Straty ciśnienia w komorze rozdzielczej powietrza — oddymianie obiektu CNIT
Projekt · procesy przemysłowe

Zmniejszenie strat ciśnienia w komorze rozdzielczej powietrza — oddymianie obiektu CNIT.

Ocena strat ciśnienia w komorze rozdzielczej powietrza pod obiektem CNIT w Paryżu, aby zapewnić jej prawidłową pracę w razie potrzeby oddymiania.

Projekt
Straty ciśnienia — CNIT
Rok
2024
Klient
Unibail Rodamco
Lokalizacja
Paryż — Francja
Typologia
Oddymianie · straty ciśnienia
Porozmawiajmy o projekcie

Zmniejszenie strat ciśnienia w komorze rozdzielczej powietrza, aby zapewnić skuteczne oddymianie obiektu CNIT

Celem tego zlecenia jest ocena strat ciśnienia w komorze rozdzielczej powietrza pod obiektem CNIT w Paryżu, aby zapewnić jej prawidłową pracę w razie potrzeby oddymiania. Wykonano modelowanie 3D komory, aby ocenić ciśnienia i strefy problemowe.

Najważniejsze. Pod obiektem CNIT w Paryżu komora rozdzielcza zasilająca oddymianie jest zastawiona kanałami, które zmniejszają przekrój przepływu. EOLIOS dokładnie zamodelował komorę w 3D, zlokalizował metodą CFD strefy dużych strat ciśnienia w scenariuszu najbardziej niekorzystnym, a następnie zaproponował optymalizacje (przesunięcie kanałów, kierownice, obudowy), które zmniejszają stratę ciśnienia o połowę.

Metoda · CFD przepływowaScenariusz · przypadek najbardziej niekorzystnyPrzedmiot · zastawiona komora rozdzielczaProdukt końcowy · optymalizacje projektowe
Plenum
Zastawiona licznymi kanałami
÷ 2
Strata ciśnienia mniejsza o połowę
Oddymianie
Zgodność z bezpieczeństwem pożarowym

Celem tego zlecenia jest ocena rozkładu ciśnień w komorze rozdzielczej powietrza pod obiektem CNIT w Paryżu, aby upewnić się, że straty ciśnienia nie przekraczają granic możliwości urządzeń i a przez to zapewnić jej prawidłową pracę w razie potrzeby oddymiania. Ocenę wykonuje się w sytuacji, gdy komora jest zastawiona, a duża liczba kanałów zmniejsza przekrój przepływu powietrza.

Po ocenie strat ciśnienia w scenariuszu standardowym celem jest zaproponowanie optymalizacji zmniejszających straty ciśnienia wywołane kanałami.

Definicja · strata ciśnienia

Strata ciśnienia to spadek ciśnienia powietrza w czasie przepływu: każde kolano, przewężenie lub przeszkoda rozprasza jego część. Zbyt duża uniemożliwia wentylatorowi osiągnięcie wymaganego strumienia. Zobacz opracowanie straty ciśnienia i opór hydrauliczny.

Model 3D komory rozdzielczej — szacht obiektu CNIT
Model 3D komory rozdzielczej — szacht obiektu CNIT
Model 3D do analizy szachtu obiektu CNIT
Model 3D do analizy szachtu obiektu CNIT
Prezentacja modelu 3D do analizy szachtu obiektu CNIT

W tym projekcie kluczowe jest potwierdzenie za pomocą symulacji numerycznej mechaniki płynów (CFD) straty ciśnienia wywołanej położeniem kanałów, a w razie potrzeby rozważenie zamontowania kierownic.

Definicja · komora rozdzielcza

Komora rozdzielcza to duża przestrzeń buforowa przed punktami nawiewu, która wyrównuje ciśnienie przed rozdziałem powietrza. W oddymianiu musi dostarczyć duży strumień, a jej geometria wewnętrzna nie może tworzyć straty ciśnienia dyskwalifikującej układ.

Wyzwaniem jest znalezienie rozwiązań, które pozwolą zminimalizować straty ciśnienia i zoptymalizować pracę układu rozdziału powietrza, aby zapewnić maksymalną skuteczność i bezpieczeństwo w razie potrzeby oddymiania.

Symulacja stanu istniejącego

Modelowanie 3D plenum

W ramach tej analizy całą kubaturę komory zamodelowano dokładnie, uwzględniając rozmieszczenie wszystkich instalacji, aby jak najbardziej zbliżyć się do rzeczywistych warunków pracy. Na podstawie pomiarów wykonanych na obiekcie w czasie audytu dokładnie zamodelowano wszystkie otwory, belki, kanały, elementy murowe i pozostałą geometrię komory.

Uwzględniono także elementy murowe na wejściu do komory, co pozwoliło dokładnie ocenić wpływ tych elementów na dopływ świeżego powietrza. W ten sposób odtworzono wszystkie główne przeszkody dla przepływu powietrza, aby ująć je w analizach.

Model 3D komory rozdzielczej i szachtu
Model 3D komory rozdzielczej i szachtu

Aby ocenić maksymalną stratę ciśnienia w komorze i sprawdzić dobór instalacji, trzeba oprzeć się na scenariuszu najbardziej niekorzystnym. W tym celu konieczne jest rozważenie przypadku, w którym z komory zasysana jest maksymalna ilość powietrza.

Uwzględniając ten scenariusz skrajny, można zapewnić, że instalacje są dobrane właściwie, aby podołać warunkom najbardziej wymagającym.

Wskazanie stref problemowych za pomocą CFD

Numeryczna mechanika płynów lub Computational Fluid Dynamics (CFD), obejmuje wszystkie metody numeryczne służące badaniu przepływu płynu w danym otoczeniu. Przepływami tymi rządzą równania różniczkowe cząstkowe, których nie da się rozwiązać analitycznie. Metoda elementów skończonych pozwala rozwiązać te równania numerycznie, co daje przybliżone rozwiązanie zagadnienia fizycznego.

Zastosowana do budynków analiza CFD może dać projektantowi cenne informacje o prędkościach powietrza, ciśnieniach i przewidywanych temperaturach wewnątrz i wokół przestrzeni budynku.

Analiza strat ciśnienia — komora rozdzielcza CNIT
Analiza strat ciśnienia — komora rozdzielcza CNIT
Analiza strat ciśnienia — komora rozdzielcza CNIT
Analiza strat ciśnienia — komora rozdzielcza CNIT

Analizę CFD wykonuje się więc na modelu komory wiernie odtwarzającym rzeczywistość, co pozwala wskazać strefy dużych strat ciśnienia w warunkach obecnych, które trzeba zmienić, aby osiągnąć docelowe straty ciśnienia niezbędne do prawidłowej pracy układu oddymiania.

Propozycje usprawnień zmniejszających straty ciśnienia

Proponowane rozwiązania i przearanżowania

Zaproponowano wiele rozwiązań technicznych, aby usprawnić obieg powietrza w komorze, aby zoptymalizować usuwanie dymu, takich jak zmiany położenia kanałów, przearanżowanie problemowych elementów murowych, nieoczekiwana optymalizacja aerodynamiczna istniejących bryły lub też zamontowanie obudów, aby lepiej kierować strumień powietrza do wylotu. Optymalizacje te łączą się z naszą inżynierii oddymiania.

Definicja · kierownica

Kierownica to profilowany element wstawiony w przepływ, aby łagodnie zmienić kierunek powietrza i ominąć przeszkodę lub ostry narożnik. Dobrze umieszczona usuwa strefy oderwania i obniża miejscową stratę ciśnienia.

Montaż kierownic — optymalizacja przepływu
Montaż kierownic — optymalizacja przepływu
Optymalizacja aerodynamiczna bryły
Optymalizacja aerodynamiczna bryły

Ocena skuteczności nowej konfiguracji

Wykonane optymalizacje pozwoliły znacznie zmniejszyć stratę ciśnienia w stosunku do projektu wyjściowego. Ostatni przeanalizowany scenariusz, obejmujący wszystkie usprawnienia możliwe w ramach uwarunkowań projektu, daje stratę ciśnienia mniejszą o połowę w stosunku do stanu obecnego.

Ponadto dla przypadku najbardziej niekorzystnego ciśnienie na końcu komory jest na poziomie celu wyznaczonego dla przypadku ogólnego, czego w konfiguracji wyjściowej daleko brakowało.

Rozkład ciśnień — stan wyjściowy
Rozkład ciśnień — stan wyjściowy
Rozkład ciśnień — po optymalizacji
Rozkład ciśnień — po optymalizacji

Bezpieczeństwo pożarowe: analiza instalacji oddymiania w budynkach

Wykonane analizy miały na celu sprawdzenie projektu urządzeń pod kątem scenariusza oddymiania. Oznacza to, że nacisk położono na ocenę parametrów instalacji w warunkach, w których konieczne jest szybkie usunięcie dymu i ciepła w razie pożaru. Pozwala to upewnić się, że urządzenia spełniają wymagania przepisów w zakresie Bezpieczeństwo pożarowe i że mogą chronić użytkowników budynku w sytuacji zagrożenia.

Do zapamiętania. W komorze już wybudowanej nie zyskuje się miejsca, lecz aerodynamikę: przesunięcie kilku kanałów i ukierunkowanie strumienia wystarcza, aby zmniejszyć stratę ciśnienia o połowę i sprowadzić ciśnienie na końcu komory do wartości docelowej, bez dużych robót.

Kompetencje: analiza strat ciśnienia w instalacjach
FAQ

Najczęstsze pytania

Komora rozdzielcza, straty ciśnienia i zagadnienie oddymiania pod obiektem CNIT.

Czym jest komora rozdzielcza powietrza w oddymianiu?

To duża przestrzeń pod budynkiem, która rozdziela powietrze do punktów nawiewu. W oddymianiu musi przepuścić duży strumień przy opanowanej stracie ciśnienia, aby szybko usunąć dym i ciepło. Podobne zagadnienie rozwiązywaliśmy w projekcie komora oddymiania AF1.

Dlaczego kanały tworzą straty ciśnienia?

Kanały, belki i elementy murowe zmniejszają przekrój przepływu i zmuszają powietrze do omijania przeszkód. Każda zmiana przekroju lub kierunku rozprasza energię, co podnosi całkowitą stratę ciśnienia i ciśnienie, które musi pokonać układ.

Jak zmniejszyć stratę ciśnienia bez przebudowy komory?

Przez geometrię: przesunięcie niektórych kanałów, zaokrąglenie lub obudowanie ostrych krawędzi, dodanie kierownic prowadzących strumień. Te miejscowe działania wystarczyły tutaj, aby zmniejszyć stratę ciśnienia o połowę.

Dlaczego symulować scenariusz najbardziej niekorzystny?

Dobór musi się utrzymać w najgorszym przypadku, czyli gdy strumień zasysany z komory jest maksymalny. Jeśli ciśnienie pozostaje wtedy w granicach możliwości wentylatorów, jest zapewnione we wszystkich pozostałych.

Co ta analiza zapewnia dla bezpieczeństwa pożarowego?

Sprawdza, czy instalacja oddymiania usuwa wymagany strumień w warunkach zgodnych z przepisami, czyli czy dym i ciepło są odprowadzane dość szybko, aby chronić użytkowników i ratowników.

Podsumowanie

Podsumowanie analizy na filmie

Zlecenie polega na tym, aby ocenić straty ciśnienia w komorze rozdzielczej powietrza pod obiektem CNIT w Paryżu, aby zapewnić jej prawidłową pracę w razie potrzeby oddymiania. Komora jest zastawiona dużą liczbą kanałów, co zmniejsza przekrój przepływu powietrza. Wykonuje się symulacje CFD, aby ocenić straty ciśnienia i zaproponować optymalizacje je zmniejszające. Powstała Dokładne modelowanie 3D komory zostaje wykonane, podobnie jak analizy CFD wskazujące strefy dużych strat ciśnienia. Proponowane są różne rozwiązania techniczne (zmiana położenia kanałów, montaż obudów), aby usprawnić obieg powietrza. Wykonane optymalizacje pozwoliły znacznie zmniejszyć straty ciśnienia w stosunku do projektu wyjściowego.

Podsumowanie zlecenia w formie filmu — komora oddymiania obiektu CNIT · EOLIOS Ingénierie
Poznaj inne projekty

Nasze pozostałe projekty procesów przemysłowych.

Wszystkie projekty
Poznaj dziedzinę

Procesy przemysłowe: zwiedzaj dalej.

Specjalizacje CFD, zrealizowane projekty i opracowania techniczne: cała dziedzina procesów przemysłowych w jednym miejscu.

CFDInżynierowie eksperci
20+Kraje działalności
R&DBadania i innowacje
Kontakt

Instalacja lub komora rozdzielcza do optymalizacji?

Najprościej omówić go razem. Nasi inżynierowie odpowiedzą, przedstawiając wstępną ocenę techniczną.