Розділ 1: Основи аеродинаміки жалюзійних систем
Специфікація архітектурних жалюзі для систем опалення, вентиляції та кондиціонування повітря (ОВКВ) є критично важливим проектним рішенням, яке справляє глибокий вплив на продуктивність будівлі, енергоспоживання та комфорт мешканців. Хоча часто сприймаються як прості екрануючі елементи, жалюзі є складними аеродинамічними компонентами, керованими принципами гідродинаміки. Ефективний процес проектування та специфікації вимагає виходу за межі елементарних геометричних показників до детального розуміння даних на основі продуктивності. Цей розділ встановлює фундаментальні аеродинамічні принципи жалюзійних систем, аналізує загальні показники, кількісно оцінює опір повітряному потоку та представляє передові коефіцієнти, які забезпечують істинну міру ефективності.
1.1 За межами відсотків: аналіз вільної площі жалюзі
Найчастіше цитованим показником у специфікації жалюзі є «вільна площа», визначена як мінімальна площа всередині жалюзійної збірки, через яку може проходити повітря. Вона розраховується шляхом віднімання площі всіх перешкод — а саме рами та проекційної площі ламелей — від загальної площі лицьової сторони жалюзі. Стандартна формула виражається як:
Вільна площа = Загальна площа жалюзі – Обмеження повітряного потоку
Для порівняльних цілей виробники зазвичай публікують вільну площу у відсотках, засновану на стандартному тестовому блоці розміром 48 дюймів на 48 дюймів (1219 мм x 1219 мм), як передбачено галузевими стандартами тестування. Цей показник є фундаментальною змінною, використовуваною для розрахунку швидкості вільної площі — швидкості, з якою повітря проходить через отвори жалюзі — яка потім використовується для визначення ключових характеристик продуктивності, таких як перепад тиску та проникнення води.
Однак історична залежність галузі від «відсотка вільної площі» як основного критерію вибору є спадщиною геометричного дизайну, яка тепер визнається технічно недостатньою та потенційно оманливою. Основне обмеження цього показника полягає в тому, що відсоток вільної площі не є постійним значенням; він сильно залежить від загальних розмірів жалюзі та співвідношення сторін. По мірі зменшення розміру жалюзі їх вільна площа як відсоток від загальної площі лицьової сторони також непропорційно зменшується. Це відбувається тому, що рама фіксованої ширини становить прогресивно більшу частину загальної площі в менших блоках.
1.2 Перепад тиску: кількісна оцінка опору повітряному потоку
Перепад тиску є кількісною мірою опору жалюзі повітряному потоку, зазвичай виражений у одиницях дюймів водяного стовпа (in. w.g.) або Паскалях (Pa). Він представляє втрату статичного тиску або енергії, коли повітря примушується навігувати по звивистому шляху, створеному ламелями жалюзі. Цей показник є прямим індикатором того, скільки додаткової роботи повинен виконати вентилятор системи ОВКВ для переміщення необхідного об’єму повітря через оболонку будівлі.
Величина перепаду тиску є функцією декількох взаємопов’язаних факторів: вільної площі, швидкості повітря та профілю ламелі. Для даного об’єму повітря жалюзі з меншою вільною площею будуть звужувати потік, примушуючи до збільшення швидкості повітря. Оскільки перепад тиску пропорційний квадрату швидкості, навіть невелике зменшення вільної площі може привести до значного збільшення опору.
1.3 Аеродинамічний коефіцієнт: істинна міра ефективності
Для подолання обмежень вільної площі та забезпечення стандартизованої міри аеродинамічної продуктивності інженери використовують Аеродинамічний коефіцієнт, також відомий як Коефіцієнт втрат на виході (Cd або DLC). Це безрозмірне число, отримане з емпіричного тестування повітряного потоку, представляє істинну аеродинамічну ефективність жалюзі.
Європейський стандарт EN 13030:2001 надає корисну систему класифікації, яка перетворює протестований DLC у Клас повітряного потоку, що варіюється від Класу 1 (Відмінний, з DLC 0.4 і вище) до Класу 4 (Задовільний, з DLC 0.199 і нижче).
Пряма залежність між коефіцієнтом витрати та перепадом тиску визначається наступною формулою:
ΔP = 2ρ(qv/(A⋅Cd))²
де:
- ΔP — перепад тиску (Pa)
- ρ — густина повітря (зазвичай 1.225 кг/м³)
- qv — об’ємна витрата (м³/с)
- A — площа ядра жалюзі (м²)
- Cd — коефіцієнт втрат на виході (безрозмірний)
Це рівняння математично підтверджує, що для даної витрати повітря (qv) і площі жалюзі (A) вищий коефіцієнт витрати (Cd) прямо призводить до нижчого перепаду тиску (ΔP). Це робить Cd найважливішим показником специфікації енергоефективних жалюзі. Він інкапсулює цілісну продуктивність жалюзі в одному, що перевіряється, дозволяючи пряме і точне порівняння між різними продуктами і формуючи основу істинно продуктивно-орієнтованої специфікації.