Légtechnikai rendszer elemei Körkép, szabványok Energiapiaci körkép Minden egyes személy a Földön kb. 2 600 kwh elektromos energiát fogyaszt évente. (Forrás: IEA 2005). Globális átlag - 2,600 USA - 14,000 Európa - 6,000 India 500 A globális népesség folyamatosan növekszik és az emberiség egyre több és több energiát használ fel a komfort, kényelem és ipari célokra. Vigh Gellért Okl. gépészmérnök 1 2 Energiapiaci körkép 2020-as célok Célok 2020-ig (bázisév 2008): 20 %-kal kisebb energiafelhasználás 20 %-os megújuló energiahányad 20 %-kal kisebb CO 2 kibocsátás Az Országgyűlés 40/2008. (IV. 17.) OGY határozata meghatározza hazánk 2008-2020 közötti időszakra vonatkozó energiapolitikáját. A Stratégia szerinti elvárás, hogy hazánk megújuló energiafelhasználása 2020-ban összességében érje el a 186,3 PJ-t, az alábbiak szerint: a villamosenergia-termelésen belül a megújuló energiafelhasználás 79,6 PJ, a hőtermelésen belül a megújuló energiafelhasználás 87,1 PJ, az üzemanyag-fogyasztáson belül a megújuló energiahordozó bázisú üzemanyagokat is tartalmazó bioüzemanyagok felhasználása 19,6 PJ. Forrás: www.tecson.de; www.olajar.hu 3 Forrás: http://www.eh.gov.hu 4
Épületek energiahatékonysága Energiapiaci körkép 2010/31/EU épületenergetikai irányelv módosított változata szerint: Itthoni szektoronkénti energiafelhasználás 2019-től minden új középület 2021-től minden új épület energiafelhasználása csak közel nulla lehet. 2012/27/EC energiahatékonysági irányelv alapján a központi tulajdonban lévő állami épületek nettó alapterületének 3%-át minden tagállamban évente fel kell újítani. CO 2 kibocsátás csökkentése: Hőszigetelés. Korszerű, energiahatékony berendezések. Gazdaságos üzemeltetés -hővisszanyerős szellőztetés - Ipari, irodai és lakossági felhasználás esetén is Forrás: Mérnök újság 2014. március 5 Forrás: http://www.tankonyvtar.hu/en/tartalom/tamop425/0021_energetika/ch01s05.html 6 Energia követelmények Dánia Energia keret azon épületekben, ahol éjszakai tartózkodás is van (lakóépület, hotelek, kollégiumok, stb.). Lakóépületek 70 + 2200/A kwh/m² per év Alacsony-energia 50 + 1600/A kwh/m² per év (2-es osztály) Alacsony-energia 35 + 1100/A kwh/m² per év (1-es osztály) A a teljes terület Energia keret azon épületekben, ahol éjszakai tartózkodás nincs (irodák, iskolák, intézetek, stb.) Irodák, 95 + 2200/A kwh/m² per év iskolák, ipar Alacsony-energia 70 + 1600/A kwh/m² per év (2-es osztály) Alacsony-energia 50 + 1100/A kwh/m² per év (1-es osztály) A a teljes terület Légcsatorna hálózatok kapcsolódó szabványok, rendeletek A befejezett épülethez tartozó világítás is benne van a keretben Forrás: 7 8
Szabványok légcsatorna méretek, légtömörség Légcsatorna szabványok Méretek Szivárgás Alkalmazott szabványok: MSZ EN 1506 MSZ EN 12237 MSZ EN 1505 MSZ EN 1507 MSZ EN 13180 MSZ EN 13180 MSZ EN 13403 MSZ EN 13403 MSZ EN 1506: Épületek szellőztetése. Fémlemezes, kör keresztmetszetű légvezetékek és légvezeték-szerelvények. Méretek MSZ EN 1505: Épületek szellőztetése. Fémlemezes, téglalap keresztmetszetű légvezetékek és légvezeték-szerelvények. Méretek MSZ EN 13180: Épületek szellőztetése. Légvezetés. Hajlékony légvezetékek méretei és mechanikai követelményei MSZ EN 13403:Épületek szellőztetése. Nemfémes csatornák. Szigetelőlapokkal burkolt légvezetékek Hő- és füstelvezetés szabványok MSZ EN 1366-9: Épületgépészeti berendezések tűzállósági vizsgálata. 9. rész: Önálló tűzszakaszok füstelvezető csatornái Karbantarthatóság MSZ EN 12097: Épületek szellőztetése. Légcsatornák. A légcsatorna részegységeinek követelményei a légcsatornarendszer karbantarthatóságának könnyítésére 9 10 Légcsatorna nyomásosztályok Légcsatorna nyomásosztályok DIN 24190 szabvány (már nem érvényes!) Helyette használjuk az MSZ EN 1505 szabványt! Légcsatornák megengedett deformációját adja meg az MSZ EN 1505 és 1506 szabvány Osztályok: 1/4 nyomásosztály, azaz + 1000 és -630 Pa között 2/5 nyomásosztály, azaz +2500 és -1000 Pa között 3/6 nyomásosztály, azaz +6300 és -2500 Pa között Osztályok 1 2 3 4 5 6 korcolt korcolt vagy hegesztett hegesztett korcolt korcolt vagy hegesztett hegesztett Nyomás +1000 +2500 +6300-630 -1000-2500 11 12
Hő- és füstelvezető légcsatorna Hő- és füstelvezető légcsatorna Alkalmazott szabványok: MSZ EN 1366-8/9 szabvány szerinti értékek: Max 600 C, 120 perc Négyszög keresztmetszet: max 1250 x 1000 mm Kör keresztmetszet: max Ø1000 mm Különbség a légcsatornában: Nagyobb lemezvastagság Több merevítés a légcsatornán Gyakoribb függesztés Tűzálló tömítőanyag: pl Soudal Teszt riport megégetésről MSZ EN 1366-9 szabvány szerint Osztályozás MSZ EN 13501-4:2007 szerint Megfelelőségi tanúsítvány Tűzszakaszon belül nem kell szigetelni (önálló tűzszakaszban) Másik tűzszakaszba átlépve szigetelni kell 13 Forrás: Fire Protect brochure DE 14 Hő- és füstelvezető légcsatorna - szabványok Tűzvédelmi szabványok Projekt Local Regulation Alkalmazott szabványok: Termék CE (Single/Multi) Teszt EN 1366-1 EN 12101-7 pren 15871 EN 1366-8 EN 1366-9 MSZ EN 12101-7: Füst- és hőszabályozó rendszerek.7. rész: Füstelvezetők MSZ EN 1366-1: Épületgépészeti berendezések tűzállósági vizsgálata. 1. rész: Szellőzővezetékek MSZ EN 1366-8: Épületgépészeti berendezések tűzállósági vizsgálata. 8. rész: Füstelvezető csővezetékek MSZ EN 1366-9: Épületgépészeti berendezések tűzállósági vizsgálata. 9. rész: Önálló tűzszakaszok füstelvezető csatornái MSZ EN 13501-3: Épületszerkezetek és építési termékek tűzvédelmi osztályozása. 3. rész: Osztályba sorolás az épületgépészeti rendszerekbe beépítendő termékek és elemek tűzállósági vizsgálati eredményeinek felhasználásával: tűzálló szellőzővezetékek és tűzgátló csappantyúk MSZ EN 13501-4: Épületszerkezetek és építési termékek tűzvédelmi osztályozása. 4. rész: Osztályba sorolás a füstgátló rendszerek elemei tűzállósági vizsgálati eredményeinek felhasználásával Osztályozás EN 13501-3 EN 13501-4 EN 13501-4 15 16
Légtömörséghez kapcsolódó szabványok Légtömörséghez kapcsolódó szabványok Alkalmazott szabványok: Korábban és jelenleg alkalmazott légtömörségi jelölések: MSZ EN 12599: Épületek szellőztetése. Vizsgálati és mérési módszerek beszerelt szellőztetési és légkondicionálási rendszerek átvételéhez MSZ EN 12237: Épületek szellőztetése. Légvezetékek. Kör keresztmetszetű fémvezetékek szilárdsága és tömörsége MSZ EN 1507: Épületek szellőztetése. Fémlemezes, négyszögletes keresztmetszetű légvezetékek. Tartóssági és szivárgási követelmények MSZ EN 14239: Épületek szellőztetése. Légvezetékek. A légvezetékek felületének mérése MSZ EN 13180: Épületek szellőztetése. Légvezetés. Hajlékony légvezetékek méretei és mechanikai követelményei MSZ EN 13403:Épületek szellőztetése. Nemfémes csatornák. Szigetelőlapokkal burkolt légvezetékek 17 18 Légtömörséghez kapcsolódó szabványok Légtömörséghez kapcsolódó szabványok A más területeken alkalmazott energia osztályokkal ellentétben légtömörség esetén a D tömörségi osztály a jelenlegi legjobb és az A a legrosszabb!!! 7/2006 (V.24) TNM rendelet az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról 6.4 pont Légcsatornák légtömörsége A légcsatornák megengedett maximális levegő veszteségének ajánlott értékei a 4. táblázatból olvashatók ki, de megfelelő műszaki megoldás az MSZ EN 12237 szabvány előírásainak teljesítése is. A légtömörséget a szerelés után a szerelőcégnek kell tanúsítania. C D B 19 20
Légtömörséghez kapcsolódó szabványok Rendszerek légtömörsége 7/2006 (V.24) TNM rendelet az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról 6.4 pont Légcsatornák légtömörsége A légcsatornák megengedett maximális levegő veszteségének ajánlott értékei a 4. táblázatból olvashatók ki, de megfelelő műszaki megoldás az MSZ EN 12237 szabvány előírásainak teljesítése is. A légtömörséget a szerelés után a szerelőcégnek kell tanúsítania. Szivárgó levegő (l/s) / mért felület (m 2 ) Vizsgálónyomás (Pa) 21 Forrás: Lindab AB 22 Szabályozók légtömörsége MSZ EN 13779-es szabvány Nem lakóépületek szellőztetése. Helyiségek szellőztető és légkondícionáló rendszereinek teljesítménykövetelményei. Megengedett nyomásesés alacsony, normál illetve magas nyomásveszteségű rendszerekben: Nyomás (Pa) Szivárgó levegő (l/s) / felület (m 2 ) Forrás: Lindab AB 23 24
7/2006 (V.24) TNM rendelet SFP (specific fan power), azaz fajlagos ventilátor teljesítmény A ventilátor energiafogyasztásának csökkentése érdekében a légtechnikai elemek nyomásveszteségét korlátozni kell. A légtechnikai elemek nyomásvesztesége akkor megfelelő, ha nem nagyobb, mint a 3. táblázatban megadott érték. Megfelelő megoldás az MSZ EN 13779 szabvány normál előírásának teljesítése is. A normál kategória előírásánál nagyobb nyomásveszteségű elem is beépíthető, de ebben az esetben más légtechnikai elem(ek) nyomásveszteségének csökkentésével kell kompenzálni az eltérést. MSZ EN 13779 szabvány: Nem lakóépületek szellőztetése. Helyiségek szellőztető és légkondicionáló rendszereinek teljesítménykövetelményei Két tényezőt tudunk befolyásolni a ventilátor elektromos teljesítmény képletében: = Névleges térfogatáram + Szivárgás Vpt P el 1000 Nyomásesés 25 26 SFP Vessünk újabb pillantást a képletre: Forrás: Vpt P el 1000 Egyenesen arányos a légmennyiséggel a teljesítmény? NEM: pt 2 1 / pt2 ( V1 / V2 ) 3 P 15%-kal nagyobb térfogatáram = 52%-kal nagyobb ventilátor teljesítmény = 52%-kal nagyobb energia költségek! P V 2 2 1 el el V 1 2x térfogatáram = 4x nyomás = 8x energia Ha a hatékonyság nem változik! 27 SFP A legfontosabb érték a légtechnikai rendszer energiahatékonysága szempontjából a specifikus ventilátor teljesítmény (SFP) érték (EN 13779). elektromosventilátorteljesítmény P SFP teljeslégmennyiség Az SFP nem a légkezelő hatékonyságát mutatja, hanem az egész légtechnikai rendszerét! Kategória P SFP (W/(m 3 /s) SFP 1 < 500 SFP 2 500 750 SFP 3 750 1 250 SFP 4 1 250 2 000 SFP 5 2 000 3 000 SFP 6 3 000 4 500 SFP 7 > 4 500 28
SFP A képlet második tényezője: nyomáskülönbség Nyomásesés Országspecifikus szabályozások SFP-re Maximális értékek P SFP (kw / (m³/s)) p (Pa) SFP Németország EnEV 2009, 5.2 Raumlufttechnik Befúvó ventilátor 1,5 900 4 Vpt P el 1000 Vannak határai a rendszer nyomásesésének? Nem de vannak javaslatok bizonyos elemekre (EN 13779) és SFP-érték korlátok (ország specifikus szabályok: Németország EnEV, Dánia BR10, Svédország BFS 2008:20) Elszívó ventilátor 1,0 600 3 Dánia BFS 2008 (bygningsreglement 2010, 8.3 Ventilationssystemer) Állandó térfogatáramú rendszer 1,8 1080 4 Változó térfogatáramú rendszer 2,1 1260 5 Elszívó rendszer 0,8 480 3 Svédország BFS 2008:20 (Boverkets byggregler, BBR, avsnitt 9:6) Befúvó + elszívó rendszer légfűtéssel 2,0 1200 4 (5) Befúvó + elszívó rendszer légfűtés nélkül 1,5 900 4 Elszívó rendszer hővisszanyeréssel 1,0 600 3 Elszívó rendszer 0,6 360 2 29 Átlagos 60 %-os ventilátor hatásfokkal! 30 Egymásra hatások Egymásra hatások Minden jellemző hatással van egymásra! Szivárgás Nyomásesés Zaj Nagyobb Légkezelő Ellenőrizetlen levegő ismeretlen helyen Térfogatáram eltérések Szennyeződés bejutása Légsebesség Szivárgás Hangcsillapító Nagyobb üzemeltetési költségek Rendszer korlátozottabb használata Higiéniai, egészségügyi, környezeti következmények Zaj Energia felhasználás KÖLTSÉG 31 32
Karbantarthatóság, tisztíthatóság Karbantarthatóság, tisztíthatóság MSZ EN 12097 szabvány szerint (9. oldal, 4.4): A légcsatorna rendszeren annyi tisztító fedélnek kell lenni, ami biztosítja, hogy egy szakaszon se legyen több mint: Egy csőméret változás a legközelebbi tisztító fedélig egy irányváltozás (45 felett) a legközelebbi tisztító fedélig 7,5 m légcsatorna a legközelebbi tisztító fedélig MSZ EN 12097 szabvány szerint (9. oldal, 4.4): Tisztító sapkák Légcsatorna oldalára helyezhető nyílások Bontható (tisztítható) anemosztátok Nyitható szabályozók Megjegyzés: a függőleges légcsatorna szakaszok alsó és felső végén célszerű tisztító nyílásokat kialakítani. Javasolt tisztítási gyakoriság: egészségügyi rendszereknél félévente-évente általános komfort rendszereknél kétévente 33 34 Karbantarthatóság, tisztíthatóság Karbantarthatóság, tisztíthatóság Kör légcsatorna oldalára vagy végébe Négyszög légcsatorna oldalára Légcsatorna Oldalsó nyílás Légcsatorna Nyílás mérete mérete 100 D < 200 180 x 80 100, 125 100 200 D 315 200 x 100 160 125 315 < D 500 300 x 200 200 160 500 < D 400 x 300 250 200 315 250 400 315 500 400 630 500 Légcsatorna Oldalsó nyílás Légcsatorna Nyílás mérete mérete S 200 300 x 100 200 125 200 < S 500 400 x 200 250 160 500 < S 500 x 400 300 200 500 x 400 350 250 450 315 630 400 Forrás: MSZ EN 12097 35 Forrás: MSZ EN 12097 36
Karbantarthatóság, tisztíthatóság Karbantarthatóság, tisztíthatóság Tisztítás A szennyeződéstől függően különböző megoldásokat alkalmaznak: Poros légcsatorna esetén a megtapadó port fel kell lazítani, majd a tisztítónyílásokon, anemosztátokon keresztül egy speciális elszívó ventilátorral eltávolítható, amit veszélyes hulladékként kell tárolni. Zsíros légcsatorna esetén gőzfejlesztő gépre vagy szárazjeges tisztításra van szükség. A gőzfejlesztő segítségével 150 C-os vegyszerezett gőzzel elárasztható a légcsatorna-hálózat, ez fellazítja a szennyeződéseket, ami utána eltávolítható. Szárazjeges eljárás esetén -80 C-os szárazjég granulátumot juttatnak nagy nyomással a felületre, így a szennyeződés leválik és eltávolítható a légcsatornából. A felületet különböző nyomással és levegőmennyiséggel lehet felszórni. Ventilátorok, hővisszanyerők, kaloriferek tisztítására is szárazjeges eljárást alkalmaznak. Forrás: PLE Group www.ple.hu 37 Forrás: www.lifa.net 38 Karbantarthatóság, tisztíthatóság Források Hasznos források MSZ EN 12097: Épületek szellőztetése. Légcsatornák. A légcsatorna részegységeinek követelményei a légcsatornarendszer karbantarthatóságának könnyítésére Rehva Guidebook No8: Cleanliness of ventilation systems Rehva Guidebook No9: Hygiene requirement for ventilation and air-conditioning Indoor Air The Silent Killer Tightvent.eu Szabványok: MSZ EN 12237, MSZ EN 1507, MSZ EN 13779, MSZ EN 12097 www.lindab.com (SE) www.spiro.ch (CH) Veab AB (SE) PLE Group www.ple.hu (HU) www.lifa.net (FI) Actual norms for ventilation systems (Jan Behrens, DE) Energy efficiency in ventilation systems Előadás (2012, Jan Behrens, DE) TÜV Rheinland 9986501 számú légcsatorna teszt (DE) Energieeinsparung in und mit Luftleitungssystemen (2012, Jürgen Luft, DE) 39 40
Kérdések? Köszönöm a figyelmet! 41 42