2007-10-03
Średnie miesięczne temperatury powietrza dla sezonu ogrzewczego wentylacji
Zasady określania sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego podaje norma PNB-02025 [1]. Jednakże w normie tej podane są tylko średnie miesięczne temperatury powietrza zewnętrznego, odniesione do doby.
R E K L A M A
1. WSTĘPZasady określania sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego podaje norma PNB-02025 [1]. Jednakże w normie tej podane są tylko średnie miesięczne temperatury powietrza zewnętrznego, odniesione do doby. W przypadku wentylacji, średnie dobowe (miesięczne) temperatury powietrza można zastosować tylko do tych przypadków, w których wentylacja czynna jest w sposób ciągły w czasie doby i o stałej wartości strumienia objętościowego powietrza. W większości obiektów zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej, wentylacja lub klimatyzacja stosowana jest w okresie krótszym od doby. Ustalenie dla tych okresów zapotrzebowania na ciepło do ogrzania powietrza wentylacyjnego jest obecnie niemożliwe, ponieważ w okresach tych średnie temperatury powietrza zewnętrznego są inne od wartości dobowych podanych w normie [1]. Rozpatrzmy, jakie są możliwości ustalenia średnich miesięcznych temperatur powietrza zewnętrznego dla czasookresu, w którym działają urządzenia wentylacyjne w budynku. 2. CZAS PRACY URZĄDZEŃ WENTYLACYJNYCH I KLIMATYZACYJNYCHW obiektach zamieszkania zbiorowego i większości budynków użyteczności publicznej, urządzenia wentylacyjne obsługiwać będą pracę personelu zatrudnionego na jedną lub dwie zmiany. Zgodnie z wymaganiami rozporządzenia [2], urządzenia wentylacyjne powinny zachować warunek normalnej pracy przez co najmniej jedną godzinę przed i po ich użytkowaniu. W zależności od pracy personelu, czas pracy urządzeń wentylacyjnych wyniesie zatem: - dla jednozmianowej pracy personelu z1 = 8 + 2 = 10 godz. - dla dwuzmianowej pracy personelu z1 = 16 + 2 = 18 godz. - praca w zakładzie gastronomicznym z =16 h [3] z1 = 16 + 2 = 18 godz. 3. ZAPOTRZEBOWANIE NA CIEPŁO DO PODGRZANIA POWIETRZA WENTYLACYJNEGOW rozpatrywanych obiektach zapotrzebowanie na ciepło do podgrzania powietrza wentylacyjnego należy przewidywać dla wentylacji: - działającej w sposób ciągły przez całą dobę (np. wentylacja grawitacyjna), - działającej w czasie użytkowania pomieszczeń (przez czas z1) o obliczeniowym strumieniu powietrza wentylacyjnego, - działającej poza czasem użytkowania pomieszczeń o zredukowanym strumieniu powietrza wentylacyjnego dla (z2 = 24 – z1). Podany w normie [1] wzór: Qv(m)=24 cp ρp Vij[Tij-Te(m)] Ld(m) (1) w postaciQa(m)=ΣQv(m) (2) Dla wyżej podanych okresów czasowych wzór ten będzie miał postać trójczłonową (przed nawiasem podano wartości stale): Qa(m)= cpρp Ld m[24V1(Ti-Te(m))+z1V2(Ti-C1Te(m))+z2V3(Ti-C2Te(m))] (3) Podane we wzorze (3) strumienie objętości powietrza wentylacyjnego V1, V2 i V3 określać należy zgodnie z wymaganiami normy PN-83/B-03430/Az3; 2000 [4] oraz zaleceniami „Warunków technicznych…” [2]. Średnie miesięczne temperatury powietrza zewnętrznego, podane są w normie PN~B-02025:2001 [1]. Ustalono je zgodnie z obowiązującą w Polsce zasadą pomiaru temperatur powietrza zewnętrznego: Te(m)=0,25(T7+T13+2T21) (4) Ze względu na podawanie w literaturze niemieckiej innej postaci wzoru: Te(m)=0,25(T7+T14+2T21) (5) zwracam uwagę, że uzyskiwane z powyższych wzorów temperatury średnie dobowe, nie są sobie równe.
Rys.1. Rozkład średnich miesięcznych temperatur powietrza zewnętrznegow miesiącach zimowych (X – IV) w Berlinie, wg Recknagl’a-Sprenger’a [5]. Punktami oznaczono temperatury mierzone w godzinach T7, T13, T14, T21 oraz temperatury minimalne i maksymalne
4. ŚREDNIE MIESIĘCZNE TEMPERATURY POWIETRZA ZEWNĘTRZNEGOŚrednie miesięczne temperatury powietrza zewnętrznego, odniesione do doby zostały określone na podstawie pomiarów punktowych temperatur odczytywanych w godzinach 700, 1300 i 2l00. Do wyznaczenia średnich temperatur dla części doby, niezbędna jest znajomość rozkładów dobowych temperatur. Rozkład dobowy średnich miesięcznych temperatur powietrza zewnętrznego jest zmienny i zbliżony do nieregularnego rozkładu sinusoidalnego, co jest widoczne na rysunku 1. Jeżeli urządzenie wentylacyjne lub klimatyzacyjne jest czynne w określonym zakresie godzin, dla zakresu tego można wyznaczyć tempera turę średnią (dobową, średnią miesięczną) i będzie to wartość różna od wartości podanej w normie [1]. Wyznaczenie wycinkowych średnich miesięcznych temperatur powietrza zewnętrznego dla warunków krajowych jest możliwe tylko przez zlecenie opracowania Instytutowi Meteorologii i Gospodarki Wodnej, gdyż instytut ten pomiarów godzinowych w publikacjach nie udostępnia. W obecnych warunkach, dobowe rozkłady temperatur powietrza zewnętrznego są podane tylko w literaturze niemieckiej i mają charakter orientacyjny. Posłużę się więc tymi materiałami, aby wykazać, że wycinkowe i dobowe temperatury średnie powietrza, różnią się między sobą. Aby zorientować się w wielkości tego zróżnicowania, wykorzystałem do analizy wykresy przebiegu temperatur powietrza zewnętrznego w podstawowych miesiącach sezonu grzewczego (X - IV) podane dla Berlina przez Recknagelá-Sprengerá [5] oraz dla Poczdamu k/Berlina, podane przez Rietschela [6]. Na rysunkach 1 i 2 oznaczyłem temperatury dla godzin, w których dokonuje się pomiaru temperatur (patrz wzory (4) i (5)) oraz wartości temperatur skrajnych, maksymalnych i minimalnych. W pierwszej kolejności, w tabeli 1 obliczono średnie dobowe temperatury powietrza zewnętrznego określone wzorami (4) i (5). Z uzyskanych wartości wynika, że średnie miesięczne temperatury powietrza określone różnymi wzorami, nie wykazują dużego zróżnicowania. Znając rzeczywisty rozkład średnich miesięcznych temperatur powietrza dla doby, z rozkładu tego wyznaczyć można średnie temperatury dla wybranego odcinka czasowego tej doby. Do dalszej analizy wybrano więc następujące odcinki czasowe w czasie doby: a) dla pracy jednozmianowej personelu w budynku ( 700 - 1500): - czas pracy urządzeń wentylacyjnych o obliczeniowym strumieniu powietrza z1 = 10 godz. [z = (6 – 16)h], - czas pracy wentylacji „dyżurnej” poza godzinami pracy personelu z2 = 24 - z1 [z = (l6 - 6) h]; b) dla pracy dwuzmianowej personelu w budynku (600 - 2200): - czas pracy urządzeń wentylacyjnych o obliczeniowym strumieniu powietrza z1 = 18 godz. [z = (5 – 23)h, - czas pracy wentylacji „dyżurnej” poza godzinami pracy personelu z2 = 24 – z1 [z = (23 – 5)h]. Obliczone z rysunków 1 i 2 dla powyższych odcinków czasowych średnie miesięczne temperatury powietrza zewnętrznego zestawiono w tabeli 2. Uzyskane z rysunków wartości Te (m) porównano z wartościami średnimi określonymi wzorem (4). Jest to porównanie orientacyjne, gdyż nieznany jest czasokres, dla którego określane były porównywane średnie. Z porównania tego wynika, że wartości Te (m) uzyskane z wykresu są do 5% niższe od wartości określanych wzorem (4). Uzyskane w tabeli 2 wyniki opracowane na podstawie rozkładu temperatur podanych na rys. 1 i 2 różnią się między sobą. Wynika to między innymi stąd, że w Rietschelú [6] podane zostały przebiegi temperatur jednodobowych, dnia najzimniejszego i najcieplejszego dla mroźnej zimy oraz rozkład średniomiesięczny dla tejże zimy. Z powyższego względu, do dalszej analizy przyjęto tylko wartości obliczone z rysunku 1. Z obliczeń podanych w tabeli 2 (dla rys.1) wyciągnąć można następujące ważniejsze wnioski: - średnie dobowe temperatury powietrza, określone na podstawie rozkładów średnich miesięcznych, podanych na rys.1, są o ok. 5% mniejsze od wartości średnich dobowych określonych wzorem (4), którym to wzorem wyznaczone zostały temperatury Te (m) podane w normie [1]; - dla czasokresów krótszych od doby, średnie temperatury Te (m) różnią się od wartości średnich Te (m) określonych (dla z = 24h) zarówno z rysunku 1, jak i ze wzoru (4); - do czasu wyznaczenia przez IMiGW danych, umożliwiających określenie średnich miesięcznych temperatur powietrza zewnętrznego dla czasookresu mniejszego od doby, średnie te proponuję określać za pomocą współczynników C, które stanowią stosunek średnich odcinkowych temperatur do średnich temperatur dobowych rozpatrywanego miesiąca. Współczynniki (mnożniki) te oznaczono ze wzorów: C1=Te(m)0z1 : Te(m) orazC2=Te(m)0z2 : Te(m) (6) Średnie miesięczne temperatury powietrza zewnętrznego dla rozpatrywanych odcinków czasowych z1 i z2 zostały we wzorze (3) zapisane w postaci: C1 Te (m) oraz C2 Te (m). Proponowane wartości współczynników C1 i C2, określone w tabeli 2, zestawiono w tabeli 3.
Rys.2. Rozkład średnich temperatur powietrza zewnętrznego w okresie mroźnej zimy w Poczdamie, wg Rietschel’a-Raiss’a [6]:(a) dla bardzo mroźnego dnia zimowego, b) średnie miesięczne dla rozpatrywanej zimy, c) dla łagodnego dnia zimowego
5. WNIOSKI- Podane w normie [1] wartości średnich miesięcznych temperatur powietrza zewnętrznego Te (m) mogą być stosowane do określania sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania powietrza wentylacyjnego tylko wówczas, gdy urządzenia wentylacyjne pracują całą dobę o obliczeniowym strumieniu powietrza. - Jeżeli urządzenia wentylacyjne o obliczeniowym strumieniu powietrza wentylacyjnego działają w krótszym od doby odcinku czasu, średnie temperatury miesięczne tych odcinków czasu, można wstępnie określać wzorami (6), przyjmując do nich wartości współczynników C1 i C2 podane w tabeli 3. LITERATURA: [1] PN-B-02025; 2001. Obliczanie sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego. [2] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12.04.2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz. U. Nr 75 poz. 690. [3] Normatyw techniczny projektowania zakładów gastronomicznych. Zarządzenie Nr 140 – 148 Ministra Budownictwa i PMB z dnia 27.03.1965. Dz. Bud. Nr 13. [4] PN/83/B-03430/Az3; 2000. Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania. [5] Recknagel-Sprenger: Ogrzewanie i klimatyzacja. Poradnik. Arkady, Warszawa 1976. [6] Rietschel-Raiss: Poradnik ogrzewania i wietrzenia. Wyd. 14, Arkady, Warszawa 1963. Tabela 1 Średnie miesięczne temperatury powietrza zewnętrznego w miesiącach sezonu grzewczego określone wzorami (4) i (5) Uwagi: Rozkład domowy temperatur powietrza zewnętrznego na rysunku 2:a) - dla bardzo mroźnego dnia zimowego,b) – średnia miesięczna mroźnej zimy,c) – dla łagodnego dnia mroźnej zimy. Oznaczenia: Cp - ciepło właściwe w [kJ/kg K], C1 - współczynnik oznaczający stosunek średniej miesięcznej temperatury powietrza zewnętrznego dla zakresu czasowego z1 odniesiony do średniej miesięcznej temperatury powietrza zewnętrznego dla doby, podanej w normie PN-B-02025, C2 - współczynnik oznaczający stosunek średniej miesięcznej temperatury powietrza zewnętrznego dla zakresu czasowego z2 odniesiony do średniej miesięcznej temperatury powietrza zewnętrznego dla doby, podanej w normie PN-B-02025, Ld (m) - liczba dni ogrzewania w miesiącu m-tym, Ti - obliczeniowa temperatura powietrza wewnętrznego w [°C], Tij - obliczeniowa temperatura powietrza wewnętrznego w j-tej strefie budynku w [°C], Te (m) - średnia temperatura powietrza zewnętrznego w miesiącu m-tym w [°C], Te (s) - średnia temperatura powietrza zewnętrznego w sezonie ogrzewczym w [°C], Δ T = Ti – Te (m) - różnica temperatur powietrza wewnętrznego i zewnętrznego w [K], V - kubatura ogrzewanej części budynku w [m³], V1 - strumień powietrza wentylacyjnego dla części budynku o stałej, całodobowej wentylacji pomieszczeń w [m³/h], V2 - strumień powietrza wentylacyjnego dla wentylacji mechanicznej lub klimatyzacji, działającej w czasie z1 w [m³/h], V3 - strumień powietrza wentylacyjnego dla wentylacji „dyżurnej”, działającej w czasie z2 w [m³/h], z - czas jednej doby (24 h), dla której określone są średnie temperatury powietrza zewnętrznego Te (m), podane w normie PN-B-02025, z1 - liczba godzin w czasie doby, w których działa wentylacja mechaniczna lub klimatyzacja o obliczeniowym strumieniu powietrza wentylacyjnego, z2 = 24 – z1 - liczba godzin w czasie doby, w których działa wentylacja o zmniejszonym strumieniu powietrza wentylacyjnego, ρ p - gęstość powietrza w [kg/m³], Qv (m) - straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego w j-tej strefie budynku w [kW], Qa (m) = Σ Qv (m) - straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego w budynku w miesiącu m-tym w [kW]. Tabela 2 Średnie miesięczne temperatury Te (m) oraz współczynniki C określone z rysunków 1 i 2Uwagi: 1) Udziały procentowe odniesiono do Te(m) określonych wzorem [4].2) Wartości średnie nie uwzględniają wyników skrajnych (min. max.).3) Punkty a, b i c opisano w tabeli 1.Tabela 3 Współczynniki zależności średnich miesięcznych temperatur powietrza wnętrznego w miesiącach zimowych (X – IV) dla wybranych odcinków czasowych – od temperatur średnich miesięcznych podanych w normie [1]
Autor: dr inż. Edmund NowakowskiŹródło: Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna
2009-04-17
Bezpieczeństwo pożarowe budynków. Euroklasy.
Bezpieczeństwo pożarowe budynków - właściwości i klasyfikacja wyrobów budowlanych w zakresie reakcji na ogień.
Jednym z elementów bezpieczeństwa pożarowego budynków, w których mieszkamy, pracujemy lub przebywamy są, poza rozwiązaniami konstrukcyjnymi, organizacyjnymi i wyposażeniem także właściwości materiałów budowlanych, z których są one wykonane. Tylko materiały niepalne nie przyczyniają się w żaden sposób do rozwoju pożaru i nie stwarzają zagrożenia nawet w przypadku, gdy obok nich pojawi się ogień. Tymczasem wyroby palne w określonych warunkach, pod działaniem przypadkowego płomienia, a czasem tylko wysokiej temperatury same się zapalają. Tym samym stając się paliwem, zwiększają ogień i przyczyniają się do szybszego rozwoju pożaru. Jak zatem ocenić możliwe zachowanie wyrobu budowlanego w zetknięciu z ogniem, jego potencjalną palność? Wystarczy sprawdzić jego euroklasę, czyli klasyfikację ogniową w zakresie reakcji na ogień, identyczną w całej Unii Europejskiej. Zawiera ona wszystkie ważne informacje o zachowaniu wyrobów pod wpływem ognia. Zgodnie z nią każdy wyrób budowlany zostaje zaklasyfikowany do jednej z siedmiu podstawowych ogniowych euroklas: A1, A2, B, C, D, E, F. Taki rankingowy układ jest przejrzysty i zrozumiały. Najlepsze, najbezpieczniejsze pożarowo wyroby znajdują się w klasie A1, w kolejnych są klasyfikowane wyroby wykazujące coraz gorsze właściwości ogniowe (coraz bardziej / łatwiej palne) aż do wyrobów klasy F, dla których nie określa się żadnych wymagań, bo praktycznie żadnych nie są w stanie spełnić. Główną przesłanką zakwalifikowania wyrobu do jednej z w/w klas podstawowych jest ilość i szybkość wydzielania ciepła (charakterystyka, jak szybko wyrób się pali, czyli w praktyce - jak efektywnym jest paliwem). Jednak nie jest to jedyny czynnik wpływający na ocenę materiału pod względem zagrożenia pożarowego. Równie ważna, bo mająca bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo ludzi w warunkach zagrożenia pożarowego jest możliwość wytwarzania przez wyrób dymu oraz płonących kropli i cząstek. Gęsty dym w każdej sytuacji utrudnia ewakuację, a także może zawierać trujące gazy, stanowiące bezpośrednie zagrożenie życia i zdrowia. Płonące krople i cząstki, wytwarzane podczas spalania pewnych materiałów, mogą powodować dotkliwe oparzenia oraz sprzyjają szybkiemu rozprzestrzenieniu się pożaru na inne kondygnacje odległe od miejsca jego wybuchu, co może dramatycznie utrudniać ewakuację i prowadzenie akcji ratowniczej. Dlatego oprócz klasy podstawowej na kompletną klasyfikację ogniową składają się jeszcze dwie dodatkowe: w zakresie wydzielania dymu i w zakresie występowania płonących kropli/cząstek. Choć wszystkich możliwych euroklas jest bardzo wiele, korzystając z opisów właściwości związanych z odpowiednimi oznakowaniami, zawartymi w poniższych tabelach, można dobrze scharakteryzować każdy wyrób, tylko na podstawie kodu jego klasyfikacji ogniowej. A samą klasyfikację możemy odczytać z etykiety, znajdującej się na opakowaniu wyrobu w każdym składzie czy markecie budowlanym. W ten sposób każdy może łatwo sprawdzić przed zakupem, jakie właściwości ogniowe ma dowolny wyrób budowlany. Znajomość klasyfikacji ogniowej i wybieranie bezpieczniejszych, niepalnych materiałów może pomóc w poprawie bezpieczeństwa pożarowego naszych domów, bo jak zazwyczaj, najbardziej opłaca się profilaktyka i unikanie szkód poprzez eliminację zagrożeń i nienarażanie się na niepotrzebne ryzyko.
Jak korzystać z tabel – przykłady: A1 – najwyższa euroklasa, bezpieczne, niepalne wyroby, nie palą się. B-s3,d2 – wyrób w małym stopniu palny (B – trzecia z kolei klasa po A1 i A2), tzn. wydzielający mało ciepła pod wpływem ognia, jednak wydzielający dużo dymu (s3) i wytwarzający płonące krople i cząstki (d2).D-s1,d0 – wyrób wydzielający dość dużo ciepła (D – trzecia od końca klasa; tylko E i F są gorsze), a więc przyczyniający się w istotnym stopniu do rozwoju pożaru, jednak przy tym wytwarzający mało dymu (s1) i podczas spalania nie tworzący płonących kropli i cząstek (d0).F- wyrób bardzo łatwopalny (najniższa klasa), wydzielający bardzo dużo energii, przyczyniający się do tak szybkiego rozwoju pożaru, że określanie poziomu wytwarzania dymu i kropli nie ma już znaczenia; uwaga – również wyrób niezbadany, niesklasyfikowany, o którym nic pewnego nie możemy powiedzieć. Źródło: Rockwool Polska
2004-11-26
Czujki dymu
Podział czujek dymu
Czujki (czyjniki) dymu stanowią uzupełnienie systemu alarmowego o funkcje przeciwpożarowe.Zastosowane sposoby detekcji pozwalają podzielić czujki na: • jonizacyjne czujki dymu - reagują na produkty spalania wnikające do komory jonizacyjnej czujki; są one detektorami uniwersalnymi: wykrywają wszystkie rodzaje dymu (od tlących się przedmiotów i od otwartego ognia, dym widzialny i niewidzialny); potrafią wykryć stany pożarowe na długo przed wyrządzeniem poważnych szkód; stosowane są praktycznie wyłącznie w dedykowanych systemach przeciwpożarowych ze względu na koszty oraz utrudnienia w obrocie handlowym (zastosowanie substancji aktywnej o śladowej promieniotwórczości);• optyczne czujki dymu - reagujące na produkty spalania powodujące osłabienie lub rozproszenie światła w zakresie widma podczerwonego (wśród tych czujek najbardziej rozpowszechnione są czujki rozproszeniowe); czujki te są szczególnie polecane do wykrywania pożaru jeszcze przed jego wystąpieniem. Wykrywają one dym tlących się przedmiotów. Powstaje wtedy lekki ale silnie rozpraszający światło dym;• czujki temperatury (termiczne) - reagujące na wzrost temperatury w pomieszczeniu dozorowanym. Stosowane w sytuacji, gdy zapylenie lub stała ograniczona widoczność wyklucza zastosowanie czujek optycznych. Ze względu na sposób analizy temperatury rozróżniamy: - czujki stałej temperatury - alarm wyzwalany jest w momencie przekroczenia zdefiniowanej temperatury progowej,- czujki wzrostu temperatury - alarm wyzwalany jest w momencie gdy przyrost temperatury w danym czasie przekracza zdefiniowaną wartość progową.W przypadku czujek dymu często spotykane są wersje dualne będące połączeniem technologii optycznej i termicznej.Jonizacyjne, optyczne i termiczne czujk...
krzysztofwidlak