Jakość powietrza wentylowanego pomieszczenia można ocenić za pomocą parametrów termodynamicznych powietrza takich jak temperatura, prędkość stężenie C02, wiek powietrza. Można to wykonać za pomocą pomiarów w rzeczywistym obiekcie. Alternatywnym rozwiązaniem jest wykonanie symulacji CFD. To drugie podejście daje przewagę ponieważ można sprawdzić jaka będzie jakość powietrza przed powstaniem budynku. Takie podejście pozwala na optymalizację wentylacji na etapie projektu. Do skutecznie przeprowadzonej symulacji niezbędne jest dokładne odzwierciedlenie warunków panujących w analizowanym pomieszczeniu. Przekładając to na język fachowy kluczowe jest dokładne zdefiniowanie warunków brzegowych, bo to od nich bezpośrednio zależy końcowe rozwiązanie symulacji.
Warunki brzegowe do symulacji CFD powietrza w biurze
W symulacji zdefiniowano następujące warunki brzegowe. Kratka nawiewna: ilość powietrza 30l/s (na osobę), temperatura 19C, stężenie CO2 400ppm. Źródła ciepła: człowiek 100W, komputer 200W, oświetlenie (sufit) 10W/m2. Źródło gazu CO2: generowanie CO2 przez człowieka w ilości 0,000009 kg/s. Straty ciepła przez ścianę i okna do otoczenia: współczynnik preznika nia ciepła a=20W/mK, temperatura zewnętrzna 8C. Na kracie wywiewnej zdefiniowano wypływ w ilości 30L/s (na osobę), taka sama wartość jak dla kraty nawiewnej.
Rozkład temperatury
Rozkład temperatury pokazuje charakterystyczne uwarstwienie powietrza. Zimne znajduje się w dolnej części pomieszczenia, a ciepłe znajduje się w górnej strefie pomieszczenia. Zimniejsze powietrze nawiewane w strefie przypodłogowej odbiera ciepło od ludzi i urządzeń. Po ogrzaniu i zmianie gęstości kieruje się w górę, a następnie usuwane jest w strefie przysufitowej. Temperatura w strefie przebywania ludzi to ok 24C.
Rozkład stężenia CO2
Rozkład stężenia CO2 wskazuje bezpośrednio, w których miejscach występuje zanieczyszczenie oraz jego poziom. Największe wartości widoczne są przy źródle ciepła. Jednak jest ono rozrzedzane i kierowane w górną część pomieszczenia skąd jest usuwany. Poziom stężenia CO2 w okolicach ludzi nie przekracza 700 ppm. Oznacza to, że jakość powietrza jest bardzo dobra. Ocenia się, że powyżej 1000 ppm ludzie zaczynają odczuwać pogorszenia jakości powietrza.
Rozkład wieku powietrza
W analizie wentylacji do oceny jakości powietrza bardzo pomocnym parametrem jest wiek powietrza. Określa on jak długo (liczone w minutach) powietrze przebywa w pomieszczeniu. Dzięki niemu można pokazać obszary pomieszczenia, w których powietrze przebywa najdłużej, a tym samym wskazać niedoskonałości systemu wentylacji. Jak widać na obrazku z boku miejsca takie występują w narożach pomieszczenia (czerwony kolor).
