e-gépész online szaklap

Elválasztó légsugár minőségének vizsgálata különböző klímaparaméterekkel rendelkező terek között

2016. október 4. | GYURCSOVICS Lajos, BME Építészmérnöki Kar, Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék | |  0 |

Légsugár minőségének hatása a levegővel való zárás esetében, a különböző hőmérsékletű és páratartalmú terek elválasztása során, figyelembe véve a komfort-, az energetikai és higiéniai szempontokat.

Korunk késztetése az energiával való takarékoskodásra az épületeink esetében is komoly feladatot és odafigyelést ró ránk. Az építőanyag ipar folyamatosan jelentős fejlődésen megy keresztül, a felhasznált technológiák az épületszerkezeteink többségénél nagyon komoly eredményeket tudnak felmutatni. Szigetelt tömör szerkezetek és nyílászárók már biztosítani tudják a közel 0, vagy 0 energiás épület kritériumait. Viszont a technológia vagy funkciók adta folyamatok sokszor nagy kihívás elé állítják a szakembereket. Például a szükséges szabad nyílások, vagy sűrűn nyíló kapuk esetében az energiaveszteségünk többszöröse lehet az épület többi szerkezetén keresztül létrejövő energiaveszteséghez képest.

Mint ahogy a bevezetőben leírtam van az épületeinken sok szükséges nyílás ami a zárt állapothoz képest többszörös energiafogyasztást generál. Konkrétan ezek sokszor nyíló, vagy állandóan nyitott közönségforgalmi vagy ipari kapuk, nyílások. Ezek használata a funkciók, vagy technológiák miatt elengedhetetlen. Ha ezeken a pontokon nem tudunk elérni drasztikus energiaveszteség csökkenést akkor ki kell mondanunk, hogy a korszerű és drága épületszerkezetek beépítése is majdnem felesleges.

Ezt a problémát három különböző szemszögből vizsgálom: komfort, energetika, higiénia.

SZABAD NYÍLÁSOK HATÁSA A BELSŐ KOMFORTRA

Természetesen minden esetben különböző klímaparaméterekkel rendelkező terek kapcsolódását vizsgálom., vagyis jelentősen eltérő hőmérséklet és páratartalom, esetleg szennyező anyag mennyiség. Ha a vizsgált terek esetében ezek a paraméterek nem mutatnak jelentős eltérést egymáshoz képest akkor a probléma nem áll fent.

A szabad nyílások hatása a belső komfortra huzathatással, a nyílások környékén nem vagy korlátozottan használható drágán beépített és nem kihasználható terekben nyilvánul meg. Konkrétan a szabad nyílások környékén nem lehetséges a munkavégzés, ez a kereskedelemben az ajtóhoz közel telepített pénztárosok, vagy közösségi, hivatali környezetben a recepciósok sűrű megbetegedését, rossz munkakörülményeit jelenti.

SZABAD NYÍLÁSOK HATÁSA AZ ÉPÜLET ENERGETIKÁJÁRA

A fent említett komfort problémával azonnal tudunk analógiát találni az energetikai kérdésekkel. A nyílásoknál az eltérő hőmérsékletű terek között gyorsan megindul a hőmérséklet kiegyenlítődés ami jelentős energiaveszteséget jelent mind fűtött, mind hűtött terek esetében. Ennek az értéke rövid idő alatt túllépi az összes többi transzmissziós és filtrációs veszteséget. Ezeket szélfogókkal, automata, vagy gyorsjárású kapukkal próbáljuk csökkenteni. Ezek a komfort és az energetikai hatásokat javítják, de a modern épületszerkezetek energetikai színvonalát jóval alulmúlják, valamint a szükséges nyitott állapot esetén nem sokat jelentenek, ami a nagy forgalmú kapuk esetében még jelentősebben jelentkezik.

SZABAD NYÍLÁSOK HATÁSA A BELSŐ TEREK HIGIÉNIÁJÁRA

Ez már összetettebb kérdés az előbbieknél amit két ágra osztanék, az egyik a szabad nyílásokon keresztül beáramló szennyeződések és rovarok kérdése, ami viszonylag egyszerűbben kezelhető a két tér közé befújt elválasztó légsugárral. A másik oldala a problémának a hűtött/fagyasztott terek esetében áll fent, a nagy nedvességet tartalmazó beáramló meleg levegőből a hidegebb térben kicsapódó nedvesség ködöt és jegesedést okoz. Ez a hűtőházakban balesetveszélyhez, valamint higiéniai problémákhoz vezet, mivel a hűtött árura nem cseppenhet rá a mennyezetről víz.

Ez a három problémakör amit meg kell oldanunk és vizsgáljuk ezeket az elválasztás fejlődésének időrendjében

MEGOLDÁSOK

Még azokban az időkben is észleltük ezt a komfortot rontó hatást amikor még nem voltak ilyen nyomasztóak az energetikai kérdések. Ekkor találkozhattunk egy az ajtó nyílás fölé felszerelt hőforrással. Ez javította a nyílás környékén a komfortérzetet, energetikai szempontból viszont még nagyobb fogyasztást generált.

Ezután kezdtek elterjedni a nyílások fölött vagy alatt elhelyezett befúvórácsok amelyeken keresztül meleg levegőt fújtak az ajtónyílás síkja mellett. Ez szintén csak komfort szempontok kezelésére volt alkalmas, ráadásul az alulról való fújás meleg levegő esetén hatékonyabb megoldást sugallhat, de nagyon sok szennyeződést és port juttat a belső terekbe, így kerülendő megoldás.

Elsődlegesen figyelembe kell vennünk a telepítés során, hogy a záró levegősugár a teljes nyílást lefedje, inkább túlnyúljon azon. Ne legyenek szabad felületek a nem kontrollált légáramlások számára. A légfüggöny a külső fal belső síkjára szerelendő, vagy vízszintes és függőleges zárófelületek beépítése szükséges a készülék és a fal közé.

Légfüggöny nélkül Keskenyebb légfüggönnyel Megfelelő szélesség

Az alábbiakban láthatunk néhány szimulációs képet a szabályozatlan légsugár hatásáról.

Légfüggöny nélkül

Korszerű légfüggönnyel, de nem megfelelő, turbulens légsugárral

Hatékony zárással (látható, hogy a padlószinten nem kúszik be a hideg levegő és a kölső sugárfelületen is csak minimális a keveredés)

Innen látható, hogy a légsugár minősége milyen nagymértékben befolyásolja a valóságos zárást. A légtechnikában legtöbb esetben törekszünk a nagy indukcióval való légbevezetésre a gyors hőátadás és a légsebesség leépülése érdekében. Az ajtókban mi pont szigetelni szeretnénk ezért rögtön láthatjuk, hogy az ajtó felett elhelyezett szellőzőrácsok nem lesznek alkalmasak a megfelelő zárásra. Feladat a turbulencia mentes légsugár létrehozása. Emellett az alábbi képekből láthatjuk, hogy a sebesség és a hőmérséklet milyen fontos szerepet játszik a zárás hatékonyságában.

Kis légsebesség / nagy hőmérséklet Túl nagy légsebesség / nagy hőmérséklet

Az ábrákból látszik, hogy a megfelelő sebesség és hőmérséklet elengedhetetlen a biztos zárás eléréséhez. A bemenő paraméterek viszont az időjárás változásával folyamatosan változnak, tehát egy beállítás csak egy szűk tartományban ad megfelelő eredményt, ezért fontos a folyamatos mérésen alapuló szabályozás is.

Az alábbi ábrán láthatjuk a bemenő és működési paraméterek hatását a légsugárra és az irányokat az ideális állapot felé.

A harmadik megoldandó feladat a hűtött terek esetében kap nagy jelentőséget. Az energetika itt is fontos, hiszen mindig nagy hőmérséklet különbségről beszélünk, de a tapasztalatok szerint a hűtőházakban még nagyobb problémát jelent a beáramló meleg levegő magas páratartalma, ami a hűtött/fagyasztott térbe bejutva köd és jegesedés formájában jelenik meg. Ez mind balesetveszélyes, mind higiéniailag nem elfogadható. A fentieket figyelembe véve szóba jöhet egy megfelelő légsugárral való zárás, de ebben az esetben olyan nagy a hőmérséklet különbség és a rendszerben hűtés is jelen van, hogy a légsugárban létrejön a kondenzáció, ködösödés extrém esetben azonnali jegesedés.

Erre az esetre egyetlen megoldás a párhuzamos különböző hőmérsékletű légsugarak lefújása. Az eszköz egyik oldalról a fagyasztott térből, a másik oldalról az előtérből szív.

A h-x diagramból láthatjuk, hogy a két tér hőmérséklete keveredik akkor a keverő egyenes a ködzónába kerül. Ha a középső légsugarat felfűtjük a szükséges hőmérsékletre és arról a pontról indítjuk a keverő egyenest látható, hogy el tudjuk kerülni a nedvesség kiválást a légsugárban. Ez ami megoldást jelent az ilyen extrém hőmérséklet és páratartalom különbség esetén a biztos zárásra.

ÖSSZEFOGLALÁS

Az épületeken a technológiai szükségletekből adódó nyílások biztos zárására olyan légsugarat kell alkalmazni amely lehetőleg lamináris, függőleges, nem szétterülő párhuzamos sugár. Fontos a sebessége és hőmérséklete, amelyeket a körülményekhez igazítva folyamatosan szabályozni kell. A nagy hőmérséklet különbségű tereket, több különböző hőmérsékletű, szabályzott légsugárral tudjuk elválasztani egymástól. Ezek a megoldások már felveszik a versenyt a korszerű építési technológiákkal és beleillenek az energiatudatos üzemeltetési elvárások sorába.

Hozzászólás

A hozzászóláshoz be kell jelentkeznie.

Facebook-hozzászólásmodul