-
VENTILACIJA
UVOD
Ventilacija je proces dovođenja i odvođenja vanjskog zraka u
građevinu kroz za to projektirane otvore u svrhu postizanja i
održavanja određene kvalitete zraka u unutamjem prostoru. Kvaliteta
zraka u unutamjem prostoru (eng. InđoorAir Quality) je pojam
povezan s ugodnošću, zdravljem i produktivnošću radnika. Na
kvalitetu zraka utječe niz čimbenika, koji se dijele na 4 osnovne
grupe:
1. Vanjski izvori zagađenja 2. Elementi građevine i namještaj 3.
Oprema i postupci 4. Ljudi i/ili životinje
Osnovni razlozi za ventilaciju unutamjeg prostora su:
1. Dovođenje vanjskog zraka (kisika) u zatvoreni unutamji
prostor, 2. Razrjeđivanje koncentracije zagađivača u zraku - protok
vanjskog zraka može ovisiti o
koncentraciji zagađivača - MAK (njem. Maximdle Arbeitsplatz
Konzentration) - (nastali C02 pri disanju, duhanski dim, miris
znoja, tehnološka isparenja...),
3. Uklanjanje (odsis) zagađivača iz prostora (parkirne garaže,
cestovni tuneli, laboratoriji, radionice...),
4. Uklanjanje topline i vlage iz prostora (zatvoreni bazeni,
kuhinje...), 5. Uspostavljanje željene razdiobe zraka unutar
prostora.
Osnovni zahtjevi kod projektiranja sustava ventilacije su:
(a) zrak u prostoru treba biti čist- bez mirisa, prašine i
ostalih nečistoća, (b) temperatura i relativna vlažnost u unutamjem
prostoru trebaju zadovoljavati roračunske
uvjete prema namjeni i aktivnostima u prostoru (c) ukupna
dobavna struja zraka mora sadržavati barem određeni udio vanjskog
zraka
Osjetna toplina
QoS = VKLPCp(tuN-tuB) - promjena temperature
Latentna toplina QL = VKLpro(xuN-XuB)
- promjena vlažnosti Proračun toplinskih gubitaka u sezoni
grijanja provodi se prema normama:
DIN4701,EN12 831,... Proračun toplinskog opterećenja u sezoni
hlađenja provodi se p prema postupcima/smjemicama:
CLTD/SCL/CLF, RTS, TETD/TA, TFM, VDI2078 ...
-
Pojmovi ventilacija i infiltracija odnose se na dovođenje
vanjskog zraka u građevinu, a razlika između ventilacije i
infiltracije je u sljedećem: VENTILACIJA predstavlja namjerno
dovođenje određene količine vanjskog zraka u građevinu kroz
projektirane otvore, dakle postoji namjera regulirane razdiobe
zraka unutar građevine. INFILTRACIJA je ulazak vanjskog zraka u
građevinu kroz zazore prozora i ostale nenamjeme otvore te kroz
vanjska vrata pri ulaženju i izlaženju i povezana je s propuštanjem
oplošja građevine. Broj izmjena zraka (eng. Air Changesper Hour) je
pojam koji govori o količini zraka koja ventilacijom ulazi u
građevinu i odnosi se na izmjenjeni zrak unutar korisnog volumena
građevine tijekom jednog sata. Primjerice: Stanje ACH [1/h]
Zatvoreni prozori i vrata 0-0,5 (infiltracija) Prozor otvoren na
kiper 0,3-1,5 Napola otvoren prozor 5-10 Sirom otvoren prozor 10-15
Otvoreni prozori i vrata do40 na suprotnim zidovima SUSTAVI
VENTILACIJE Podjela sustava ventilacije prema načinu strujanja:
1. Prirodna ventilacija 2. Prisilna (mehanička) ventilacija
Za oba navedena tipa sustava ventilacije OBAVEZNA je dobava
vanjskog zraka u ventilirani prostor, jer sustav bez dobave
vanjskog zraka predstavlja recirkulirajući sustav što nije sustav
ventilacije! Prirodna ventilacija pokretana je prirodno i/ili
umjetno dobivenim razlikama tlaka bez korištenja ventilatora. Zrak
ulazi i izlazi iz građevine kroz za to projektirane otvore.
Prednosti sustava prirodne ventilacije:
- mali investicijski troškovi - jednostavno održavanje - jeftina
pogonska energija - mala brzina strujanja zraka i niska razina buke
Nedostaci sustava prirodne ventilacije: - slaba učinkovitost -
slaba mogućnost upravljanja - ovisnost o vremenskim uvjetima
-
Pogonska sila za prirodno strujanje zraka unutar građevine: 1.
energijavjetra 2. efekt dimnjaka
Gore spomenute pogonske sile mogu djelovati zasebno ili zajedno.
Energija vjetra omogućuje strujanje zraka kroz ulazne ventilacijske
otvore usljed pretvorbe dinamičkog tlaka vjetra u statički tlak. Na
strani građevine koja je izložena vjetru postoji pozitivna razlika
tlaka između unutamjeg i vanjskog prostora, a negativna razlika
tlaka je na strani koja je u zavjetrini, što izaziva ulazak zraka u
građevinu.
Ulazi zraka u građevinu trebali bi biti usmjereni direktno u
smjeru prevladavajućeg vjetra. Povoljne lokacije za smještaj izlaza
zraka iz građevine su:
1. na strani zgrade u zavjetrini, točno nasuprot ulazima 2. na
krovu, u području potlaka izazvanog diskontinuitetom u strujanju
vjetra 3. na bočnim stranama gdje se pojavljuju zone potlaka 4. u
tavanskom prostoru na strani u zavjetrini 5. putem dimnjaka 6.
preko krovnih ventilatora
Efekt dimnjaka je pojava koja omogućuje strujanje zraka kroz
građevinu usljed razlike temperatura između unutrašnjosti i
vanjskog okoliša, jer je gustoća toplijeg zraka manja, pa on struji
odozdo prema gore. U sezoni grijanja, kada je unutamji zrak topliji
od vanjskog, donji dio zgrade je u potlaku, a gornji u pretlaku
prema okolišu. Pri tom je raspoloživi tlak zraka: APUZG * ^PKAN
-> iPo -p^gH^Rl + ^Z
-
Mehanička ili prisilna ventilacija omogućuje prisilno strujanje
zraka usljed rada ventilatora. Prednosti sustava prisilne
ventilacije:
- ne ovisi o vremenskim uvjetima - velik izbor opreme - dobra
mogućnost regulacije - pojednostavljen proces projektiranja sustava
Nedostaci sustava prisilne ventilacije: - veliki investicijski
troškovi - velika potrošnja energije - recirkulacija zraka -
problem buke
Tri osnovne izvedbe sustava prisilne ventilacije: 1. Tlačna
ventilacija - prostor u pretlaku
- soba - učionica
2. Odsisna ventilacija - prostor u potlaku - kuhinja - toalet -
kupaonica
3. Tlačna i odsisna ventilacija - komfoma ventilacija -
industrijska ventilacija
Sustav tlačne i odsisne ventilacije naziva se uravnoteženi ili
balansirani ukoliko je protok zraka u tlaku i odsfsu jednak.
Podjela sustava prisilne ventilacije prema mjestu kondicioniranja
zraka:
-
1. Sustav centralne ventilacije - priprema zraka se vrši na
jednoj centralnoj lokaciji, a zatim se zrak distribuira u
prostore.
2. Decentralizirani (lokalni) sustav ventuacije
- priprema zraka se vrši za svaki prostor/zonu zasebno.
-
Ventilacijski zahtjev odnosi se na preporučeni ili normirani
minimum vanjskog zraka koji treba osigurati sustav ventfteeije
unutarnjeg prostora. VENTTLACHSKI ZAHTJEV PREMA BROJU OSOBA ASHRAE
Standard 62 navodi preporučeni ventilacijski minimum (dobava
vanjskog zraka) po osobi za disanje u zatvorenom prostoru (ZA
NEPUŠAČE) od 8 lit/s (V0,P =30 m3/h), što zadovoljava percepciju
mirisa oko 80% osoba. Ventilacija po osobi može biti i izdašnija,
ovisno o namjeni i aktivnosti u prostoru, za što se mogu pronaći
preporuke u literaturi; npr. preporučuje se do 100 m3/(h osobi) za
urede u modernim visokim višekatnicama. Za uobičajene stambene i
poslovne prostore, dobava vanjskog zraka po osobi je u rasponu
VO)P=30-60 m3/h (>50 m3/h zadovoljava 90% lli više osoba u
prostoru). Ukoliko se u prostorima dozvoljava pušenje, dobava
vanjskog zraka mora biti povećana za min. +20 m /h u odnosu na
predviđenu količinu za nepušače. Za N osoba u prostoru, minimalni
ukupni protok vanjskog zraka [m3/h] je:
K = NV..P VENTILACnSKI ZAHTJEV PREMA DOPUŠTENOJ KONCENTRACtn
ZAGAĐIVAČA U ZRAKU Štetne tvari, odnosno zagađivači utječu na
zdravlje osoba koje borave u prostoru. Zagađivači mogu biti:
nebiološke čestice (sintetička i staklena vlakna, produkti
izgaranja, prašina, i dr.); bioaerosoli; plinovi i pare koje se
stvaraju tijekom industrijskih procesa (ovisno o vrsti procesa),
ishlapljenja od građevinskih materijala, namještaja, opreme, osoba
i njihovih aktivnosti unutar prostora ili tvari unesene izvana.
Standardi za industrijske i neindustrijske unutarnje prostore su
različiti. Ukupni protok vanjskog zraka [m /h], potreban za
smanjenje koncentracije određenog zagađivača unutarnjeg zraka i
njegovo održavanje unutar dozvoljenih granica, može se izračunati
iz izraza:
m jr _ con
° ~ C -C mcon - ukupna emisija izvora zagađenja [ug/h] C; -
unutarnja koncentracija u stacionarnom stanju [ug/m3] C0 -
koncentracija u vanjskom zraku [ug/m ]
-
Unutarnja koncentracija zagađivača Ci treba zadovoljavati
odgovarajuće vrijednosti propisane normama (npr. koncentracija CO u
garažama i tunelima). Koncentracija zagađivača izražava se najčešće
u sljedećim jedinicama:
ppm - volumenski udio zagađivača u milijunu volumenskih dijelova
zraka ug/m3 - mikrograma zagađivača po kubičnom metru zraka
ppm=(24.45/M)(1000 u.g/m3); M - relativna molekularna masa
zagađivača
- primjer - koncentracija CO2 u unutarnjim prostorima Unutarnja
koncentracija u stacionarnom stanju je 1000 ppm, uobičajena
koncentracija u vanjskom zraku je 350 ppm, nastali volumen CO2 po
jednoj osobi: 18 L/h. Potrebno je odrediti količinu vanjskog zraka
za ventilaciju prostora.
y Kon = 18/3600 =7? °'p C-C 0.001-0.00035 ' llt/s po osobi
VENTELACIJSKI ZAHTJEV PREMA BROJU IZMJENA ZRAKA Broj izmjena
zraka na sat (ACH) predstavlja omjer volumena vanjskog zraka koji
uđe u prostor u jednom satu prema volumenu korisnog unutarnjeg
prostora Vp. Ukupni protok vanjskog zraka [m /h] je: V0=ACH-VP
Broj izmjena zraka ovisi o volumenu prostora, obliku, namjeni,
aktivnostima u prostoru i sl. Taj kriterij za ventilacijske
zahtjeve koristi se kada izvori zagađivača nisu određeni, a koristi
se i kao kontrola proračuna dobavne količine zraka izračunate
drugim metodama. Za uobičajene stambene i poslovne prostore, ACH se
kreće u rasponu 4-8 h"1. Za različite tipove i namjene prostora,
preporučeni broj izmjena se može pronaći u tablicama danim u
literaturi. Vrsta prostora ACH (h-1) Ured 3. .6 Knjižnica 3. .5
Restoran 6. .8Dućan 4. .8Kazalište, kino dvorana 4. .6 Lakirnica
20. .50Operacijska dvorana 15. .20Skladište 4. .6Garderoba 3.
.6Zatvoreni bazen 3. .6Laboratorij 8.. 15Radionice za zavarivanje
5.. 10
-
OSNOVNI PRINCIPI DISTRTJBUCIJE ZRAKA U PROSTORU Sustav
distribucije zraka s miješajućim strujanjem temelji se na
ubacivanju zraka u prostor većom istrujnom brzinom (2-3 m/s) i
njegovo miješanje sa zrakom prostorije usljed podtlaka koji se
stvara u zoni oko istrujnog mlaza (efekt indukcije). Zbog toga
izmješani zrak dolazi u zonu boravka s brzinom i temperaturom koje
odgovaraju uvjetima toplinske ugodnosti.
Prednosti: - pogodno za grijanje i hlađenje - efekt indukcije
omogućuje veću temperaturnu razliku kod ubacivanja Atus - jednolika
razdioba temperature - prilagodljivo glede smještaja istrujnih
otvora Nedostaci: - velika potrošnja energije za hlađenje - moguća
pojava propuha, pa treba voditi računa o brzinama strujanja zraka u
zoni
boravka Kod sustava distribucije zraka s poprečnim strujanjem,
zrak se ubacuje direktno u zonu boravka znatno manjom brzinom i s
manjom temperaturnom razlikom između ubacivanja i stanja u
prostoru. Strujanje se može usmjeriti odozdo prema gore (prikazano
na slici) ili vodoravno od jednog zida prema suprotnom zidu. Ovakav
način razdiobe zraka omogućuje efikasnije odvođenje'-štetnih tvari
iz prostora, jer se isti dio zračne struje ne može vratiti u
recirkulaciji na isto područje unutar volumena prostora.
-
Prednosti: - efikasno prozračivanje - mala potrošnja enefgijeza
hlađenje - pogodno za hlađenje visokih prostora - mala brzina
strujanja u zoni boravka Nedostaci: - veliki volumen zraka u
cirkulaciji - smanjenje upotrebljive površine poda - velik
gradijent temperature po visini - nije pogodno za veće kapacitete
grijanja Lokalni sustavi ventilacije za industrijsko okruženje
razvijaju se za niz različitih primjena uzimajući u obzir njihove
specifične potrebe. Iz takvog pristupa proizlazi velik broj
različitih tipova instalacije.
-
Postavljanje vanjskih ulaznih (usisnih) i izlaznih (istrujnih)
otvora za ventilaciju izvodi se prema preporukama iz literature
ovisno o primjeni i tipu sustava.
a) Vertikalni razmaci između ulaznih i izlaznih otvora b)
Horizontalni razmaci između ulaznih i izlaznih otvora PROČIŠĆAVANJE
ZRAKA Filter je dio opreme ventilacijskog sustava koji uklanja
čestice zagađivača iz ventilacijskog zraka. Korištenjem filtera
povećava se razina ugodnosti, ali povećavaju se i troškovi pogona i
održavanja sustava. Postavljanjem filtera u ventilacijsku ili klima
jedinicu provodi se, ne samo pročišćavanje zraka, nego i zaštita
ostalih uređaja ugrađenih u sustav od nakupljanja i taloženja
nečistoća. Time se posredno dodatno čuvaju elementi građevine od
onečišćenja i oštećenja. Za posebne prostorije s najvišim
standardima čistoće zraka zadnji stupanj filtracije se postavlja u
distributere na ulazu zraka u prostoriju, jer se time sprječava
mogućnost zagađenja filtriranog zraka u ventilacijskim zračnim
kanalima. Modemi filteri danas omogućuju zadržavanje čestica u
širokom rasponu 0,l-500 µm. Filter za čestice treba imati tri važne
osobine:
1. visoka efikasnost - sposobnost uklanjanja čestica iz struje
zraka 2. vefikikapacitet zadržavanja prašine - određena količina
prašine koju filter zraka može
zadržati u pogonu 3. mali otpor strujanju zraka - pad statičkog
tlaka na filteru
Osnovna podjela filtera po klasama vrši se prema europskim
smjemicama i normama EUROVENT, EN779, ENI-822-pri čemu veći broj u
oznaci općenito znači veću efikasnost: ,
-
1. Grubi filter - predfilter (Eurovent klasa EUl ...EU4, EN779
klasa Gl ...G4) 2. Fini filter - prvi/drugi stupanj filtracije
(Eurovent klasa EU5...EU9, EN779 klasa
F5...F9) 3. Apsolutni (HEPA/ULPA) filter- završni stupanj
filtracije (Eurovent klasa EU10..EU17,
EN1822 klasa H10...H13; U14...U17) Grubi filter vrši zadržavanje
krupne prašine (čestice promjera 5-100 µm) i koristi se kao
predfilter ili jedini filter za prostore s manjim zahtjevima za
čistoćom zraka. Fini filter vrši zadržavanje fine prašine (čestice
promjera 0.3-5 µm) i koristi se kao prvi ili drugi stupanj
filtracije za prostore s povećanim zahtjevima za čistoćom zraka.
Postavlja se u struji zraka iza grubog filtera i često se koristi u
komfornoj ventilaciji i klimatizaciji. Jednu podgrupu unutar
podjele filtera čine apsorpcijski filteri kojima se vrši uklanjanje
mirisa iz zraka. Apsolutni (HEPA/ULPA) filter vrši zadržavanje
najfinije prašine (lebdeće čestice vrlo malog promjera
-
Ventilator zagrijava struju zraka koja struji kroz njegove
lopatice