „same się wentylować”.

EFEKT DOBREJ SZCZELNOŚCI

• Z punktu widzenia strat ciepła to duży plus, jednak ogranicza to zdecydowanie intensywność wentylacji w budynku

• Ze względu na złą jakość powietrza, zwiększa się jego względna wilgotność

• Para wodna wykraplająca się na wewnętrznej powierzchni szyb i chłodnych powierzchni ścian stwarza warunki sprzyjające rozwojowi grzybów i pleśni

• Zgodnie z przepisami normy PN-83/B-03430 powietrze powinno mieć zapewniony przepływ od
  20 do 50 m³/h jeśli zastosowano wentylację naturalną, a od 15 do 30 m³/h jeśli zastosowano wentylację mechaniczną

• Orientacyjna intensywność wydzielania pary wodnej:

• sen lub odpoczynek 50 g/h

• lekka praca 90 g/h

• ciężka praca 150 g/h

• szybki taniec 340 g/h

• kąpiel w wannie 1000-1100 g/h

• kąpiel pod prysznicem 1500-1700 g/h

• suszenie bielizny (jeden wsad do pralki) 2000 g/h

• gotowanie (jeden posiłek) 1000-2000 g/h

Niewidoczne efekty braku wentylacji to:

„ SYNDROM CHOREGO BUDYNKU ”

• uszczerbek na zdrowiu mieszkańców (uczulenia, choroby górnych dróg oddechowych, bóle i zawroty głowy, zmęczenie i trudności z koncentracją - spowodowane zmniejszoną wymianą powietrza),

• stopniowe niszczenie konstrukcji budynku - wnikanie wilgoci do ścian
  budynku i stopniowa ich destrukcja.

Problem szczelności okien można rozwiązać poprzez:

• Rozszczelnienie okien – mikrowentylacja

• Zastosowanie specjalnych nawiewników powietrza:

• Nawiewniki higrosterowane

• Listwy wentylowane

• Nawiewniki samoczynne – ciśnieniowe

• Rekuperatory

NAWIEWNIKI HIGROSTEROWANE

• Nawiewnik higrosterowany umożliwia dopływ powietrza zewnętrznego do mieszkania.

• Instalowany w górnej części okien zarówno nowych jak i już zamontowanych.

• Wielkość nawiewu jest proporcjonalna do poziomu wilgotności względnej w pomieszczeniu.

• Optymalizuje automatycznie strumień nawiewanego powietrza dla każdego pomieszczenia, całodobowo, w zależności od potrzeb wentylacyjnych.

• Zapewnia prawidłową wentylację nie powodując wychłodzenia.

• Wyposażony w blokadę minimalizującą przepływ.

• Nie wymaga zasilania elektrycznego,

• Łatwy w utrzymaniu.

• Zalety: samoczynnie reagują na nadmiar wilgoci w pomieszczeniu, użytkownik nie musi pamiętać o ich otwieraniu i przymykaniu

• Wady: nie reagują na zmiany ciągu wentylacyjnego, który jest uzależniony od takich czynników, jak: temperatura powietrza na dworze, siła wiatru, wysokość komina wentylacyjnego (piętro, na którym znajduje się mieszkanie). Reagując na poziom wilgoci w mieszkaniu usuwać mogą w nadmiarze powietrze, a wraz z nim ciepło z mieszkania. Z uwagi na wewnętrzną budowę (konieczność umieszczenia elementu higroczułego) są to dość pokażnych rozmiarów urządzenia, które zamontowane w górnej części ramy okiennej na pewno nie zdobią okna . Ich cena jest stosunkowo wysoka - około160 zł

LISTWY WENTYLACYJNE

• Regulacja przepływu powietrza w układzie trójstopniowym

• Kierowanie strumienia powietrza w górę, w dół lub w obu kierunkach

• - Zaokrąglony kształt

• - Montaż pod szczeliny 16 mm

• - Wyprofilowane wgłębienie

• - Maskownice wkrętów

• - Dostępne gotowe zestawy z czerpnią

• - Dostępny układ zdalnej regulacji

Zalety: Wysoka estetyka z uwagi na małe wymiary. Możliwość płynnego dostosowania poziomu otwarcia nawiewnika do specyfiki mieszkania - liczby osób w pomieszczeniu, usytuowania mieszkania w budynku wielokondygnacyjnym. Dzięki niskiej cenie (około 35 zł) można je zamontować w każdym oknie - uzyskuje się równomierną wentylację całego mieszkania. Możliwość ustawienia przepływu powietrza dokładnie wg potrzeb, ogranicza nadmierne straty ciepła.

Wady: nie reagują samoczynnie na zmiany temperatury powietrza na zewnątrz i wilgotno wewnątrz budynku. Istnieje niebezpieczeństwo przechłodzenia mieszkania w okresie zimowym np. podczas nieobecności użytkownika w domu lub jego snu.

NAWIEWNIKI SAMOCZYNNE - CIŚNIENIOWE

Nawietrznik ciśnieniowy jest prostym urządzeniem montowanym w oknie, odpowiedzialnym za doprowadzenie powietrza do pomieszczeń z wentylacją grawitacyjną lub mechaniczno wyciągową.

Zasada działania nawiewników ciśnieniowych polega na utrzymaniu stałej ilości powietrza niezależnie od różnicy ciśnień wywołanej np. Podmuchami wiatru.

Nawiewnik składa się z dwóch części: zewnętrznej - okapu, który chroni przed deszczem i owadami oraz wewnętrznej, która odpowiada za utrzymanie przepływu powietrza na stałym poziomie.

Zalety: bardzo precyzyjna samokontrola ilości powietrza nawiewanego do pomieszczenia . Reagują na zmiany różnicy ciśnienia wywołane wiatrem, spadkiem temperatury na zewnątrz, wzrostem temperatury w mieszkaniu np. w kuchni podczas gotowania. Działają pod wpływem siły ciągu grawitacyjnego, którego skuteczność uzależniona jest od wysokości komina wentylacyjnego, czyli samoczynnie dostosowują się do wysokości piętra, na którym zostały zamontowane. Chronią więc przed niepotrzebną utratą ciepła, zapewniając stały nawiew świeżego powietrza.
Wady: brak możliwości płynnej - ręcznej regulacji poziomu otwarcia, stosunkowo wysoka cena (około 60 zł). Aktualnie dostępnych na rynku modele nie można zamontować centralnie (symetrycznie) w ramie okna, lecz na jego jednym końcu - co nie poprawia estetyki całości i wygląda dość topornie.

Do najbardziej skutecznych i energooszczędnych należą z pewnością systemy wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej (tzw. zbilansowanej), gdzie elementem podstawowym jest rekuperator, którym następuje odzysk ciepła z powietrza usuwanego na zewnątrz i które to powietrze dostarczane jest i usuwane z pomieszczeń systemem kanałów wentylacyjnych połączonych z rekuperatorem.
System ten znalazłby więc wielu zwolenników, gdyby nie cena. Koszt takiego systemu dla domu o powierzchni około 130 m2 może wynosić 5000 do 7000 złotych.

Niestety w Polsce inwestycja w system wentylacji mieszkania uważana jest za "dodatkową", a nie podstawową jak np. okna, drzwi, podłogi itp.

Modernizacja czy zamiana rodzaju wentylacji

Wnioski wyciągnięte na podstawie wyników badań prof. Mariana Nantki z Politechniki Śląskiej, których celem było stwierdzenie na drodze pomiarów efektów zmiany układu systemu wentylacji grawitacyjnej na układ wentylacji mechanicznej w budynku poddanym termomodernizacji.

Budynek objęty badaniami jest zlokalizowany w Katowicach i posiada 12 pięter. Po roku 2001 poddano go kompleksowej modernizacji – wyburzono wszystkie ścianki działowe, ocieplono przegrody zewnętrzne, usunięto przewody wentylacyjne, zerwano podłogi, zdemontowano instalacje. Zamontowano okna zespolone PCV o współczynniku 1,6 W/m2.K ze szczelinami mikrowentylacyjnymi. Zastosowano urządzenia firmy AERECO t.j. nawiewniki higrosterowane zamontowane w oknach pokoi, kratki wywiewne higrosterowane w łazience i w kuchni oraz wentylatory wyciągowe typu VEC 2500.

Z przeprowadzonych badań można wysnuć następujące wnioski:

W przypadku mechanicznego układu kanałów brak zachowania oczekiwanej tolerancji dla przepływów powietrza, a zatem brak wyrównania ciśnień

Temperatury powietrza zmieniają się od około 20⁰C do ponad 25⁰C (mieszkania na 6 piętrze), zaś wilgotności względne – od niewiele ponad 30% (mieszkanie na parterze) do ponad 70% (mieszkanie na 2 oraz 11 piętrze). Poza przypadkami ekstremalnymi zarówno temperatury jak i wilgotności względne powietrza wewnętrznego zmieniają się w pożądanych granicach

Stosunkowo duża ilość powietrza wymienianego w niektórych pomieszczeniach wywołana licznymi błędami projektowymi i brakiem regulacji przepływów powietrza w sieci przewodów powoduje, iż zdecydowana większość mieszkańców uskarża się na uciążliwy hałas dobiegający z pracującej instalacji w postaci gwizdów, szumów, itp.

Oprócz powyższych nieprawidłowości, pojawiło się także silne odczucie lokalnego dyskomfortu w postaci odczucia „przeciągu” pomimo stosunkowo wysokiej temperatury powietrza wewnętrznego.

Można więc wywnioskować, że w pewnych przypadkach całkowita zmiana systemu wentylacji nie spełnia do końca prawidłowo swojej roli.

WNIOSKI

Efektem większości wymienionych błędów i zaniedbań jest zawilgocenie mieszkania. Jeżeli lokatorzy zaobserwują pojawiającą się oraz utrzymującą parę wodną na oknach oraz ścianach zewnętrznych, jest to sygnał, że wentylacja nie działa prawidłowo. Sytuacja taka ma miejsce przy pokryciu ścian wewnętrznych nawierzchniami nie wchłaniającymi pary wodnej gromadzącej się w pomieszczeniach mieszkalnych. Są nimi np.: tapety oraz farby emulsyjne, które w przeciwieństwie do tynków wapienno-cementowych oraz farb wapiennych zatrzymują wilgoć wewnątrz powodując pojawianie się pleśni i grzybów. Drugą równie ważną przyczyną jest oszczędzanie ciepła. Obniżana temperatura powietrza, przegród budowlanych oraz wydzielanie się większych ilości pary wodnej potęguje w/w zjawiska. Użytkownicy powinni znać te zjawiska i odpowiednio regulować wietrzenie, ponieważ nawet przy sprawnej wentylacji, a w przypadku źle zaizolowanych i docieplonych mieszkań zjawiska te są trudne do wyeliminowania.

„ Wentylacja wyporowa ”

Głównym celem jaki jest postawiony dla systemu wentylacji to wymiana powietrza w budynkach, czyli odprowadzanie zużytego powietrza na zewnątrz i doprowadzanie na to miejsce świeżego. Sprawna wentylacja usuwa z pomieszczeń nadmiar dwutlenku węgla, parę wodną, poprawia komfort samopoczucia.

Stosowane są dwa systemy wentylacji pomieszczeń:

• wentylacja wyporowa

• wentylacja mieszająca

Synonimy wentylacji wyporowej:

• wentylacja przemieszczająca

• wentylacja z termicznie uwarunkowanym przepływem powietrza

• wentylacja z nisko burzliwym przepływem powietrza

Działanie systemu wentylacji wyporowej opiera się na zasadzie różnicy gęstości pomiędzy chłodnym powietrzem nawiewanym a ciepłym powietrzem wewnętrznym, która powoduje wytworzenie się w pomieszczeniu dwóch stref: górnej – zanieczyszczonej i dolnej – czystej.

Zadanie wentylacji wyporowej

Osiągnięcie takiego ukształtowania stref wewnątrz pomieszczenia możliwe jest dzięki nawiewaniu powietrza z niewielkimi prędkościami w dolnej części pomieszczenia i usuwaniu zanieczyszczeń ze strefy podsufitowej.

Nawiew realizowany jest najczęściej przez perforowane nawiewniki o dużej efektywnej powierzchni wypływu, lokalizowane bezpośrednio w strefie przebywania ludzi. Strumień wyporowy odznacza się niewielką burzliwością oraz indukcyjnością, rozwija się przy podłodze na niewielkiej wysokości. W obszarze źródeł ciepła, tworzą się strumienie konwekcyjne indukujące powietrze otaczające i przenoszące zanieczyszczenia do strefy podsufitowej.

Wentylacja wyporowa znajduje zastosowanie głównie w pomieszczeniach przemysłowych, w obiektach użyteczności publicznej tj.: sale kinowe i teatralne, pomieszczenia biurowe, hale sportowe, hole, a także w pomieszczeniach o dużej wysokości, a to ze względu na fakt, iż przy właściwym zaprojektowaniu można dzięki niej usunąć z wentylowanego obszaru znaczne ilości ciepła i zanieczyszczeń.

Powietrze doprowadzane jest z niewielką prędkością bezpośrednio do strefy przebywania ludzi.

Prędkość nawiewu dla wentylacji wyporowej:

• klimatyzacja komfortu: 0,1 – 0,2 m/s

• wentylacja przemysłowa: 0,4 – 1,0 m/s

Z uwagi na lokalizację elementów nawiewnych bezpośrednio w strefie pracy równie istotnym parametrem, co prędkość powietrza jest jego temperatura.

Zalecana różnica temperatury pomiędzy powietrzem w pomieszczeniu a powietrzem nawiewanym:

• klimatyzacja komfortu: 1 – 6 K

• wentylacja przemysłowa: 1 – 8 K ( i więcej dla specjalnych konstrukcji nawiewników o zwiększonej początkowej indukcji powietrza otaczającego )

Kształtowanie się strumienia wyporowego

Strumienie wyporowe charakteryzują się stosunkowo małą prędkością początkową nawiewu i ograniczona turbulencją oraz indukcją powietrza otaczającego.

Powietrze nawiewane z nawiewnika wyporowego ze względu na niewielką prędkość i temperaturę niższą od temperatury otoczenia stosunkowo blisko wylotu opada w dół i w dalszej fazie rozpływa się radialnie tworząc warstwę o niewielkiej wysokości nad podłogą.

Maksymalna prędkość powietrza w profilach pionowych strumienia zlokalizowana jest na niewielkiej wysokości nad podłogą. Zwykle jest to wysokość 2 – 6 cm.

W strefie początkowej powietrze, ze względu na swą temperaturę, posiada znaczne przyśpieszenie oraz prędkość pionową spowodowane działaniem sił wyporu. Przy małej prędkości nawiewu (≈0,2 m/s) prędkość powietrza w strumieniu przy podłodze w strefie początkowej rośnie wraz z odległością od nawiewnika, aż do osiągnięcia maksimum, które zwykle znajduje się w odległościach 0,6-1,0 m. Takie kształtowanie się prędkości jest szczególnie wyraźne dla nawiewników o równomiernym profilu wypływu. Przy wyższych prędkościach nawiewu lub mniejszej różnicy temperatury pomiędzy powietrzem nawiewanym a otoczeniem przebieg zmienności prędkości jest bardziej płaski.

Odległość, w której prędkość przy podłodze osiąga wartość maksymalną i zaczyna się jej spadek jest zwykle przyjmowana jako punkt podziału pomiędzy strefami. Długość strefy początkowej wyrażona może być również jako odległość od nawiewnika do punktu, w którym nawiewany strumień opada do podłogi poruszając się dalej jedynie w płaszczyźnie poziomej.

Maksymalna prędkość powietrza maleje wraz z odległością od nawiewnika, do osiągnięcia wielkości przyjmowanych jako wartości graniczne dla komfortu cieplnego, zwykle 0,2 m/s.

Typy nawiewników wyporowych

Do pomieszczeń powietrze może być nawiewane z nawiewników punktowych bądź liniowych.

Wymienić można 8 podstawowych rodzajów urządzeń o takim przeznaczeniu:

• nawiewniki okrągłe umieszczone nad podłogą

• nawiewniki okrągłe umieszczone bezpośrednio na podłodze

• nawiewniki prostokątne

• nawiewniki trapezowe

• nawiewniki kanałowe

• nawiewniki radialne

• nawiewniki stożkowe

• nawiewniki laminarne

Nawiewniki okrągłe umieszczone nad podłogą

Okrągłe nawiewniki wyporowe mają kształt cylindra wykonanego z blachy perforowanej. Taka konstrukcja umożliwia promieniowe nawiewanie strumienia powietrza o małej turbulencji, radialnie wokół nawiewnika. Wyposażone są w obrotową klapę, która pozwala płynnie zmieniać kierunek wypływu powietrza od lekko skośnie w górę (przypadek chłodzenia) do pionowego w dół (przypadek nagrzewania). Zmiana jej położenia może być dokonana ręcznie, za pomocą siłownika, lub samoczynnie – za pomocą termicznego regulatora kierunku nawiewu powietrza.

Nawiewniki tego typu mogą być umieszczane na dwa sposoby:
- powyżej strefy przebywania ludzi (około 3 m nad podłogą), wówczas przez odpowiednie otarcie klapy można zmieniać kierunek wypływu powietrza w zależności od wymaganego procesu termodynamicznego w pomieszczeniu,
- na podeście o wysokości do 0,5 m (z możliwością doprowadzenia powietrza od góry albo od dołu), wówczas kierunek wypływu strumienia powietrza nawiewanego będzie z zasady poziomy, przy czym w przypadku nagrzewania strumień ten należy skierować w kierunku podłogi, aby zwiększyć jego zasięg działania.

Nawiewniki okrągłe umieszczone bezpośrednio na podłodze

W pomieszczeniach produkcyjnych, w których powstają zanieczyszczenia lżejsze od powietrza albo w których źródła ciepła powodują silny wypór termiczny, zalecane jest stosowanie nawiewu powietrza przy podłodze, a wywiewu przy suficie lub stropie hali. W takich przypadkach stosowane są nawiewniki wyporowe do wytwarzania mało turbulentnego przepływu powietrza działającego na zasadzie przepływu źródłowego. Zostaje on zrealizowany wówczas, kiedy strumień powietrza chłodniejszego od powietrza w pomieszczeniu nawiewany jest z małą prędkością (małym impulsem) w pobliżu podłogi, a znajdujące się w pomieszczeniu źródła ciepła powodują konwekcyjne unoszenie się ciepłego powietrza z dołu do góry.

Nawiewniki trapezowe

Nawiewniki te montowane są na wysokości 3-4 m. Powietrze nawiewane jest równocześnie w kierunku poziomym, skośnym i pionowym w dół. W tego typu nawiewnikach nie można zmieniać kierunku nawiewu powietrza, można jedynie regulować natężenie jego przepływu za pomocą przysłony regulacyjnej.
Powietrze nawiewane musi być chłodniejsze od powietrza w pomieszczeniu o 3 do 6 K.

Prędkość wypływu powietrza wynosi 0,4-1,0 m/s. Powietrze nawiewane rozprzestrzenia się równomiernie nad maszyną, karoserią lub urządzeniami produkcyjnymi, omywa je i wypiera pyłki, kłaczki oraz inne materiały szkodliwe w kierunku kanału wywiewnego, usytuowanego pod maszyną lub taśmą produkcyjną.

Nawiewniki radialne

Powietrze nawiewane przez wyporowy nawiewnik radialny może być kierowane dwiema drogami:
- przez cylinder zewnętrzny zakończony perforowaną powierzchnią wypływu, wytwarzającą mało turbulentny przepływ wyporowy (w przypadku chłodzenia),
- przez cylinder środkowy, wyposażony w dyfuzor kierujący, powodujący pożądane rozprzestrzenianie się strumienia powietrza nawiewanego pionowo w dół (w przypadku nagrzewania).

Nawiewniki stożkowe

Stożkowe nawiewniki wyporowe przeznaczone są do stosowania w pomieszczeniach bardzo wysokich, a przede wszystkim w halach lakierniczych i remontowych obiektów lotniczych. Wysokość nawiewu powietrza w takich halach wynosi 20-26 m. Materiały szkodliwe, jak opary rozpuszczalników, aerozole farb i pył z materiałów szlifierskich, muszą być wyparte w dół aż do podłogi, bez mieszania się z powietrzem w pomieszczeniu, i tam odciągane. W zależności od rodzaju pracy i warunków pogodowych wymagane są różne temperatury powietrza nawiewanego. Temperatura ta może być niższa lub wyższa od temperatury w pomieszczeniu. Poziom pracy może się znajdować na różnych wysokościach w zależności od typu samolotu, a rozmieszczenie nawiewników dostosowane jest do wielkości i sylwetki samolotu.

Strumień powietrza nawiewanego o ograniczonej turbulencji musi być stabilny, a zasięg strumienia musi być regulowany. Z tego powodu idea działania nawiewnika stożkowego jest zbliżona do działania nawiewnika radialnego W przypadku chłodzenia cylinder środkowy jest zamknięty, a powietrze nawiewane jest przeważnie poziomo i jako cięższe od powietrza znajdującego się w pomieszczeniu opada w dół aż do podłogi. W przypadku izotermicznego nawiewania powietrza lub lekkiego nagrzewania cylinder środkowy jest częściowo otwarty, a w przypadku pełnego nagrzewania strumień powietrza musi zostać skierowany w dół przez całkowicie otwarty cylinder środkowy.

Nawiewniki laminarne

Do zabudowy nad miejscami do czystej pracy. Powietrze nawiewane może być filtrowane centralnie w urządzeniu klimatyzacyjnym lub w nawiewniku. Natężenie przepływu powietrza: zależne od wymiarów nawiewnika. Prędkość wypływu powietrza: 0,15 – 0,45 m/s. Wymiary: dostosowane do miejsca pracy. Strefa oddziaływania: strefa bezpośrednio pod nawiewnikiem.

Cechy:

• wypór materiałów szkodliwych z miejsca pracy

• pionowy, laminarny przepływ powietrza w dół

• stabilna charakterystyka strumienia juz przy prędkościach wypływu od 0,15 m/s

• małe prędkości przepływu powietrza i różnice temperatur w strefie miejsca pracy

• przyłącze prostokątne lub okrągłe z boku lub z góry

• różne wielkości nawiewników, w zależności od potrzeb technologicznych

Nawiewniki dla sal widowiskowych i audytoriów

Sale widowiskowe jak i audytoria wymagają stosowania instalacji wentylacyjnej, ponieważ obecność znacznej liczby osób wpływa na pogorszenie jakości powietrza, co z kolei powoduje obniżenie zdolności koncentracji umysłowej widzów i słuchaczy. Dla pełnego odbioru wrażeń artystycznych, bądź czynnego uczestnictwa w wielogodzinnych wykładach widzowie, bądź słuchacze, nie powinni odczuwać dyskomfortu spowodowanego zbyt niską bądź zbyt wysoką temperaturą, dusznością, hałasem, przeciągami, czy nieprzyjemnymi zapachami. Zasadniczym zatem celem instalacji wentylacyjnej w salach widowiskowych i audytoryjnych jest zapewnienie w strefie przebywania ludzi optymalnych warunków komfortu cieplnego. Wymaga to nie tylko dostarczenia do pomieszczenia odpowiedniego strumienia powietrza wentylującego, ale także spełnienia warunków dotyczących właściwego przepływu powietrza przez to pomieszczenie. Strefa przebywania ludzi musi być stale omywana przez powietrze nawiewane, przy czym prędkość i temperatura powietrza powinny być dobrane w sposób nie wywołujący odczucia przeciągu. Przepływ powietrza w salach widowiskowych i audytoryjnych może być różny, w zależności od usytuowania obiektu i jego wewnętrznej architektury. Obecnie coraz więcej zwolenników ma nawiew z dołu do góry. W pomieszczeniach, w których występują duże zyski ciepła, szczególnie od ludzi, jest to praktycznie najkorzystniejszy układ.

Działanie wentylacji mechanicznej jest tu wspierane przez naturalne zjawisko konwekcji, co poprawia jej efektywność. W układzie wentylacji z dołu ku górze nawiewane jest zazwyczaj powietrze o temperaturze zbliżonej do temperatury strefy przebywania. W strefie następuje przyrost temperatury od poziomu stóp do poziomu głowy: każda osoba oddaje do otoczenia ciepło oraz parę wodną. W efekcie powstają konwekcyjne prądy powietrza wznoszące się wzdłuż ciała człowieka ku górze z prędkością 0,1-2 m/s. Przyrost temperatury w strefie przebywania ludzi jest rzędu 2 K. Różnica temperatur pomiędzy powietrzem wewnętrznym a nawiewanym jest mała, stąd też strugi powietrza omywającego strefę przebywania ludzi są stabilne. Powietrze po przewietrzeniu tej strefy przepływa do otworów wywiewnych, usytuowanych zazwyczaj pod stropem pomieszczenia. Ponad strefą przebywania ludzi następuje dalszy wzrost temperatury powietrza. Przy dużych obciążeniach cieplnych pojawia się duży gradient temperatury. W wentylowanym pomieszczeniu tworzą się wówczas dwie strefy - jedna o wymaganej temperaturze i czystości w strefie przebywania ludzi oraz druga - strefa zanieczyszczonego i ciepłego powietrza w górnej części pomieszczenia. Tam właśnie, z górnych rejonów pomieszczenia najczęściej tuż pod stropem następuje jego usuwanie. W salach widowiskowych i audytoryjnych nawiewy powietrza mogą być umieszczone w podłodze, podstawach (stopach) foteli, stopniach schodów, głowicach nawiewnych lub w przednich ścianach pulpitów.

Nawiewniki fotelowe

Do nawiewania powietrza z przedniej krawędzi pulpitu audytoryjnego, stołu lub z oparcia fotela. Kierunek nawiewu jest tak dobrany, że świeże i czyste powietrza dopływa

bezpośrednio do strefy przebywania osób siedzących.

Do zabudowy w nodze fotela, w celu wytworzenia przepływu źródłowego w bezpośrednim obszarze przebywania ludzi.

Kryteria doboru nawiewników wyporowych stosowanych w pomieszczeniach przemysłowych:

• obciążenie cieplne pomieszczenia

• wahania obciążenia cieplnego,

• gęstość materiałów szkodliwych (lżejsze lub cięższe od powietrza w pomieszczeniu)

• dyspozycyjna wysokość nawiewu

• możliwość podłączenia nawiewnika do kanału wentylacyjnego

• wielkość powierzchni miejsca pracy, na którym zapewnione muszą być odpowiednie warunki komfortu cieplnego

zalety wentylacji wyporowej

• wytworzenie stratyfikacji powietrza w pomieszczeniu prowadzące do ograniczenia mieszania się zanieczyszczonego powietrza i w konsekwencji do niskiej koncentracji zanieczyszczeń powietrza w strefie pracy,

• niskie prędkości powietrza wpływające między innymi pozytywnie na hałas instalacji,

• niska burzliwość przepływu,

• zmniejszenie wymaganej mocy chłodniczej (do zysków ciepła nie wlicza się zysków ciepła generowanych powyżej przyjętej granicy strefy czystej")

• Wady wentylacji wyporowej:

• istnienie ryzyka "krótkiego spięcia" w przypadku nawiewu powietrza o temperaturze wyższej od temperatury pomieszczenia,

• istnienie niebezpieczeństwa odczucia przeciągu w strefie przylegającej do nawiewnika,

• w przypadku dużych zysków ciepła w pomieszczeniu, wytwarzanie dużej różnicy temperatury na wysokości 1,1 m i 0,1 m, co zwykle oceniane jest negatywnie przez użytkowników pomieszczeń,

• duże wymiary nawiewników oraz konieczność pozostawienia wolnej przestrzeni w bezpośrednim sąsiedztwie nawiewnika,

• zwiększone wymagania na moc systemu ogrzewania

Powietrze jest medium, które otacza człowieka przez całe jego życie. Więcej jak dwie trzecie swego czasu człowiek spędza w pomieszczeniach zamkniętych, a w większości w miejscu pracy. Wysoka jakość powietrza i optymalne warunki komfortu cieplnego w pomieszczeniach zamkniętych kształtują klimat pomieszczenia, który wpływa decydująco na zdrowie i samopoczucie człowieka. Zadaniem wentylacji i klimatyzacji jest poprawa stanu i składu powietrza, z punktu widzenia wymagań organizmu ludzkiego w czasie pracy, ochrona człowieka przed szkodliwym otoczeniem oraz wytworzenie określonego stanu powietrza dla procesów technologicznych lub ochrona produktów nowoczesnej technologii wytwarzanych np. w pomieszczeniach czystych wysokiej klasy.

Regeneracja i recyrkulacja w systemach wentylacji

Odzysk energii z powietrza usuwanego

Proste urządzenia wentylacji mechanicznej wymagają oczyszczania powietrza z pyłu i ogrzewania w okresie panowania niskich temperatur powietrza zewnętrznego. Energia dostarczona do powietrza w procesie uzdatniania, powiększona czasem o energie zasymilowaną podczas przepływu przez pomieszczenie, usuwana jest na zewnątrz z powietrzem wywiewanym. W otwartych systemach wentylacyjnych jest to energia stracona.

Jeżeli powietrze usuwane z pomieszczenia nie zawiera substancji szkodliwych lub nieprzyjemnych zapachów, to najprostszym sposobem odzyskania części energii niesionej przez to powietrze jest zastosowanie obiegu powietrza, czyli zawrócenie części powietrza usuwanego z pomieszczenia i domieszanie go do powietrza czerpanego z zewnątrz.

Powietrze usuwane z pomieszczenia odznacza się parametrami zbliżonymi, a czasem nawet identycznymi z parametrami panującymi w strefie przebywania ludzi. Mieszając powietrze wywiewane z powietrzem zewnętrznym, uzyskuje się na wejściu do centrali warunki bardziej zbliżone do pożądanych parametrów powietrza nawiewanego, niż w przypadku czerpania tylko powietrza zewnętrznego. Niestety ten sposób wykorzystania energii wyrzucanej do atmosfery jest ograniczony do tych przypadków, kiedy powietrze wywiewane jest czyste.

W związku z rosnącymi kosztami energii, konieczne jest poszukiwanie innych sposobów wykorzystania energii zawartej w powietrzu usuwanym z pomieszczeń wentylowanych do częściowej zmiany parametrów powietrza nawiewanego do tych samych pomieszczeń. Znane rozwiązania można podzielić na:

• rekuperatory

• regeneratory

• pompy ciepła

Regeneracja

Jest to proces, w którym ciepłe i zimne powietrze przepływa naprzemiennie przez te same płaszczyzny dzięki czemu realizowana może być nie tylko wymiana ciepła, lecz również wymiana masy (odzysk wilgoci) . Ażeby podstawowa zasada wentylacji czyli wymiana powietrza zużytego na świeże była zachowana, bardzo ważne jest nie mieszanie się mas powietrza.

Rodzaje wymienników regeneracyjnych

Wymienniki ciepła są to urządzenia służące do wymiany energii cieplnej pomiędzy dwoma płynami bez konieczności mieszania ich.

Wymienniki regeneracyjne dzielimy na:

• obrotowe

• nieobrotowe

Zasad działania wymiennika nieobrotowego

• Masa akumulacyjna jest nieruchoma, a strumienie powietrza kierowane są naprzemiennie przez szereg przepustnic do dwóch pakietów akumulacyjnych wykonanych z aluminium. Jeden z nich nagrzewa się od strumienia ciepłego powietrza, a drugi w tym samym czasie oddaje ciepło do strumienia chłodnego powietrza.

• Po ”naładowaniu„ danego pakietu następuje zmiana kierunku przepływu powietrza i jego ”rozładowanie„.

• Za ukierunkowanie powietrza odpowiada zestaw szybkobieżnych przepustnic z siłownikami oraz przepustnic żaluzjowych, otwierających się i zamykających pod wpływem układu ciśnień w wymienniku.

• Dzięki wykorzystaniu wymienników nieobrotowych możliwa do osiągnięcia sprawność odzysku ciepła wynosi 90-95%.

Zalety nieobrotowego wymiennika ciepła

• Nieobrotowy wymiennik regeneracyjny charakteryzuje się bardzo wysoką sprawnością, która może wynosi nawet do 95% ciepła jawnego i do 80% ciepła utajonego

• Jest ona zdecydowanie wyższa od sprawności wymiennika z masą obrotową

• Masa wymiennika nieobrotowego charakteryzuje się również większą pojemnością cieplną, co wpływa na jakość wymiany ciepła.

• Brak części ruchomych sprawia, że wymienniki nieobrotowe są bardziej niezawodne od wymienników obrotowych.

Centrale krzyżowe z nieobrotowym wymiennikiem ciepła

W obiektach przemysłowych zaleca się stosowanie central krzyżowych, w których czerpnia i wyrzutnia powietrza zmieniają swoje położenie w trakcie pracy urządzenia.

Za ukierunkowanie powietrza odpowiada przepustnica krzyżowa, umieszczona centralnie w urządzeniu.

Długość cyklów pracy centrali w danym położeniu przepustnic jest zmienna w zależności od wymaganego zapotrzebowania na odzysk ciepła i wynosi minimalnie około 50 sekund.

Po tym czasie przepustnice zmieniają swoje położenie, a powietrze przepływa przez drugi pakiet, odbierając od niego ciepło, względnie oddając je do masy akumulacyjnej.

Zasada działania obrotowego wymiennika ciepła

Zasadniczą częścią obrotowego wymiennika ciepła jest wirnik. Składa się on z nawiniętej i specjalnie ukształtowanej folii aluminiowej tworzącej szereg małych kanalików. Rotor spełnia rolę masy akumulacyjnej która omywana wylotowym powietrzem "gromadzi" ciepło by oddać je po obrocie i dostaniu się w strefę omywania powietrzem nawiewanym. 
Dla uzyskania wyższej sprawności rotor wymiennika pokrywa się powłoką higroskopijną, lub absorpcyjną. Możliwe jest wtedy odzyskiwanie nie tylko ciepła jawnego ale i utajonego (ciepła parowania wilgoci zawartej w powietrzu). 
Płynne sterowanie obrotami również może być wykorzystane do poprawy sprawności odzysku lub zabezpieczać wirnik przed zamarznięciem. 
Sektor czyszczący w obrotowych wymiennikach ciepła stosuje się w celu ograniczenia zjawiska przedostawania się  zapachów lub zanieczyszczeń z powietrza usuwanego do nawiewanego.

Masa akumulacyjna

Masa akumulacyjna jest założona z wąskich, trójkątnych kanałów powietrznych, zbudowanych z wąskiej folii aluminiowej. Głębokość masy akumulacyjnej (w kierunku przepływu powietrza) zazwyczaj wynosi około 200 mm; wysokość kanałów przez które przepływa powietrze wynosi 1,6 – 2,9 mm.

Odzysk ciepła jest uzależniony od wymiarów kanałów powietrznych oraz grubości materiału z jakiego są wykonane. Na ilość wymienionego ciepła ma również wpływ prędkość z jaką obraca się rotor. Największą sprawność można uzyskać przy 20 obrotach na minutę.

Zalety obrotowego wymiennika ciepła

• prosta konstrukcja

• Niewielkie gabaryty.

• Wysoki współczynnik sprawności - do 83%

• Niewielkie straty ciśnienia w bębnie.

• Niewielkie zagrożenie zamarznięcia w porównaniu z krzyżowym wymiennikiem ciepła.

• możliwość odzyskiwania wilgoci w przypadku pokrycia wirnika materiałem higroskopijnym – wchłaniającą wilgoć z wywiewanego powietrza. Kiedy po obróceniu bębna jego wilgotna część znajdzie się w strumieniu powietrza świeżego, ulegnie ono nawilżeniu, co zwiększy komfort wentylowanych pomieszczeń bez potrzeby stosowania dodatkowego nawilżacza.

• Rotacyjny wymiennik ciepła charakteryzuje także niska temperatura szronienia. Jeśli wystąpi niebezpieczeństwo szronienia zmniejszają się obroty rotora i następuje odszronienie wymiennika w strumieniu ciepłego powietrza wywiewanego

• Wady obrotowego wymiennika ciepła

• wymaga doprowadzenia podczas pracy energii zewnętrznej

• możliwość przenikania powietrza pomiędzy strumieniami

• obecność części ruchomych stwarza większą możliwość wystąpienia awarii

Recyrkulacja

Recyrkulacja powietrza polega na zmieszaniu części powietrza wywiewanego z pomieszczenia z powietrzem zewnętrznym. Jest to najtańszy sposób odzysku energii, możliwy jednak do zastosowania tylko wówczas, gdy powietrze nie posiada toksycznych substancji. Przy stosowaniu recyrkulacji należy zachować pewien minimalny udział powietrza świeżego wynikający z warunków higienicznych. Minimalna ilość powietrza świeżego wynosi:

• 20 m3/h i osobę dla pomieszczeń z zakazem palenia

• 30 m3/h i osobę dla pomieszczeń gdzie palenie jest dozwolone

Komora mieszania

Proces recyrkulacji powietrza realizowany jest poprzez tzw. Komorę mieszania. Komora mieszania jest to sekcja w centrali wyposażona w przepustnice regulacyjne umożliwiające doprowadzenie wymaganej ilości powietrza zewnętrznego. Pozostałą część powietrza stanowi powietrze recyrkulacyjne, które zawracane jest z części wywiewnej i nawiewane wraz z powietrzem zewnętrznym.

Cel stosowania komory mieszania

Głównym celem stosowania komory mieszania jest konieczność wentylowania wnętrza obiektu przez dostarczenie świeżego powietrza z zewnątrz. Urządzenie wyposażone jest w dwa wloty: jeden dla powietrza świeżego, drugi dla powietrza recyrkulacyjnego - z wnętrza obiektu.

Komora mieszania umożliwia regulację dostarczanego do wnętrza strumienia powietrza świeżego za pomocą zamontowanych na wlotach przepustnic. Po przejściu przez przepustnice powietrze przepływa przez filtry, które zabezpieczają wentylator przed zanieczyszczeniami. W razie potrzeby strumień powietrza jest ogrzewany po czym wtłaczany do wnętrza obiektu.

Z punktu widzenia jakości powietrza należy przyjąć, że stosowanie recyrkulacji uzasadnione jest jedynie w przypadkach, gdy powietrze usuwane z pomieszczenia pod względem swojego składu chemicznego oraz przenoszonych zanieczyszczeń charakteryzuje się lepszymi parametrami od powietrza zewnętrznego. Takie zjawiska występują przy klimatyzacji technologicznej wymagającej bardzo dużej czystości powietrza (technologie wymagające wysokich klas czystości powietrza oraz niektóre rozwiązania klimatyzacji sal operacyjnych).

Odzysk ciepła przy wykorzystaniu komory mieszania zależy od stopnia zmieszania, o którym decyduje jakość przygotowanej mieszaniny, uwzględniająca ilość osób stale przebywających w pomieszczeniu lub rozcieńczenie zanieczyszczeń do dopuszczalnych

Zalety i wady recyrkulacji powietrza

Zalety

• Niski koszt

• Prosta konstrukcja i automatyka

• Niskie wykorzystanie energii do sterowania przepustnicami

• Nie występuje ryzyko szronienia

Wady

• Pogorszenia jakości powietrza wewnętrznego przez jego zawracanie

Wpływ zastosowania wentylacji z odzyskiem ciepła na oszczędność energii

W nowoczesnym budownictwie dąży się do utrzymania jak największej szczelności budynku, tak aby zmniejszyć jego zapotrzebowanie na ciepło. Ponieważ warunkiem poprawnego działania wentylacji grawitacyjnej jest dostęp powietrza zewnętrznego do budynku, to w oknach montuje się nawietrzaki, bądź zaleca się ich rozszczelnianie. Powoduje to niekontrolowany wlot zimnego zewnętrznego powietrza do domu, które trzeba ogrzać dostarczając ciepło do pomieszczeń.

Około 30% ciepła potrzebnego do ogrzania całego budynku jest przeznaczane na ogrzanie świeżego powietrza wpadającego przez okna. Przy zastosowaniu wentylacji mechanicznej udział ten się zmniejsza, ponieważ świeże powietrze jest ogrzewane przez powietrze wyrzucane z domu. Pozwala to na zmniejszenie zapotrzebowania na ciepło do ogrzania świeżego powietrza z 30% do około 10%, co daje nam o 20% mniejsze zapotrzebowanie na ciepło całego domu - czyli o 20% mniejsze rachunki za ogrzewanie domu.

Kształtowanie rozdziału
powietrza w pomieszczeniach wentylacyjnych

• Doprowadzanie powietrza zewnętrznego ma służyć:
  - dostarczaniu tlenu niezbędnego do oddychania oraz prawidłowego przebiegu procesów spalania;
  - obniżaniu zawartości wilgoci w powietrzu wewnętrznym;
  - obniżaniu stężenia szkodliwych zanieczyszczeń do poziomu akceptowanego przez organizm człowieka, przy spełnieniu minimalnych wymagań stanowionych przez akty prawne;
  - pomocą w usuwaniu zanieczyszczeń pyłowych.
  W niektórych przypadkach (dużych zanieczyszczeń zewnętrznych lub nadwrażliwości mieszkańców) może się okazać konieczne zastosowanie takich urządzeń wentylacyjnych, które będą umożliwiać oczyszczanie czerpanego z zewnątrz powietrza

• Od właściwego uformowania przepływów powietrza w pomieszczeniu zależy skuteczność wentylacji. W tym celu rozpoznaje się czynniki lokalne, mające wpływ na przepływy powietrza i transport zanieczyszczeń oraz określa się zadanie wentylacji. Sformułowanie zadania wentylacji w danym obiekcie powinno zawierać wskazanie jej celu i wymaganych efektów. Następnie prognozuje się rozdział powietrza wentylacyjnego, umożliwiający uzyskanie wymaganej kontroli nad wewnętrznym klimatem i czystością powietrza w pomieszczeniu - stosownie do wymaganych efektów, określonych w zadaniu.

• Wentylacja pomieszczeń ma do spełnienia różnorodne zadania w zakresie kształtowania przepływów wentylacyjnych - należy tylko ogólnie wskazać na problemy komfortu cieplnego i zwalczanie emisji zanieczyszczeń. Trzeba dobierać różne koncepcje rozdziału powietrza w pomieszczeniu, aby uzyskać wymagane efekty wentylacji. Dlatego w technice wentylacji istotną rolę odgrywa technologia formowania przepływów powietrza w pomieszczeniach , której podstawą jest znajomość aerodynamiki wentylacji

• Prognozowanie przepływów powietrza w przestrzeniach wentylowanych wymaga dobrania odpowiednich narzędzi prognozowania przepływów powietrza, które nie zawsze w swojej technice są dostępne projektantowi. W takich przypadkach chętnie korzysta się z gotowych wytycznych projektowania wentylacji, które dotyczą analogicznego obiektu lub typu obiektu i zostały już sformułowane drogą odpowiednich analiz modelowych. Trzeba także umieć adoptować wytyczne dla podobnych obiektów lub weryfikować programy doboru urządzeń, proponowane przez firmy, w których pomija się prognozowanie rozdziału powietrza.

• Ale jak radzić sobie w przypadkach, gdy nie ma takich wytycznych? Dlaczego jest tyle mało skutecznych układów wentylacyjnych?

istniejące obecnie narzędzia prognozowania umożliwiają trafne prognozowanie pożądanych efektów wentylacji, nawet w trudnych, złożonych przypadkach. Są to makroskopowe modele elementów przepływowych rozdziału powietrza i modele inżynierskie, upraszczające obliczanie złożonych zjawisk przepływowych wentylacji oraz mikroskopowe metody oparte na fizykalnym modelowaniu i numerycznych symulacjach przepływów powietrza.

• A więc przyczyną niepowodzeń nie jest brak dobrej technologii formowania przepływów, ale brak umiejętności jej właściwego interpretowania i zastosowania. Uzyskiwane efekty wentylacji zależą bowiem wyraźnie od przyjętej koncepcji rozdziału powietrza i trafnego określenia jego warunków brzegowych, które z kolei są warunkiem zaprojektowania efektywnego usytuowania urządzeń wentylacyjnych.

• W obiektach o różnym przeznaczeniu i przy różnych technologiach przemysłowych występują różnorodne mechanizmy emisji i inne zjawiska stymulujące rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń masowych i cieplnych. Zjawiska te trzeba zidentyfikować, aby je przezwyciężyć lub wykorzystać przy formowaniu rozdziału powietrza wentylacji.

• Chodzi o takie czynniki jak np.: emisja ciepła i szkodliwych substancji, przeciągi, oddziaływanie urządzeń technologicznych i transportowych. Ich oddziaływanie ujawnia się zwykle w postaci zjawisk konwekcji cieplnej, dyfuzji, rozkładu ciśnienia, burzliwości i kinetycznej energii przepływów powietrza, rozkładu stężenia zanieczyszczeń itd. Scharakteryzowanie takich czynników lokalnych wymaga zazwyczaj eksperymentu, a także wiedzy w zakresie zjawisk cieplno-przepływowych i wyobraźni technicznej dla identyfikowania istotnych czynników oraz dla przeprowadzenia właściwych obserwacji.

Metody formowania rozdziału powietrza

• wentylacja mieszająca

• wentylacja wyporowa

• wentylacja miejscowa

Elementy rozdziału powietrza

• – nawiewane strugi burzliwe – mają istotne znaczenie dla formowania rozdziału powietrza i struktury turbulencji przepływów w pomieszczeniu. Początkowy rozkład prędkości strugi jest kształtowany w nawiewnikach o odpowiednim ukształtowaniu i uzbrojeniu.

przepływy wtórne – tworzą się w pomieszczeniu w wyniku dyfuzji pędu strug nawiewanych lub przepływów konwekcyjnych

• – strugi konwekcyjne – są to zwykle strugi nad źródłami ciepła, które o znacznej mocy cieplnej ponad 30kW/m³ mogą stanowić siłę napędową dla naturalnych wentylacji dużych hal. Strugi nad słabymi źródłami ciepła mogą indukować z pomieszczenia niskoburzliwe przepływy powietrza, stymulując dwustrefowe przepływy wentylacji wyporowej.

• spływy odciągane – jako stosunkowo powolne przepływy powietrza w kierunku otworów wywiewnych, wywierają znikomy wpływ na rozdział powietrza w całym pomieszczeniu, ale wydatek odciągu wpływa znacząco na wymianę powietrza w pomieszczeniu. Są one bardzo wrażliwe na poprzeczne przepływy i burzliwość otaczającego powietrza.

• pole ruchu powietrza w pomieszczeniu wpływa na pracę odciągów miejscowych, gdyż pole to jest aerodynamicznym tłem dla rozprzestrzenia się zanieczyszczeń i może oddziaływać dynamicznie na spływy odciągane. Dla scharakteryzowania tego wpływu w obrazach ruchu powietrza w pomieszczeniach przemysłowych trzeba wyodrębnić:

• obraz średniego ruchu powietrza, charakteryzowany rozkładem średniej prędkości przepływów powietrza w pomieszczeniu,

• strukturę i energię kinetyczną turbulencji przepływów powietrza.  

• Uwagi podsumowujące

Pożądane jest, aby organizowany w pomieszczeniu rozdział powietrza spełniał następujące ogólne wymagania:

• czyste powietrze, uzupełniające wydatek odciągu miejscowego, powinno dopływać do okolicy tego odciągu poprzez chronioną strefę przebywania i nie może powodować wtórnej emisji zanieczyszczeń;

• ruch powietrza otaczającego obszar działania odciągu nie może deformować widma spływu odciąganego, a stan burzliwości powietrza napływającego do obszaru spływu powinien sprzyjać ograniczaniu wstecznej dyfuzji zanieczyszczeń od źródła do pomieszczenia (patrz rys. 2. w [Mierzwiński2006b]);

• zanieczyszczone powietrze, usuwane z rozważanej wydzielonej strefy, nie powinno ponownie rozprzestrzeniać się w pomieszczeniu .