Efektรญvne vetranie podzemnรฝch garรกลพรญ
Pri komplexnom pohฤพade na vec sa dajรบ nรกjsลฅ efektรญvne rieลกenia. V poslednom ฤase sa ฤoraz viac hovorรญ o zelenรฝch budovรกch, certifikรกcii podฤพa BREAM, LEEDS a inรฝch certifikaฤnรฝch kritรฉriรญ. Budovy sรบ pritom jednรฝm veฤพkรฝm celkom a ich prevรกdzka sa dnes dotรฝka uลพ vลกetkรฝch oblastรญ TZB, medziinรฝm aj prevรกdzkovรฉho vetrania garรกลพรญ a ich poลพiarneho vetrania. Najmรค v prรญpade nรกkupnรฝch centier je prirodzenรฉ realizovaลฅ tieto dva systรฉmy ako jeden obojลพivelnรฝ systรฉm, v ktorom konajรบ hlavnรบ prรกcu odsรกvacie ventilรกtory. ฤo sa musรญ pri ich nรกvrhoch zohฤพadniลฅ?
Ventilรกtor je lopatkovรฝ stroj, ktorรฝ slรบลพi na dopravu vzduลกnรญn pri pomerne nรญzkom pomere ich stlaฤenia (okolo 1,0 โ 1,1). Podฤพa smeru prietoku vzduลกniny ich moลพno rozdeliลฅ na radiรกlne, axiรกlne, diagonรกlne a diametrรกlne. Podฤพa dopravnรฉho tlaku ich delรญme na nรญzkotlakovรฉ (do 1 000 Pa), strednotlakovรฉ (1 000 โ 3 000 Pa) a vysokotlakovรฉ (nad 3 000 Pa). Na รบฤely vetrania garรกลพรญ prichรกdzajรบ do รบvahy hlavne nรญzko-, prรญpadne strednotlakovรฉ axiรกlne ventilรกtory.
Pri prechode vzduลกnรญn ventilรกtorom dochรกdza k tlakovรฝm stratรกm z dรดvodu trenia a k miestnym tlakovรฝm stratรกm (rรดzne tvarovky a potrubnรฉ prvky). Samotnรฝ ventilรกtor predstavuje stroj s danรฝm poฤtom lopatiek, priฤom pri prechode vzduchu cez obeลพnรฉ koleso dochรกdza k urฤitรฝm stratรกm. Tlakovรฉ straty potrubnou sieลฅou opisuje hydraulickรก รบฤinnosลฅ hh (โ). Parameter e vyjadruje pomer medzi teoretickรฝm dopravnรฝm tlakom ventilรกtora, ktorรฝ mรก koneฤnรฝ poฤet lopatiek (Dpth), oproti dopravnรฉmu tlaku ideรกlneho ventilรกtora s nekoneฤnรฝm poฤtom lopatiek (Dpthโ). Je urฤenรฝ vzลฅahom
Pri vรฝpoฤte dopravnรฉho tlaku skutoฤnรฉho ventilรกtora platรญ
Teoretickรฝ dopravnรฝ tlak ventilรกtora s nekoneฤnรฝm poฤtom lopatiek vyjadruje rovnica
Po รบprave rovnรญc dostaneme veฤพkรบ ventilรกtorovรบ rovnicu
kde u1 je obvodovรก rรฝchlosลฅ na malom priemere obeลพnรฉho kolesa,
u2 – obvodovรก rรฝchlosลฅ na veฤพkom priemere obeลพnรฉho kolesa,
c1u – priemet vektora absolรบtnej rรฝchlosti c1 do smeru obvodovej rรฝchlosti,
c2u – priemet vektora absolรบtnej rรฝchlosti c2 do smeru obvodovej rรฝchlosti,
w1 – relatรญvna rรฝchlosลฅ na malom obvodovom kolese,
w2 – relatรญvna rรฝchlosลฅ na veฤพkom obvodovom kolese.
Prรกve vฤaka tejto รบprave moลพno urฤiลฅ podiel statickรฉho a dynamickรฉho tlaku z celkovรฉho tlaku. Dynamickรฝ tlak je danรฝ rozdielom ลกtvorcov absolรบtnych rรฝchlostรญ c. Rozdiel relatรญvnych rรฝchlostรญ (w) a obvodovรฝch rรฝchlostรญ (u) hovorรญ o veฤพkosti statickej zloลพky tlaku (predstavuje vลกetok dispoziฤnรฝ tlak potrebnรฝ na prekonanie hydraulickรฝch odporov a samotnej potrubnej siete). V prรญpade axiรกlnych ventilรกtorov sa obvodovรก rรฝchlosลฅ u1 (na malom obeลพnom kolese) rovnรก obvodovej rรฝchlosti u2 a vzduch prรบdi celรฝm obeลพnรฝm kolesom, takลพe vzลฅah (3) sa potom menรญ na vzลฅah (5), priฤom platรญ ลพe u = u1 = u2
Ak by sme vyjadrili veฤพkรบ ventilรกtorovรบ rovnicu (4) graficky (obr. 1), na os x by sme naniesli pomer c2u/u2, ktorรฝ opisuje sklopenie lopatky k veฤพkรฉmu obeลพnรฉmu kolesu. Na osi y je vynesenรฉ celkovรฉ tlakovรฉ ฤรญslo ฮจth, ktorรฉ udรกva pomer dopravnรฉho a dynamickรฉho tlaku. Najvyลกลกie tlakovรฉ ฤรญslo mรดลพu dosahovaลฅ ventilรกtory s dopredu zahnutรฝmi lopatkami, ale pri nulovej statickej zloลพke ฮจthstat.
A tu sa dostรกvame k podstate problรฉmu. Pri nรกvrhu ventilรกtora musรญme poznaลฅ presnรฝ pracovnรฝ bod ventilรกtora โ t. j. dopravovanรฉ mnoลพstvo a hydraulickรฉ straty potrubnou sieลฅou. Teoreticky moลพno skonฤiลฅ len nรกvrhom ventilรกtora pre danรฝ pracovnรฝ bod a nerieลกiลฅ jeho celkovรบ รบฤinnosลฅ, hluk ani stabilitu prevรกdzky. Ak vลกak ide o ventilรกtor urฤenรฝ aj na prevรกdzkovรฉ vetranie, potom je namieste poloลพiลฅ si otรกzku, akรบ mรก รบฤinnosลฅ, kde sa nachรกdza a ฤi pracuje v stabilnej oblasti, resp. akรฉ sรบ jeho prevรกdzkovรฉ nรกklady a ฤi sa jeho nรกvrh nedรก rieลกiลฅ inak. Zvyฤajne totiลพ pri samotnom nรกvrhu ventilรกtora hrรก รบlohu iba jeho cena. A je aลพ prekvapujรบce, akรฉ ลฅaลพkรฉ je vysvetliลฅ investorom, ลพe proยญblematika je o nieฤo ลกirลกia a nejde v nej len o cenu fabrikรกtu.
Obr. 1 Tlakovรฉ ฤรญsla ako funkcie pomeru rรฝchlostรญ (Zdroj: [6])
Pri pohฤพade na tlakovรฉ ฤรญsla ventilรกtorov nรกs moลพno prekvapรญ, ลพe vysokotlakovรฝ ventilรกtor mรก nรญzke tlakovรฉ ฤรญslo a, naopak, nรญzkotlakovรฝ ventilรกtor mรก vysokรฉ tlakovรฉ ฤรญslo (t. j. podiel statickej zloลพky na celkovom dopravnom tlaku je minimรกlny). O doprave mnoลพstva vzduลกniny hovorรญ objemovรฉ ฤรญslo j. Graf vzรกjomnej zรกvislosti tlakovรฉho ฤรญsla ฮจth a objemovรฉho ฤรญsla j je veฤพmi uลพitoฤnou pomรดckou, lebo vypovedรก o sprรกvanรญ sa ventilรกtorov. Nรญzkotlakovรฝ radiรกlny ventilรกtor s lopatkami zahnutรฝmi dopredu mรก vysokรฉ tlakovรฉ ฤรญslo v pomerne veฤพkom rozsahu objemovรฝch ฤรญsel. Naopak, ak si zoberieme nรญzkotlakovรฝ axiรกlny ventilรกtor, krivka je pomerne strmรก v รบzkom rozsahu objemovรฝch ฤรญsel. Tlakovรฉ charakteristiky axiรกlnych ventilรกtorov sรบ na obr. 2. Ideรกlny nรกvrhovรฝ bod je na mieste, kde ventilรกtor dosahuje maximรกlnu รบฤinnosลฅ. Nรกvrhovรฝ bod ventilรกtora je pritom miesto, kde sa preยญtne krivka ventilรกtora s krivkou VZT systรฉmu.
Obr. 2 Tlakovรฉ charakteristiky axiรกlnych ventilรกtorov (Zdroj: [6])
Legislatรญva a prax
Problรฉmom pri nรกvrhu ventilรกtora je platnรก legislatรญva pre poลพiarne vetranie garรกลพรญ, ktorรบ zastupuje prevaลพne anglickรก norma BS 7346-7: 2006 [1], resp. jej novela BS 7346-7: 2013 v kontexte smernice Eร ฤ.โฏ2009/640/EC (ErP) o energetickej รบฤinnosti. Ventilรกtor nemรดลพe byลฅ vyhotovenรฝ s EC motorom (elektronicky komutovanรฝ), mรดลพe byลฅ len v AC vyhotovenรญ (asynchrรณnne komutovanรฝ) s frekvenฤnรฝm meniฤom (IE2). Z ekonomickรฝch dรดvodov sa navrhuje systรฉm, ktorรฝ je takpovediac obojลพivelnรฝ, t.โฏj. slรบลพi na prevรกdzkovรฉ vetranie garรกลพรญ, aj na poลพiarne vetranie garรกลพรญ. Ak chceme splniลฅ poลพiadavky platnej legislatรญvy, musรญme braลฅ do รบvahy STN 73 6058: 1988 [2], ktorรก poฤรญta s hodnotou 300 m3/hod/PM (vychรกdza z emisiรญ โ vznetovรฝ teplรฝ motor: 5,0 g/h voz, zรกลพihovรฝ teplรฝ motor: 20 g/h voz). Alternatรญvou je vรฝpoฤet podฤพa prรญlohy b) tejto normy [2].
Rovnako moลพno uvaลพovaลฅ s ฤSN 73 6058 [3], ktorรก je aktualizรกciou federรกlnej normy [2] a je omnoho presnejลกia. Na porovnanie โ anglickรก norma BS poฤรญta len so strohou 6-nรกsobnou vรฝmenou objemu vzduchu a poฤas 1 hod. STN [2] predpisuje mnoลพstvo bez ohฤพadu na okolnosti, resp. podฤพa prรญlohy b) moลพno toto mnoลพstvo upraviลฅ s ohฤพadom na hodinovรฝmenu na parkovacom mieste. Asi najpresnejลกia je prรกve ฤSN [3], ktorรก zohฤพadลuje aj trasu vozidla, sklon rรกmp, voฤพnobeh motora a emisie. Ak poฤรญtame s jednopodlaลพnou podzemnou garรกลพou, je to v poriadku, ak vลกak ide o viacpodlaลพnรบ podzemnรบ garรกลพ, jedinรบ reรกlnu hodnotu ponรบka vรฝpoฤet podฤพa ฤSN [3].
Rรดzne reลพimy = rรดzne poลพiadavky. ฤo s tรฝm?
V nรกkupnรฝch centrรกch mรก zvyฤajne jedno z podlaลพรญ v prenรกjme veฤพkรฝ investor (naprรญklad telefรณnny operรกtor), ktorรฝ prevรกdzkuje parking v รบplne inom reลพime, ako sa prevรกdzkujรบ zvyลกnรฉ podlaลพia. To je skutoฤnosลฅ, ktorรก sa do nรกvrhu zvyฤajne nedostane. V projekฤnej praxi potom ฤelรญme vรฝzve skฤบbiลฅ poลพiadavky na rรดzne reลพimy prevรกdzkovania jednotlivรฝch podlaลพรญ podzemnรฉho parkingu a na poลพiarne vetranie, ktorรฉ je vรฝrazne objemovo nรกroฤnejลกie (10-nรกsobnรก vรฝmena vzduchu v prรญpade tzv. Smoke clearance efektu). Z ekonomickรฝch dรดvodov sa zvykne pri nรกvrhu uvaลพovaลฅ aj s poลพiarnym vetranรญm veฤพkรฝch nรกjomcov cez tรบ istรบ inลกtalรกciu. Vo vรฝsledku tak ฤelรญme trom rรดznym poลพiadavkรกm โ prevรกdzkovรฉ vetranie parkingu (pri rรดznych poลพiadavkรกch na jednotlivรฉ podlaลพia), poลพiarne vetranie parkingu a poลพiarne vetranie nรกjomnej jednotky.
Obr. 3 Rieลกenรญm je paralelnรก prevรกdzka viacerรฝch axiรกlnych ventilรกtorov na spoloฤnej stรบpaฤke. (Foto: autor)
Len na porovnanie โ pri ploลกnej vรฝmere pribliลพne 10 000 m2 podzemnรฉho parkingu funguje prevรกdzkovรฉ vetranie na CO v objeme okolo 40 aลพ 60 000 m3/hod, no poลพiarne vetranie aลพ v objeme okolo 200 โ 240โฏ000โฏm3/hod. Ak je na spoloฤnej odvodnej stรบpaฤke potrubnรฝ rozvod pri tzv. kotevnรฝch tenantoch, zvyฤajne mรก รบplne inรฝ pracovnรฝ bod โ najฤastejลกie okolo 800 Pa (pstat). Pracovnรฝ bod ventilรกtora pre garรกลพ je vลกak okolo 120 โ 200 Pa (pstat). Jedinou reรกlnou alternatรญvou je potom prevรกdzka jednรฉho, resp. viacerรฝch ventilรกtorov na spoloฤnej stรบpaฤke pomocou frekvenฤnรฉho meniฤa. Ani frekvenฤnรฝ meniฤ (FM) vลกak nie je vลกeliek, pretoลพe v prรญpade troch podzemnรฝch podlaลพรญ sa CO simultรกnne nezvรฝลกi na vลกetkรฝch podlaลพiach v rovnakom ฤase. Mรดลพe nastaลฅ situรกcia, ลพe na 1. PP sa aktivuje druhรฝ stupeล CO, na 2. PP prvรฝ alebo ลพiadny (menลกia poฤetnosลฅ vรฝmeny vozidiel) a na 3. PP panuje poฤas dลa nemennรก situรกcia โ autรก priลกli rรกno a odรญdu poobede.
Ak sa FM riadi len stupลom CO a na jednotlivรฝch podlaลพiach sa pouลพijรบ vzhฤพadom na rieลกenie projektu PO len poลพiarne odolnรฉ dymovรฉ klapky (s certifikรกciou podฤพa STN EN 13 501-4 + A1 [4]), je doregulovanรฉ. Motor servopohonu klapky sa zvyฤajne dodรกva so skokovou regulรกciou, teda polohou otvor/zatvor. A tak sa celรฝ systรฉm rozbehne na vyลกลกie otรกฤky (posuvnรฉ a odsรกvacie ventilรกtory na danom podlaลพรญ poฤรญtajรบ s dvomi stupลami CO de facto v celej garรกลพi). Rieลกenรญm sรบ dymovรฉ (ZOTaSH) klapky s modulovanou polohou servopohonu a spojitou regulรกciou (4 โ 12 mA) s pridanรญm riadiaceho systรฉmu. Takto sa dajรบ jednoducho sledovaลฅ vรฝluฤne poลพiadavky prรญsluลกnรฉho podlaลพia โ zatvorenรญm klapiek na 2. PP a 3. PP sa pouลพije predmetnรฝ vzduchovรฝ vรฝkon na aktivovanรฉ podlaลพie. Prevรกdzka sa stane okamลพite adresnejลกou a efektรญvnejลกou.
Rieลกiลฅ treba prรญฤinu, nie dรดsledky
Uvedenรฝm spรดsobom sa vลกak rieลกi len skutkovรฝ stav, nie to, ฤo ho vyvolalo โ totiลพ samotnรฝ pohyb vozidiel po podlaลพรญ s cieฤพom nรกjsลฅ voฤพnรฉ miesto. V honbe za parkovacรญm miestom dochรกdza k nezmyselnรฉmu jazdeniu, a tรฝm zvyลกovaniu koncentrรกcie CO. Na niลพลกom podlaลพรญ mรดลพu byลฅ pritom voฤพnรฉ rรกdovo ฤalลกie aลพ desiatky parkovacรญch miest. Moลพno by staฤil len navigaฤnรฝ systรฉm namiesto strohej informรกcie o poฤte zostรกvajรบcich voฤพnรฝch parkovacรญch miest. V letnรฝch mesiacoch sa diskomfort z CO snรบbi aj s citeฤพnou zรกลฅaลพou chladnรบcich motorov, prรญpadne pri letnรฝch daลพฤoch aj s latentnรฝm teplom [6, 7, 8,]. Obsluลพnรฝ personรกl to zvyฤajne rieลกi tak, ลพe systรฉm spustรญ โruฤneโ, mimo MaR. Pritom by moลพno staฤilo implementovaลฅ zopรกr tepelnรฝch a vlhkostnรฝch senzorov a definovaลฅ okrajovรฉ podmienky. Netreba inลกtalovaลฅ prevratnรฉ technolรณgie, len rozumne integrovaลฅ MaR do existujรบcich inลกtalรกciรญ, ฤo by citeฤพne znรญลพilo prevรกdzkovรฉ nรกklady. Mnohรญ majรบ skรบsenosลฅ s jazdou podzemnou garรกลพou, z ktorej je umenie nรกjsลฅ cestu von (prรญkladov je dosลฅ). Na vรฝkresoch je to pritom takรฉ jasnรฉ…
Zรกver
Na zรกver by som sa rรกd odvolal na vรฝbornรฝ ฤlรกnok Sedem divov civilizovanรฉho bรฝvania [5]. Na zรกklade svojich skรบsenostรญ by som tieลพ chcel zdรดrazniลฅ, ลพe ak inลกtalujeme technolรณgie pre technolรณgie, unikรก nรกm pointa. V hodnotenรญ BREAM hodnotรญme naprรญklad poฤet stรกtรญ pre bicykle, ale to neznamenรก, ลพe na ne ฤพudia vysadnรบ. Rieลกime nรกsledok โ t. j. koncentrรกciu CO, nerieลกime vลกak jeho prรญฤinu. Ak by sa uลพ v ลกtรกdiu nรกvrhu rozvinula otvorenรก diskusia o tom, ฤo sa od systรฉmu oฤakรกva, dokรกลพeme ho urobiลฅ efektรญvnejลกรญm. Systรฉm navrhujeme na ลกpiฤkovรฝ stav, ktorรฝ nastane moลพno dva โ tri dni v roku, ale obrovskรฉ nรกkupnรฉ centrรก na perifรฉrii miest (navrhnutรฉ na tento ลกpiฤkovรฝ stav) nedokรกลพeme tรฝch zvyลกnรฝch 362 dnรญ v roku naplniลฅ. Prevรกdzkovรฉ nรกklady ventilรกtorov zostanรบ napriek tomu rovnakรฉ, bez ohฤพadu na poฤet zaparkovanรฝch vozidiel, rovnako ako zรกลฅaลพ prostredia vyvolanรก ich prevรกdzkou [7, 8]. Z nรกลกho pohฤพadu je to teda prรกve ten priestor, kde sa treba zamyslieลฅ skรดr, neลพ zaฤneme stavaลฅ.
Foto a obrรกzky: archรญv autora , isifa/Shutterstock
Literatรบra
- BS 7346-7:2013 Components for smoke and heat control systems: Part 7.
- STN 73 6058: 1988 Vetranie hromadnรฝch garรกลพรญ.
- ฤSN 73 6058: 2011 Jednotlivรฉ, ลadovรฉ a hromadnรฉ garรกลพe.
- STN EN 13 501-4: 2010 Klasifikรกcia poลพiarnych charakteristรญk stavebnรฝch vรฝrobkov a prvkov stavieb, ฤasลฅ 4.
- Idbjournal, 1/2015 roฤnรญk V., str.32 โ 34.
- Szรฉkyovรก, M. โ Ferstl, K.: Vetranie a klimatizรกcia: Bratislava: JAGA Group, 2004.
- Strakovรก, Z. a kol.: Technickรฉ zariadenia budov 3. Vetranie a klimatizรกcia โ cviฤenia. Bratislava: STU, 2015. 288 s.
- Strakovรก, Z. โ Hojer, O.: Priemyselnรก vzduchotechnika โ prednรกลกky. 1. ฤasลฅ. Bratislava: STU 2016.
ฤlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise TZB HAUSTECHNIK.