Recenzje
Wydajności instalacji wentylacyjnej nie powinno się dobierać wyłącznie na podstawie powierzchni pomieszczenia. W tym artykule wyjaśniamy, jak uwzględnić kubaturę, liczbę użytkowników, przeznaczenie budynku oraz ilość powstającego ciepła, wilgoci i zanieczyszczeń. Pokazujemy również, dlaczego dwa pomieszczenia o identycznej wielkości mogą wymagać zupełnie innej ilości nawiewanego i usuwanego powietrza.
Informacja, że pomieszczenie ma 50 metrów kwadratowych, nie pozwala jeszcze prawidłowo dobrać wentylacji. Znaczenie ma również wysokość wnętrza. Biuro o wysokości 2,7 metra ma znacznie mniejszą kubaturę niż hala o tej samej powierzchni i wysokości 6 metrów, dlatego ilość powietrza potrzebna do uzyskania określonej liczby wymian będzie inna.
Jeszcze ważniejsze jest przeznaczenie pomieszczenia. W magazynie, w którym sporadycznie przebywa jedna osoba, zapotrzebowanie na świeże powietrze może być stosunkowo niewielkie. W sali konferencyjnej o tej samej powierzchni może jednocześnie przebywać kilkanaście osób, które wydzielają ciepło, wilgoć i dwutlenek węgla.
W zakładzie produkcyjnym dodatkowym źródłem obciążenia są maszyny i procesy technologiczne. Mogą one wytwarzać pyły, opary, zapachy lub duże ilości ciepła. Dlatego powierzchnia jest jedynie jednym z parametrów, a nie gotową podstawą do wyboru centrali wentylacyjnej.
Pierwszym krokiem jest określenie kubatury, czyli objętości pomieszczenia. W prostym wnętrzu można ją obliczyć, mnożąc powierzchnię podłogi przez wysokość. Pomieszczenie o powierzchni 100 metrów kwadratowych i wysokości 3 metrów ma kubaturę wynoszącą 300 metrów sześciennych.
Jeżeli obiekt posiada skosy, antresole, otwartą przestrzeń między kondygnacjami lub zmienną wysokość, obliczenia powinny uwzględniać rzeczywistą geometrię. W dużych halach często nie wystarczy też obliczenie całej kubatury. Należy sprawdzić, w której części budynku faktycznie przebywają pracownicy i gdzie powstają zanieczyszczenia.
Kubatura jest potrzebna między innymi do określenia liczby wymian powietrza w ciągu godziny. Parametr ten pokazuje, ile razy w ciągu godziny objętość powietrza odpowiadająca kubaturze pomieszczenia zostanie dostarczona lub usunięta przez instalację.
Przy obliczeniach wykorzystujących krotność wymian stosuje się prostą zależność. Kubaturę pomieszczenia mnoży się przez zakładaną liczbę wymian na godzinę. Jeżeli pomieszczenie ma kubaturę 300 metrów sześciennych i wymaga trzech wymian, potrzebny strumień wynosi około 900 metrów sześciennych na godzinę.
Metoda ta jest przydatna przy wstępnych szacunkach, ale liczba wymian nie powinna być wybierana przypadkowo. Musi wynikać z rodzaju pomieszczenia, obowiązujących wymagań, doświadczenia projektowego oraz ilości powstających zanieczyszczeń.
Ta sama liczba wymian nie będzie odpowiednia dla każdego obiektu. Magazyn suchych produktów, szatnia, kuchnia, warsztat i hala ze źródłami pyłu mają inne potrzeby. W pomieszczeniach technologicznych konieczne może być wykonanie dokładnego bilansu zamiast opierania projektu wyłącznie na orientacyjnej krotności.
W biurach, salach konferencyjnych, szkołach, lokalach usługowych i innych miejscach stałego pobytu ludzi jednym z najważniejszych parametrów jest liczba użytkowników. Każda osoba wydziela dwutlenek węgla, wilgoć, zapachy oraz ciepło. Im większa liczba osób w zamkniętej przestrzeni, tym szybciej pogarsza się jakość powietrza.
Wydajność można w takich przypadkach określać poprzez pomnożenie przewidywanej liczby użytkowników przez wymagany strumień świeżego powietrza przypadający na jedną osobę. Dokładna wartość zależy od przeznaczenia pomieszczenia, możliwości otwierania okien, standardu projektowego i przepisów dotyczących danego obiektu.
Należy brać pod uwagę maksymalną realistyczną liczbę osób, a nie wyłącznie średnie obłożenie. Sala konferencyjna może przez większość dnia pozostawać pusta, ale system powinien zapewnić odpowiednią jakość powietrza również podczas spotkania, w którym uczestniczy pełna grupa pracowników.
W praktyce obliczenia wykonuje się kilkoma metodami, a następnie przyjmuje wariant zapewniający właściwe warunki. W małym biurze z dużą liczbą pracowników decydujący może być strumień przypadający na osoby. W rozległym magazynie z niewielką obsadą ważniejsze mogą być kubatura, wilgotność i wymagania związane z przechowywanym towarem.
Nie należy wybierać metody, która daje najmniejszy wynik, tylko po to, aby zamontować tańszą centralę. Projektant powinien sprawdzić wszystkie istotne obciążenia i ustalić, które z nich wymaga największej ilości powietrza.
Przykładowo pomieszczenie może potrzebować określonego nawiewu ze względu na liczbę osób, ale jeszcze większego wywiewu ze względu na wilgoć lub proces technologiczny. W takim przypadku konieczne jest odpowiednie zbilansowanie instalacji i zapewnienie powietrza uzupełniającego.
Każdy typ wnętrza powinien być analizowany oddzielnie. W sypialni, biurze lub sali spotkań najważniejsza jest jakość powietrza odczuwana przez ludzi. W łazience, szatni i pralni większe znaczenie ma usuwanie wilgoci oraz zapachów. W kuchni potrzebny jest skuteczny wyciąg znad urządzeń generujących ciepło, parę i tłuszcz.
W hali produkcyjnej wentylacja może być częścią zabezpieczenia procesu technologicznego. Jeżeli podczas pracy powstają pyły, dymy, opary lub substancje chemiczne, zanieczyszczenia powinny być przechwytywane możliwie blisko miejsca emisji. Samo zwiększenie ogólnej liczby wymian nie zawsze zapewni pracownikom odpowiednią ochronę.
Przy projektowaniu analizujemy między innymi:
W biurach źródłem ciepła są pracownicy, komputery, oświetlenie, drukarki i promieniowanie słoneczne. W produkcji obciążenie może pochodzić od pieców, silników, sprężarek, linii technologicznych oraz gorących produktów. Jeżeli ciepło nie zostanie skutecznie usunięte, temperatura będzie rosła mimo prawidłowej wymiany powietrza wynikającej z liczby osób.
Wydajność potrzebną do odprowadzania ciepła oblicza się na podstawie jego ilości oraz dopuszczalnej różnicy temperatury pomiędzy powietrzem nawiewanym a powietrzem w pomieszczeniu. Im większe zyski ciepła i mniejsza dopuszczalna różnica temperatur, tym większy strumień powietrza może być potrzebny.
Nie zawsze rozsądne jest usuwanie całego obciążenia wyłącznie poprzez wentylację. Przy dużych zyskach bardziej efektywne może być połączenie wentylacji z klimatyzacją, chłodzeniem technologicznym albo miejscowym odprowadzaniem gorącego powietrza bezpośrednio znad maszyny.
Wilgoć powstaje podczas oddychania, mycia, gotowania, suszenia, produkcji żywności i wielu procesów przemysłowych. Niewystarczająca wymiana powietrza może prowadzić do skraplania pary wodnej, rozwoju pleśni, korozji oraz pogorszenia warunków przechowywania produktów.
W pomieszczeniach o wysokiej emisji wilgoci strumień wentylacyjny powinien być określony na podstawie ilości powstającej pary wodnej oraz poziomu wilgotności, jaki ma zostać utrzymany. Znaczenie mają także parametry powietrza zewnętrznego, ponieważ latem może ono zawierać dużą ilość wilgoci mimo pozornie umiarkowanej wilgotności względnej.
W niektórych obiektach wentylacja nie wystarczy do utrzymania wymaganych parametrów. Może być potrzebne osuszanie lub klimatyzacja zapewniająca kontrolę temperatury i wilgotności. Dotyczy to między innymi części magazynów, produkcji spożywczej i pomieszczeń o szczególnych wymaganiach technologicznych.
Jeżeli podczas procesu powstają pyły, opary, dymy lub aerozole, należy określić ich rodzaj, ilość i sposób rozprzestrzeniania. Celem instalacji jest utrzymanie bezpiecznych warunków w strefie oddychania pracownika oraz niedopuszczenie do rozprzestrzenienia zanieczyszczeń po całej hali.
Najskuteczniejsze jest zazwyczaj przechwycenie zanieczyszczenia bezpośrednio u źródła. Stosuje się w tym celu okapy, ramiona odciągowe, ssawki, stoły wyciągowe lub obudowy maszyn. Potrzebna wydajność zależy od odległości elementu ssącego od źródła, prędkości powstawania zanieczyszczeń oraz ruchów powietrza w otoczeniu.
Wentylacja ogólna powinna uzupełniać działanie odciągów miejscowych, ale nie zawsze może je zastąpić. Próba rozcieńczenia dużej emisji poprzez zwiększenie wydajności całej hali może prowadzić do bardzo wysokich kosztów energii, a mimo to nie zapewnić odpowiednich warunków przy stanowisku pracy.
Dobór wydajności nie kończy się na określeniu ilości powietrza usuwanego. Trzeba również ustalić, skąd zostanie dostarczone powietrze uzupełniające. Bardzo wydajny wyciąg bez nawiewu może powodować nadmierne podciśnienie, przeciągi, trudności z otwieraniem drzwi i zasysanie powietrza przez przypadkowe nieszczelności.
W biurach i pomieszczeniach komfortowych nawiew oraz wywiew są zazwyczaj zbliżone. W łazienkach, kuchniach i strefach zanieczyszczonych często stosuje się przewagę wywiewu, aby powietrze przepływało do nich ze stref czystszych. Pomieszczenia wymagające ochrony przed zanieczyszczeniami mogą natomiast pracować z niewielkim nadciśnieniem.
Różnice pomiędzy nawiewem i wywiewem powinny wynikać z projektu. Przypadkowy brak równowagi może zaburzyć działanie drzwi, odciągów, urządzeń grzewczych oraz pozostałych systemów wentylacyjnych w budynku.
Nawet właściwie obliczona wydajność nie zapewni dobrych warunków, jeśli powietrze zostanie źle rozprowadzone. Nawiewnik umieszczony zbyt blisko wywiewu może powodować krótkie spięcie, w którym świeże powietrze zostaje natychmiast usunięte, zanim dotrze do strefy przebywania ludzi.
Strumień nie powinien być kierowany bezpośrednio na stanowisko pracy, łóżko, kanapę lub miejsce długiego przebywania użytkowników. Zbyt duża prędkość może powodować przeciąg i dyskomfort, nawet jeżeli temperatura oraz całkowita ilość powietrza są prawidłowe.
W wysokich halach trzeba uwzględnić zjawisko gromadzenia się ciepłego powietrza pod dachem. System powinien obsługiwać rzeczywistą strefę pracy, a nie jedynie wymieniać powietrze w górnej części budynku. Znaczenie ma rodzaj nawiewnika, jego zasięg, kierunek strumienia i temperatura nawiewu.
Po określeniu wymaganych przepływów można przystąpić do doboru centrali. Jej nominalna wydajność nie powinna być równa wyłącznie prostemu wynikowi obliczeń. Trzeba uwzględnić opory filtrów, wymiennika odzysku ciepła, nagrzewnicy, chłodnicy, tłumików i całej sieci kanałów.
Wentylator musi zapewnić wymagany przepływ przy rzeczywistym sprężu instalacji. Centrala deklarowana jako urządzenie o wydajności 5000 metrów sześciennych na godzinę może osiągać tę wartość tylko w określonych warunkach. Po podłączeniu długich kanałów, filtrów i elementów regulacyjnych rzeczywista wydajność może być niższa.
Nie warto również wybierać znacznie większego urządzenia bez potrzeby. Przewymiarowana centrala zajmuje więcej miejsca, może generować większy hałas i pracować poza optymalnym zakresem regulacji. Najlepszym rozwiązaniem jest urządzenie posiadające rozsądny zapas oraz możliwość płynnego dostosowania wydajności.
Wymagany przepływ powietrza wpływa na średnice lub przekroje kanałów. Zbyt małe przewody powodują wysoką prędkość, większe opory, hałas i wyższe zużycie energii przez wentylatory. Zbyt duże zajmują więcej przestrzeni i zwiększają koszt wykonania instalacji.
Prędkości powinny być dostosowane do rodzaju obiektu. W biurze i domu priorytetem jest cicha praca, dlatego kanały i nawiewniki muszą ograniczać szum. W instalacji przemysłowej dopuszczalne mogą być wyższe prędkości, jednak nadal należy uwzględnić hałas, opory oraz transport określonych zanieczyszczeń.
Projekt powinien przewidywać także miejsce na przepustnice regulacyjne, tłumiki, rewizje i czyszczenie kanałów. Instalacja, której nie można wyregulować ani serwisować, może nie osiągać założeń projektowych mimo prawidłowo dobranej centrali.
Pomieszczenia nie zawsze są wykorzystywane z pełnym obciążeniem. Sala konferencyjna może być pusta przez większość dnia, a hala produkcyjna może pracować na różnych zmianach. Ciągła praca z maksymalną wydajnością powodowałaby niepotrzebne zużycie energii.
Rozwiązaniem jest automatyczna regulacja na podstawie harmonogramu, obecności ludzi, stężenia dwutlenku węgla, temperatury, wilgotności albo parametrów procesu. Gdy zapotrzebowanie rośnie, system zwiększa przepływ. Po opuszczeniu pomieszczenia może przejść na niższy bieg, zachowując niezbędną minimalną wentylację.
Automatyka nie powinna jednak maskować zbyt małej instalacji. Centrala, kanały i nawiewniki muszą być przygotowane na maksymalny wymagany przepływ. Regulacja pozwala oszczędzać energię w okresach mniejszego obciążenia, ale nie zastępuje prawidłowego doboru całego systemu.
Jednym z najczęstszych błędów jest stosowanie jednej orientacyjnej wartości dla każdego pomieszczenia. Taki sposób pomija liczbę osób, wysokość, procesy technologiczne i wilgoć. Może prowadzić zarówno do niedostatecznej wymiany, jak i do niepotrzebnego przewymiarowania instalacji.
Do innych typowych problemów należą:
Błędem jest także zakup centrali przed wykonaniem obliczeń i projektu kanałów. Wydajność urządzenia musi odpowiadać rzeczywistym oporom instalacji. Sam model centrali nie gwarantuje, że wymagany strumień dotrze do każdego pomieszczenia.
Po zakończeniu montażu należy sprawdzić rzeczywiste przepływy na nawiewnikach i wywiewnikach. Wyniki porównuje się z wartościami przyjętymi w projekcie, a następnie reguluje przepustnice oraz ustawienia wentylatorów. Bez tego powietrze może płynąć głównie przez najkrótsze i najmniej oporowe odcinki.
Warto również sprawdzić hałas, kierunek nawiewu, różnicę ciśnień pomiędzy strefami i działanie automatyki. W obiektach technologicznych potrzebna może być kontrola skuteczności odciągów oraz pomiary stężeń określonych zanieczyszczeń.
Instalacja powinna być kontrolowana także po zmianie sposobu użytkowania budynku. Zwiększenie liczby stanowisk, montaż nowych maszyn lub przebudowa ścian może sprawić, że pierwotnie dobrana wydajność i rozdział powietrza przestaną być wystarczające.
Prace rozpoczynamy od wizji lokalnej oraz zebrania informacji o obiekcie. Sprawdzamy powierzchnię i kubaturę pomieszczeń, przewidywaną liczbę użytkowników, sposób pracy budynku oraz źródła ciepła, wilgoci i zanieczyszczeń. W przypadku produkcji analizujemy również maszyny i przebieg procesu technologicznego.
Następnie określamy wymagane przepływy, sposób nawiewu i wywiewu, przebieg kanałów oraz parametry centrali. W zależności od potrzeb proponujemy wentylację mechaniczną, hybrydową, rekuperację, odciągi miejscowe lub połączenie kilku rozwiązań.
Polski Chłód realizuje projektowanie, montaż, uruchomienie i serwis instalacji wentylacyjnych na terenie całej Polski. Obsługujemy klientów indywidualnych, biura, lokale usługowe, magazyny oraz zakłady produkcyjne. Dzięki oddziałom i sieci partnerów możemy realizować inwestycje oraz późniejszą obsługę w wielu regionach kraju.
Wydajności instalacji wentylacyjnej nie dobiera się wyłącznie do powierzchni pomieszczenia. Należy uwzględnić kubaturę, liczbę osób, przeznaczenie wnętrza, emisję ciepła i wilgoci oraz rodzaj powstających zanieczyszczeń. Dopiero porównanie tych obciążeń pozwala określić właściwą ilość powietrza.
Równie ważne jak całkowita wydajność są bilans nawiewu i wywiewu, przekroje kanałów, rozmieszczenie nawiewników oraz późniejsza regulacja. Jeśli planują Państwo wykonanie lub modernizację wentylacji, zapraszamy do kontaktu z Polskim Chłodem. Przygotujemy rozwiązanie dopasowane do budynku, liczby użytkowników i wymagań procesu technologicznego.
Czy można dobrać wentylację tylko na podstawie metrów kwadratowych?
Nie jest to wystarczające. Powierzchnia nie uwzględnia wysokości pomieszczenia, liczby osób ani źródeł ciepła, wilgoci i zanieczyszczeń. Do prawidłowego doboru potrzebne są co najmniej kubatura oraz informacje o sposobie użytkowania.
Jak obliczyć kubaturę pomieszczenia?
W prostym pomieszczeniu należy pomnożyć powierzchnię podłogi przez wysokość. Przykładowo wnętrze o powierzchni 40 metrów kwadratowych i wysokości 3 metrów ma kubaturę 120 metrów sześciennych.
Czy większa wydajność wentylacji zawsze jest lepsza?
Nie. Nadmierny przepływ zwiększa zużycie energii, hałas i ryzyko przeciągów. Instalacja powinna zapewniać wymaganą jakość powietrza i usuwać zanieczyszczenia, ale jej wydajność musi być dopasowana do rzeczywistych potrzeb.
Czy po montażu trzeba mierzyć przepływ powietrza?
Tak. Pomiary pozwalają potwierdzić, czy każdy nawiewnik i wywiewnik osiąga założoną wydajność. Na ich podstawie reguluje się przepustnice i ustawienia wentylatorów, aby prawidłowo rozdzielić powietrze pomiędzy pomieszczeniami.
