Projektowanie strefy wejściowej do budynków handlowych i użyteczności publicznej jest stosunkowo skomplikowane, gdyż nakładają się tu na siebie różne wymagania z co najmniej trzech obszarów. Praktyka pokazuje, że dobrym rozwiązaniem są w tym miejscu kurtyny powietrzne, które odgradzają odpowiednio silnym strumieniem środowisko wewnętrzne od zewnętrznego.
Podczas planowania strefy wejściowej do obiektów handlowych, komercyjnych czy użyteczności publicznej architekci i projektanci muszą się zmierzyć jednocześnie z kilkoma wymaganiami, które – bez specjalnych rozwiązań – dość trudno pogodzić. Dla inwestorów istotne są bowiem zarówno:
- atrakcyjność – wejście powinno być możliwie duże i otwarte, łatwe do pokonania dla przechodzących ludzi. Powinno mieć też reprezentacyjny wygląd dopasowany do architektury budynku;
- komfort termiczny – duże i otwarte wejścia są pod tym względem problematyczne szczególnie w okresach zimowych (sezon grzewczy). Bez dodatkowej ochrony do pomieszczeń wnika zimne powietrze, które płynie przy podłodze, powodując lokalny przeciąg. I choć nie jest to istotne dla osób wchodzących z zewnątrz, gdyż są one odpowiednio ubrane, dla osób pracujących w budynku i przebywających w pobliżu wejścia może być wyjątkowo dokuczliwe;
- energia – wnikanie zimnego powietrza zewnętrznego powiązane jest ze stratą ciepłego powietrza wewnętrznego. Aby zminimalizować straty ciepła, wejście powinno być więc odpowiednio zoptymalizowane i uszczelnione.
Strumienie powietrza
Otwarte wejście do budynku łączy otoczenie zewnętrzne z wewnętrznym. Prowadzi to do wzajemnego oddziaływania tych dwóch klimatów, przynajmniej w okolicy wejścia, i wpływa na warunki komfortu użytkowników znajdujących się w otoczeniu oddziaływania. Zależnie od lokalnych uwarunkowań, gdy mamy otwarte wejście, kształtują się następujące przepływy powietrza w budynku:
- w okresie, gdy różnica temperatury w budynku i temperatury na zewnątrz jest znacząca (przypadek sezonu grzewczego):
– jeśli jest to jedyne wejście, wyrównanie ciśnień znajduje się między strumieniem zimnym i ciepłym wewnątrz otworu; górą wypływa ciepłe powietrze na zewnątrz, dołem wpływa zimne do pomieszczeń; prędkość przepływu powietrza mieści się w granicach 0,5-1 m/s;
– gdy w budynku są jeszcze inne wejścia lub otwory (okna, nieszczelności) na różnej wysokości, kształtuje się taki przepływ powietrza, że powietrze wpływa dolnym otworem, a wypływa przez górne otwory. Przy niewielkich otworach prędkość przepływu powietrza może dochodzić nawet do 5 m/s! Praktyka pokazuje, że takie sytuacje bardzo często się zdarzają (otwarte klatki schodowe, windy); - podczas wiatru:
– jeżeli jest jedno małe, optymalnie położone wejście, wpływ wiatru na środowisko wewnętrzne jest mały, oprócz krótkich przeciągów przy otwieraniu drzwi; natomiast gdy mamy jedno duże, wyeksponowane wejście, przez jedną jego część wietrzne powietrze może się dostawać do pomieszczenia, a przez inną wydostawać, ale z dużą prędkością);
– jeśli w budynku są jeszcze inne wejścia lub otwory (okna, nieszczelności), powstaje silny strumień powietrza w budynku zależny od oporów wewnętrznych budynku; - gdy instalacja wentylacyjna pracuje z nad- lub podciśnieniem (niezbilansowane strumienie masowe nawiewne i wywiewne), wówczas nadmiar lub niedomiar powietrza przepływa przez otwory;
- kombinacja wymienionych możliwości.
Zasady doboru kurtyny
Istotą działania kurtyny powietrznej jest wytworzenie siły (bariery ciśnieniowej) zdolnej przeciwstawić się sile wdzierającego się powietrza zewnętrznego. Ponieważ do pomieszczenia wdziera się tyle samo powietrza, co wydostaje się z niego, kurtyna może również przeciwdziałać wydostawaniu się powietrza z chronionego pomieszczenia. Jej działanie ma pozytywny wpływ zarówno na ograniczenie strat energii, jak i komfort wewnętrzny. Zgodnie z zasadą zachowania pędu należy stwierdzić, że aby pęd powietrza napływającego do budynku był skutecznie hamowany, pęd powietrza odgradzającego (wytwarzanego przez kurtynę powietrzną) musi być mu równy. Pęd jest równy iloczynowi masy strumienia (m) i prędkości (w) punktu.
P = m ∙ w [kg ∙ m/s]
Autor: Maciej Danielak
Więcej o zasadach doboru kurtyny, jej optymalizacji, o oszczędności energii oraz wskazówkach na podsumowanie można przeczytać w daleszej części artykułu w ósmym numerze Polskiego Instalatora PI 8/2015.