Bewertung der Druckverluste im Luftverteilungsplenum unter dem CNIT in Paris, um seine einwandfreie Funktion im Bedarfsfall einer Entrauchung zu gewährleisten.
Das Ziel dieses Auftrags ist die Bewertung der Druckverluste im Luftverteilungsplenum unter dem CNIT in Paris, um seine einwandfreie Funktion im Bedarfsfall einer Entrauchung zu gewährleisten. Die 3D-Modellierung des Plenums wurde durchgeführt, um die Drücke und die Problemzonen zu bewerten.
Das Wesentliche. Unter dem CNIT in Paris ist das Plenum, das die Entrauchung speist, mit Kanälen überfüllt, die den Strömungsquerschnitt verringern. EOLIOS hat das Plenum fein in 3D modelliert, in CFD die Zonen mit hohem Druckverlust im ungünstigsten Szenario lokalisiert und dann Optimierungen (Umsetzen von Kanälen, Leitbleche, Verkleidungen) vorgeschlagen, die den Druckverlust halbieren.
Das Ziel dieses Auftrags ist es, die Druckverteilung innerhalb des Luftverteilungsplenums zu bewerten, das sich unter dem CNIT in Paris befindet, um sicherzustellen, dass die Druckverluste die Grenzen der Systeme nicht überschreiten und so seine einwandfreie Funktion im Bedarfsfall einer Entrauchung zu gewährleisten. Diese Bewertung erfolgt in einem Kontext, in dem das Plenum überfüllt ist, mit einer großen Anzahl von Kanälen, die den Strömungsquerschnitt der Luft verringern.
Sobald die Druckverluste in einem Standardszenario bewertet sind, besteht das Ziel darin, Optimierungen vorzuschlagen, um die durch die Kanäle verursachten Druckverluste zu reduzieren.
Der Druckverlust ist der Druckabfall, den die Luft beim Strömen erfährt: jeder Bogen, jede Verengung oder jedes Hindernis verbraucht einen Teil davon. Zu hoch, verhindert er, dass der Ventilator den geforderten Volumenstrom erreicht. Siehe das Dossier Druckverlust und hydraulischer Widerstand.
In diesem Projekt ist es entscheidend, mittels numerischer Strömungssimulationen (CFD) den durch die Anordnung der Kanäle verursachten Druckverlust zu validieren und gegebenenfalls die Installation von Leitblechen in Betracht zu ziehen.
Ein Plenum ist ein großes Puffervolumen vor den Verteilpunkten, das den Druck ausgleicht, bevor es die Luft verteilt. In der Entrauchung muss es einen hohen Volumenstrom liefern, ohne dass seine innere Geometrie einen unzulässigen Druckverlust erzeugt.
Die Herausforderung besteht darin, Lösungen zu finden, die es ermöglichen, die Druckverluste zu minimieren und die Funktion des Luftverteilungssystems zu optimieren, um eine maximale Effizienz und Sicherheit im Bedarfsfall einer Entrauchung zu gewährleisten.
Im Rahmen dieser Studie wurde die globale Volumetrie des Plenums präzise modelliert, unter Berücksichtigung der Anordnung aller Netze, um sich den realen Betriebsbedingungen so weit wie möglich anzunähern. Auf Basis der bei einem Audit vor Ort durchgeführten Erfassungen wurden alle Öffnungen, Träger, Kanäle, Mauerwerke und sonstigen Geometrien des Plenums präzise modelliert.
Auch die Mauerwerke am Eingang des Plenums wurden berücksichtigt, was es ermöglicht, die Auswirkung dieser Elemente auf die Frischluftzufuhr präzise zu bewerten. So wurde die Gesamtheit der wichtigsten aeraulischen Masken neu modelliert, um in die Studien integriert zu werden.
Um den maximalen Druckverlust innerhalb des Plenums zu bewerten und die Dimensionierung der Anlagen zu überprüfen, ist es notwendig, sich auf das ungünstigste Szenario zu stützen. Dazu ist es wesentlich, den Fall zu betrachten, in dem das Maximum an Luft aus dem Plenum abgesaugt wird.
Unter Berücksichtigung dieses extremen Szenarios kann sichergestellt werden, dass die Anlagen angemessen dimensioniert sind, um den anspruchsvollsten Bedingungen standzuhalten.
Die numerische Strömungsmechanik oder Computational Fluid Dynamics (CFD) umfasst die Gesamtheit der numerischen Methoden, die verwendet werden, um die Strömung eines Fluids in einer gegebenen Umgebung zu untersuchen. Diese Strömungen werden durch partielle Differentialgleichungen bestimmt, die nicht analytisch gelöst werden können. Die Finite-Elemente-Methode ermöglicht es, diese Gleichungen numerisch zu lösen, was eine Näherungslösung eines physikalischen Problems liefert.
Auf Gebäude angewandt, kann eine CFD-Studie dem Planer wertvolle Informationen über die Luftgeschwindigkeiten, die Drücke und die wahrscheinlichen Temperaturen innerhalb und rund um die Bauräume liefern.
Eine CFD-Studie wird daher am Modell des Plenums durchgeführt, das die Realität getreu abbildet, und ermöglicht es, die Zonen mit hohen Druckverlusten unter den aktuellen Bedingungen zu bestimmen, die geändert werden müssen, um die für die einwandfreie Funktion des Entrauchungssystems notwendigen Druckverlustziele zu erreichen.
Zahlreiche technische Lösungen wurden vorgeschlagen, um die Luftzirkulation im Plenum zu verflüssigen und die Rauchableitung zu optimieren, wie Änderungen der Anordnung der Kanäle, eine Neuanordnung der problematischen Mauerwerke, eine aerodynamische Optimierung der vorhandenen Volumen oder auch die Installation von Verkleidungen, um den Luftstrom besser zum Ausgang zu leiten. Diese Optimierungen berühren unser Ingenieurwesen der Entrauchung.
Ein Leitblech ist ein profiliertes Bauteil, das in die Strömung eingefügt wird, um die Luft sanft umzulenken und an einem Hindernis oder einer scharfen Kante vorbeizuführen. Gut platziert, beseitigt es Ablösezonen und senkt den lokalen Druckverlust.
Die verschiedenen durchgeführten Optimierungen ermöglichten es, den Druckverlust gegenüber der Basisauslegung erheblich zu reduzieren. Das zuletzt untersuchte Szenario, das alle je nach den Projektzwängen möglichen Verbesserungen integriert, weist einen gegenüber der aktuellen Situation halbierten Druckverlust auf.
Darüber hinaus liegt für den ungünstigsten Fall der Druck am Ende des Plenums in der Größenordnung des für den allgemeinen Fall festgelegten Ziels, was in der ursprünglichen Konfiguration bei Weitem nicht der Fall war.
Die durchgeführten Studien hatten zum Ziel, die Auslegung der Systeme für ein Entrauchungsszenario zu überprüfen. Das bedeutet, dass der Schwerpunkt auf der Bewertung der Leistung der Anlagen unter Bedingungen lag, in denen eine schnelle Ableitung von Rauch und Wärme im Brandfall notwendig ist. So kann sichergestellt werden, dass die Systeme den regulatorischen Anforderungen an den Brandschutz entsprechen und dass sie die Gebäudenutzer im Notfall schützen können.
Zu beachten. An einem bereits gebauten Plenum gewinnt man keine Fläche, sondern Aerodynamik: einige Kanäle umsetzen und den Strom führen genügt, um den Druckverlust zu halbieren und den Druck am Plenumende wieder ins Ziel zu bringen, ohne große Bauarbeiten.
Verteilplenum, Druckverluste und die Entrauchungsherausforderung unter dem CNIT.
Es ist ein großes Volumen unter dem Gebäude, das die Luft zu den Verteilpunkten führt. In der Entrauchung muss es einen hohen Volumenstrom mit einem beherrschten Druckverlust durchlassen, um Rauch und Wärme schnell abzuführen. Eine ähnliche Herausforderung wurde in unserem Projekt Ingenieurwesen der Entrauchung behandelt.
Kanäle, Träger und Mauerwerke verringern den Strömungsquerschnitt und zwingen die Luft, Hindernisse zu umgehen. Jeder Wechsel von Querschnitt oder Richtung verbraucht Energie, was den gesamten Druckverlust und den vom System zu überwindenden Druck erhöht.
Über die Geometrie: einige Kanäle neu anordnen, scharfe Kanten abrunden oder verkleiden, Leitbleche zur Führung des Stroms hinzufügen. Diese lokalen Maßnahmen genügten hier, um den Druckverlust zu halbieren.
Die Dimensionierung muss im schlechtesten Fall halten, jenem mit maximalem aus dem Plenum abgesaugtem Volumenstrom. Bleibt der Druck in diesem Fall innerhalb der Grenzen der Ventilatoren, ist er für alle anderen gesichert.
Sie überprüft, dass das Entrauchungsnetz den geforderten Volumenstrom unter regulatorischen Bedingungen abführt, sodass Rauch und Wärme schnell genug abgeführt werden, um Nutzer und Einsatzkräfte zu schützen.
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Der Auftrag besteht darin, die Druckverluste im Luftverteilungsplenum unter dem CNIT in Paris zu bewerten, um seine einwandfreie Funktion im Bedarfsfall einer Entrauchung zu gewährleisten. Das Plenum ist durch eine große Anzahl von Kanälen überfüllt, was den Strömungsquerschnitt der Luft verringert. CFD-Simulationen werden durchgeführt, um die Druckverluste zu bewerten und Optimierungen vorzuschlagen, um sie zu reduzieren. Eine präzise 3D-Modellierung des Plenums wird durchgeführt, ebenso CFD-Studien, um die Zonen mit hohen Druckverlusten zu bestimmen. Verschiedene technische Lösungen werden vorgeschlagen (Änderung der Anordnung der Kanäle, Installation von Verkleidungen), um die Luftzirkulation zu verflüssigen. Die durchgeführten Optimierungen ermöglichten es, die Druckverluste gegenüber der ursprünglichen Auslegung erheblich zu reduzieren.
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