Kurtyny powietrzne dla drzwi i bram

Otwarte drzwi i bramy umożliwiają sprawny przepływ ludzi i towarów. Otwarte wejścia do sklepów, domów towarowych przyjaźnie „zapraszają” klientów zachęcając do wejścia. Związane są z tym jednak przeciągi, zwiększona immisja, wzrost strat energii czyli wzrost kosztów. Te zjawiska wzmacniane są różnicą ciśnień pomiędzy wnętrzem budynku a otoczeniem, nieszczelnościami obiektu, czy wpływem wiatru. Szczególnie duży ruch powietrza występuje przy niskich temperaturach zewnętrznych gdy obiekt jest ogrzewany przez co zwiększa się obszar w sąsiedztwie drzwi, który nie może być wykorzystany.

Celem działania instalacji grzewczo – wentylacyjnych jest utrzymanie właściwego klimatu temperaturowego w strefie przebywania ludzi. Poprzez zastosowanie kurtyn powietrznych można zminimalizować, bądź nawet wyeliminować wymienione wyżej wady. Stosując nowoczesne systemy kurtyn jak na przykład opatentowany system TWINOR można uzyskać znaczne oszczędności energii.
Funkcje kurtyn powietrza
Właściwie dobrana kurtyna powietrza cechuje się następującymi zaletami:
- wytwarza dynamiczny strumień powietrza stanowiący barierę dla przenikania zimna
- niweluje niepożądany chłód we wnętrzu pomieszczenia mieszając ciepłe powietrze z wnikającym z zewnątrz zimnym powietrzem.
Zazwyczaj stosowane kurtyny powietrza nawiewają powietrze z góry. W przypadkach nietypowych inne rozwiązania wykazują specyficzne zalety np. nawiew boczny przy bardzo wysokich drzwiach, czy przy kurtynach mobilnych. Wybór właściwego systemu zależy od wielu czynników. Doświadczenie wykazuje, że mimo zainstalowania kurtyn często nie zostaje osiągnięty cel założonego komfortu i skuteczności ich działania. Zaangażowanie fachowej firmy jest tym bardziej godne polecenia aby uniknąć denerwującego dyskomfortu, niepotrzebnych kosztów późniejszej modyfikacji oraz strat energii.
Założenia dla skutecznego zastosowania kurtyn powietrza
Sytuacja ogólna:


Przykład 1.

Dobrze funkcjonująca zasłona powietrzna o nawiewie pionowym. Kolory odzwierciedlają uzyskany rozkład temperatur wewnątrz (z lewej strony) i na zewnątrz z prawej strony

Przykład 2.

Źle zamontowana kurtyna powietrzna o nawiewie pionowym. Urządzenie odsunięte od płaszczyzny otworu drzwiowego. Mimo, że kurtyna jest właściwa zimne powietrze wciska się bokami

Przykład 3.

Podciśnienie w obiekcie z powodu jego dużej nieszczelności, otwartych okien lub nacisku wiatru przy małej nieszczelności. Pomimo prawidłowo działającej kurtyny nie da się uniknąć napływu zimnego powietrza przy podłodze

Przykład 4.

Wydatek kurtyny wynosi 3000 m3/h, natomiast nadwyżki powietrza w obiekcie (nadciśnienie) wynoszą 6000 m3/h Prowadzi to do „wypchnięcia” zasłony na zewnątrz, przez co, lub dlatego zimne powietrze przedostaje się dołem do środka wychładzając pomieszczenie
Gdy budynek jest szczelny można nawet przy dużym natężeniu ruchu osiągnąć zadowalający komfort dobierając właściwie kurtynę – patrz przykład 1.
Jeśli kurtyna zostanie nieprawidłowo dobrana, lub niewłaściwie zainstalowana nie korzystamy z jej zalet – patrz przykład 2.
Szczelność budynku ma największy wpływ na powstawanie zjawiska przeciągu w obszarze wejścia i na straty energii przez otwarte drzwi. Gdy budynek jest wielopiętrowy straty energetyczne z tytułu nieszczelności nawet bez działania wiatru mogą być 5-ciokrotnie większe niż dla budynku szczelnego. Istnienie wielu wejść na tym samym poziomie potęguje zjawisko przeciągu a straty energii jeszcze bardziej rosną gdy dojdzie czynnik wiatru. Gdy wejścia do budynku są na różnych wysokościach przeciąg i straty rosną też i bez wiatru z tytułu różnic wysokości jak dla budynku nieszczelnego – patrz przykład 3.
Panujące w obiekcie nadciśnienie (jeśli obiekt został tak zaprojektowany) może negatywnie wpłynąć na funkcjonowanie kurtyny. Gdy nadwyżki powietrza są tak duże lub większe niż wydatek powietrza kurtyny zasłona powietrzna zostanie „wypchnięta” na zewnątrz – patrz przykład 4.
Usytuowanie wejścia
Należy unikać ekspozycji nawietrznej. Tego nie da się często zmienić. Należy pamiętać także o tym, że wejścia umieszczone na rogach budynku wykazują największą podatność na wiatr, gdyż największe prędkości wiatru występują właśnie na narożnikach. Gdy budynek jest nieszczelny zasłona powietrzna może nie pokryć różnicy ciśnień przy realistycznych prędkościach nawiewu.
Geometria wejścia
Przepływ powietrza przez wejście jest dla szczelnego obiektu proporcjonalny do szerokości wejścia i ponad proporcjonalny do jego wysokości (awysokość1,5). Zawyżona wysokość drzwi prowadzi do większych strat energii niż zawyżona szerokość. Pionowym nawiewem jest trudniej osłonić wyższy otwór drzwiowy.
Umiejscowienie kurtyny
Zasłona powietrzna musi być wytworzona dokładnie tuż za płaszczyzną wejścia, nie może być odsunięta (przykład 2).
Względy budowlane
W przypadku budynku silnie nieszczelnego zadowalające rozwiązanie w zakresie komfortu można osiągnąć jedynie stosując drzwi obrotowe, jednakże tylko w kombinacji z podmieszaniem ciepłego powietrza, gdyż zimne powietrze i tak przedostaje się do środka. Nowoczesne rozwiązania integrują więc np. pionowo nawiewającą kurtynę z drzwiami obrotowymi.
Wiatrołap z automatycznymi drzwiami przesuwnymi (z lub bez kurtyn powietrza) oferuje wyraźną poprawę w stosunku do zwykłych drzwi szczególnie dla małego i średniego ruchu osobowego pod warunkiem, że włącznik drzwi prawidłowo działa. Praktyka pokazuje wszakże, że drzwi takie pozostają zbędnie długo otwarte. Przy silnie nieszczelnych obiektach taki wiatrołap niewiele w rzeczywistości pomaga.
Uwaga na efekty uboczne
Trzeba pamiętać o możliwości sumowania się mocy grzewczej kurtyny z ogrzewaniem podstawowym obiektu. Należy wiązać działanie kurtyny z instalacją grzewczą, aby nie przegrzewać pomieszczeń.
Kilka przykładów
Proste systemy modułowe
Najczęściej stosowana kurtyna powietrza stanowi samodzielny moduł, który zasysa, podgrzewa i nawiewa pionowo z góry powietrze. Prędkość nawiewu z wysokości 2,1 – 2,3 m. wynosi ze względów komfortu najwyżej 5 – 7 m/s. Dla typowych sytuacji jest to proste, elastyczne rozwiązanie.


Zabudowa standardowa (STE)
Stosowana w obiektach z nadciśnieniem i równowagą ciśnienia. Walec powietrza sięga głęboko w pomieszczenie ( 10 – 15m.). Jeśli obiekt wykazuje podciśnienie to zimne powietrze przedostaje się dołem do pomieszczenia.
Zabudowa na zasadzie walca odcinającego (AWE)
Stosowana tylko w obiektach z podciśnieniem. Walec powietrza zamyka się w obrębie kurtyny nie wchodząc głęboko w pomieszczenie. Podciśnienie panujące w obiekcie będzie wyrównywane przez podgrzane w kurtynie powietrze. W warunkach normalnych (równowagi ciśnienia) lub przy nadciśnieniu do kurtyny będzie się dostawało bezpośrednio, lub zmieszane z ciepłym powietrzem z pomieszczenia, powietrze zewnętrzne. Moc grzewcza kurtyny jest znacznie większa, gdyż temperatura powietrza zasysanego jest niższa niż w przypadku STE.


Zabudowa TWINOR
Zasłona powietrzna TWINOR (patent firmy TTL) składa się z dwóch przeciwnie wirujących walców powietrza i może być stosowana we wszystkich warunkach ciśnień. To nowoczesne rozwiązanie charakteryzuje się znacznymi zaletami wobec prostych zasłon:
- ilość powietrza może przy niezmienionym komforcie w obszarze drzwi zostać zwiększona przez co uzyskujemy większą skuteczność ekranowania
- walec powietrza nie sięga wgłąb pomieszczenia. W odległości 2m. niewyczuwalny jest praktycznie żaden ruch powietrza
- strata energii jest mniejsza dzięki zimnemu walcowi zewnętrznemu i ciepłemu wewnętrznemu
- jeśli wzrasta temperatura na zewnątrz można poprzez zwykły termostat pomieszczeniowy wyłączyć ciepły walec wewnętrzny
- stosując TWINOR można przeważnie zrezygnować z wiatrołapu.


Wnioski
Porównanie pomiarów i obliczeń wykazało, że stosowanie kurtyn o tradycyjnej konstrukcji przy zwykłych drzwiach lub w kombinacji z wiatrołapami i śluzami (drzwi przesuwne, obrotowe) prowadzi w przypadku szczelnych obiektów do redukcji strat o ok. 1/3 !. Stosując kurtynę TWINOR obniżamy straty o ponad połowę (patrz tabela)!
Nie występuje zjawisko straty mocy grzewczej kurtyny przez drzwi. Z sumy mocy grzewczych ogrzewania podstawowego i kurtyny tylko niewielka jej część jest tracona przez drzwi. Całkowite zapotrzebowanie na energię musi pokrywać głównie pozostałe straty obiektu. Sprawne sterowanie, szczególnie systemem TWINOR przynosi kolejne oszczędności przy doskonałej sile ekranowania. Obowiązuje to również i latem gdy obiekt jest klimatyzowany.
Z założenia źle dobrana kurtyna nie przysporzy inwestorowi spodziewanych - ok. 30% lub 50% w zależności od typu, oszczędności oraz poczucia komfortu.


Dobierając kurtynę nie można pominąć analizy obiektu gdyż „metr” długości kurtyny nie jest równy „metrowi” długości kurtyny innego typu.
W podobnych obudowach dostarczane są kurtyny o różnych mocach grzewczych i wydatkach powietrza w celu pokrycia potrzeb różnych obiektów wyposażonych w takie same drzwi np. 3 x 2 m (szer. x wys.) – patrz program dostaw kurtyn BSH.
Podczas projektowania należy uwzględnić rozliczne parametry, jak m.in. wysokość i szerokość drzwi, wysokość nawiewu, wielkość, wysokość pomieszczenia, drzwi lub inne otwory znajdujące się po przeciwnej do drzwi stronie, wysokość i ilość otwartych, połączonych ze sobą pięter, rodzaj ogrzewania lub wentylacji.
Powierzchnia i wysokość pomieszczenia, które chcemy osłaniać - to obok wysokości nawiewu kluczowe parametry dla prawidłowego doboru kurtyny powietrza.
Zwiększenie powierzchni (objętości) pomieszczenia powoduje generalnie wzrost strat, uwarunkowanych przez drzwi, okna i inne nieszczelności budynku.
Wzmacnia się tym samym wymiana powietrza przez drzwi.
Znajomość powyższych procesów oraz wnioski z wieloletniej praktyki w tym zakresie wykazały, że przy prawidłowym doborze kurtyny powietrznej nie można pominąć powierzchni (objętości) pomieszczenia. Należy pamiętać, aby kurtyna powietrza zasłaniała cały prześwit drzwi a nie tylko jego część – kurtyna nie może być węższa od otworu drzwiowego! Przy łączeniu kurtyn w przypadku szerokich drzwi np. 4m i więcej nie należy zostawiać odstępów między segmentami kurtyn. Wszelkie nieszczelności zostaną bezlitośnie wykorzystane przez zimne powietrze.
Stosowanie kurtyn powietrznych szczególnie w naszym klimacie jest jak najbardziej ekonomicznie uzasadnione. Dodatkowo występuje efekt komfortu. Gdy obiekt jest klimatyzowany okres eksploatacji kurtyny w skali roku znacznie się wydłuża a tym samym skraca się czas amortyzacji. Dokładne dane znajdą Państwo w katalogach firmy BSH KLIMA POLSKA.

Literatura:
- materiały źródłowe firmy TTL
- materiały źródłowe firmy BSH