Smjernice za ventilaciju za dizajn

Svrha smjernica (Blomsterberg, 2000) [Ref 6] je dati smjernice praktičarima (prvenstveno projektantima HVAC-a i menadžerima zgrada, ali i klijentima i korisnicima zgrada) kako da dovedu ventilacijske sisteme s dobrim performansama primjenom konvencionalnih i inovativnih tehnologije.Smjernice se primjenjuju na ventilacijske sisteme u stambenim i poslovnim zgradama, te tokom čitavog životnog ciklusa zgrade, tj. uvođenje, projektovanje, izgradnja, puštanje u rad, rad, održavanje i dekonstrukcija.

Sljedeći preduslovi neophodni su za projektovanje ventilacionog sistema zasnovanog na performansama:

• Specifikacije performansi (u pogledu kvaliteta vazduha u zatvorenom prostoru, toplotne udobnosti, energetske efikasnosti itd.) su specificirane za sistem koji treba da se projektuje.
• Primijenjena je perspektiva životnog ciklusa.
• Sistem ventilacije se smatra sastavnim dijelom zgrade.

Cilj je dizajnirati sistem ventilacije, koji ispunjava specifične specifikacije performansi projekta (vidi poglavlje 7.1), primjenom konvencionalnih i inovativnih tehnologija.Projektovanje ventilacionog sistema mora biti usklađeno sa projektantskim radom arhitekte, građevinskog inženjera, inženjera elektrotehnike i projektanta sistema grejanja/hlađenja. Ovo kako bi se obezbedilo da gotov objekat sa sistemom grejanja, hlađenja i ventilacije radi dobro.Na kraju i ne manje važno, upravnik zgrade treba da se konsultuje o njegovim posebnim željama.On će biti odgovoran za rad ventilacionog sistema dugi niz godina.Projektant stoga mora odrediti određene faktore (osobine) za sistem ventilacije, u skladu sa specifikacijama performansi.Ove faktore (osobine) treba odabrati na takav način da će cjelokupni sistem imati najniže troškove životnog ciklusa za navedeni nivo kvaliteta.Ekonomsku optimizaciju treba provesti uzimajući u obzir:

• Troškovi ulaganja
• Operativni troškovi (energija)
• Troškovi održavanja (zamjena filtera, čišćenje kanala, čišćenje terminalnih uređaja itd.)

Neki od faktora (osobina) pokrivaju oblasti u kojima bi zahtjevi za performanse trebali biti uvedeni ili pooštreni u bliskoj budućnosti.Ovi faktori su:

• Dizajn sa perspektivom životnog ciklusa
• Dizajn za efikasno korišćenje električne energije
• Dizajn za niske nivoe zvuka
• Dizajn za korištenje sistema upravljanja energijom zgrade
• Dizajn za rad i održavanje

Dizajn sa životnim ciklusom perspektiva 

Zgrade moraju biti održive, odnosno zgrada mora tokom svog vijeka imati što manji uticaj na životnu sredinu.Za to je odgovorno nekoliko različitih kategorija osoba, npr. projektanti, upravnici zgrada.Proizvodi se procjenjuju iz perspektive životnog ciklusa, gdje se pažnja mora posvetiti svim uticajima na okoliš tokom cijelog životnog ciklusa.U ranoj fazi dizajner, kupac i izvođač mogu donijeti ekološki prihvatljive izbore.Zgrada se sastoji od nekoliko različitih komponenti s različitim vijekom trajanja.U ovom kontekstu treba uzeti u obzir mogućnost održavanja i fleksibilnost, tj. da se upotreba npr. poslovne zgrade može promijeniti nekoliko puta tokom životnog vijeka zgrade.Na izbor ventilacionog sistema obično snažno utiču troškovi, tj. obično investicioni troškovi, a ne troškovi životnog ciklusa.To često znači ventilacijski sistem koji samo ispunjava zahtjeve građevinskih propisa uz najniže troškove ulaganja.Operativni trošak npr. ventilatora može biti 90 % troškova životnog ciklusa.Važni faktori relevantni za perspektive životnog ciklusa su:
Životni vijek.

• Uticaj na životnu sredinu.
• Promena sistema ventilacije.
• Analiza troškova.

Jednostavna metoda koja se koristi za analizu troškova životnog ciklusa je izračunavanje neto sadašnje vrijednosti.Metoda kombinuje troškove ulaganja, energije, održavanja i okoliša tokom dijela ili cijele operativne faze zgrade.Godišnji trošak za energiju, održavanje i životnu sredinu preračunava se na trošak trenutno, danas (Nilson 2000) [Ref 36].Ovim postupkom mogu se porediti različiti sistemi.Uticaj na životnu sredinu u troškovima je obično veoma teško odrediti i zbog toga se često izostavlja.Utjecaj na okoliš se u određenoj mjeri uzima u obzir uključivanjem energije.Često se LCC proračuni rade kako bi se optimizirala potrošnja energije tokom perioda rada.Glavni dio korištenja energije životnog ciklusa zgrade je tokom ovog perioda, tj. grijanje/hlađenje prostora, ventilacija, proizvodnja tople vode, električna energija i rasvjeta (Adalberth 1999) [Ref 25].Pod pretpostavkom da je životni vijek zgrade 50 godina, operativni period može iznositi 80 – 85 % ukupne potrošnje energije.Preostalih 15 – 20 % je za proizvodnju i transport građevinskog materijala i građevinarstvo.

Dizajn za efikasno korišćenje struja za ventilaciju 

Upotreba električne energije ventilacionog sistema uglavnom je određena sledećim faktorima: • Padovi pritiska i uslovi strujanja vazduha u sistemu kanala
• Efikasnost ventilatora
• Tehnika kontrole protoka vazduha
• Podešavanje
U cilju povećanja efikasnosti korišćenja električne energije od interesa su sledeće mere:

• Optimizirajte cjelokupni raspored ventilacionog sistema, npr. minimizirajte broj krivina, difuzora, promjene poprečnog presjeka, T-komada.
• Prebacite se na ventilator sa većom efikasnošću (npr. sa direktnim pogonom umjesto pogonom na kaiš, efikasniji motor, lopatice zakrivljene unazad umjesto naprijed zakrivljene).
• Smanjite pad pritiska na priključku ventilator – kanal (ulaz i izlaz ventilatora).
• Smanjite pad pritiska u sistemu kanala npr. preko krivina, difuzora, promene poprečnog preseka, T-komada.
• Instalirajte efikasniju tehniku ​​kontrole protoka zraka (kontrola frekvencije ili ugla lopatice ventilatora umjesto kontrole napona, prigušivača ili vodeće lopatice).

Od značaja za cjelokupno korištenje električne energije za ventilaciju je, naravno, i nepropusnost cijevi, brzina protoka zraka i vrijeme rada.

Da bi se prikazala razlika između sistema sa veoma malim padom pritiska i sistema sa dosadašnjom praksom, „efikasni sistem“, SFP (specifična snaga ventilatora) = 1 kW/m³/s, upoređen je sa „normalnim sistemom “, SFP = između 5,5 – 13 kW/m³/s (vidiTabela 9).Vrlo efikasan sistem može imati vrijednost od 0,5 (vidi poglavlje 6.3.5).

Tabela 9: Izračunati padovi pritiska i SFP vrijednosti za “efikasan sistem” i “struju sistem". 

Dizajn za niske nivoe zvuka 

Polazna tačka pri projektovanju za niske nivoe buke je projektovanje za niske nivoe pritiska.Na ovaj način se može odabrati ventilator koji radi na niskoj frekvenciji rotacije.Niski padovi pritiska mogu se postići na sledeće načine:

• Mala brzina vazduha tj. velike dimenzije kanala
• Minimizirajte broj komponenti sa padom tlaka, npr. promjene u orijentaciji ili veličini kanala, klapne.
• Smanjite pad pritiska na potrebne komponente
• Dobri uslovi protoka na ulazima i izlazima vazduha

Prikladne su sljedeće tehnike za kontrolu protoka zraka, uzimajući u obzir zvuk:

• Kontrola frekvencije rotacije motora
• Promjena ugla lopatica ventilatora aksijalnih ventilatora
• Tip i montaža ventilatora su takođe važni za nivo zvuka.

Ukoliko ovako projektovani ventilacioni sistem ne ispunjava zvučne zahteve, onda je najverovatnije u projekat potrebno uključiti prigušivače zvuka.Ne zaboravite da buka može ući kroz ventilacijski sistem, npr. buka vjetra kroz otvore za vanjske ventilacije.
7.3.4 Dizajn za korištenje BMS-a
Sistem upravljanja zgradom (BMS) zgrade i rutine za praćenje mjerenja i alarma, određuju mogućnosti za postizanje pravilnog rada sistema grijanja/hlađenja i ventilacije.Optimalan rad HVAC sistema zahtijeva da se podprocesi mogu zasebno nadgledati.Ovo je takođe često jedini pristup za otkrivanje malih odstupanja u sistemu koji sami po sebi ne povećavaju potrošnju energije dovoljno za aktiviranje alarma o potrošnji energije (prema maksimalnim nivoima ili pratećim procedurama).Jedan od primjera su problemi s motorom ventilatora, koji ne pokazuje ukupnu potrošnju električne energije za rad zgrade.

To ne znači da svaki ventilacioni sistem treba da bude nadgledan od strane BMS-a.Za sve osim najmanjih i najjednostavnijih sistema treba uzeti u obzir BMS.Za veoma složen i veliki ventilacioni sistem verovatno je neophodan BMS.

Nivo sofisticiranosti BMS-a mora se slagati sa nivoom znanja operativnog osoblja.Najbolji pristup je sastavljanje detaljnih specifikacija performansi za BMS.

7.3.5 Dizajn za rad i održavanje
Da bi se omogućio pravilan rad i održavanje, moraju se napisati odgovarajuća uputstva za rad i održavanje.Da bi ova uputstva bila korisna, prilikom projektovanja ventilacionog sistema moraju se ispuniti određeni kriterijumi:

• Tehnički sistemi i njihove komponente moraju biti dostupni za održavanje, zamjenu itd. Ventilatorske prostorije moraju biti dovoljno velike i opremljene dobrom rasvjetom.Pojedinačne komponente (ventilatori, klapne itd.) ventilacionog sistema moraju biti lako dostupne.
• Sistemi moraju biti označeni sa informacijama o mediju u cijevima i kanalima, smjeru protoka itd. • Ispitna tačka za važne parametre mora biti uključena

Uputstva za rad i održavanje treba pripremiti tokom faze projektovanja i finalizirati u fazi izgradnje.

Pogledajte diskusije, statistiku i profile autora za ovu publikaciju na: https://www.researchgate.net/publication/313573886
U pravcu poboljšanja performansi mehaničkih ventilacionih sistema
Autori, uključujući: Peter Wouters, Pierre Barles, Christophe Delmotte, Åke Blomsterberg
Neki od autora ove publikacije također rade na ovim srodnim projektima:
Nepropusnost zgrada
PASIVNA KLIMATIZACIJA: FCT PTDC/ENR/73657/2006