Задача
Выполнить трехмерный CFD-расчет систем вентиляции и кондиционирования (СВК) здания с большими объемами, сложной геометрической формы, с атриумом, бассейном и светопрозрачными конструкциями.
Решение
Грамотно продуманный и рассчитанный проект промышленной вентиляции обеспечивает качественный воздухообмен и создание комфортного микроклимата для сотрудников в соответствии с действующими санитарными нормами.
Проектирование систем вентиляции зависит от площади помещений здания, его функционального назначения, особенностей производственного процесса и пр.
Сегодня при проектировании систем вентиляции и климатических систем в целом активно применяются технологии трехмерного компьютерного моделирования (CFD-анализа), позволяющие достоверно прогнозировать температурно-влажностные режимы в помещениях, оценивать скорость движения воздушных масс, выявлять застойные зоны и оценивать ряд других параметров, дающих полную картину воздухораспределения уже на начальном этапе проектирования.
В результате CFD-моделирования мы получаем объект исследования с визуализацией цветовым полем градиента любых параметров воздушных потоков с учетом влияния внешних факторов (солнечной радиации, атмосферного давления, инфильтрации, тепло- и влаговыделений от оборудования, освещения, человека и пр.). Полученные данные затем используются для выработки концепций по размещению и типу воздухораспределительных и воздухозаборных устройств, определению конкретных температурно-влажностных параметров, достоверному прогнозированию удаления вредных газовых веществ до норм ПДК и т.п.
Распределение давления в различных сечениях воздуховода системы СВК
Поле давления в вентиляционном распределительном коллекторе
Проектирование системы вентиляции состоит из несколько этапов:
- Вначале рассчитывается уровень воздухообмена, основанный на санитарных нормах и технических условиях.
- Затем выполняется аэродинамический и акустический расчет принципиальной схемы вентиляционной системы.
- Далее создаются предварительные чертежи размещения оборудования, которые согласуется с заказчиком.
- На основе утвержденных чертежей разрабатывается документация по санитарно-техническим, электромонтажным и строительным работам.
- На заключительном этапе проектирования системы вентиляции осуществляется ее монтаж и пробный запуск.
В рамках проекта мы провели комплексный анализ системы вентиляции многофункционального комплекса (МФК) для выбора наиболее выгодного и эффективного варианта обеспечения воздухообмена. Для рабочих зон были определены такие параметры как, средняя скорость воздуха, градиент температуры воздуха, температура в зоне пола, относительная влажность, асимметричность излучений и др.
На первом этапе расчетов была построена детализированная системная модель спроектированной системы вентиляции. Далее отдельные фрагменты вентиляционной системы были рассчитаны в трехмерной постановке с применением CFD-решателя Ansys Fluent. Всего было исследовано более 30-и отдельных фрагментов вентиляционной системы здания. Совокупный объем сетки составил 32 млн расчетных ячеек.
На иллюстрациях с разрешения заказчика представлены результаты CFD-расчета для одного из фрагментов вентиляционной системы МФК.
