Beoordeling van de drukverliezen in het luchtverdeelplenum onder het CNIT in Parijs, om de goede werking ervan bij rook- en warmteafvoer te waarborgen.
Het doel van deze opdracht is de drukverliezen te bepalen in het luchtverdeelplenum onder het CNIT in Parijs, om de goede werking ervan bij rook- en warmteafvoer te waarborgen. Het plenum is in 3D gemodelleerd om de drukken en de probleemzones in kaart te brengen.
De kern. Onder het CNIT in Parijs staat het plenum dat de rook- en warmteafvoer voedt vol kanalen die de doorstroomsectie verkleinen. EOLIOS heeft het plenum fijn in 3D gemodelleerd, met CFD de zones met een hoog drukverlies in het meest ongunstige scenario gelokaliseerd en vervolgens optimalisaties voorgesteld (kanalen verplaatsen, luchtgeleiders, omkastingen) die het drukverlies halveren.
Het doel van deze opdracht is de drukverdeling te bepalen in het luchtverdeelplenum onder het CNIT in Parijs, om te controleren of de drukverliezen de grenzen van de installaties niet overschrijden en zo de goede werking bij een noodzaak tot rook- en warmteafvoer te waarborgen. Deze beoordeling gebeurt in een context waarin het plenum vol staat, met een groot aantal kanalen die de doorstroomsectie van de lucht verkleinen.
Zodra de drukverliezen in een standaardscenario zijn bepaald, is het doel optimalisaties voor te stellen die het drukverlies door de kanalen verlagen.
Het drukverlies is de drukval die de lucht tijdens het stromen ondergaat: elke bocht, vernauwing of obstakel neemt er een deel van weg. Is het te hoog, dan haalt de ventilator het vereiste debiet niet. Zie het dossier drukverlies en hydraulische weerstand.
In dit project is het cruciaal om met numerieke stromingssimulaties (CFD) het drukverlies te valideren dat wordt veroorzaakt door de plaatsing van de kanalen, en eventueel de plaatsing van luchtgeleiders te overwegen.
Een plenum is een groot buffervolume vóór de verdeelpunten, dat de druk gelijkmaakt voordat de lucht wordt verdeeld. Bij rook- en warmteafvoer moet het een hoog debiet leveren zonder dat de interne geometrie een onaanvaardbaar drukverlies veroorzaakt.
De uitdaging is oplossingen te vinden waarmee de drukverliezen tot een minimum worden beperkt en de werking van het luchtverdeelsysteem wordt geoptimaliseerd om een maximale doeltreffendheid en veiligheid bij rook- en warmteafvoer te waarborgen.
In het kader van dit onderzoek is de totale volumetrie van het plenum nauwkeurig gemodelleerd, rekening houdend met de indeling van alle netten, om de werkelijke bedrijfsomstandigheden zo dicht mogelijk te benaderen. Op basis van de opmetingen die tijdens een audit ter plaatse zijn gedaan, zijn alle openingen, balken, kanalen, metselwerk en andere geometrieën van het plenum nauwkeurig gemodelleerd.
Ook het metselwerk aan de ingang van het plenum is meegenomen, waardoor de invloed van deze elementen op de aanvoer van verse lucht nauwkeurig kan worden beoordeeld. Zo is het geheel van de belangrijkste windschaduwen opnieuw gemodelleerd om in de onderzoeken te worden opgenomen.
Om het maximale drukverlies in het plenum te bepalen en de dimensionering van de installaties te controleren, moet worden uitgegaan van het meest ongunstige scenario. Daarvoor is het essentieel het geval te beschouwen waarin de maximale hoeveelheid lucht uit het plenum wordt afgezogen.
Door dit extreme scenario mee te nemen, kan worden gewaarborgd dat de installaties adequaat zijn gedimensioneerd voor de zwaarste omstandigheden.
De numerieke stromingsleer of Computational Fluid Dynamics (CFD) omvat alle numerieke methoden om de stroming van een fluïdum in een gegeven omgeving te bestuderen. Die stromingen worden beschreven door partiële differentiaalvergelijkingen die niet analytisch oplosbaar zijn. Met de eindige-elementenmethode worden deze vergelijkingen numeriek opgelost, wat een benaderde oplossing van een fysisch probleem oplevert.
Toegepast op gebouwen kan een CFD-onderzoek de ontwerper waardevolle informatie geven over de luchtsnelheden, de drukken en de te verwachten temperaturen binnen en rond de bouwvolumes.
Er is dus een CFD-onderzoek uitgevoerd op het model van het plenum dat de werkelijkheid getrouw weergeeft, waarmee de zones met een hoog drukverlies in de huidige toestand worden bepaald die moeten worden aangepast om de drukverliesdoelstellingen te halen die nodig zijn voor een goede werking van het RWA-systeem.
Er zijn talrijke technische oplossingen voorgesteld om de luchtcirculatie in het plenum vlotter te maken en zo de rookafvoer te optimaliseren, zoals wijzigingen in de plaatsing van de kanalen, een herschikking van het problematische metselwerk, een aerodynamische optimalisatie van de aanwezige volumes of nog het plaatsen van omkastingen om de luchtstroom beter naar de uitgang te leiden. Deze optimalisaties sluiten aan bij onze RWA-engineering.
Een luchtgeleider is een geprofileerd element dat in de stroming wordt geplaatst om de lucht soepel om te leiden en een obstakel of scherpe hoek te vermijden. Goed geplaatst laat hij loslaatzones verdwijnen en doet hij het plaatselijke drukverlies dalen.
De verschillende doorgevoerde optimalisaties maakten het mogelijk het drukverlies aanzienlijk te verlagen ten opzichte van het basisontwerp. Het laatste onderzochte scenario, dat alle binnen de projectrandvoorwaarden mogelijke verbeteringen bevat, vertoont een halvering van het drukverlies ten opzichte van de huidige situatie.
Bovendien ligt voor het meest ongunstige geval de druk aan het einde van het plenum in de orde van de doelstelling voor het algemene geval, wat in de oorspronkelijke configuratie verre van het geval was.
De uitgevoerde onderzoeken hadden tot doel het ontwerp van de systemen te toetsen aan een RWA-scenario. Dat betekent dat de nadruk lag op de beoordeling van de prestaties van de installaties in omstandigheden waarin rook en warmte bij brand snel moeten worden afgevoerd. Zo kan worden gewaarborgd dat de systemen voldoen aan de regelgeving inzake brandveiligheid en dat zij de gebruikers van het gebouw in een noodgeval kunnen beschermen.
Onthoud dit. Bij een reeds gebouwd plenum win je geen ruimte maar aerodynamica: enkele kanalen verplaatsen en de stroming geleiden volstaat om het drukverlies te halveren en de druk aan het einde van het plenum binnen de doelstelling te brengen, zonder zware werken.
Verdeelplenum, drukverliezen en de RWA-uitdaging onder het CNIT.
Het is een groot volume onder het gebouw dat de lucht naar de verdeelpunten verdeelt. Bij rook- en warmteafvoer moet het een hoog debiet doorlaten met een beheerst drukverlies, om rook en warmte snel af te voeren. Een verwant vraagstuk kwam aan bod in ons project RWA-plenum AF1.
De kanalen, balken en het metselwerk verkleinen de doorstroomsectie en dwingen de lucht om obstakels heen. Elke verandering van sectie of richting kost energie, waardoor het totale drukverlies stijgt en daarmee de druk die het systeem moet overwinnen.
Door aan de geometrie te werken: bepaalde kanalen verplaatsen, scherpe randen afronden of omkasten, luchtgeleiders toevoegen om de stroming te sturen. Deze plaatselijke maatregelen volstonden hier om het drukverlies te halveren.
De dimensionering moet standhouden in het slechtste geval, waarin het uit het plenum afgezogen debiet maximaal is. Blijft de druk dan binnen de grenzen van de ventilatoren, dan geldt dat voor alle andere gevallen.
Het toont aan dat het RWA-net het vereiste debiet onder de reglementaire voorwaarden afvoert, en dus dat rook en warmte snel genoeg worden afgevoerd om de gebruikers en de hulpverleners te beschermen.
Verken onze expertise, projecten en technische dossiers om verder te komen dan deze vragenlijst.
De opdracht bestaat erin de drukverliezen te bepalen in het luchtverdeelplenum onder het CNIT in Parijs, om de goede werking ervan bij rook- en warmteafvoer te waarborgen. Het plenum staat vol met een groot aantal kanalen, waardoor de doorstroomsectie van de lucht kleiner wordt. Er worden CFD-simulaties uitgevoerd om de drukverliezen te bepalen en optimalisaties voor te stellen om ze te verlagen. Er wordt een nauwkeurige 3D-modellering van het plenum gemaakt, evenals CFD-onderzoeken om de zones met een hoog drukverlies te bepalen. Er worden verschillende technische oplossingen voorgesteld (wijziging van de plaatsing van de kanalen, plaatsing van omkastingen) om de luchtcirculatie vlotter te maken. De doorgevoerde optimalisaties hebben de drukverliezen aanzienlijk verlaagd ten opzichte van het oorspronkelijke ontwerp.
CFD-vakgebieden, opgeleverde projecten en technische dossiers: het hele domein Industriële processen, op één plek verzameld.
Het eenvoudigst is om er samen over te praten. Onze ingenieurs antwoorden met een eerste technische analyse.
