Valutazione delle perdite di carico nel plenum di diffusione d'aria situato sotto il CNIT a Parigi, per garantirne il corretto funzionamento in caso di necessità di estrazione fumi.
L'obiettivo di questa missione è valutare le perdite di carico nel plenum di diffusione d'aria situato sotto il CNIT a Parigi, al fine di garantirne il corretto funzionamento in caso di necessità di estrazione fumi. La modellazione 3D del plenum è stata realizzata per valutare le pressioni e le zone problematiche.
L'essenziale. Sotto il CNIT a Parigi, il plenum che alimenta l'estrazione fumi è ingombro di condotti che riducono la sezione di passaggio. EOLIOS ha modellato finemente il plenum in 3D, localizzato in CFD le zone di forte perdita di carico nello scenario più sfavorevole, poi proposto ottimizzazioni (riposizionamento dei condotti, deflettori, carenature) che dimezzano la perdita di carico.
L'obiettivo di questa missione è valutare la distribuzione delle pressioni all'interno del plenum di diffusione d'aria situato sotto il CNIT a Parigi, al fine di assicurarsi che le perdite di carico non superino i limiti dei sistemi e garantirne così il corretto funzionamento in caso di necessità di estrazione fumi. Questa valutazione è realizzata in un contesto in cui il plenum è ingombro, con un gran numero di condotti che riducono la sezione di passaggio dell'aria.
Una volta valutate le perdite di carico in uno scenario standard, l'obiettivo è proporre ottimizzazioni per ridurre le perdite di carico causate dai condotti.
La perdita di carico è la caduta di pressione che l'aria subisce circolando: ogni curva, restringimento o ostacolo ne dissipa una parte. Troppo elevata, impedisce al ventilatore di raggiungere la portata richiesta. Vedi il dossier perdita di carico e resistenza idraulica.
In questo progetto, è cruciale validare tramite simulazioni di fluidodinamica numerica (CFD) la perdita di carico indotta dal posizionamento dei condotti, ed eventualmente prevedere l'installazione di deflettori.
Un plenum è un grande volume tampone posto a monte dei punti di diffusione, che uniforma la pressione prima di distribuire l'aria. Nell'estrazione fumi deve erogare una portata elevata senza che la sua geometria interna crei una perdita di carico proibitiva.
La sfida è trovare soluzioni che permettano di minimizzare le perdite di carico e ottimizzare il funzionamento del sistema di diffusione d'aria per assicurare un'efficacia e una sicurezza massime in caso di necessità di estrazione fumi.
Nell'ambito di questo studio, la volumetria globale del plenum è stata modellata in modo preciso, tenendo conto della disposizione di tutte le reti per avvicinarsi il più possibile alle condizioni reali di funzionamento. Basandosi sui rilievi realizzati sul sito durante un audit, tutte le aperture, travi, condotti, murature e altre geometrie del plenum sono state modellate con precisione.
Anche le murature all'ingresso del plenum sono state prese in considerazione, permettendo così di valutare con precisione l'impatto di questi elementi sull'arrivo d'aria nuova. Pertanto, l'integralità dei principali ostacoli aeraulici è stata rimodellata per essere integrata negli studi.
Al fine di valutare la perdita di carico massima all'interno del plenum e di verificare il dimensionamento degli impianti, è necessario basarsi sullo scenario più sfavorevole. Per farlo, è essenziale considerare il caso in cui la massima quantità d'aria è aspirata dal plenum.
Tenendo conto di questo scenario estremo, è possibile assicurare che gli impianti siano dimensionati in modo adeguato per far fronte alle condizioni più gravose.
La fluidodinamica numerica o Computational Fluid Dynamics (CFD), raggruppa l'insieme dei metodi numerici utilizzati per studiare il flusso di un fluido in un ambiente dato. Questi flussi sono governati da equazioni alle derivate parziali che non possono essere risolte analiticamente. Il metodo degli elementi finiti permette di risolvere numericamente queste equazioni, il che consente di ottenere una soluzione approssimata di un problema fisico.
Quando è applicata agli edifici, uno studio CFD può fornire al progettista informazioni preziose sulle velocità dell'aria, sulle pressioni e sulle temperature probabili all'interno e nei dintorni degli spazi costruttivi.
Uno studio CFD è quindi realizzato sul modello del plenum che riproduce fedelmente la realtà, e permette di determinare le zone ad alte perdite di carico nelle condizioni attuali che devono essere modificate al fine di raggiungere gli obiettivi di perdite di carico necessari al corretto funzionamento del sistema di estrazione fumi.
Numerose soluzioni tecniche sono state proposte al fine di fluidificare la circolazione dell'aria nel plenum per ottimizzare l'evacuazione del fumo, quali modifiche del posizionamento dei condotti, una riorganizzazione delle murature problematiche, un'ottimizzazione aerodinamica dei volumi presenti o ancora l'installazione di carenature in modo da guidare meglio il flusso d'aria verso l'uscita. Queste ottimizzazioni rientrano nella nostra ingegneria dell'estrazione dei fumi.
Un deflettore è un elemento profilato inserito nel flusso per riorientare dolcemente l'aria ed evitarle un ostacolo o uno spigolo vivo. Ben posizionato, elimina zone di distacco e fa calare la perdita di carico locale.
Le diverse ottimizzazioni realizzate hanno permesso di ridurre notevolmente la perdita di carico rispetto alla progettazione di base. L'ultimo scenario studiato, che integra tutti i miglioramenti possibili in funzione dei vincoli del progetto, presenta una perdita di carico dimezzata rispetto alla situazione attuale.
Inoltre, per il caso più sfavorevole, la pressione all'estremità del plenum è dell'ordine dell'obiettivo fissato per il caso generale, il che era lungi dall'essere il caso nella configurazione iniziale.
Gli studi realizzati avevano l'obiettivo di verificare la progettazione dei sistemi per rispondere a uno scenario di estrazione fumi. Ciò significa che l'accento è stato posto sulla valutazione delle prestazioni degli impianti in condizioni in cui è necessario procedere a un'evacuazione rapida di fumo e calore in caso di incendio. Ciò permette così di assicurare che i sistemi rispondano ai requisiti normativi in materia di sicurezza antincendio e che possano proteggere gli occupanti dell'edificio in caso di emergenza.
Da ricordare. Su un plenum già costruito non si guadagna spazio ma aerodinamica: riposizionare qualche condotto e guidare il flusso basta a dimezzare la perdita di carico e a riportare la pressione all'estremità del plenum nell'obiettivo, senza grandi lavori.
Plenum di diffusione, perdite di carico e sfida di estrazione fumi sotto il CNIT.
È un grande volume posto sotto l'edificio che distribuisce l'aria verso i punti di diffusione. Nell'estrazione fumi deve lasciar passare una portata elevata con una perdita di carico controllata per evacuare rapidamente fumo e calore. Una sfida analoga è stata affrontata nel nostro progetto plenum di estrazione fumi AF1.
Condotti, travi e murature riducono la sezione di passaggio e costringono l'aria ad aggirare gli ostacoli. Ogni cambio di sezione o di direzione dissipa energia, il che aumenta la perdita di carico totale e la pressione che il sistema deve vincere.
Agendo sulla geometria: riposizionare alcuni condotti, arrotondare o carenare gli spigoli vivi, aggiungere deflettori per guidare il flusso. Queste misure locali sono bastate qui a dimezzare la perdita di carico.
Il dimensionamento deve reggere nel caso peggiore, quello in cui la portata aspirata dal plenum è massima. Se la pressione resta entro i limiti dei ventilatori in quel caso, è garantita per tutti gli altri.
Verifica che la rete di estrazione fumi evacui la portata richiesta nelle condizioni normative, così che fumo e calore siano estratti abbastanza in fretta da proteggere occupanti e soccorritori.
Esplora le nostre competenze, i progetti e i dossier tecnici per andare oltre la FAQ.
La missione consiste nel valutare le perdite di carico nel plenum di diffusione d'aria situato sotto il CNIT a Parigi, al fine di garantirne il corretto funzionamento in caso di necessità di estrazione fumi. Il plenum è ingombro da un gran numero di condotti, il che riduce la sezione di passaggio dell'aria. Vengono realizzate simulazioni CFD per valutare le perdite di carico e proporre ottimizzazioni per ridurle. Viene realizzata una modellazione 3D precisa del plenum, nonché studi CFD per determinare le zone ad alte perdite di carico. Vengono proposte diverse soluzioni tecniche (modifica del posizionamento dei condotti, installazione di carenature) per fluidificare la circolazione dell'aria. Le ottimizzazioni realizzate hanno permesso di ridurre notevolmente le perdite di carico rispetto alla progettazione iniziale.
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