manipulare aer pe nivel - Sisteme de climatizare cu aer sub podea

Cum permite ventilația pe fiecare nivel un control climatic localizat

Zonare verticală prin alimentare independentă cu aer la nivelul fiecărui etaj

Când clădirile tratează aerul la etaj, creează zone de temperatură separate pentru fiecare nivel în loc de vechea metodă, în care întreaga clădire este tratată în același mod de sus. Fiecare etaj are propriul sistem de alimentare cu aer, ceea ce înseamnă că putem zona vertical în funcție de modul în care oamenii folosesc spațiile, ce fel de echipamente sunt folosite acolo și cât de multă soare ajunge în diferite părți ale structurii. Acest lucru este deosebit de important în clădiri înalte. Etajele superioare primesc cu aproximativ 40% mai multă căldură din lumina soarelui comparativ cu zonele la nivelul solului, astfel încât nevoile de răcire variază destul de mult între etaje. Fără toate aceste amestecuri între etaje, managerii de clădiri pot regla lucrurile destul de precis. Ar putea răci camerele de servere fără a face birourile din apropiere prea reci, sau să stimuleze fluxul de aer în camerele de întâlniri când sunt pline în timpul orelor de lucru. Un alt beneficiu? Începe să împiedice problemele să se răspândească prin clădire. Dacă un etaj devine prea fierbinte sau prea rece, nu forţează întregul sistem să compenseze în toate celelalte locuri.

Rolul stratificării termice în răcirea de precizie

Modul în care aerul cald și rece se separă în mod natural devine foarte util în aceste etaje de etaj de sisteme de distribuție a aerului sub podea. Aerul rece iese de sub podea la aproximativ 18-19 grade Celsius și se asează acolo unde oamenii lucrează, care este de obicei între nivelul solului și aproximativ doi metri înălțime. Când lucrurile din interior generează căldură, acestea încălzesc aerul din jurul lor, făcând să se ridice spre orificiile de ventilaţie ale tavanului. Acest lucru creează o diferență de temperatură destul de consistentă de jos în sus. Totul funcţionează pe principii fizice de bază, făcând răcirea mult mai eficientă deoarece concentrăm energia exact acolo unde oamenii au nevoie de ea cel mai mult. În plus, fanii nu trebuie să lucreze atât de mult din cauza mişcării naturale a aerului. Zonele biroului sunt confortabile la 22-24 de grade, în timp ce tavanul poate fi destul de cald, uneori ajungând la 28 sau chiar 30 de grade. Studiile efectuate de ASHRAE arată că, atunci când acest efect de stratificare este gestionat în mod corespunzător, clădirile economisesc între 25% și 30% din costurile de răcire în comparație cu sistemele tradiționale de aer amestecat. Asta e în principal pentru că nu are rost să răceşti tot spaţiul gol de deasupra, unde oricum nu stă nimeni.

Studiu de caz: Turn birouri în 24 de etaje din Singapore care utilizează plenumuri UFAD specifice fiecărui etaj (date de referință NEA 2022)

Un turn comercial în 24 de etaje din Singapore a implementat plenumuri UFAD specifice fiecărui etaj, cu zone presurizate independent și amortizoare VAV (debit variabil de aer) care răspund la senzori de ocupare în timp real. Conform studiului de referință din 2022 al Agenției Naționale pentru Mediu:

Proiectul a obținut economii de energie la ventilatoare de 32% prin eliminarea pierderilor de frecare din conducte și reducerea cerințelor de presiune statică. Uniformitatea temperaturii între etaje s-a îmbunătățit cu 40%, iar punctele fierbinți au fost practic eliminate — chiar și în perioadele de sarcină solară maximă.

Integrare Sistem: Unități de Tratare a Aerului și Camere Subpod

Aliniere Arhitecturală: Integrarea UTA cu AFUS pentru Tratarea Aerului Etaj cu Etaj

Atunci când se combină unitățile de tratare a aerului (UTA) cu distribuția aerului prin podea (UFAD), arhitecții trebuie să coordoneze atent mai multe aspecte structurale. Trebuie să alinieze elemente precum cavitățile de sub podea și canalele verticale, astfel încât ambele sisteme să se integreze fără a compromite cerințele privind înălțimea tavanului. Realizarea acestui lucru creează trasee directe pentru fluxul de aer de la UTA direct în camerele subpodea, ceea ce înseamnă că putem evita toată instalația complexă de canale necesară în mod normal. Conform standardelor din industrie, clădirile care integrează aceste sisteme înregistrează de obicei o scădere de aproximativ 18% a cheltuielilor cu instalațiile mecanice. În plus, proiectele tind să avanseze mai repede, deoarece spațiul mecanic necesar este în general mai redus. Amplasarea UTA la nivelul podelei oferă managerilor de instalații un avantaj foarte valoros – control detaliat asupra diferitelor zone termice. Acest lucru le permite să regleze temperaturile în mod specific pentru fiecare zonă a chiriașului sau în funcție de gradul de ocupare efectivă a spațiilor, fără a se îngrijora că vor afecta alte etaje situate deasupra sau dedesubt.

UAU modulare și camere de presiune reglate: Un standard modern (Concluziile ASHRAE RP-1794)

Atunci când este vorba despre manipularea eficientă a aerului pe fiecare nivel în parte, unitățile de tratare a aerului modulare combinate cu camerele de egalizare reglate în funcție de presiune au devenit standard pentru o performanță maximă. Aceste echipamente realizate în fabrică funcționează bine în diverse configurații ale clădirilor, fără a pierde controlul asupra nivelurilor de presiune statică, menținându-se de obicei în limite de aproximativ 5% față de valorile țintă. Conform studiilor din proiectul RP-1794 al ASHRAE, aceste sisteme reduc consumul de energie al ventilatoarelor cu aproximativ un sfert, comparativ cu metodele mai vechi. Ceea ce le face remarcabile este modul inteligent în care utilizează spațiul. Sistemul de cameră de egalizare se ajustează automat în funcție de persoanele prezente în zonă, introducând mai mult aer atunci când apar oameni și redus consumul noaptea, când birourile rămân goale. Acest lucru previne risipa de energie prin suflarea aerului în încăperi neocupate și economisește operatorilor imobilelor aproximativ 19 cenți pe picior pătrat lunar în clădirile înalte. Echipele de întreținere apreciază și piesele standardizate. Înlocuirea componentelor durează aproximativ patru ore, față de cele douăsprezece sau mai multe necesare în cazul sistemelor convenționale, ceea ce înseamnă mai puțin timp de nefuncționare și manageri de instalații mai mulțumiți.

Eficiență energetică și stratificare termică în sistemele UFAD pe bază de pardoseală

Reducerea consumului de energie al ventilatorului cu 22 până la 35% prin distribuția aerului la nivelul podelei (Raport DOE LBNL 2023)

Sistemele UFAD instalate etaj cu etaj profită de modul natural în care căldura se deplasează prin clădiri pentru a economisi energie. Când aerul rece este împins de la nivelul podelei prin acele micuțe ventilații, acesta rămâne jos, acolo unde oamenii au nevoie cel mai mult de el, în timp ce aerul cald pur și simplu urcă și este extras în apropierea tavanului. Diferența de temperatură contează foarte mult – aceste sisteme pot funcționa la aproximativ 17–18 grade Celsius în loc de obișnuita valoare de 13 grade, ceea ce reduce necesarul de răcire cu circa 20–30 la sută, conform calculelor. Un studiu recent din 2023 realizat de LBNL a evidențiat aspecte interesante legate de modelele de curgere ale aerului în interiorul spațiilor plenum de pardoseală. S-a constatat că un flux de aer mai bun înseamnă de fapt o presiune mai scăzută în interiorul sistemului, astfel încât ventilatoarele nu trebuie să lucreze atât de intens. Acest lucru se traduce printr-o consum energetic cu 22–35% mai mic pentru ventilatoare, comparativ cu configurațiile tradiționale de tip overhead. Ceea ce ajută cu adevărat aici sunt distanțele mai scurte pentru circulația aerului, ventilatoarele care rulează mai lent și acele designuri modulare ale spațiilor plenum care mențin totul echilibrat fără a necesita prea multă energie suplimentară. Cel mai important, întregul sistem se concentrează pe încălzirea și răcirea doar a treimii inferioare a oricărui spațiu, deoarece acolo are loc activitatea reală. Această abordare țintită reduce costurile de exploatare fără a cauza disconfort pentru nimeni. Combinați fizica clasică cu o proiectare inteligentă a sistemului și ce obțineți? Un model destul de impresionant pentru clădiri verzi care oferă performanțe excepționale.

Întrebări frecvente

Ce este tratarea aerului pe bază de niveluri?

Tratarea aerului pe bază de niveluri este un sistem care gestionează alimentarea cu aer pentru fiecare nivel al unei clădiri separat, permițând o controlare mai precisă a temperaturii și a debitului de aer.

Cum contribuie stratificarea termică la economisirea de energie?

Stratificarea termică utilizează urcarea naturală a aerului cald pentru a spori eficiența răcirii, concentrând eforturile de climatizare acolo unde se află ocupanții, reducând astfel costurile energetice.

Ce beneficii a înregistrat turnul de birouri din Singapore prin utilizarea sistemului UFAD?

Clădirea a înregistrat o reducere a consumului de energie cu 25,4%, o creștere a confortului ocupanților cu 43% și o îmbunătățire a eficienței ventilării cu 22 de puncte.