V klimatizácii používané vetracie jednotky pre prirodzené vetranie, medzi ktoré patria ako prívodné, tak odvodné systémy, fungujú na princípe vztlaku pri teplotnom rozdiele medzi podlahou a strechou. Tieto systémy sa správajú rovnako ako systémy na odvod tepla a splodín horenia, čo ich robí relevantnými aj pre kontext požiarnej bezpečnosti. Ide o prirodzené vetracie systémy, s ktorých pomocou je riadený prívod a odvod vzduchu. Pokiaľ je to nutné, sú opatrené kulisami tlmiacimi hluk. Sú vhodné na vetranie za každého počasia a vďaka transparentným lamelám zo skla alebo polykarbonátu môžu umožňovať prívod dodatočného množstva zdravotne priaznivého denného svetla do budovy. K tomu patria tiež vetracie klapky, ktoré môžu byť vďaka svojmu plochému tvaru vhodné i pre komerčné projekty.
Princípy Vztlakového Vetrania (Vertikálneho Prúdenia Vzduchu)
Vo vetraných priestoroch rozoznávame podľa spôsobu prúdenia vzduchu dva základné typy vetrania - zmiešavacie vetranie a vztlakové vetranie. Pri zmiešavacom vetraní sa privádzaný vzduch zmiešava so znečisteným vzduchom v priestore, čím sa znižuje koncentrácia znečistenia. Pri vztlakovom vetraní sa privádza na úrovni podlahy čerstvý studený vzduch, ktorý sa zohrieva vnútornými zdrojmi tepla, pôsobením vztlakovej sily prúdi smerom zdola nahor a vytláča znečistený vzduch v miestnosti do jej hornej časti, odkiaľ sa z miestnosti odvádza.
Vztlakové vetranie bolo vyvinuté a začalo sa používať koncom 70. a začiatkom 80. rokov minulého storočia v Škandinávii a dnes je rozšírené najmä v severnej Európe. Je vhodným vetracím a súčasne aj chladiacim systémom najmä v prípade priemyselných hál, reštaurácií, učební, supermarketov či administratívnych budov. Vztlakové vetranie možno kombinovať so sálavými vykurovacími a chladiacimi systémami, čím sa zabezpečí dobrá kvalita vzduchu.
Predpokladá sa, že vztlakové vetranie poskytuje pri rovnakom prietoku vzduchu lepšiu kvalitu vzduchu než zmiešavacie vetranie. Navyše, vďaka optimálnemu rozloženiu teplôt môže byť teplota privádzaného vzduchu v porovnaní so zmiešavacím vetraním mierne vyššia, čo znižuje nároky na chladenie privádzaného vzduchu. Vztlakové vetranie možno použiť, ak sa do miestnosti privádza relatívne veľké množstvo vzduchu. Ak je množstvo privádzaného vzduchu relatívne malé, hranica hornej vrstvy so znečisteným vzduchom sa bude nachádzať príliš nízko a stratí sa výhoda zvýšenej kvality vzduchu v porovnaní so zmiešavacím vetraním. Aby vztlakové vetranie správne fungovalo, musí byť privádzaný čerstvý vzduch chladnejší než okolitý vzduch v miestnosti.
Pri vztlakovom vetraní sa vzduch privádza na úrovni podlahy pri teplote nižšej, než je teplota vzduchu v miestnosti. Čerstvý vzduch sa šíri po podlahe, v blízkosti vnútorných zdrojov tepla (napríklad ľudia, počítače či osvetlenie) sa zohrieva na teplotu vyššiu, než je teplota okolitého vzduchu v miestnosti, tým sa znižuje jeho hustota a v dôsledku vztlakovej sily vzniká vertikálny pohyb smerom zdola nahor. Ak sú zdroje tepla zároveň zdrojmi znečistenia, t. j. kontaminant má vyššiu teplotu ako okolitý vzduch, vztlaková sila ho efektívne odvedie do hornej časti miestnosti - nad pobytovú zónu (hranica pobytovej zóny človeka sa zvyčaje uvažuje vo výške 1,8 m nad podlahou). Vytvorí sa tak hranica medzi spodnou časťou miestnosti s čistým vzduchom a hornou časťou miestnosti so znečisteným vzduchom, kde sa vzduch z miestnosti odvádza.
Vztlakové vetranie sa odporúča v miestnostiach s výškou nad 3 m, jeho aplikácia sa neodporúča v miestnostiach so stropom nižším než približne 2,3 m. Ak od sumy konvekčných tokov smerom nahor odrátame toky vzduchu v blízkosti chladných plôch prúdiace smerom nadol, dostaneme prietok čerstvého vzduchu privádzaného do miestnosti. Zvýšené množstvo čerstvého vzduchu privádzaného do miestnosti posúva hranicu medzi čistým vzduchom a znečisteným vzduchom smerom nahor, naopak, znížený prítok čerstvého vzduchu posúva túto hranicu smerom nadol. Vztlakové vetranie pracuje efektívne pri vyšších prietokoch vzduchu.
Vplyv Vztlakového Vetrania na Tepelnú Pohodu
Jednou zo základných podmienok tepelnej pohody je celkový tepelne neutrálny pocit osoby. Táto podmienka však sama osebe ešte nezaručuje tepelnú pohodu. Ďalšou dôležitou podmienkou na dosiahnutie tepelnej pohody je eliminácia príčin lokálnej tepelnej nepohody, medzi ktoré patrí prievan, vertikálny rozdiel teplôt vzduchu, horúca alebo chladná podlaha a rozdiel sálavých teplôt. Pri nesprávnom návrhu môže vztlakové vetranie spôsobovať tepelnú nepohodu užívateľov v dôsledku prievanu či vysokého vertikálneho rozdielu teplôt vzduchu.
V priestoroch so vztlakovým vetraním, kde sa väčšie množstvo chladného vzduchu privádza na úrovni podlahy, je reálne riziko vzniku nepohody v dôsledku prievanu, ktorý je však často zapríčinený nesprávnym návrhom prívodnej výustky. Správnym návrhom teda možno prípadné riziko prievanu znížiť na prijateľnú mieru. Dôležitou podmienkou správneho fungovania vztlakového vetrania je teplotný gradient. V priestore so vztlakovým vetraním sa teda vždy vyskytuje pozitívny vertikálny rozdiel teplôt vzduchu, čo však môže mať za následok tepelnú nepohodu, ak je vertikálny rozdiel teplôt vzduchu medzi členkami a hlavou privysoký. Nepohoda v dôsledku vertikálneho rozdielu teplôt vzduchu sa pripisuje pocitu horúcej hlavy alebo chladných chodidiel, alebo obom nežiaducim pocitom súčasne. Aby sme sa vyhli tepelnej nepohode, odporúča sa udržiavať vertikálny rozdiel teplôt medzi členkami (0,1 m nad podlahou) a hlavou (1,1 m nad podlahou pre sediacu osobu) do 3 °C.
V bežných aplikáciách možno pri návrhu vztlakového vetrania vychádzať z tzv. pravidla 50 %, ktoré hovorí, že teplota vzduchu na úrovni podlahy je približne v polovici medzi teplotou privádzaného vzduchu a teplotou odvádzaného vzduchu a že teplota vzduchu sa zvyšuje lineárne od podlahy k stropu. Vzostup teploty privádzaného vzduchu na úrovni podlahy nastáva v dôsledku sálania teplejšieho stropu (zohrievaného teplým vzduchom v hornej časti miestnosti), ktoré spôsobuje zohrievanie podlahy a následné odovzdávanie tepla vzduchu na úrovni podlahy. Vo vysokých miestnostiach sa často stáva, že vzostup z prívodnej teploty na teplotu na úrovni podlahy je menej než 50 % celkového vzostupu teploty.
Kombinácie Vztlakového Vetrania so Sálavými Systémami
Pri návrhu vztlakového vetrania treba brať do úvahy aj limity požiadaviek na komfortné tepelné prostredie. Podľa väčšiny štúdií dokáže vztlakové vetranie pri dodržaní požadovaných limitov na vertikálny rozdiel teplôt vzduchu a prievan pokryť tepelnú záťaž maximálne okolo 40 W/m². Ak je tepelná záťaž príliš vysoká alebo ak treba pokryť tepelnú stratu v zimnom období, možno vztlakové vetranie kombinovať s podlahovým sálavým systémom.
S podlahovým vykurovaním a chladením
Praktické skúsenosti a experimentálne merania ukázali, že v zime sa dá vztlakové vetranie dobre kombinovať s podlahovým vykurovaním. Pri podlahovom vykurovaní pôsobí teplá podlaha na okolité chladné povrchy sálaním. Okrem toho prebieha prenos tepla odovzdávaním z podlahy do chladného vzduchu, ktorý sa šíri na úrovni podlahy. Pri návrhu systému treba venovať pozornosť teplote podlahy, priveľmi teplá podlaha by totiž mohla zohriať privádzaný chladný vzduch prirýchlo a vzduch by mohol stúpať nahor pred dosiahnutím inhalačnej zóny užívateľov, v dôsledku čoho by sa znížila účinnosť vetrania. Prax ukázala, že teplota podlahy pod približne 25 °C a teplota privádzaného vzduchu približne 2 °C pod teplotou vzduchu v miestnosti by mali zabezpečiť bezproblémové prúdenie privádzaného vzduchu na úrovni podlahy.
Ak je tepelná záťaž priestoru v lete pomerne nízka, môže vztlakové vetranie slúžiť na vetranie a zároveň aj na chladenie. Pri vyššej tepelnej záťaži možno vztlakové vetranie kombinovať s podlahovým chladením. Podlahové chladenie má niekoľko výhod - ak sa podlahový systém využíva na vykurovanie v zime, môže byť praktické tento systém využiť aj na chladenie v lete. Navyše, podlaha sa zo všetkých povrchov v miestnosti nachádza najbližšie k ťažisku človeka, a preto účinne ovplyvňuje jeho tepelný pocit. Po tretie, podlahové chladenie dosahuje vysoký chladiaci výkon v priestoroch s priamym alebo nepriamym slnečným žiarením na podlahu. Nevýhodou podlahového chladenia môže byť to, že v kombinácii so vztlakovým vetraním sa ešte zvyšuje vertikálny rozdiel teplôt vzduchu medzi hlavou a členkami, čo môže viesť k zvýšenej miere tepelnej nepohody. Pozitívnym príkladom kombinácie vztlakového vetrania a podlahového chladenia je medzinárodné letisko v Bangkoku (Thajsko), kde chladiaca podlaha pokryje značnú časť tepelnej záťaže.
So stropnými systémami
Alternatívou k podlahovým sálavým systémom sú stropné systémy. Veľmi vhodná je kombinácia vztlakového vetrania so stropným vykurovaním. Za bežných podmienok bez potreby vykurovania je strop o niekoľko stupňov teplejší než podlaha v dôsledku ohrevu teplým vzduchom v hornej časti miestnosti, pričom teplý strop odovzdáva teplo podlahe prostredníctvom sálania. Stropný systém kombinovaný so vztlakovým vetraním, využívaný na chladenie v letnom období, je schopný pokryť tepelnú záťaž až do výšky približne 100 W/m². V tomto prípade je vzduch stúpajúci zo spodnej časti miestnosti v interakcii so vzduchom, ktorý sa ochladzuje v blízkosti chladného stropu a v dôsledku zvýšenia hustoty klesá nadol. Ak je teplota stropu príliš nízka, množstvo vzduchu prúdiaceho smerom nadol je enormné, v dôsledku interakcie stúpajúceho a klesajúceho vzduchu nastáva podobná distribúcia vzduchu ako pri zmiešavacom vetraní a vztlakové vetranie stráca výhodu vysokej kvality vzduchu. Zmiešavanie vzduchu sa prejaví homogénnym teplotným profilom.
Pretlakové Systémy na Vetranie Schodísk: Kľúč k Požiarnej Bezpečnosti
Nielen pre unikajúce osoby predstavujú dymové plyny najväčšiu hrozbu v prípade požiaru. Ohrozujú a prekážajú aj záchranným tímom. Elektronické pretlakové systémy na vetranie schodísk ponúkajú najvyššiu úroveň požiarnej ochrany. Zabezpečujú bezpečnosť, keď je to najviac potrebné, a sú kľúčové pre záchranu životov a rýchle hasenie požiarov. Pre splnenie tejto funkcie musí celý systém fungovať správne a spoľahlivo.
Správne fungovanie je zaručené úspešným testovaním zostáv technických zariadení podľa EN 12101-6:2022-11. Od októbra 2023 je nemecká výrobná spoločnosť prvým a jediným nemeckým výrobcom, ktorý ponúka celé zostavy testované podľa tejto normy.
INURI: Fire in a stairwell
Výhody a Zostavy Pretlakových Vetracích Systémov
Implementáciou normy EN 12101-6:2022-11 preberajú výrobcovia úlohu priekopníka a zabezpečujú, aby bol systém vybavený aj pre budúci vývoj noriem.
Výhody pre užívateľov a projektantov:
- Testovaná a spoľahlivá bezpečnosť: Bezpečnosť ľudí v budove je najvyššou prioritou. S pretlakovými vetracími systémami si môžete byť istí, že v prípade požiaru budú únikové a záchranné cesty zaručene bez dymu.
- Transparentnosť a dôvera: Vďaka testovaniu zostáv v súlade s EN 12101-6:2022-11 presne viete, čo získate, keď vo svojom projekte použijete komponenty. Môžete si byť istí, že sa na ne môžete spoľahnúť a že budú fungovať perfektne.
- Produkty orientované na budúcnosť: Zabezpečuje sa, že systém je pripravený aj na budúce zmeny v normách.
- Hladké spracovanie projektu: Keďže zostavy technických zariadení sú optimalizované pre zamýšľané aplikačné podmienky, výber je jednoduchý. To tiež zjednodušuje bezproblémovú akceptáciu systémov.
Dostupné zostavy
Celkovo sú k dispozícii štyri testované zostavy technických zariadení pre rôzne aplikácie. Zostavy tvoria jadro celého systému a nie sú dostupné samostatne. V závislosti od veľkosti a rozsahu projektu môžu byť rozšírené o riadiace skrine pre riadiaci systém, klapky, klapky na odvod dymu, terénne zariadenia a ďalšie komponenty.
- RDA 1 SK 1: Táto zostava sa používa s prirodzeným odvodom vzduchu a vytesňovacím pretlakovým VZT systémom. Pozostáva z prívodného axiálneho ventilátora, frekvenčného meniča s brzdným odporom a snímača tlaku.
- RDA 1 SK 2: Táto zostava je takmer identická so zostavou RDA 1 SK1. Navyše bola testovaná pomocou vzduchovej clony na kompenzáciu straty pretlakovaného vzduchu cez otvorené vstupné dvere von zo schodiska.
- RDA 2: Zostava RDA 2 sa používa pre pretlakové systémy s núteným odvodom vzduchu. Podobne ako pri RDA 1, privádzaný vzduch je generovaný axiálnym ventilátorom s frekvenčným meničom s brzdným odporom a snímačom tlaku.
- RDA 3: Zostava RDA 3 sa používa pre pretlakové systémy s núteným odvodom vzduchu.
tags: #vertikalne #vetranie #pri #zasahu