Przewodnik inżynieryjny i specyfikacyjny dotyczący systemów wentylacji naturalnej i systemów oddymiających
1. Streszczenie
Wybór i specyfikacja elektrycznych siłowników okiennych łańcuchowych do automatycznej wentylacji naturalnej oraz systemów wentylacji oddymiającej i odprowadzającej ciepło (SHEV) wymaga precyzyjnych obliczeń mechanicznych i kinematycznych. Nieprawidłowy dobór prowadzi do poważnych problemów: niewystarczający skok uniemożliwia spełnienie minimalnych wymagań dotyczących wolnej przestrzeni aerodynamicznej, podczas gdy nadmierny skok lub nieprawidłowe oszacowanie siły powoduje strukturalne odkształcenie ram okiennych, uszkodzenie zmęczeniowe łańcucha lub spalenie silnika.
W tym przewodniku technicznym opisano wzory geometryczne, dynamikę dźwigni strukturalnej, wymagania dotyczące siły i współczynniki bezpieczeństwa wymagane do prawidłowego obliczenia skoku siłownika i wymaganej siły pchającej/ciągnącej.
2. Podstawy kinematyki: Obliczanie skoku
Siłowniki okien łańcuchowych przekształcają ciąg silnika liniowego w przemieszczenie kątowe wokół stałego sworznia (zawias/rozwórka cierna). Z trygonometrycznego punktu widzenia obliczenie skoku siłownika jest obliczeniem długości boku trójkąta, w którym wysokość okna i kąt otwarcia służą jako zmienne podstawowe.
2.1 Podstawowy model kinematyczny (okna zawieszane góra/dół-)
W przypadku okien-uchylnych-lub dolnych-, w których standardowy wspornik siłownika jest montowany na krawędzi natarcia (krawędź ramy najdalej od zawiasu):
RÓWNANIE 1:S=2 × H × grzech (θ / 2)
Gdzie:
• S=Wymagany skok siłownika (mm)
• H=Efektywna wysokość skrzydła okiennego prostopadle do osi zawiasu (mm)
• θ=Docelowy kąt otwarcia (stopnie)
PRZYBLIŻENIE LINIOWE UWAGA:Dla małych kątów odchylenia (θ mniejszych lub równych 30 stopni) uproszczony wzór S ≈ H × sin(θ) daje błąd poniżej 3%. Jednakże w przypadku zastosowań oddymiających (θ większy lub równy 60 stopni) należy zastosować pełne równanie trygonometryczne, aby uniknąć-zawymiarowania długości skoku.
2.2 Regulacja przesuniętego położenia montażowego
Jeżeli ograniczenia architektoniczne (takie jak żaluzje wewnętrzne, słupy konstrukcyjne lub głębokie ościeża) uniemożliwiają montaż na krawędzi natarcia, siłownik należy przesunąć bliżej linii zawiasów.
Niech L1 będzie rzeczywistą odległością montażową od osi obrotu zawiasu do punktu mocowania łańcuszka siłownika (L1 < H):
RÓWNANIE 2:S_rzeczywisty=2 × L1 × sin(θ / 2)
● Kompromis inżynieryjny-:Przesunięcie wspornika siłownika o 50% bliżej zawiasu zmniejsza wymaganą długość skoku o 50%, ale podwaja wymaganą siłę operacyjną zarówno na łańcuchu, jak i na ramie okna.
3. Mechanika obliczania siły i obciążenia
Siłowniki muszą pokonać ciężar skrzydła, tarcie konstrukcyjne, opór-uszczelnienia atmosferycznego na ściskanie i zewnętrzne obciążenie wiatrem.
3.1 Składnik obciążenia grawitacyjnego (Fg)
Siła grawitacji potrzebna do pchania lub ciągnięcia skrzydła różni się w zależności od typu okna i kąta otwarcia:
● Okna pionowe:Góra-Zawieszane / dolne-Okna zawieszane: Fg=(szer. × 9,81 / 2) × (wys. / dł.1) × sin(θ)
● Pochyłe okna:Świetliki / wywietrzniki dachowe: Fg=(szer. × 9,81) × cos( ) × (wys. / dł.1)
3.2 Składnik obciążenia wiatrem (Fwind)
W przypadku-wysokich budynków lub w strefach przybrzeżnych ciśnienie wiatru działa prostopadle do płaszczyzny okna:
RÓWNANIE 3:Fwind=Pwind × Asash × (H / [2 × L1])
Gdzie Pwind=Obliczeniowe ciśnienie wiatru (N/m² lub Pa) i Asash=Całkowita powierzchnia skrzydła okna (m²).
3.3 Ściskanie uszczelki (Fseal)
Aby zapewnić szczelność-klasy IP po zamknięciu, uszczelki EPDM-o dużej gęstości wymagają początkowej siły ściskającej:
● Standardowe paski pogodowe:25 do 40 N na metr bieżący obwodu.
● Uszczelnienia akustyczne/wytrzymałe-:Do 80 N na metr bieżący obwodu.
3.4 Całkowita minimalna siła znamionowa siłownika (Ftotal)
Stosowanie standardowych technicznych marginesów bezpieczeństwa (Ks większy lub równy 1,30 do 1,50):
FORMUŁA CAŁKOWITEJ SIŁY:Ftotal=Ks × max(Fg + Fseal, Fwind + Fg)
4. Inżynierska macierz danych referencyjnych
Poniższa macierz przedstawia standardowe wymagania dotyczące skoku geometrycznego dla typowych architektonicznych profili wysokości okien:
|
Wysokość okna H (mm) |
Kąt docelowy θ |
Teoretyczny skok S (mm) |
Standardowy skok (mm) |
Wolna odległość otwarcia D (mm) |
|
600 |
30 stopni |
310.6 |
350 (ograniczona elektronicznie) |
300.0 |
|
600 |
60 stopni |
600.0 |
600 |
519.6 |
|
1000 |
30 stopni |
517.6 |
550 (ograniczone elektronicznie) |
500.0 |
|
1000 |
60 stopni |
1000.0 |
1000 |
866.0 |
|
1400 |
30 stopni |
724.7 |
750 (ograniczone elektronicznie) |
700.0 |
|
1400 |
45 stopni |
1071.5 |
1100 (łańcuch-bliźniaczy / tandem) |
1071.5 |
5. Najważniejsze wytyczne dotyczące instalacji i specyfikacji
1. Elektroniczne programowanie limitów a twarde zatrzymania:Nigdy nie pozwalaj, aby ramy konstrukcyjne skrzydeł okiennych pełniły funkcję mechanicznych ograniczników przy pełnym skoku. Zawsze wybieraj siłowniki z regulacją graniczną-w oparciu o wewnętrzny enkoder lub ograniczniki-mikroprzełączników ustawione w odległości od 10 do 15 mm przed wiązaniem ramy, aby zapobiec powstawaniu pasków przekładni i deformacji ramy.
2. Odporność na wyboczenie i zwiotczenie łańcucha:Siłowniki jednołańcuchowe- ulegają odkształceniom bocznym i uginaniu, gdy długość skoku przekracza 500 mm. W przypadku zastosowań o skoku powyżej 600 mm lub ciężkich podwójnych-szybach należy wybrać łańcuchy z hartowanej stali nierdzewnej z podwójnym-ogniwem lub konfiguracje siłownika tandemowego/podwójnego-zsynchronizowane za pomocą wewnętrznych pętli sterowania mikroprocesorem.
3. Zgodność z EN 12101-2 dla systemów oddymiających:Systemy oddymiania wymagają gwarantowanej wydajności w warunkach narażenia na ogień (praca w temperaturze 300 stopni przez maksymalnie 30 minut) i w warunkach utraty mocy. Upewnij się, że specyfikacje siłownika obejmują zgodność z akumulatorem zasilania awaryjnego 24 V DC i certyfikat wytrzymałości cieplnej klasy B300.