image 84132 25 v1
Galรฉria(5)

Efektรญvne vetranie podzemnรฝch garรกลพรญ

Partneri sekcie:

Pri komplexnom pohฤพade na vec sa dajรบ nรกjsลฅ efektรญvne rieลกenia. V poslednom ฤase sa ฤoraz viac hovorรญ o zelenรฝch budovรกch, certifikรกcii podฤพa BREAM, LEEDS a inรฝch certifikaฤnรฝch 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. ฤŒo sa musรญ pri ich nรกvrhoch zohฤพadniลฅ?

obr 1 VPRAVO
obr 2 VLAVO
obr 3 VLAVO HORE
shutterstock 168237263

Ventilรกtor je lopatkovรฝ stroj, ktorรฝ slรบลพi na dopravu vzduลกnรญn pri pomerne  nรญzkom pomere ich stlaฤenia (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 รบฤely 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 poฤtom lopatiek, priฤom pri prechode vzduchu cez obeลพnรฉ koleso dochรกdza k urฤitรฝm stratรกm. Tlakovรฉ straty potrubnou sieลฅou opisuje hydraulickรก รบฤinnosลฅ hh (โ€“). Parameter e vyjadruje pomer medzi teoretickรฝm dopravnรฝm tlakom ventilรกtora, ktorรฝ mรก koneฤnรฝ poฤet lopatiek (Dpth), oproti dopravnรฉmu tlaku ideรกlneho ventilรกtora s nekoneฤnรฝm poฤtom lopatiek (Dpthโˆž). Je urฤenรฝ vzลฅahom

Pri vรฝpoฤte dopravnรฉho tlaku skutoฤnรฉho ventilรกtora platรญ

Teoretickรฝ dopravnรฝ tlak ventilรกtora s nekoneฤnรฝm poฤtom 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 vฤaka tejto รบprave moลพno urฤiลฅ 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 dispoziฤnรฝ 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), priฤom 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 ฤรญslo ฮจth, ktorรฉ udรกva pomer dopravnรฉho a dynamickรฉho tlaku. Najvyลกลกie tlakovรฉ ฤรญslo 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 skonฤiลฅ len nรกvrhom ventilรกtora pre danรฝ pracovnรฝ bod a nerieลกiลฅ jeho celkovรบ รบฤinnosลฅ, hluk ani stabilitu prevรกdzky. Ak vลกak ide o ventilรกtor urฤenรฝ aj na prevรกdzkovรฉ vetranie, potom je namieste poloลพiลฅ si otรกzku, akรบ mรก รบฤinnosลฅ, kde sa nachรกdza a ฤi pracuje v stabilnej oblasti, resp. akรฉ sรบ jeho prevรกdzkovรฉ nรกklady a ฤi sa jeho nรกvrh nedรก rieลกiลฅ inak. Zvyฤajne totiลพ pri samotnom nรกvrhu ventilรกtora hrรก รบlohu iba jeho cena. A je aลพ prekvapujรบce, akรฉ ลฅaลพkรฉ je vysvetliลฅ investorom, ลพe proยญblematika je o nieฤo ลกirลกia a nejde v nej len o cenu fabrikรกtu.

Obr. 1 Tlakové ฤísla ako funkcie pomeru rýchlostí  (Zdroj: [6])

Obr. 1 Tlakovรฉ ฤรญsla ako funkcie pomeru rรฝchlostรญ (Zdroj: [6])

Pri pohฤพade na tlakovรฉ ฤรญsla ventilรกtorov nรกs moลพno prekvapรญ, ลพe vysokotlakovรฝ ventilรกtor mรก nรญzke tlakovรฉ ฤรญslo a, naopak, nรญzkotlakovรฝ ventilรกtor mรก vysokรฉ tlakovรฉ ฤรญslo (t. j. podiel statickej zloลพky na celkovom dopravnom tlaku je minimรกlny). O doprave mnoลพstva vzduลกniny hovorรญ objemovรฉ ฤรญslo j. Graf vzรกjomnej zรกvislosti tlakovรฉho ฤรญsla ฮจth  a objemovรฉho ฤรญsla j je veฤพmi uลพitoฤnou pomรดckou, lebo vypovedรก o sprรกvanรญ sa ventilรกtorov. Nรญzkotlakovรฝ radiรกlny ventilรกtor s lopatkami zahnutรฝmi dopredu mรก vysokรฉ tlakovรฉ ฤรญslo v pomerne veฤพkom rozsahu objemovรฝch ฤรญsel. Naopak, ak si zoberieme nรญzkotlakovรฝ axiรกlny ventilรกtor, krivka je pomerne strmรก v รบzkom rozsahu objemovรฝch ฤรญsel. Tlakovรฉ charakteristiky axiรกlnych ventilรกtorov sรบ na obr. 2. Ideรกlny nรกvrhovรฝ bod je na mieste, kde ventilรกtor dosahuje maximรกlnu รบฤinnosลฅ. Nรกvrhovรฝ bod ventilรกtora je pritom miesto, kde sa preยญtne krivka ventilรกtora s krivkou VZT systรฉmu.

Obr. 2 Tlakové charakteristiky axiálnych ventilátorov (Zdroj: [6])

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 Eรš ฤ.โ€ฏ2009/640/EC (ErP)  o energetickej รบฤinnosti. Ventilรกtor nemรดลพe byลฅ vyhotovenรฝ s EC motorom (elektronicky komutovanรฝ), mรดลพe byลฅ len v AC vyhotovenรญ (asynchrรณnne komutovanรฝ) s frekvenฤnรฝm meniฤom (IE2). Z ekonomickรฝch dรดvodov sa navrhuje systรฉm, ktorรฝ je takpovediac obojลพivelnรฝ, t.โ€ฏj. 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 poฤรญta 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 vรฝpoฤet podฤพa prรญlohy b) tejto normy [2].

Rovnako moลพno uvaลพovaลฅ s ฤŒSN 73 6058 [3], ktorรก je aktualizรกciou federรกlnej normy [2] a je omnoho presnejลกia. Na porovnanie โ€“ anglickรก norma BS poฤรญta len so strohou 6-nรกsobnou vรฝmenou objemu vzduchu a poฤas 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 ฤŒSN [3], ktorรก zohฤพadลˆuje aj trasu vozidla, sklon rรกmp, voฤพnobeh motora a emisie. Ak poฤรญtame s jednopodlaลพnou podzemnou garรกลพou, je to v poriadku, ak vลกak ide o viacpodlaลพnรบ podzemnรบ garรกลพ, jedinรบ reรกlnu hodnotu ponรบka vรฝpoฤet podฤพa ฤŒSN [3].

Rรดzne reลพimy = rรดzne poลพiadavky. ฤŒo s tรฝm?

V nรกkupnรฝch centrรกch mรก zvyฤajne jedno z podlaลพรญ v prenรกjme veฤพkรฝ investor (naprรญklad telefรณnny operรกtor), ktorรฝ prevรกdzkuje parking v รบplne inom reลพime, ako sa prevรกdzkujรบ zvyลกnรฉ podlaลพia. To je skutoฤnosลฅ, ktorรก sa do nรกvrhu zvyฤajne nedostane. V projekฤnej praxi potom ฤelรญme vรฝzve skฤบbiลฅ poลพiadavky na rรดzne reลพimy prevรกdzkovania jednotlivรฝch podlaลพรญ podzemnรฉho parkingu a na poลพiarne vetranie, ktorรฉ je vรฝrazne objemovo nรกroฤnejลกie (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 ฤelรญme trom rรดznym poลพiadavkรกm โ€“ prevรกdzkovรฉ vetranie parkingu (pri rรดznych poลพiadavkรกch na jednotlivรฉ podlaลพia), poลพiarne vetranie parkingu a poลพiarne vetranie nรกjomnej jednotky.   

Obr. 3 Riešením je paralelná prevádzka viacerých axiálnych ventilátorov na spoloฤnej stúpaฤke.  (Foto: autor)

Obr. 3 Rieลกenรญm je paralelnรก prevรกdzka viacerรฝch axiรกlnych ventilรกtorov na spoloฤnej stรบpaฤke. (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€“ 240โ€ฏ000โ€ฏm3/hod. Ak je na spoloฤnej odvodnej stรบpaฤke potrubnรฝ rozvod pri tzv. kotevnรฝch tenantoch, zvyฤajne mรก รบplne inรฝ pracovnรฝ bod โ€“ najฤastejลกie 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 spoloฤnej stรบpaฤke pomocou frekvenฤnรฉho meniฤa. Ani frekvenฤnรฝ meniฤ (FM) vลกak nie je vลกeliek, pretoลพe v prรญpade troch podzemnรฝch podlaลพรญ sa CO simultรกnne nezvรฝลกi na vลกetkรฝch podlaลพiach v rovnakom ฤase. Mรดลพe nastaลฅ situรกcia, ลพe na 1. PP sa aktivuje druhรฝ stupeลˆ CO, na 2. PP prvรฝ alebo ลพiadny (menลกia poฤetnosลฅ vรฝmeny vozidiel) a na 3. PP panuje poฤas dลˆa nemennรก situรกcia โ€“ autรก priลกli rรกno a odรญdu poobede.

Ak sa FM riadi len stupลˆom 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 zvyฤajne dodรกva so skokovou regulรกciou, teda polohou otvor/zatvor. A tak sa celรฝ systรฉm rozbehne na vyลกลกie otรกฤky (posuvnรฉ a odsรกvacie ventilรกtory na danom podlaลพรญ poฤรญtajรบ s dvomi stupลˆami 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 vรฝluฤne 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 prรญฤinu, nie dรดsledky

Uvedenรฝm spรดsobom sa vลกak rieลกi len skutkovรฝ stav, nie to, ฤo 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 ฤalลกie aลพ desiatky parkovacรญch miest. Moลพno by staฤil len navigaฤnรฝ systรฉm namiesto strohej informรกcie o poฤte zostรกvajรบcich voฤพnรฝch parkovacรญch miest. V letnรฝch mesiacoch sa diskomfort z CO snรบbi aj s citeฤพnou zรกลฅaลพou chladnรบcich motorov, prรญpadne pri letnรฝch daลพฤoch aj s latentnรฝm teplom [6, 7, 8,]. Obsluลพnรฝ personรกl to zvyฤajne rieลกi tak, ลพe systรฉm spustรญ โ€šruฤneโ€˜, mimo MaR. Pritom by moลพno staฤilo implementovaลฅ zopรกr tepelnรฝch a vlhkostnรฝch senzorov a definovaลฅ okrajovรฉ podmienky. Netreba inลกtalovaลฅ prevratnรฉ technolรณgie, len rozumne integrovaลฅ MaR do existujรบcich inลกtalรกciรญ, ฤo 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 ฤlรกnok 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 poฤet stรกtรญ pre bicykle, ale to neznamenรก, ลพe na ne ฤพudia vysadnรบ. Rieลกime nรกsledok โ€“ t. j. koncentrรกciu CO, nerieลกime vลกak jeho prรญฤinu. Ak by sa uลพ v ลกtรกdiu nรกvrhu rozvinula otvorenรก diskusia o tom, ฤo sa od systรฉmu oฤakรกva, dokรกลพeme ho urobiลฅ efektรญvnejลกรญm. Systรฉm navrhujeme na ลกpiฤkovรฝ stav, ktorรฝ nastane moลพno dva โ€“ tri dni v roku, ale obrovskรฉ nรกkupnรฉ centrรก na perifรฉrii miest (navrhnutรฉ na tento ลกpiฤkovรฝ stav) nedokรกลพeme tรฝch zvyลกnรฝch 362 dnรญ v roku naplniลฅ. Prevรกdzkovรฉ nรกklady ventilรกtorov zostanรบ napriek tomu rovnakรฉ, bez ohฤพadu na poฤet 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 zaฤneme stavaลฅ.

Foto a obrรกzky: archรญv autora , isifa/Shutterstock

Literatรบra

  1. BS 7346-7:2013 Components for smoke and heat control systems: Part 7.
  2. STN 73 6058: 1988 Vetranie hromadnรฝch garรกลพรญ.
  3. ฤŒSN 73 6058: 2011 Jednotlivรฉ, ล™adovรฉ a hromadnรฉ garรกลพe.
  4. STN EN 13 501-4: 2010 Klasifikรกcia poลพiarnych charakteristรญk stavebnรฝch vรฝrobkov a prvkov stavieb, ฤasลฅ 4.
  5. Idbjournal, 1/2015 roฤnรญk V., str.32 โ€“ 34.
  6. Szรฉkyovรก, M. โ€“ Ferstl, K.: Vetranie a klimatizรกcia: Bratislava: JAGA Group, 2004.
  7. Strakovรก, Z. a kol.: Technickรฉ zariadenia budov 3. Vetranie a klimatizรกcia โ€“ cviฤenia. Bratislava: STU, 2015. 288 s.
  8. Strakovรก, Z. โ€“ Hojer, O.: Priemyselnรก vzduchotechnika โ€“ prednรกลกky. 1. ฤasลฅ. Bratislava: STU 2016.

ฤŒlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise TZB HAUSTECHNIK.

Najฤรญtanejลกie