Οδηγίες αερισμού για το σχεδιασμό

Ο σκοπός των κατευθυντήριων γραμμών (Blomsterberg, 2000 ) [Αναφ. 6] είναι να δώσει καθοδήγηση στους επαγγελματίες (κυρίως σχεδιαστές HVAC και διαχειριστές κτιρίων, αλλά και πελάτες και χρήστες κτιρίων) σχετικά με τον τρόπο δημιουργίας συστημάτων εξαερισμού με καλές επιδόσεις εφαρμόζοντας συμβατικά και καινοτόμα τεχνολογίες.Οι κατευθυντήριες γραμμές ισχύουν για συστήματα εξαερισμού σε κτίρια κατοικιών και εμπορικών χώρων και καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής ενός κτιρίου, π.χ. σύντομη, μελέτη, κατασκευή, θέση σε λειτουργία, λειτουργία, συντήρηση και αποδόμηση.

Οι ακόλουθες προϋποθέσεις είναι απαραίτητες για έναν σχεδιασμό με βάση την απόδοση ενός συστήματος εξαερισμού:

• Προδιαγραφές απόδοσης (σχετικά με την ποιότητα του εσωτερικού αέρα, τη θερμική άνεση, την ενεργειακή απόδοση κ.λπ.) έχουν καθοριστεί για το σύστημα που πρόκειται να σχεδιαστεί.
• Εφαρμόζεται μια προοπτική κύκλου ζωής.
• Το σύστημα εξαερισμού θεωρείται αναπόσπαστο μέρος του κτιρίου.

Στόχος είναι να σχεδιαστεί ένα σύστημα εξαερισμού, το οποίο να πληροί συγκεκριμένες προδιαγραφές απόδοσης του έργου (βλ. κεφάλαιο 7.1 ), εφαρμόζοντας συμβατικές και καινοτόμες τεχνολογίες.Ο σχεδιασμός του συστήματος εξαερισμού πρέπει να συντονίζεται με τις εργασίες σχεδιασμού του αρχιτέκτονα, του δομικού μηχανικού, του ηλεκτρολόγου μηχανικού και του σχεδιαστή του συστήματος θέρμανσης/ψύξης. αποδίδει καλά.Τελευταίο και εξίσου σημαντικό θα πρέπει να συμβουλευτείτε τον διαχειριστή του κτιρίου για τις ειδικές επιθυμίες του.Θα είναι υπεύθυνος για τη λειτουργία του συστήματος εξαερισμού για πολλά χρόνια ακόμα.Επομένως, ο σχεδιαστής πρέπει να καθορίσει ορισμένους παράγοντες (ιδιότητες) για το σύστημα εξαερισμού, σύμφωνα με τις προδιαγραφές απόδοσης.Αυτοί οι παράγοντες (ιδιότητες) θα πρέπει να επιλέγονται με τέτοιο τρόπο ώστε το συνολικό σύστημα να έχει το χαμηλότερο κόστος κύκλου ζωής για το καθορισμένο επίπεδο ποιότητας.Μια οικονομική βελτιστοποίηση θα πρέπει να πραγματοποιηθεί λαμβάνοντας υπόψη:

• Επενδυτικό κόστος
• Λειτουργικό κόστος (ενέργεια)
• Κόστος συντήρησης (αλλαγή φίλτρων, καθαρισμός αγωγών, καθαρισμός τερματικών συσκευών αέρα κ.λπ.)

Ορισμένοι από τους παράγοντες (ιδιότητες) καλύπτουν τομείς όπου οι απαιτήσεις απόδοσης θα πρέπει να εισαχθούν ή να γίνουν πιο αυστηρές στο εγγύς μέλλον.Αυτοί οι παράγοντες είναι:

• Σχεδιασμός με προοπτική κύκλου ζωής
• Σχεδιασμός για αποτελεσματική χρήση ηλεκτρικής ενέργειας
• Σχεδιασμός για χαμηλά επίπεδα ήχου
• Σχεδιασμός για χρήση συστήματος διαχείρισης ενέργειας κτιρίου
• Σχεδιασμός για λειτουργία και συντήρηση

Σχεδιασμός με κύκλο ζωής προοπτική 

Τα κτίρια πρέπει να γίνονται βιώσιμα, δηλαδή ένα κτίριο πρέπει κατά τη διάρκεια της ζωής του να έχει όσο το δυνατόν μικρότερο αντίκτυπο στο περιβάλλον.Υπεύθυνοι για αυτό είναι πολλές διαφορετικές κατηγορίες προσώπων, π.χ. σχεδιαστές, διαχειριστές κτιρίων.Τα προϊόντα πρέπει να κρίνονται από την προοπτική του κύκλου ζωής, όπου πρέπει να δοθεί προσοχή σε όλες τις επιπτώσεις στο περιβάλλον κατά τη διάρκεια ολόκληρου του κύκλου ζωής.Σε πρώιμο στάδιο ο σχεδιαστής, ο αγοραστής και ο ανάδοχος μπορούν να κάνουν φιλικές προς το περιβάλλον επιλογές.Ένα κτίριο αποτελείται από πολλά διαφορετικά στοιχεία με διαφορετική διάρκεια ζωής.Σε αυτό το πλαίσιο, η συντηρησιμότητα και η ευελιξία πρέπει να ληφθούν υπόψη, δηλ. ότι η χρήση π.χ. ενός κτιρίου γραφείων μπορεί να αλλάξει αρκετές φορές κατά τη διάρκεια του κτιρίου.Η επιλογή του συστήματος εξαερισμού συνήθως επηρεάζεται έντονα από το κόστος, δηλαδή συνήθως το κόστος επένδυσης και όχι το κόστος του κύκλου ζωής.Αυτό σημαίνει συχνά ένα σύστημα εξαερισμού που απλώς πληροί τις απαιτήσεις του οικοδομικού κώδικα με το χαμηλότερο κόστος επένδυσης.Το κόστος λειτουργίας για π.χ. έναν ανεμιστήρα μπορεί να είναι το 90 % του κόστους του κύκλου ζωής.Σημαντικοί παράγοντες που σχετίζονται με τις προοπτικές του κύκλου ζωής είναι:
Διάρκεια ζωής.

• Περιβαλλοντική επίπτωση.
• Αλλάζει το σύστημα εξαερισμού.
• Ανάλυση κόστους.

Μια απλή μέθοδος που χρησιμοποιείται για την ανάλυση του κόστους κύκλου ζωής είναι ο υπολογισμός της καθαρής παρούσας αξίας.Η μέθοδος συνδυάζει το κόστος επένδυσης, ενέργειας, συντήρησης και περιβάλλοντος κατά τη διάρκεια μέρους ή ολόκληρης της φάσης λειτουργίας του κτιρίου.Το ετήσιο κόστος για την ενέργεια, τη συντήρηση και το περιβάλλον υπολογίζεται εκ νέου ως κόστος επί του παρόντος, σήμερα (Nilson 2000) [Αναφ. 36].Με αυτή τη διαδικασία μπορούν να συγκριθούν διαφορετικά συστήματα.Η περιβαλλοντική επίπτωση στο κόστος είναι συνήθως πολύ δύσκολο να προσδιοριστεί και ως εκ τούτου συχνά παραλείπεται.Ο περιβαλλοντικός αντίκτυπος λαμβάνεται σε κάποιο βαθμό υπόψη με τη συμπερίληψη της ενέργειας.Συχνά οι υπολογισμοί LCC γίνονται για τη βελτιστοποίηση της χρήσης ενέργειας κατά την περίοδο λειτουργίας.Το κύριο μέρος της ενεργειακής χρήσης του κύκλου ζωής ενός κτιρίου είναι κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, δηλαδή θέρμανση/ψύξη χώρου, αερισμός, παραγωγή ζεστού νερού, ηλεκτρική ενέργεια και φωτισμός (Adalberth 1999) [Αναφ. 25].Υποθέτοντας ότι η διάρκεια ζωής ενός κτιρίου είναι 50 χρόνια, η περίοδος λειτουργίας μπορεί να αντιπροσωπεύει το 80 – 85 % της συνολικής χρήσης ενέργειας.Το υπόλοιπο 15 – 20 % προορίζεται για την κατασκευή και μεταφορά των δομικών υλικών και την κατασκευή.

Σχεδιασμός για αποτελεσματική χρήση ηλεκτρικό ρεύμα για εξαερισμό 

Η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας ενός συστήματος εξαερισμού καθορίζεται κυρίως από τους ακόλουθους παράγοντες: • Πτώση πίεσης και συνθήκες ροής αέρα στο σύστημα αγωγών
• Αποδοτικότητα ανεμιστήρα
• Τεχνική ελέγχου της ροής του αέρα
• Ρύθμιση
Προκειμένου να αυξηθεί η αποδοτικότητα της χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας ενδιαφέρουν τα ακόλουθα μέτρα:

• Βελτιστοποιήστε τη συνολική διάταξη του συστήματος εξαερισμού π.χ. ελαχιστοποιήστε τον αριθμό των στροφών, των διαχυτών, των αλλαγών διατομής, των κομματιών T.
• Αλλάξτε σε ανεμιστήρα με υψηλότερη απόδοση (π.χ. απευθείας κίνηση αντί για ιμάντα, πιο αποδοτικός κινητήρας, καμπύλες λεπίδες προς τα πίσω αντί για καμπύλες προς τα εμπρός).
• Μειώστε την πτώση πίεσης στη σύνδεση ανεμιστήρα – αγωγού (είσοδος και έξοδος ανεμιστήρα).
• Μειώστε την πτώση πίεσης στο σύστημα αγωγών π.χ. σε στροφές, διαχυτήρες, αλλαγές διατομής, τεμάχια T.
• Εγκαταστήστε μια πιο αποτελεσματική τεχνική ελέγχου της ροής του αέρα (έλεγχος συχνότητας ή γωνίας πτερυγίου ανεμιστήρα αντί για έλεγχο τάσης, αποσβεστήρα ή πτερυγίου οδηγού).

Σημαντική για τη συνολική χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας για αερισμό είναι φυσικά και η αεροστεγανότητα του αγωγού, οι ρυθμοί ροής αέρα και οι χρόνοι λειτουργίας.

Προκειμένου να φανεί η διαφορά μεταξύ ενός συστήματος με πολύ χαμηλές πτώσεις πίεσης και ενός συστήματος με μέχρι τώρα πρακτική «αποδοτικό σύστημα», το SFP (ειδική ισχύς ανεμιστήρα) = 1 kW/m³/s, συγκρίθηκε με ένα «κανονικό σύστημα ”, SFP = μεταξύ 5,5 – 13 kW/m³/s (βλΠίνακας 9).Ένα πολύ αποδοτικό σύστημα μπορεί να έχει τιμή 0,5 (βλ. κεφάλαιο 6.3.5 ).

Πίνακας 9 : Υπολογιζόμενες πτώσεις πίεσης και SFP τιμές για ένα «αποδοτικό σύστημα» και ένα «ρεύμα Σύστημα". 

Σχεδιασμός για χαμηλά επίπεδα ήχου 

Ένα σημείο εκκίνησης όταν σχεδιάζουμε για χαμηλά επίπεδα ήχου είναι να σχεδιάζουμε για χαμηλά επίπεδα πίεσης.Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να επιλεγεί ένας ανεμιστήρας που λειτουργεί σε χαμηλή συχνότητα περιστροφής.Οι χαμηλές πτώσεις πίεσης μπορούν να επιτευχθούν με τα ακόλουθα μέσα:

• Χαμηλή ταχύτητα αέρα δηλαδή μεγάλες διαστάσεις αγωγού
• Ελαχιστοποιήστε τον αριθμό των εξαρτημάτων με πτώσεις πίεσης, π.χ. αλλαγές στον προσανατολισμό ή το μέγεθος του αγωγού, αποσβεστήρες.
• Ελαχιστοποιήστε την πτώση πίεσης στα απαραίτητα εξαρτήματα
• Καλές συνθήκες ροής στις εισόδους και εξόδους αέρα

Οι ακόλουθες τεχνικές για τον έλεγχο των ροών αέρα είναι κατάλληλες, λαμβάνοντας υπόψη τον ήχο:

• Έλεγχος της συχνότητας περιστροφής του κινητήρα
• Αλλαγή γωνίας των πτερυγίων ανεμιστήρα των αξονικών ανεμιστήρων
• Ο τύπος και η τοποθέτηση του ανεμιστήρα είναι επίσης σημαντικά για το επίπεδο ήχου.

Εάν το έτσι σχεδιασμένο σύστημα εξαερισμού δεν πληροί τις απαιτήσεις ήχου, τότε πιθανότατα θα πρέπει να συμπεριληφθούν στον σχεδιασμό εξασθενητές ήχου.Μην ξεχνάτε ότι ο θόρυβος μπορεί να εισέλθει μέσω του συστήματος εξαερισμού, π.χ. θόρυβος αέρα μέσω των εξωτερικών αεραγωγών.
7.3.4 Σχεδιασμός για χρήση BMS
Το σύστημα διαχείρισης κτιρίου (BMS) ενός κτιρίου και οι ρουτίνες παρακολούθησης των μετρήσεων και των συναγερμών, καθορίζουν τις δυνατότητες για τη σωστή λειτουργία του συστήματος θέρμανσης/ψύξης και εξαερισμού.Για τη βέλτιστη λειτουργία του συστήματος HVAC απαιτείται η χωριστή παρακολούθηση των υποδιεργασιών.Αυτή είναι επίσης συχνά η μόνη προσέγγιση για την ανακάλυψη μικρών αποκλίσεων σε ένα σύστημα οι οποίες από μόνες τους δεν αυξάνουν τη χρήση ενέργειας αρκετά για να ενεργοποιήσουν έναν συναγερμό χρήσης ενέργειας (κατά μέγιστα επίπεδα ή διαδικασίες παρακολούθησης).Ένα παράδειγμα είναι τα προβλήματα με έναν κινητήρα ανεμιστήρα, τα οποία δεν εμφανίζονται στη συνολική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για τη λειτουργία ενός κτιρίου.

Αυτό δεν σημαίνει ότι κάθε σύστημα εξαερισμού πρέπει να παρακολουθείται από BMS.Για όλα εκτός από τα μικρότερα και απλούστερα συστήματα θα πρέπει να ληφθεί υπόψη το BMS.Για ένα πολύ περίπλοκο και μεγάλο σύστημα εξαερισμού είναι πιθανώς απαραίτητο ένα BMS.

Το επίπεδο πολυπλοκότητας ενός BMS πρέπει να συμφωνεί με το επίπεδο γνώσεων του επιχειρησιακού προσωπικού.Η καλύτερη προσέγγιση είναι η σύνταξη λεπτομερών προδιαγραφών απόδοσης για το BMS.

7.3.5 Σχεδιασμός για λειτουργία και συντήρηση
Για να καταστεί δυνατή η σωστή λειτουργία και συντήρηση πρέπει να γραφτούν κατάλληλες οδηγίες λειτουργίας και συντήρησης.Για να είναι χρήσιμες αυτές οι οδηγίες ορισμένα κριτήρια πρέπει να πληρούνται κατά τον σχεδιασμό του συστήματος εξαερισμού:

• Τα τεχνικά συστήματα και τα εξαρτήματά τους πρέπει να είναι προσβάσιμα για συντήρηση, ανταλλαγή κ.λπ. Οι χώροι ανεμιστήρων πρέπει να είναι αρκετά μεγάλοι και εξοπλισμένοι με καλό φωτισμό.Τα επιμέρους εξαρτήματα (ανεμιστήρες, αποσβεστήρες κ.λπ.) του συστήματος εξαερισμού πρέπει να είναι εύκολα προσβάσιμα.
• Τα συστήματα πρέπει να επισημαίνονται με πληροφορίες σχετικά με το μέσο σε σωλήνες και αγωγούς, την κατεύθυνση ροής κ.λπ. • Πρέπει να περιλαμβάνεται σημείο δοκιμής για σημαντικές παραμέτρους

Οι οδηγίες λειτουργίας και συντήρησης θα πρέπει να προετοιμάζονται κατά τη φάση του σχεδιασμού και να οριστικοποιούνται κατά τη φάση της κατασκευής.

Δείτε συζητήσεις, στατιστικά και προφίλ συγγραφέων για αυτήν τη δημοσίευση στη διεύθυνση: https://www.researchgate.net/publication/313573886
Προς βελτιωμένες επιδόσεις των συστημάτων μηχανικού αερισμού
Συγγραφείς, μεταξύ των οποίων: Peter Wouters, Pierre Barles, Christophe Delmotte, Åke Blomsterberg
Μερικοί από τους συγγραφείς αυτής της έκδοσης εργάζονται επίσης σε αυτά τα σχετικά έργα:
Στεγανότητα κτιρίων
ΠΑΘΗΤΙΚΟΣ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ: FCT PTDC/ENR/73657/2006