Dimensionering van statische dakventilatoren.

Beginsel van de dimensionering van statische dakventilatoren

Statische dakventilatoren maken het mogelijk de gassen, de rook of de calorieën uit een gesloten systeem af te voeren. EOLIOS begeleidt industriëlen bij hun dimensionering met CFD-simulatie en berekening.

De hoeveelheid lucht bepalen die voor de werking van het atelier nodig is

De eerste stap bestaat erin de ventilatiebehoeften te bepalen van het atelier: het volume verse lucht dat nodig is om de verbruikte lucht te vervangen en een aanvaardbare luchtkwaliteit te behouden. Dat volume hangt af van de grootte van het atelier, het aantal aanwezigen, de soorten verontreinigingen en de plaatselijke regelgeving. Ook moet de luchtverversingsgraad worden bepaald — het aantal keren per uur dat de lucht moet worden vernieuwd.

Het opstijgen van de natuurlijke luchtstromen bevorderen

Het is belangrijk gebruik te maken van de natuurlijke luchtstroom. De temperatuurverschillen tussen de binnen- en de buitenlucht zijn een essentiële motor van de natuurlijke ventilatie: om het opstijgen van de stromen te bevorderen, is het aan te bevelen uitgesproken thermische verschillen te creëren. De dakventilatoren moeten zo worden geplaatst dat zij profiteren van de natuurlijke luchtstromen — heersende winden of drukverschil door de temperatuurverschillen.

Verontreinigingszones vermijden

De verontreinigingszones, waar de verontreinigingen ontstaan of zich verzamelen, moeten worden aangewezen: de dakventilatoren moeten in de nabijheid worden geplaatst om de verontreinigingen doeltreffend af te vangen en af te voeren. De dakventilatoren moeten ook in de hoogste zones van het atelier worden geplaatst om de warme lucht en de verontreinigingen te laten ontsnappen.

De gelijkmatigheid van de ventilatie verbeteren

Er moet een uniforme ventilatie in het hele atelier worden gewaarborgd: de dakventilatoren worden zo verdeeld dat zij de volledige werkruimte dekken, in het bijzonder de dode zones waar de lucht niet doeltreffend circuleert.

Obstakels en inrichtingen vermijden

Obstakels en inrichtingen (machines, rekken, apparatuur) kunnen de luchtcirculatie storen en de efficiëntie van de dakventilatoren verminderen: er moet bij de keuze van de plaatsing rekening mee worden gehouden.

De brandregelgeving naleven

De statische dakventilator is een passieve voorziening die de afvoer van de rook kan bevorderen: zijn werking steunt op het drukverschil tussen de binnen- en de buitenzijde van het gebouw, dat wordt benut om giftige rook en verbrandingsgassen bij een brand af te voeren. Sommige regelgevingen stellen specifieke eisen aan maat en plaatsing naargelang de activiteit — die naleven is essentieel voor de brandpreventie en de bescherming van personen.

In het kader van de RWA-engineering dimensioneert EOLIOS ook uw statische dakventilatoren

De maat en het type van de statische dakventilatoren kiezen

De plaatsing kiezen

De plaatsing is een sleutelfactor voor een doeltreffende ventilatie: de keuze moet rekening houden met meerdere parameters (geometrie, warmtebronnen, heersende winden, obstakels) om een optimale luchtcirculatie te waarborgen.

De optimale maat bepalen

De maat is een belangrijk criterium: er moeten dakventilatoren worden gekozen waarvan het luchtdebiet toereikend is om aan de behoeften te voldoen, en er moet tegelijk voor worden gezorgd dat de maximale luchtsnelheid aan de uitgang binnen het optimale werkingsbereik van de voorziening blijft.

Het aantal dakventilatoren bepalen

Het aantal dakventilatoren volgt uit het totale af te voeren debiet gedeeld door het eenheidsdebiet van de gekozen dakventilator, en uit de eis van een gelijkmatige dekking van het volume: de voorzieningen worden vermenigvuldigd en verdeeld tot de dode zones verdwijnen, met naleving van de toelaatbare uitlaatsnelheden.

De bestaande mechanische systemen meenemen

Vóór de dimensionering moeten de mechanische systemen voor inblaas of afzuiging worden begrepen die al aanwezig zijn (ventilatoren, afzuigers). De dimensionering van de dakventilatoren moet zich aan hun debieten aanpassen om een optimaal evenwicht tussen mechanische en natuurlijke stromen te verkrijgen. Een grondige analyse maakt een harmonieuze samenwerking tussen statische dakventilatoren en mechanische systemen mogelijk; de expertise van een specialist in stromingsleer is onmisbaar.

Dimensioneren volgens de luchtinlaten

Het is essentieel rekening te houden met de dimensionering van de luchtinlaten: zij verzekeren de aanvoer van verse lucht, ter aanvulling van de dakventilatoren die de verbruikte lucht afvoeren. Inlaten en afvoeropeningen moeten in een samenhangende stromingsverbinding staan.

De akoestiek en het onderhoudsgemak in acht nemen

Andere factoren tellen mee: meer stille dakventilatoren om de buurt niet te storen, energiezuinige om de kosten te verlagen, de kwestie van vogels en ongedierte naargelang de activiteit, en tot slot voorzieningen die gemakkelijk te installeren en te onderhouden zijn.

Hoe statische dakventilatoren nauwkeurig dimensioneren?

Welke fysische beginselen onderzoeken?

De dimensionering is een cruciale stap voor een doeltreffend systeem van natuurlijke ventilatie. Er moet rekening worden gehouden met meerdere factoren: het neutrale drukvlak, de drukcoëfficiënten en de verdeling van de statische oppervlakdrukken.

CFD-onderzoek van de drukcoëfficiënten

De wind oefent een kracht op de dakventilatoren uit, met een aanzienlijke invloed op hun werking. Wanneer het dak aan de wind is blootgesteld:

• een overdruk ontstaat op het naar de wind gekeerde vlak;
• een onderdruk ontstaat op de tegenoverliggende zijde;
• de onderdruk zuigt de binnenlucht aan; een overdruk die evenredig is met de kracht van de wind vestigt zich in het volume en veroorzaakt de natuurlijke circulatie;
• de zones in overdruk bevorderen de luchtinlaten, die in onderdruk de luchtuitlaten;
• de onderdrukken bij de afvoeropeningen zijn de motor van de ventilatie: de onderdruk in het dak moet sterk genoeg zijn om alle lage opengaande delen in luchtinlaten om te zetten.

Wat is het schoorsteeneffect?

Het schoorsteeneffect steunt op het dichtheidsverschil tussen warme en koude lucht: opgewarmd door een bron (haard, ketel) wordt de lucht minder dicht en stijgt zij van nature. Het beïnvloedt de efficiëntie van de dakventilatoren rechtstreeks en wordt berekend volgens het temperatuurverschil binnen/buiten, de hoogte van de afvoerschoorsteen en de configuratie van de dakventilator. De wind kan de warmtestromen wijzigen en turbulentie veroorzaken: met die interactie moet rekening worden gehouden.

Analyse en beginsel van het neutrale drukvlak

Wat is het neutrale drukvlak?

Het neutrale drukvlak is cruciaal om de opengaande delen te dimensioneren die aan het schoorsteeneffect zijn onderworpen: het is een imaginair horizontaal vlak waar de binnendruk gelijk is aan de externe atmosferische druk. Op zijn niveau zijn de luchtinlaatopeningen weinig doeltreffend; erboven is de binnendruk hoger — de ideale zone voor de luchtuitlaten; eronder ontstaat een onderdrukzone — de voorkeursplaats voor de luchtinlaten.

Kernpunten om te onthouden

• Op het niveau van het neutrale vlak zijn de inlaat- en afvoeropeningen weinig doeltreffend;
• Erboven overtreft de binnendruk de buitendruk: de luchtuitlaten moeten daar liggen (rekening houdend met de windeffecten die het schoorsteeneffect plaatselijk kunnen opheffen);
• Eronder maakt de onderdruk de plaats ideaal voor de luchtinlaten.

Bij het ontwerp: de hoogte van het neutrale vlak moet vooraf worden bepaald, het beschikbare drukverschil moet over inlaten en uitlaten worden verdeeld, en de precieze positie van het vlak en de opstelling van de monden moeten worden gecontroleerd met een iteratieve methode.

Vakgebied: ontwerp van de industriële natuurlijke ventilatie

Vakgebied: dimensionering van industriële schoorstenen