technologicznych Wentylacja naturalna hal

Wentylacja naturalna hal

technologicznych

Formy wentylacji naturalnej

• Infiltracja

• Eksfiltracja

• Przewietrzanie

• Wentylacja grawitacyjna

• Aeracja

Infiltracja i eksfiltracja przypomnienie

Infiltracja - jest to zjawisko samoczynnego napływu powietrza przez nieszczelności w

drzwiach i oknach oraz szczeliny 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.

Przewietrzanie

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.

Wentylacja grawitacyjna

Samoczynną wymianę powietrza można zintensyfikować poprzez wyposażenie

pomieszczenia (budynku) w pionowe kanały wywiewne, w których przepływ powietrza wywołany jest przez naturalny ciąg

- tę wentylację nazywamy wentylacją

grawitacyjną.

Aeracja

Zorganizowaną wymianę powietrza w

pomieszczeniu, odbywającą się przez wykonane specjalnie w tym celu otwory nawiewne i

wywiewne, uzbrojone w urządzenia regulujące przepływ powietrza, nazywamy aeracją.

Ten sposób wentylowania stosowany jest

praktycznie wyłącznie w halach przemysłowych

o bardzo dużych zyskach ciepła.

Różnice ciśnień mogą być wywołane siłami grawitacyjnymi występującymi na skutek:

Wentylacja naturalna hal

Naturalna wymiana powietrza w budynkach jest spowodowana występowaniem różnic ciśnień przed i za otworami w

zewnętrznych przegrodach budynku.

W otworach wywiewnych ciśnienie powietrza zewnętrznego jest niższe od ciśnienia powietrza wewnętrznego, a w otworach

nawiewnych występuje zjawisko odwrotne.

- istnienia różnic gęstości powietrza zewnętrznego i wewnętrznego,

- działaniem wiatru,

- bądź też działaniem obu tych czynników jednocześnie.

Wentylacja grawitacyjna

Ciśnienie czynne siła napędowa przepływu

Ciśnienie czynne:

dp = g (ϱ_o - ϱ_r) h , Pa (1)

ϱ_o– gęstość powietrza zewnętrznego, ϱ_r– gęstość powietrza wewnętrznego,

Spadek ciśnienia wlot-wylot:

dp = λ (l / d_h) (ϱ_r v² / 2) + Σξ 1/2 ϱ _r v², Pa (3)

Z (1) i (2) można obliczyć prędkość:

v = [(2 g (ρ_o - ρ_r) h ) / ( λ l ρ_r/ d_h + Σξ ρ_r)]^1/2

lub przepływ objętościowy:

V = π d_h² /4 [(2 g (ρ_o - ρ_r) h ) / ( λ l ρ_r/ d_h + Σξ ρ_r )]^1/2 d_h = 4 A / U

Przepływ powietrza przez pomieszczenie spowodowany różnicą temperatury

Jeżeli w pomieszczeniu zamkniętym znajduje się powietrze o temperaturze t_w, wyższej od temperatury powietrza zewnętrznego t_z,to rozkład ciśnień na przegrodzie zewnętrznej wygląda tak:

Zasada działania

0

P₂

t_w, _w t_z,_z

A_u, _u

A_n, _n

h₁

h₂

P₁

0

Przepływ powietrza poprzez przegrody zewnętrzne budynku zależy od:

1. wielkości i lokalizacji nieszczelności;

2. charakteru przepływu powietrza przez nieszczelności

3. różnicy ciśnień w miejscu nieszczelności.

Przy założeniu, że powietrze na zewnątrz i wewnątrz, na całej wysokości pomieszczenia, ma wyrównaną temperaturę i jest nieruchome.

Można znaleźć takie miejsce w ścianach zewnętrznych na pewnej wysokości (płaszczyzna 0–0) że, gdy wykona się w tym miejscu niewielkie otwory, to w płaszczyźnie tych otworów będzie panowało wyrównanie ciśnienia wewnętrznego i zewnętrznego.

ALE: Działanie wiatru na budynki

I

I III

kierunek wiatru

-

- +

II

II

III

przekrój

_ + _

rzut

Strugi powietrza wokół wolnostojącego budynku omywanego przez wiatr.

UWAGA:

Naturalny ruch powietrza charakteryzuje się dużą burzliwością i zmiennością prędkości.

Działanie wiatru na budynki -

eksploatacja

Wymagania dla wentylacji naturalnej

❑zapewnienie wymaganej intensywności wentylowania w różnych warunkach otoczenia;

❑ umożliwienie regulacji intensywności przepływu powietrza w czasie trwania niekorzystnych warunków

atmosferycznych;

❑ zapobieganie wstecznym przepływom powietrza lub

nadmiernemu usuwaniu powietrza przez kanały lub otwory

wywiewne podczas silnych wiatrów.

Rozpływ powietrza w hali produkcyjnej z otwartymi świetlikami

Intensywność wymiany powietrza w pomieszczeniach jest przypadkowa i praktycznie niekontrolowana.

Rozpływ powietrza w hali

produkcyjnej wielonawowej

Brak otworów dopływowych

Otwory dopływowe w ścianach zewnętrznych

Wywietrzniki hal przemysłowych

Rodzaje nie ekranowanych wywietrzników przemysłowych

1 : 10

0,36A A 0,

1A 0, 3A

Przykład rozwiązania konstrukcji wywietrznika ekranowanego

Rozpływ powietrza w hali produkcyjnej z otwartymi klapami dymowymi

➢ Powietrze omywając nagrzane powierzchnie źródła ciepła unosi się do góry i wypływa przez otwartą klapę dymową.

➢ W miejsce unoszonych mas ciepłego powietrza napływa do wnętrza hali produkcyjnej przez otwarte klapy dymowe, zlokalizowane z dala od źródeł ciepła, chłodniejsze powietrze zewnętrzne.

➢ Powietrze to omywa stanowiska pracy bądź trakty komunikacyjne i przepływa dalej w kierunku źródła ciepła, gdzie ulega podgrzaniu.

Klapa dymowa

Klapa żaluzjowa

Rozpływ powietrza w hali produkcyjnej z zamkniętymi klapami dymowymi

Zamknięcie klap dymowych powoduje szybki wzrost temperatury początkowo w obszarze źródeł ciepła, a następnie w kubaturze całej hali. Prowadzi to do:

- pogorszenia warunków do pracy i przebywania ludzi;

- awarie maszyn i urządzeń elektrycznych (przerwanie procesu technologicznego).

Okno żaluzjowe do went naturalnej i oddymiania

Aeracja

Jest wiele metod obliczeniowych dotyczących aeracji. Różnią się zazwyczaj sposobem uproszczenia zjawiska. Na przykład nie uwzględnianiem wpływu wiatru na wymianę powietrza w hali.

Obliczenia polegają na wyznaczeniu niezbędnej powierzchni otworów wywiewnych w strefie górnej i nawiewnych w strefie dolnej hali.

Obliczone powierzchnie powinny umożliwiać wymianę powietrza w hali w wystarczającej intensywności.

Wyznacza się poziom wyrównania ciśnienia tzw. Zerowy.

Otwory znajdujące się poniżej tego poziomu są nawiewami, powyżej wywiewami.

W dowolnej płaszczyźnie, leżącej w odległości ‘h’ od płaszczyzny 0–0, będzie panowało wewnątrz, zgodnie z zasadami hydrostatyki, ciśnienie:

od wewnątrz od zewnątrz

Aeracja

g h

p

p

=

+  

 _p

_{= p}

_{+ h } 

_{ g}

Różnica tych ciśnień powoduje przepływ powietrza przez otwory w przegrodach.

( _{z w} )

w

z p h g

p − =    − 

Strumienie masy powietrza, przepływającego przez otwory A_u i A_n wynoszą:

s kg w

A

m

= 





 

, / m

= 

 A

 w

 

, kg / s

- współczynnik wypływu (jest to odwrotność współczynnika oporu hydraulicznego, zależy np. od kształtu krawędzi wlotu i wylotu.

p A m







= 



 2

Niezbędną powierzchnie otworów można obliczyć z zależności:

Aeracja

Strumień masy powietrza wentylacyjnego określić można np. z bilansu ciepła:

-określa się z uwzględnieniem gradientu.

Wysokość linii wyrównanego ciśnienia można obliczyć z zależności:

t c

V Q

p

 

= 



 t

w z u

n

A A h

h



 

 

 



= 

2

2 1

Zazwyczaj zaleca się aby obliczona powierzchnia otworów nawiewnych powiększana była nawet o 20 %. (działanie wiatru)

Aeracja