Analiza zjawisk przepływowych i kondensacji w strefach niecek modernizowanego basenu: rozdział powietrza, mieszanie i opanowanie kondensacji na przegrodach.
Analiza dotyczy stref niecek modernizowanego basenu w Montreuil. Model CFD obejmuje kubatury powietrza hali basenowej oraz przegrody stykające się z otoczeniem.
Kondensacja powstaje, gdy wilgotne i ciepłe powietrze styka się z zimną powierzchnią: ściany, przegrody i przeszklenia, chłodniejsze od powietrza w hali, ochładzają wilgotne powietrze i wywołują kondensację.
Najważniejsze. Analiza CFD stref niecek modernizowanego basenu w Montreuil, w otoczeniu ciepłym i wilgotnym (27–28 °C, 60–65 % RH). Po audycie kamerą termowizyjną EOLIOS zamodelował halę basenową i jej rozdział powietrza (kratki podłogowe wzdłuż elewacji, dysze kierunkowe, kanały nawiewne perforowane), przeanalizował średni wiek powietrza i zmapował kondensację na powierzchniach. Układ okazuje się dobrany tak, aby utrzymać pas na wysokości człowieka bez kondensacji do −7 °C na zewnątrz; strefy dachu pozostają do nadzoru przy dużym mrozie.
Hala basenowa łączy trzy wymagania rzadko spotykane razem: wysoką temperaturę, dużą wilgotność oraz obszerne zwierciadło wody, które nieustannie paruje. Parowanie stale wprowadza parę do powietrza; wentylacja musi ją usuwać, aby utrzymać zadaną wilgotność względną i chronić konstrukcję. To czyni basen jednym z najbardziej wymagających środowisk w wentylacji i klimatyzacji.
Sterowanie opiera się na wąskiej równowadze. temperatura powietrza utrzymywana jest nieco powyżej temperatury wody, aby ograniczyć parowanie, natomiast wilgotność względną utrzymywana jest w granicach 60–65 %. Zbyt niska przyspiesza parowanie i wychładzanie kąpiących się; zbyt wysoka sprzyja kondensacji i niszczeniu budynku.
Temperatura, w której ochładzane powietrze osiąga nasycenie i zaczyna wykraplać wodę. Gdy przegroda schłodzi się poniżej punktu rosy powietrza w hali, para skrapla się na niej. Cała rzecz polega na utrzymaniu powierzchni powyżej tej temperatury.
Ilość pary wodnej wprowadzanej do powietrza przez parowanie niecki i mokrych powierzchni. Zależy od temperatury wody, ruchu zwierciadła i prędkości powietrza; to ją musi zrównoważyć centrala wentylacyjna.
Korzystając ze swojego doświadczenia, inżynierowie EOLIOS wykonali wstępny audyt na obiekcie, aby wskazać problemy budynku przed analizą CFD całej kubatury. Termowizja ujawnia strefy nawiewu i ich oddziaływanie aż pod dach, a także różnice parametrów między częścią starą i zmodernizowaną. Ten obraz cieplny wskazuje następnie punkty pomiarowe i założenia modelu numerycznego.
Kontrolę temperatury powietrza zapewnia instalacja HVAC (ogrzewanie, wentylacja, klimatyzacja). Rozkład strumieni przyjęto zgodnie z dokumentacją powykonawczą HVAC, z osobnym opisem każdego punktu nawiewu i jego strumienia. Dysze nawiewne uznano za zrównoważone, a strumień ustalono osobno dla każdej z nich. Symulacja CFD odtwarza następnie pola prędkości i temperatury w całej kubaturze.
Większość powietrza nawiewana jest przez kratki podłogowe wzdłuż ścian osłonowych; wszystkie istniejące punkty nawiewu zachowano i ujęto w modelu CFD. Przedstawienie w postaci strugi prądu pozwala zrozumieć ruch powietrza i mieszanie kubatury, począwszy od kratek nawiewnych w elewacjach. Sprawdza się w ten sposób, czy powietrze dochodzi do przeszkleń, które mają być omywane, i czy żadna struga nie trafia wprost do wyciągu.
Inżynierowie przygotowali różne scenariusze odpowiadające potrzebom klienta, na przykład dodatkowy nawiew 20 000 m³/h (dwa kanały nawiewne perforowane pod dachem) wraz z dodaniem dysz kierunkowych. Średni wiek powietrza określa średni czas, jaki powietrze spędza w kubaturze od nawiewu do wyciągu, i jest kluczowym wskaźnikiem jakości wymiany.
Średni czas, jaki cząstka powietrza spędza w kubaturze od chwili, gdy zostaje nawiana, do chwili, gdy zostaje wyciągnięta. Im jest krótszy, tym lepsza wymiana powietrza; długi wiek wskazuje strefę zastoju.
Nad zwierciadłem wody komfort zależy przede wszystkim od opanowania prędkości powietrza. Na mokrej skórze najmniejszy przeciąg wzmaga odczucie zimna i przyspiesza parowanie: w strefie kąpieli dążymy więc do małych prędkości, nie tworząc jednak kieszeni powietrza zastałego.
Jakości powietrza rozstrzyga się w tym samym miejscu. Uboczne produkty dezynfekcji chlorem, w tym trichloramina, są lotne i gromadzą się bezpośrednio nad wodą, tam gdzie oddychają pływający. Dobrze skierowane przewietrzanie przechwytuje te zanieczyszczenia i prowadzi je do wyciągów, zamiast pozwalać im się gromadzić.
Lotny związek powstający z reakcji chloru z materią organiczną wnoszoną przez kąpiących się. Skupiona tuż nad wodą powoduje podrażnienia oczu i dróg oddechowych; wentylacja musi ją usuwać jak najbliżej źródła.
Wymiana konwekcyjna przegród zależy od prędkości powietrza przy powierzchni: dobrze omywana przegroda pozostaje blisko temperatury wewnętrznej, natomiast przegroda słabo omywana, w strefie martwej, zmierza do temperatury zewnętrznej (ryzyko kondensacji). Przy obu elewacjach płaszcz powietrzny ogrzewa powierzchnię przeszkleń, nawiewany przez nawiewniki w ławach.
Układ rozdziału powietrza okazuje się dobrany do walki z zimnymi przegrodami i powstawaniem kondensacji na elewacjach: przy −7 °C na zewnątrz zapewnia, że pas na wysokości człowieka pozostaje skutecznie omywany. W ostrych warunkach zimowych (< 5 °C) ślady kondensacji mogą jednak pojawić się w strefie dachu, za przesłonami przepływu (belki, słupy, profile).
Obszar słabo omywany nawiewem, w którym powietrze zastaje. Przegroda wymienia tam mało ciepła z ciepłym powietrzem hali, a jej temperatura zmierza do temperatury zewnętrznej, co sprzyja kondensacji. Zachowanie unoszącego się ciepłego powietrza wynika z efektu ciągu termicznego.
Do zapamiętania. Nawet przy układzie dobranym na −7 °C ślady kondensacji mogą utrzymywać się pod dachem, za przesłonami przepływu. CFD dokładnie wskazuje te strefy martwe, aby ukierunkować korekty przed robotami.
Obróbka wilgoci w hali basenowej kosztuje. Osuszanie, realizowane przez centralę nawiewno-wywiewną i często pompę ciepła, pochłania znaczną część wydatków na energię, obok podgrzewania wody i powietrza świeżego. Odzysk ciepła z powietrza wywiewanego przed jego wyrzutem to podstawowa dźwignia oszczędności.
Symulacja pomaga dobrać instalację oszczędnie. Porównując scenariusze rozdziału powietrza i strumieni, pozwala uniknąć zarówno przewentylowania, które marnuje energię i niepotrzebnie przesusza powietrze, jak i zbyt małej wydajności, przy której pojawiają się kondensacja i dyskomfort. Celem jest utrzymanie nastawy przy strumieniu ściśle niezbędnym.
Do zapamiętania. W basenie komfort, trwałość konstrukcji i rachunek za energię rozstrzygają się razem. Zobiektywizowanie przepływów powietrza w symulacji pozwala wybierać bez przewymiarowania i nadać modernizacji trwały charakter.
Kondensacja, audyt cieplny i rozdział powietrza: odpowiedzi na pytania, które zarządcy obiektów i inwestorzy zadają sobie przed analizą CFD.
Hala basenowa jest ciepła i bardzo wilgotna (27–28 °C, 60–65 % RH). W kontakcie z zimnymi przegrodami (przeszklenia, słabo ocieplone ściany) wilgotne powietrze ochładza się poniżej punktu rosy i wykrapla wodę, niszcząc materiały i konstrukcję. CFD wskazuje te zagrożone powierzchnie i sprawdza, czy rozdział powietrza utrzymuje je ciepłymi, jak w naszej projekcie centrum wodnego w Hauts-de-Seine.
Termowizja ujawnia na obiekcie strefy nawiewu, ich oddziaływanie aż pod dach oraz różnice parametrów między częścią dawną i zmodernizowaną. Te pomiary dają wiarygodny stan początkowy, na którym kalibruje się model numeryczny wobec rzeczywistego zachowania budynku.
To średni czas, jaki powietrze spędza w kubaturze od nawiewu do wyciągu. Krótki wiek oznacza dobrą wymianę; długi wskazuje strefę zastoju, często powiązaną z ryzykiem kondensacji i dyskomfortu. Symulacja mapuje go, aby porównać scenariusze rozdziału powietrza.
Tworząc płaszcz ciepłego powietrza wzdłuż przeszkleń, przez nawiewniki w ławach lub kratki podłogowe omywające elewację. CFD sprawdza, czy to przewietrzanie utrzymuje się w najzimniejszych warunkach zewnętrznych, i wskazuje strefy martwe, w których potrzebny jest dodatkowy nawiew.
Tak. Wychodząc od stanu istniejącego, symulacja sprawdza ukierunkowane uzupełnienia (kanały nawiewne perforowane, dysze kierunkowe, zmianę kierunku nawiewu) i określa ich skutek przed robotami. Słabe punkty poprawia się w ten sposób przy uzasadnionym koszcie, bez przewymiarowania i bez zakłócania eksploatacji.
Poznaj nasze kompetencje, projekty i opracowania techniczne, aby wyjść poza FAQ.
Symulacja CFD modernizowanego basenu w Montreuil: rozdział powietrza w hali basenowej, mieszanie wzdłuż przeszklonych elewacji i mapa stref zagrożonych kondensacją. Film pokazuje ruch powietrza i temperatury powierzchni, na których opiera się dobór rozdziału powietrza.
BasenCentrum wodne — Hauts-de-Seine
MagazynHVAC — magazyn wyrobów medycznych
HotelSharaan by Jean Nouvel
MuzeumGaleria Paleontologii — MNHN
PrzemysłFabryka farmaceutyczna — HVAC
Wentylacja naturalnaPrototyp — komin wentylacji naturalnej
Komora chłodniczaKomora chłodnicza — Lipsk
Sport / ArenaHala Bercy w Paryżu
PrzemysłFabryka — turbiny wiatrowe
Komora chłodniczaKomora chłodnicza — wychładzanie
Atrium · 🔒Komfort pod przeszkleniem — atrium
Kompetencje CFD, zrealizowane projekty i opracowania techniczne: cała dziedzina wentylacji i klimatyzacji w jednym miejscu.
Najprościej po prostu porozmawiać. Nasi inżynierowie odpowiedzą i przedstawią pierwszą ocenę techniczną.