VLIV DISTRIBUČNÍCH ELEMENTŮ NA KVALITU PRACOVNÍHO PROSTŘEDÍIng. Kristýna SmutnáFakulta stavební, ČVUT v Praze, Thákurova 7, 166 29 Praha 6 – Dejvice, CZe-mail: kristyna.smutna@fsv.cvut.cz

1. ÚVODV současné době je stále více dáván důraz na kvalitu vnitřního prostředí v budovách. Jednou z důležitých složek vnitřního prostředí je rychlost proudění vzduchu a zvláště pak v pracovním prostoru. Článek se bude podrobněji zabývat prostředím zvláště v pracovních prostorech pro třídy práce I a IIa, kde se předpokládá převážně mentální práce. Pro zajištění potřebných parametrů je ve většině případů nutno použít nuceného větrání. Právě s nuceným větráním souvisí volba vhodných přívodních elementů, které nejvíce ovlivní rychlost proudění vzduchu vstupujícího do interiéru. Předpis [1] ukládá, aby rychlost proudění v pobytové zóně člověka byla v rozmezí 0,1 – 0,2 m/s pro třídy práce I a IIa. Článek se zabývá popisem obrazu proudění několika distribučních elementů v laboratorních podmínkách, aby bylo možno rozhodnout vhodnost použití v závislosti na dosahovaných rychlostech. Na základě dat z měření bude provedeno hodnocení kvality pracovního prostředí v blízkosti jednotlivých distribučních elementů z hlediska rychlosti proudění vzduchu.

2. EXPERIMENTÁLNÍ STUDIE DISTRIBUČNÍCH PRVKŮV rámci experimentální studie byly zkoumány tři typy distribučních prvků, které mohou být využívány pro přívod vzduchu v provozech s třídou práce I nebo IIa. Pro popis obrazu proudění byly využity naměřené rychlosti proudění v jednotlivých bodech v prostoru pod výustí za určitý časový úsek.

2.1. POSTUP MĚŘENÍMěření probíhalo v měřící komoře laboratoře TZB na katedře technických zařízení budov, Fakulty stavební ČVUT v Praze. Rozměry kabiny jsou přibližně: hloubka 3 m x šířka 3,5 m a výška 2,9 m. Přívod/odvod vzduchu pro kabinu zajišťuje VZT jednotka s možností regulace průtoku vzduchu. Měření probíhalo za přibližně ustálených, izotermních podmínek, což dokazují následující grafy 1 a 2, sestavené z naměřených hodnot na sestavě čidel (rychlostní, vlhkostní a teplotní) v kontrolním bodě.

1-1

1-2

1-3

1-4

1-5

1-6

1-7

2-1

2-2

2-3

2-4

2-5

2-6

2-7

3-1

3-2

3-3

3-4

3-5

3-6

3-7

4-1

4-2

4-3

4-4

4-5

4-6

4-7

5-1

5-2

5-3

5-4

5-5

5-6

5-7

6-1

6-2

6-3

6-4

6-5

6-6

6-7

7-1

7-2

7-3

7-4

7-5

7-6

7-7

8-1

8-2

8-3

8-4

8-5

8-6

8-7

24.80

25.30

25.80

26.30

21.0022.0023.0024.0025.00

teplotavlhkost

označení měření

Tepl

ota

[°C]

Graf 1 Průběh teploty a relativní vlhkosti naměřené v kontrolním bodě.

1-1

1-2

1-3

1-4

1-5

1-6

1-7

2-1

2-2

2-3

2-4

2-5

2-6

2-7

3-1

3-2

3-3

3-4

3-5

3-6

3-7

4-1

4-2

4-3

4-4

4-5

4-6

4-7

5-1

5-2

5-3

5-4

5-5

5-6

5-7

6-1

6-2

6-3

6-4

6-5

6-6

6-7

7-1

7-2

7-3

7-4

7-5

7-6

7-7

8-1

8-2

8-3

8-4

8-5

8-6

8-7

0.000.050.100.150.20

rychlost proudění [m/s]

označení měření

rych

lost

[m/s

]

Graf 2 Průběh rychlosti proudění vzduchu naměřené v kontrolním bodě

Jak již bylo zmíněno výše, měření bylo provedeno pro tři druhy přívodních prvků - difúzní anemostat IMOS-ADQ-PK-300 o rozměru 300x300 mm, štěrbinová vyústka IMOS – SV S – K – 7,5 – B – 600 a talířový ventil KE 160. Měření probíhalo v svislých rovinách řezu jednotlivých distribučních elementů. V této rovině byla vytvořena síť bodů pro detailní popis této oblasti. Pro měření byla využita nízko rychlostní thermoanemometrická čidla SENSOANEMO 5100SF. Výsledky pro jednotlivé prvky je možno vidět na následujících obrázcích.

2.2. VÝSLEDKY MĚŘENÍ Naměřená data byla zpracována v programu MS Office Excel pro zřetelnější vyobrazení jednotlivých obrazů proudění. Pro kontrolu vyobrazení byla provedena kouřová zkouška jednotlivých elementů.

2.2.1. DIFÚZNÍ ANEMOSTATJako první bylo provedeno měření pro difúzní anemostat a to pro množství přiváděného vzduchu 150 m3/h. Na obrázku 1 je možno vidět schéma měření, tzn. umístění výusti ve svislém i vodorovném směru, umístění sítě měřených bodů a kontrolního bodu. Obrázek 2 a tabulka 1 ukazuje výsledné naměřené hodnoty.Tabulka 1 Hodnoty rychlostí proudění v měřeném kvadrantu v m/s

Souřadnice osy x [mm]0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Souř

adni

ce o

sy y

[m

m]

50 0.199 2.980 0.261 0.153 0.102 0.079 0.065 0.101 0.075200 0.218 0.229 1.430 0.444 0.221 0.128 0.090 0.102 0.095350 0.213 0.199 0.315 0.791 0.617 0.332 0.173 0.105 0.088500 0.200 0.177 0.209 0.270 0.618 0.590 0.373 0.142 0.076650 0.197 0.167 0.172 0.139 0.257 0.460 0.461 0.217 0.099800 0.179 0.157 0.125 0.108 0.126 0.244 0.309 0.281 0.085950 0.162 0.146 0.078 0.076 0.060 0.136 0.158 0.122 0.064

0 200 400 600 800 1000

1200

1400

1600

950

800

650

500

350

200

50

950 800 650 500 350 200 50

horizontální vzdálenost [mm]

verti

káln

í vzd

álen

ost [

m]

Obrázek 1 Schéma měření Obrázek 2 Obraz proudění- rychlost v m/sZ výsledků měření je patrné, že difúzní výusť je vhodná pro umístění, jak do pracovních zón, kde se předpokládá práce vsedě, tak i tam, kde se lidé pohybují vestoje, protože oblast obrazu proudění s maximálními rychlostmi 0,2 m/s se nachází nejen ve vzdálenosti větší než 1200 mm nad podlahou (předpokládaná výška sedícího člověka), ale také výše než 1800 mm nad podlahou (přepokládaná výška hlavy stojícího člověka).

2.2.2. ŠTĚRBINOVÁ VÝUSŤ

Dále byly rychlosti proudění měřeny pro difúzní anemostat a to pro množství přiváděného vzduchu 70 m3/h. Na obrázku 3 je možno vidět schéma měření, tzn. umístění výusti ve svislém i vodorovném směru, umístění sítě měřených bodů a kontrolního bodu. Obrázek 4 a tabulka 2 ukazuje výsledné naměřené hodnoty.Tabulka 2 Hodnoty rychlostí proudění v měřeném kvadrantu v m/s

Souřadnice osy x [mm]0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Souř

adni

ce o

sy y

[mm

]

50 0.277 2.985 2.550 2.760 1.500 0.147 0.073 0.056 0.077 0.067200 0.756 1.390 1.340 1.145 1.240 0.356 0.077 0.069 0.099 0.085350 0.693 0.916 0.961 0.857 0.849 0.338 0.085 0.064 0.083 0.083500 0.593 0.729 0.797 0.814 0.736 0.401 0.104 0.064 0.077 0.076650 0.488 0.603 0.677 0.759 0.617 0.394 0.137 0.070 0.084 0.085800 0.440 0.525 0.595 0.692 0.595 0.435 0.201 0.076 0.083 0.082950 0.551 0.468 0.692 0.765 0.644 0.324 0.138 0.064 0.063 0.0631100 0.501 0.379 0.609 0.676 0.573 0.312 0.146 0.073 0.063 0.0631250 0.461 0.347 0.503 0.562 0.473 0.285 0.147 0.070 0.064 0.0641400 0.426 0.318 0.426 0.495 0.415 0.278 0.146 0.072 0.062 0.0621550 0.386 0.267 0.372 0.451 0.404 0.296 0.170 0.071 0.061 0.0611700 0.360 0.229 0.334 0.426 0.385 0.292 0.174 0.084 0.064 0.064

0100

200300

400

17001550140012501250110095080065050035020050

1700 1550

1400 1250

1250 1100

950 800

650 500

350 200

50horizontální vzdálenost [mm]

verti

káln

í vzd

álen

ost [

mm

]

Obrázek 3 Schéma měření Obrázek 4 Obraz proudění- rychlost v m/sVýsledky měření difúzní výusti ukazují, že tento distribuční prvek, pokud je nastaven tak, jako v průběhu měření (všechny otvory jsou naplno otevřeny a směřují kolmo k podlaze) není vhodný pro umístění do pracovních zón, kde se předpokládá práce vsedě, ani tam, kde se lidé pohybují vestoje. Oblast obrazu proudění s maximálními rychlostmi 0,2 m/s se nachází nejen ve vzdálenosti nižší než 1200 mm nad podlahou (předpokládaná výška sedícího člověka), ale také níže než 1800 mm nad podlahou (přepokládaná výška hlavy stojícího člověka).

2.2.3. TALÍŘOVÝ VENTILPosledním měřením prvkem byl přívodní talířový ventil a to opět pro množství přiváděného vzduchu 70 m3/h. Na obrázku 5 je možno vidět schéma měření, tzn. umístění výusti ve svislém i vodorovném směru, umístění sítě měřených bodů a kontrolního bodu. Obrázek 6 a tabulka 3 ukazuje výsledné naměřené hodnoty.Tabulka 3 Hodnoty rychlostí proudění v měřeném kvadrantu v m/s

Souřadnice osy x [mm]0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Souř

adni

ce o

sy y

[mm

]

50 0.507 0.483 0.368 1.300 0.447 0.125 0.094 0.081 0.065 0.059200 0.486 0.449 0.423 0.449 0.622 0.512 0.220 0.099 0.077 0.071350 0.361 0.291 0.155 0.196 0.195 0.206 0.148 0.108 0.086 0.075500 0.412 0.366 0.214 0.169 0.129 0.129 0.115 0.117 0.099 0.078650 0.384 0.379 0.254 0.199 0.150 0.136 0.128 0.119 0.103 0.078800 0.368 0.361 0.272 0.218 0.175 0.158 0.144 0.133 0.105 0.081950 0.359 0.336 0.339 0.268 0.211 0.182 0.162 0.151 0.0631100 0.285 0.291 0.296 0.244 0.208 0.194 0.176 0.163 0.0631250 0.251 0.255 0.263 0.221 0.211 0.195 0.176 0.160 0.0641400 0.227 0.209 0.240 0.205 0.213 0.205 0.174 0.156 0.0621550 0.200 0.178 0.222 0.195 0.212 0.204 0.177 0.169 0.0611700 0.185 0.166 0.204 0.181 0.217 0.201 0.181 0.167 0.064

0 50 100

150

200

250

300

350

400

450

17001550140012501250110095030025020015010050

1700 1550

1400 1250

1250 1100

950 300

250 200

150 100

50

horizontální vzdálenost [mm]ve

rtiká

lní v

zdál

enos

t [m

m]

Obrázek 5 Schéma měření Obrázek 6 Obraz proudění- rychlost v m/sO předešlých výsledků měření vyplývají podobné závěry jako pro štěrbinovou výusť v odstavci 2.2.2. Talířový ventil tedy není vhodný pro umístění do přímého pracovního prostoru pro třídu práce I a IIa, i když rychlost proudění v prostoru pro práci vsedě je o mnoho nižší než u štěrbinové výustě. Tento prvek by však vyhověl pro umístění v prostoru pracovní třídu IIb pro prostory s prací vsedě. Pro prostory, kde je předpokládaný výskyt člověka vestoje však tento distribuční prvek nevyhoví pro třídy I a IIa ani IIb.

3. ZÁVĚRZ předkládaných výsledků měření je patrné, že vhodná volba distribučního elementu, který se nachází v pracovním prostoru člověku, může velmi závažně ovlivnit kvalitu pracovního prostředí. Výsledky také ukazují, že třeba dbát nejen na rychlost proudění vzduchu v prostorech určených pro práci vestoje (výška hlavy dospělého člověka 1800 mm), ale i tam, kde dochází k práci vestoje nebo k pohybu pracovníků (výška hlavy dospělého člověka 1200 mm).

4. LITERATURA[1] Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci[2] Z. Děckuláček, O. Šikula, V. Zubíček: Experimentální ověření CFD modelu vířivé výustiKunc, [online]. 6. 7. 2009. http://vetrani.tzb-info.cz/vzduchotechnicka-zarizeni/5761-experimentalni-overeni-cfd-modelu-virive-vyusti

[3] ČSN EN ISO 7726 - Ergonomie tepelného prostředí - Přístroje pro měření fyzikálních veličin