Onderzoek naar kortsluitingseffecten

Bij het woord kortsluiting denk je waarschijnlijk niet direct aan luchtcirculatie. Toch is daar sprake van als bij mechanische ventilatie de toegevoerde lucht zich onvoldoende vermengt in een ruimte en vrijwel direct via het afzuigrooster weer naar buiten geblazen wordt. Of dat juist afgevoerde lucht direct via het inlaatrooster weer naar binnengezogen wordt. Deze luchtstromen wil je gescheiden houden en daarom spreekt men van kortsluiting als dat niet het geval is. Om dit probleem te voorkomen of te verhelpen brengen we de luchtromen in kaart via CFD-berekeningen (Computational Fluid Dynamics), een schaalmodel in onze windtunnel of testen we met rook of tracergas op locatie.

Voorbeeld kleinschalig project

In een appartementencomplex heeft een bewoner last van de geuren die de buren veroorzaken tijdens het koken. Eerst willen we weten welk soort ventilatie wordt er gebruikt. Vervolgens kijken we op basis van aangeleverde tekeningen hoe de ventilatiekanalen lopen, waar de aan- en afvoerkanalen zich bevinden en welke scheidingsconstructie er is gebruikt.

Het onderzoek: Met behulp van rook en/of tracergas stellen we de geurtransmissiewegen vast binnen de appartementen en controleren we de constructie op lekkages.

Rooktest

De conclusie: De effectiviteit van de ventilatiesystemen is in beide woningen zeer beperkt. Ondanks dat de ventilatiekanalen goed zijn aangesloten en er geen sprake is van lekkage bleef onze testrook bijna 3 minuten hangen in de verschillende ruimtes. Een aanvullend constructief onderzoek wees uit dat transmissie via de ventilatiekanalen in de voorgevel mogelijk is, maar zeer gering. Transmissie via de dakraamconstructie in de keuken is wél een reële oorzaak.

Transmissie

Aanbevelingen:  De effectiviteit van de mechanische ventilatiesystemen verbeteren. Hoog-/laagstand uitleggen aan bewoners, zodat de functie benut wordt. Transmissie via dakraamconstructie bouwtechnisch verhelpen.

Voorbeeld grootschalig project

Aan de zuidkant van een nieuw te bouwen kantoorgebouw worden drie dry coolers binnen een omheining rondom het gebouwcomplex geplaatst. Dry coolers, ook wel droge koelers genoemd, zijn warmtewisselaars waarbij wordt gekoeld door omgevingslucht. Om te controleren of er kortsluiting plaats kan vinden zijn er CFD-berekeningen uitgevoerd. Niet alleen kan er door de dry coolers zelf kortsluiting ontstaan, ook de naburige dry coolers zouden ervoor kunnen zorgen dat de buitenlucht waarin ze staan teveel wordt opgewarmd. De warme lucht waait namelijk niet direct weg doordat de omheining de wind blokkeert.

Het onderzoek: De eerste berekeningen wezen uit dat de hoge omheining zorgde voor een grote mate van kortsluiting. De uitstoot van de dry coolers bleef achter de omheining recirculeren. Hierdoor loopt de luchttemperatuur alsmaar verder op en neemt de werking van de dry coolers af.

CFD-berekening

De oplossing

Er zijn twee oplossingen mogelijk. Een hogere uitstroomsnelheid, zodat er voldoende energie is om uit het recirculatiegebied achter de omheining te ontsnappen. Of de omheining verlagen en/of de dry coolers op een verhoging plaatsen. Er is gekozen om de dry coolers op een verhoging te plaatsen waardoor de onderlinge kortsluiting die bij enkele windrichtingen optrad verdween. Daardoor kan de uitgestoten retourlucht boven het stuwpunt van het gebouw gebracht worden en wordt deze netjes over het gebouw afgevoerd.