Nawiew powietrza w centrum wodnym — symulacja CFD
Projekt · Wentylacja i klimatyzacja

Centrum wodne — Hauts-de-Seine.

Symulacja CFD cieplno-przepływowa centrum wodnego: komfort użytkowników, efektywność energetyczna i opanowanie ryzyka kondensacji.

Projekt
Centrum wodne
Rok
2024
Klient
nd.
Lokalizacja
Hauts-de-Seine
Typologia
Wentylacja i klimatyzacja
Porozmawiajmy o projekcie

Symulacja CFD centrum wodnego

Zadanie wykonane przez EOLIOS Ingénierie

Analiza dotyczy warunków cieplnych i aerodynamicznych w centrum wodnym i ma zapewnić komfort użytkowników oraz efektywność energetyczną obiektu. Celem jest sprawdzenie prędkości powietrza, aby nie przekraczały progów dyskomfortu, ocena rozkładu temperatur w hali oraz potwierdzenie, że przegrody zapewniają odpowiednią izolację cieplną.

Najważniejsza pozostaje ocena ryzyka kondensacji na powierzchniach, zwłaszcza na przegrodach, ponieważ mogłaby ona wywołać poważne problemy z wilgocią i skrócić trwałość konstrukcji.

Przestrzeń tę cechuje otoczenie ciepłe i wilgotne (około 27–28 °C i 60–65 % RH), w którym parowanie wody i kondensacja wpływają na przenoszenie ciepła oraz komfort użytkowników.

Najważniejsze. Analiza CFD cieplno-przepływowa hali basenowej w warunkach 27–28 °C / 60–65 % RH. Nawiew podłogowy omywa bezpośrednio przegrody przeszklone (najlepsze rozwiązanie przeciw kondensacji), a temperatura hali jest równomierna i zgodna z celem; jednak część przegród górnych, słabiej omywanych, pozostaje strefami zagrożonymi kondensacją do skorygowania.

Warunki · 27–28 °C / 60–65 % RHModel 3D · belki i materiałyPrzegrody · współczynniki wymiany ciepłaNawiew podłogowy + wyciąg przy trybunachWyniki · prędkości · temperatury · kondensacja
Linie prądu wewnątrz centrum wodnego
Linie prądu wewnątrz centrum wodnego

Model numeryczny centrum wodnego

Geometria i modelowanie

Aby symulacje były dokładne, model 3D geometrii każdego elementu hali wykonano skrupulatnie, z uwzględnieniem położenia każdej belki i każdego materiału. Pozwoliło to zobrazować i ocenić strefy kondensacji w hali basenowej.

Centrum wodne — model 3D z zewnątrz
Centrum wodne — model 3D z zewnątrz
Centrum wodne — model 3D
Centrum wodne — model 3D

Przegrody i materiały

Przegrody pełne i przeszklone odgrywają kluczową rolę w wymianie ciepła między wnętrzem basenu a otoczeniem. Materiały pełne (beton, ceramika, izolacja) i powierzchnie przeszklone mają bardzo różne właściwości cieplne (przewodność, zdolność izolacyjną), co wpływa na zatrzymywanie lub oddawanie ciepła.

W naszej analizie wszystkie przegrody odwzorowano z dokładnymi współczynnikami wymiany ciepła, aby wiernie odtworzyć wymianę, sprawdzić skuteczność izolacji i przewidzieć ryzyko kondensacji.

Definicja · Temperatura punktu rosy

Temperatura, w której ochładzane powietrze osiąga nasycenie parą wodną. Na każdej przegrodzie, której powierzchnia zejdzie poniżej tego punktu, para zaczyna się skraplać.

Definicja · Wilgotność względna (% RH)

Stosunek pary wodnej zawartej w powietrzu do największej ilości, jaką może ono zawierać w danej temperaturze. W hali basenowej dąży się do 60–65 % RH: powyżej rosną kondensacja i dyskomfort.

Definicja · Nawiew i wyciąg

Nawiew wprowadza uzdatnione powietrze świeże (często przy posadzce, wzdłuż przeszkleń); wyciągnięta usuwa powietrze zużyte i wilgotne (przy nieckach i trybunach). Ich równowaga wyznacza przewietrzanie hali.

Zasady nawiewu i wyciągu w hali basenowej

Wentylacja ma podstawowe znaczenie dla utrzymania komfortowego klimatu wewnętrznego, opanowania wilgotności i uniknięcia kondensacji. Nawiew rozprowadza powietrze świeże (nawiewniki pod stropem lub przy powierzchniach przeszklonych, aby ograniczyć zimne przeciągi); wyciągnięta zasysa powietrze zużyte i wilgotne (kratki przy posadzce lub nieckach, tam gdzie gromadzi się wilgoć). Analizy CFD optymalizują rozmieszczenie kratek, aby uzyskać skuteczny i komfortowy przepływ powietrza, bez dokuczliwych zawirowań.

Zasada wyciągu powietrza
Zasada wyciągu powietrza
Zasada nawiewu
Zasada nawiewu

Analiza CFD na etapie projektu

analiza CFD dla centrum wodnego ma zasadnicze znaczenie dla komfortu użytkowników i efektywność energetyczną: odwzorowuje rozkład temperatur i przepływów powietrza, wskazuje ryzyka kondensacji w bardzo wilgotnym otoczeniu, ocenia skuteczność instalacji HVAC pod kątem obniżenia zużycia energii i ułatwia spełnienie wymagań przepisów (jakość powietrza, wilgotność).

Linie prądu w hali basenowej
Linie prądu w hali basenowej

Wyniki: prędkości powietrza i temperatury

27–28 °C
Docelowe warunki osiągnięte w hali
60–65 % RH
Opanowana wilgotność
Przegrody górne
Strefy zagrożone kondensacją

Rozkład prędkości powietrza

Prędkości powietrza wokół niecki i trybun muszą pozostać małe, aby uniknąć dyskomfortu cieplnego, i równomierne, aby nie powstawały strefy zastoju. W tej analizie miejscami prędkości są nieco zbyt duże (zwłaszcza przy wyciągach). Powietrze nawiewane przy posadzce omywa bezpośrednio przegrody przeszklone (najlepsze rozwiązanie przeciw kondensacji); przegrody położone wyżej, słabiej omywane, stanowią strefy zagrożenia.

Prędkości powietrza w hali basenowej
Prędkości powietrza w hali basenowej

Rozkład temperatur

Komfort zależy w dużej mierze od temperatury powietrza w hali (najlepiej 28–30 °C): zbyt niska daje szok termiczny po wyjściu z wody, zbyt wysoka wywołuje uczucie duszności. W tej analizie temperatura hali jest równomierna i osiąga wartość docelową, a powietrze przy punktach nawiewu i wyciągu odpowiada założeniom regulacji cieplnej.

Temperatura w hali basenowej
Temperatura w hali basenowej
Temperatura w hali basenowej
Temperatura w hali basenowej

Analiza temperatur przegród — ryzyko kondensacji

Ocena ryzyka kondensacji ma kluczowe znaczenie: na zbyt zimnych przegrodach para wodna się wykrapla i wywołuje łańcuch szkód.

  • Uszkodzenia konstrukcji — wilgoć gromadzi się, niszczy materiały i skraca trwałość obiektu.

  • Pleśń i jakość powietrza — rozwój grzybów pogarsza higienę i zdrowie użytkowników.

  • Dyskomfort i bezpieczeństwo — śliskie powierzchnie, ograniczona widoczność przez zaparowane przeszklenia.

  • Marnowanie energii — zwiększone zużycie energii na ogrzewanie i wentylację w celu kompensacji.

Tutaj nawiew i wyciąg zapewniają równomierne przewietrzanie niemal całej hali. Temperatura części przegród jest jednak zbyt niska, co grozi kondensacją, pleśnią i nieprzyjemnymi przeciągami.

Do zapamiętania. Hala zgodna z wymaganiami w skali całości może ukrywać zbyt zimne przegrody górne: właśnie na nich skrapla się para, rozwija pleśń i powstają przeciągi. CFD wskazuje je, aby przed robotami skorygować nawiew i izolację.

Temperatura przegród — hala basenowa
Temperatura przegród — hala basenowa
Temperatura przegród — hala basenowa
Temperatura przegród — hala basenowa
Symulacja kondensacji na przegrodach
Symulacja kondensacji na przegrodach

Analiza CFD jest tu szczególnie przydatna: dokładnie odwzorowuje rozkład temperatur, wskazuje strefy problematyczne, sprawdza różne scenariusze wentylacji i optymalizuje projekt instalacji ogrzewania oraz wentylacji, aby osiągnąć właściwą równowagę cieplną , zapewniającą zdrowe i komfortowe środowisko wszystkim użytkownikom.

Nasza specjalność: symulacja przepływu powietrza w basenach i centrach wodnych
FAQ

Centrum wodne — Państwa pytania

Odpowiedzi na pytania, które słyszymy najczęściej przed rozpoczęciem analizy.

Jak uniknąć kondensacji na przegrodach hali basenowej?

Każdą powierzchnię trzeba utrzymać powyżej punktu rosy i omywać dostatecznym strumieniem powietrza. CFD wskazuje zimne, słabo wentylowane przegrody (często położone wysoko) i pozwala skorygować nawiew oraz izolację. Zachowanie unoszącego się i rozwarstwiającego ciepłego powietrza wynika z efektu ciągu termicznego.

Dlaczego prędkości powietrza muszą pozostać małe?

Wokół niecki i trybun zbyt duże prędkości wywołują odczucie zimnego przeciągu, zwłaszcza po wyjściu z wody. Szukamy równowagi: dość powietrza, aby omywać przeszklenia, ale nie za dużo, aby zachować komfort. To rozstrzygnięcie leży w centrum optymalizacji komfortu cieplno-przepływowego.

Czy CFD jest bardziej wiarygodna niż badanie fizyczne?

Wkracza na wczesnym etapie, gdy żadne badanie nie jest możliwe, i odtwarza pełne pole 3D (prędkości, temperatury, wilgotność), nieosiągalne dla kilku czujników. Uzupełnia pomiar, a nie go zastępuje; zobacz, dlaczego CFD jest alternatywą dla badań w tunelu aerodynamicznym.

Po co modelować przegrody przeszklone?

Przeszklenia są powierzchniami najzimniejszymi, a więc najbardziej narażonymi na kondensację. Odwzorowanie ich z rzeczywistymi współczynnikami wymiany ciepła wskazuje, gdzie należy nawiewać powietrze. To wyzwanie wspólne dla wszystkich dużych przeszklonych kubatur, co pokazuje nasza ekspertyza komfortu klimatycznego przeszkleń i atriów.

Czy analiza ta dotyczy innych obiektów?

Tak: fizyka dużych kubatur z licznymi użytkownikami występuje w halach sportowych, lodowiskach i zadaszonych arenach, gdzie komfort cieplny i jakość powietrza mają rozstrzygające znaczenie. Tym zajmuje się nasza ekspertyza mikroklimatu obiektów sportowych.

Podsumowanie

Filmowe podsumowanie analizy

Symulacja CFD cieplno-przepływowa centrum wodnego: dokładny model 3D hali basenowej, zasady nawiewu i wyciągu, rozkład prędkości powietrza i temperatur oraz ocena ryzyka kondensacji na przegrodach, dla optymalnego komfortu i opanowanego zużycia energii.

Filmowe podsumowanie analizy — centrum wodne · EOLIOS Ingénierie
Zobacz inne projekty

Nasze pozostałe projekty HVAC.

Wszystkie projekty
Poznaj dziedzinę

Wentylacja i klimatyzacja: zwiedzaj dalej.

Kompetencje CFD, zrealizowane projekty i opracowania techniczne: cała dziedzina wentylacji i klimatyzacji w jednym miejscu.

CFDDoświadczeni inżynierowie
20+Krajów działalności
B+RBadania i innowacje
Kontakt

Projekt z zakresu wentylacji i klimatyzacji?

Najprościej po prostu porozmawiać. Nasi inżynierowie odpowiedzą i przedstawią pierwszą ocenę techniczną.