envelope redakcja@polskiinstalator.com.pl home ul. Rosoła 10a
02-786 Warszawa

PI www

pykacz zehnderZapewnienie odpowiedniej szczelności w instalacji wentylacji i klimatyzacji niewątpliwie ma istotne znaczenie dla jej działania i w tym obszarze sporo jeszcze warto poprawić. Dlatego też w artykule wskazuję główne źródła nieszczelności oraz stan obowiązujących przepisów i związanych z nimi norm wentylacyjnych. Przedstawiam także własne opinie w sprawach dotyczących projektowania, wykonywania instalacji, prowadzenia badań oraz konieczności zmian w przepisach.

 Występujące w instalacjach wentylacji i klimatyzacji nieszczelności mogą utrudniać spełnienie podstawowego zadania, jakie stawia się tego typu instalacjom, które polega na utrzymywaniu założonej jakości powietrza wewnętrznego – ważnej ze względu na komfort ludzi przebywających w budynku oraz bezpieczeństwo konstrukcji obiektu. Nieszczelności są także jedną z przyczyn występowania strat energetycznych w instalacji. Powodują wypływ na zewnątrz części uzdatnionego (oczyszczonego i ogrzanego lub ochłodzonego) powietrza, które tym samym nie dociera do pomieszczenia, lub dopływ nieuzdatnionego powietrza do instalacji. W obu tych przypadkach konieczne jest dodatkowe działanie urządzeń instalacji.

Co więcej, dopływ powietrza przez nieszczelności może powodować znaczne pogorszenie jakości nawiewanego powietrza, zmniejszając znacząco skuteczność jego oczyszczania. Nieszczelności mogą także być przyczyną problemów z pracą instalacji, wywołując m.in. kondensację pary wodnej ze wszystkimi jej dalszymi skutkami.

Wpływ nieszczelności na funkcjonowanie instalacji jest więc bardzo szkodliwy, dlatego też należy im kompleksowo przeciwdziałać. Bardzo ważne jest, aby uświadomić sobie, jakie są źródła występowania nieszczelności oraz przypomnieć związane z tym wymagania techniczne.

Przewody wentylacyjne

Głównym źródłem nieszczelności w instalacjach wentylacji i klimatyzacji są przewody wentylacyjne. Nieszczelności występują na połączeniach podłużnych i poprzecznych przewodów, przy czym, jak wynika z praktyki, decydujące są połączenia poprzeczne.

W normach [2, 3] dokonano klasyfikacji sieci przewodów pod względem szczelności na podstawie wielkości wskaźnika nieszczelności i wyróżniono cztery klasy szczelności: A, B, C i D – patrz ramka. Klasy szczelności przewodów wentylacyjnych ilustruje rys. 1.

Przewody wentylacyjne – klasy szczelności i wskaźnik nieszczelności

Wskaźnik nieszczelności. Na jego podstawie w normach [2, 3] dokonano klasyfikacji przewodów pod względem szczelności, przy czym sam wskaźnik zdefiniowano następująco:

f = qv/A [1]

gdzie:
f – wskaźnik nieszczelności [l•s-1•m-2];
qv – strumień objętości powietrza przepływającego przez nieszczelności [l/s];
A – pole powierzchni badanego odcinka przewodu [m2].

Klasy szczelności. W normach [2, 3] wyróżniono cztery klasy szczelności. Dla każdej z nich podano wartości graniczne wskaźnika nieszczelności fmax, obliczane według poniżej podanych zależności:

  • klasa A: fmax = 0,027 • ptest0,65
  • klasa B: fmax = 0,009 • ptest0,65
  • klasa C: fmax = 0,003 • ptest0,65
  • klasa D: fmax = 0,001 • ptest0,65

gdzie:
ptest – wartość ciśnienia próbnego niższa lub równa obliczeniowemu ciśnieniu roboczemu w badanym odcinku przewodów.

 

 pykacz wykres
1. Klasy szczelności przewodów wentylacyjnych

 

Badania. Badanie szczelności przewodów wentylacyjnych polega na zaślepieniu wszystkich otworów wybranego odcinka sieci przewodów, a następnie wytworzeniu w nim nadciśnienia i podciśnienia, zgodnie z normami [2, 3]. Wartość strumienia objętości powietrza zmierzonego w tych warunkach za pomocą przepływomierza, odniesiona do jednostki powierzchni bocznej badanego odcinka przewodów, jest miarą jego szczelności. Do obliczenia wskaźnika nieszczelności przyjmuje się powierzchnię przewodów określoną zgodnie z normą [4], która dopuszcza uproszczenia podczas obliczania powierzchni bocznej kształtek wentylacyjnych.
Schemat urządzenia do badania szczelności przewodów wentylacyjnych pokazuje rys. 2 [7].

 pykacz schemta
2. Schemat urządzenia do badania szczelności przewodow wentylacyjnych według normy PN-B-76001:1996 [7]: 1 – badany odcinek przewodu; 2 – kształtka przyłączna; 3 – przepływomierz; 4 – wentylator o regulowanej wydajności; 5 – zaślepienia przewodu

 

Przepisy i zalecenia. Krajowe przepisy [1] nie ograniczają całkowitego przecieku powietrza w przewodach instalacji wentylacji i klimatyzacji, podając jedynie, że powinny one mieć konstrukcję przystosowaną do wymaganej szczelności, z uwzględnieniem polskich norm dotyczących wytrzymałości i szczelności przewodów. Ponieważ w normach [2, 3] nie znajdziemy całkowitej dopuszczalnej ilości powietrza przepływającego przez nieszczelności przewodów w instalacji, więc to od projektanta zależy poziom wymagań w tym zakresie. W normie [5], w informacyjnym Załączniku A, zawierającym zasady dobrej praktyki, podano jednak wskazówki do określenia wymaganej klasy szczelności instalacji. Zaleca się taki dobór klasy szczelności przewodów, aby ani infiltracja powietrza do instalacji pracującej przy podciśnieniu, ani eksfiltracja powietrza z instalacji pracującej przy nadciśnieniu nie przekraczały określonego procentu całkowitego strumienia objętości powietrza instalacji w warunkach jej pracy. Aby nie dopuścić do nadmiernych strat energii i zapewnić ustalony strumień powietrza w instalacji, wielkość ta powinna wynosić poniżej 2% całkowitego strumienia powietrza instalacji, co odpowiada zwykle klasie szczelności B według norm [2, 3]. Poza tym w Załączniku A normy [5] podano ogólne zalecenia dotyczące stosowania klas szczelności przewodów wentylacyjnych, a mianowicie:

  • klasa B – podstawowe minimalne wymaganie dotyczące przewodów wentylacyjnych, w tym minimalne wymaganie w odniesieniu do wszystkich przewodów powietrza wyrzutowego w przestrzeni budynku, w których panuje nadciśnienie, z wyłączeniem maszynowni;
  • klasa C – zalecana minimalna klasa szczelności w przypadkach, gdy różnica po obu stronach powłoki przewodów jest wyjątkowo duża lub gdy nieszczelności przewodów mogą stwarzać zagrożenie dla jakości powietrza, dla warunków ciśnienia w pomieszczeniach lub dla działania instalacji;
  • klasa D – stosowana w specjalnych przypadkach, również w sytuacjach dotyczących klasy C, szczególnie w instalacjach o wysokich wymaganiach higienicznych lub o specjalnych wymaganiach pod względem oszczędności energii.

W krajowej praktyce instalacyjnej podstawową stosowaną klasą szczelności przewodów jest wciąż klasa A. Prowadzi to, szczególnie w przypadku dużych instalacji, do znacznych strat powietrza w wyniku nieszczelności, ponieważ wraz ze wzrostem klasy szczelności następuje trzykrotne obniżenie wskaźnika nieszczelności. Tylko w szczególnych przypadkach, np. w szpitalach, projektanci wymagają stosowania przewodów spełniających wymagania klasy B.

Przykład wyznaczania wymaganej klasy szczelności przewodów instalacji wentylacji według normy [5]

Do obliczeń przyjęto następujące założenia:

  • całkowity strumień objętości powietrza w instalacji: 5000 m3/h (1389 l/s);
  • średnie ciśnienie statyczne w przewodach: 200 Pa;
  • powierzchnia boczna przewodów instalacji: 60 m2;
  • maksymalny przeciek powietrza w instalacji: 2%.

Graniczna (dopuszczalna) wartość wskaźnika nieszczelności instalacji wynosi:

  • klasa A: 0,85 l•s-1•m-2 
  • klasa B: 0,28 l•s-1•m-2
  • klasa C: 0,09 l•s-1•m-2 
  • klasa D: 0,03 l•s-1•m-2

Uwzględniając powyższe wartości, przeciek powietrza przez nieszczelności w poszczególnych klasach wyniósłby:

  • klasa A: 51,0 l/s (3,7%); 
  • klasa B: 16,8 l/s (1,2%);
  • klasa C: 5,4 l/s (0,4%); 
  • klasa D: 1,8 l/s (0,1%).

Przyjmując kryteria podane w normie [5], szczelność przewodów wentylacyjnych w powyższym przykładzie powinna odpowiadać co najmniej klasie B – poniżej 2% całkowitego strumienia objętości powietrza instalacji.

 

Kontrola szczelności i badania. Sprawdzanie szczelności przewodów podczas odbioru instalacji zależy w dużej mierze od decyzji inspektora nadzoru, a powinno być to działanie rutynowe w odniesieniu do każdej większej instalacji wentylacji i klimatyzacji. Odcinki przewodów, które mają być trwale zakryte, na przykład prowadzone w szybach wentylacyjnych, powinny być sprawdzane pod względem szczelności przed ich zakryciem. Dotyczy to także przewodów trudno dostępnych, których ewentualne doszczelnienie po całkowitym zakończeniu montażu instalacji, byłoby bardzo pracochłonne.

Obligatoryjna powinna być kontrola szczelności odcinków przewodów pracujących w nadciśnieniu, które transportują powietrze zawierające zanieczyszczenia szkodliwe dla zdrowia lub o intensywnym zapachu, gdy może się ono przedostawać do pomieszczeń budynku.

Instytut Techniki Budowlanej stosuje akredytowaną w Polskim Centrum Akredytacji metodę badania szczelności przewodów wentylacyjnych oznaczoną PB LFS–005/2/09-2010 [8]. Metoda ta umożliwia badanie przewodów wentylacyjnych w klasach od A do D, a stosowany zestaw pomiarowy (rys. 3) jest regularnie wzorcowany. 

 Autor: Sławomir Pykacz
Fot. Zehnder Polska

W dalszej części artykułu w PI 2/2015 o badaniu szczelności i wymaganiach w tym zakresie stawianych obudowom central wentylacyjnych i klimatyzacyjnych oraz urządzeniom do odzysku ciepła. 

Przykład wyznaczania wymaganej klasy szczelności przewodów instalacji wentylacji według normy [5]
 
Do obliczeń przyjęto następujące założenia:
całkowity strumień objętości powietrza w instalacji: 5000 m3/h (1389 l/s);
średnie ciśnienie statyczne w przewodach: 200 Pa;
powierzchnia boczna przewodów instalacji: 60 m2;
maksymalny przeciek powietrza w instalacji: 2%.
 
Graniczna (dopuszczalna) wartość wskaźnika nieszczelności instalacji wynosi:
klasa A: 0,85 l•s-1•m-2 
klasa B: 0,28 l•s-1•m-2
klasa C: 0,09 l•s-1•m-2 
klasa D: 0,03 l•s-1•m-2
 
Uwzględniając powyższe wartości, przeciek powietrza przez nieszczelności w poszczególnych klasach wyniósłby:
klasa A: 51,0 l/s (3,7%); 
klasa B: 16,8 l/s (1,2%);
klasa C: 5,4 l/s (0,4%); 
klasa D: 1,8 l/s (0,1%).
 
Przyjmując kryteria podane w normie [5], szczelność przewodów wentylacyjnych w powyższym przykładzie powinna odpowiadać co najmniej klasie B – poniżej 2% całkowitego strumienia objętości powietrza instalacji.

 

pi