Entwerfen von Stoffkanalbelüftungen

Von Nick Kaufmann Vor einem Jahrzehnt begann die Gestaltung der Ästhetik eines freiliegenden Lüftungssystems in offenen architektonischen Deckenanwendungen mit der Auswahl von Farbe, Material und Verteilungsmethode. Die Aufhängung bzw. das obere Ende des Belüftungssystems stellte das geringste ästhetische Problem dar – sie war in der Regel die letzte Wahl oder nur ein nachträglicher Gedanke im Prozess. Schließlich waren Aufhängungssysteme bestehend aus Ankern, Gewindestangen, Klemmen, Kabeln, Schienen und anderen grundlegenden Hardware-Komponenten kaum die Grundlage für eine ästhetische Innenarchitektur.

Für Gewebekanalsysteme gilt dieser Designansatz von unten nach oben nicht mehr. Stattdessen entdecken beratende Ingenieure, Architekten und Design-/Bauunternehmer, dass der Designprozess aufgrund neuer Innovationen von oben nach unten, die Aufhängungs-/Haltesysteme, insbesondere für die Belüftung von Stoffkanälen, revolutioniert haben, fast „umgekehrt“ ist. Diese Systeme halten den Stoff ästhetisch straff und faltenfrei. Der aktuelle Trend geht dahin, Lüftungssysteme mit Stoffkanälen buchstäblich von „oben nach unten“ zu entwerfen, da die Wahl des Aufhängungs-/Haltesystems so entscheidend für die Ästhetik und Leistung des gesamten Lüftungssystems ist.

Der Grund für neue Federungssysteme Stoffkanal ist nicht neu. Tatsächlich wird es seit fast 40 Jahren international in gewerblichen Gebäuden eingesetzt und verfügt mittlerweile über einen Marktanteil von 15 bis 20 Prozent am nordamerikanischen Markt für offene Deckenlüftungen in Architektur. Gründe für die wachsende Beliebtheit sind unter anderem die Tatsache, dass sie im Vergleich zu herkömmlichen Spiral-, Rund- und anderen Metallrohrsystemen schneller zu installieren, leichter und stromlinienförmiger sind. Es sind auch keine potenziell umweltschädlichen Beschichtungen wie Kanalabdichtungen, Farbgrundierungen, Farben und andere blanke Metallbehandlungen erforderlich, die flüchtige organische Verbindungen (VOC) enthalten, die normalerweise in die Atembereiche gelangen, in denen sich Menschen aufhalten. Darüber hinaus ist das lineare Entlüftungsdesign, das sich normalerweise über die gesamte Länge des Kanalverlaufs erstreckt, bei der Luftverteilung mit einer sanfteren und gleichmäßigeren Geschwindigkeit besser als bei zugigeren Metallkanalregistern alle 3 m (10 Fuß).

Während Gewebekanäle viele Vorteile bieten, war einer der Hauptnachteile früherer Iterationen der Baugruppe das inhärente Durchhängen und Faltenbildung durch Entleerung während der Leerlaufzeiten der Lüftungsanlage (AHU) – die beabsichtigte stromlinienförmige Ästhetik ähnelt stattdessen eher einem Banner als einem runden Kanal . Ein damit verbundenes Problem war das Ausrollen und die Bewegung, auf die bei AHU-Starts manchmal ein Knallgeräusch folgte.

Die kürzliche Einführung von In-Rohr-Spannsystemen oder zylindrischen Spannvorrichtungen (CTD) durch Geweberohrhersteller hat diese Bedenken ausgeräumt. CTDs halten das Material straff und sorgen für ein aufgeblasenes, faltenfreies Aussehen, unabhängig vom AHU-Betrieb. Sie können in Stoffdurchmessern von 203 bis 1524 mm (8 bis 60 Zoll) verwendet werden.

Die erste Generation dieses Aufhängungstyps verfügte alle 1,5 m (5 Fuß) über interne 360-Grad-Metallringe, die die Rundheit des Kanals aufrechterhalten und Durchbiegungen und Falten minimieren. Die leichten Ringe, die von vertikalen Kabeln getragen werden, die in einer horizontalen Kabelaufhängung oder -schiene eingebunden sind, halten die Stoffkanäle ständig offen.

Ein typisches Beispiel ist die Harry Ainlay High School des Edmonton Public School System. Die Turnhalle der 48-jährigen Schule verfügt über ein CTD-Gewebekanalsystem im Reifenstil. Das 58 m (190 Fuß) lange Umfangssystem aus silberfarbenen, nicht porösen Leitungen mit einem Durchmesser von 508 bis 762 mm (20 bis 30 Zoll) war eine preiswerte Lösung für die höheren Kosten der Installation von Spiralrohren. runder Metallkanal. Der Stoffkanal bietet jedoch noch mehr Vorteile als nur den Preis. Die Hoop-CTDs sind eine ästhetischere Lösung für Metallkanäle und erfordern weniger Wartung. Im Gegensatz zu Metallkanälen wird der Stoff in typischen Fitnessstudio-Umgebungen nicht durch unberechenbare Bälle und andere umherfliegende Sportgegenstände verbeult.

Im Fall von Harry Ainlay veranlasste die häufige Badmintonnutzung im Fitnessstudio ein Perimetersystem, das vom Edmontoner Maschinenbauunternehmen Paragon Ventilation mit technischer Unterstützung des Vertreters des örtlichen Herstellers installiert wurde. (Edmontons Ameresco Consulting war der HVAC-Designer für das Projekt.) Die linearen Lüftungsöffnungen bestehen aus 31,75 mm (1 1⁄4 Zoll) großen Öffnungen mit einem Abstand von 51 mm (2 Zoll) (Mitte zu Mitte). über die gesamte Länge der 6:00-Position des Kanalbodens. Durch diese Positionierung wird die Luft nach unten statt nach außen geschleudert, was möglicherweise den Flug der leichten Badminton-Shuttles während der Luftbehandlungslaufzeit stören könnte. Ein Metallkanal mit Registern hätte höchstwahrscheinlich zu große Luftaustrittsturbulenzen erzeugt.

Neuere Generationen von CTDs Die zweite Generation von CTDs verfügte über eine 360-Grad-Zylinderstütze, die mit einer Spannratschenvorrichtung an einem zentralen Skelettrücken befestigt war. Anstelle nur interner Reifen werden durch Anziehen der zugänglichen, vor Ort verstellbaren Mutter am 1,8 m (6 Fuß) langen Spannrücken die vorderen und hinteren Stützreifen auseinandergespreizt. Dies sorgt nicht nur für ein aufgeblasenes Erscheinungsbild, sondern glättet den Stoff auch, um Faltenbildung zu vermeiden, und sorgt so für ein stromlinienförmiges Erscheinungsbild.

Ein weiterer Sportkomplex in Saskatchewan, Martensville Field House (etwas außerhalb von Saskatoon), nutzt den feldverstellbaren CTD-Stil, um ein elegant aussehendes Gewebekanalsystem beizubehalten, das von Associated Engineering (Saskatoon) entworfen und von Modern Niagara (Martensville) installiert wurde ).

Das 204 m (670 Fuß) lange Perimetersystem beginnt und endet an einem Metall-Plenumabfall auf dem Dach, der jeweils 20.388 m3/h (12.000 cfm) rechts und links von 1016 mm (40 Zoll) Durchmesser verteilt -Poröse weiße Stoffbahnen. Die individuell lasergeschnittenen, computermodellierten Lüftungsöffnungen haben einen Durchmesser von 12, 19 und 25 mm (1⁄2, 3⁄4 und 1 Zoll). Sie sind linear in Reihen von 4:00 bis 8:00 Uhr auf dem Kanalboden angeordnet. Die kleineren und größeren Öffnungen verteilen die Luft zu den höheren bzw. niedrigeren Sitzen, um so eine gleichmäßige Luftverteilung auf die Zuschauer zu übertragen, unabhängig von ihrer Höhe auf der Tribüne.

Die dritte Generation von CTD ist eine hochwertige Lösung, die eine Kombination aus Spannkörben und internen Reifen verwendet, um das Stoffsystem zu stützen, zu rationalisieren und zu spannen. Die Aufhängung des Systems erfolgt entweder an einem Spannseil oder einem Schienenaufhängungssystem. Die Spannschlösser, die an den Spannkörben und dem Aufhängungssystem angebracht sind, werden manuell festgezogen, um den Stoff von außen zu dehnen und zu fixieren, damit er ein straffes, glattes Aussehen erhält.

Die Spannungen – bestehend aus zwei universellen 360-Grad-Mehrspeichenringen, die durch ein Verbindungsrohr aus Aluminium voneinander getrennt sind – sind an mehreren Stellen im gesamten System positioniert, normalerweise an den gegenüberliegenden Enden der Stoffabschnitte und an Zwischenpunkten bei größeren Längen. Die maximale Länge des gespannten Abschnitts beträgt 12,2 m (40 Fuß). Die werkseitig installierten Innenbügel sind alle 1,5 m (5 Fuß) voneinander entfernt, um ein Durchhängen auf mittlerer Länge zu verhindern.

Während viele Hersteller von Gewebekanälen Standardgarantien von bis zu einem Jahrzehnt auf Gewebe bieten, das mit den alten Aufhängungssystemen installiert wurde, verfügen die neuen Aufhängungs-/Haltesysteme je nach Gewebe und Hersteller über erweiterte Garantien von bis zu 20 Jahren. Der Stoff hat die gleiche Qualität, aber durch den Wegfall von Hunderten (manchmal Tausenden) Aufblas- und Entleerungszyklen wird die Ermüdung des Stoffes vermieden, da das Material während seiner gesamten Lebensdauer in einer statischen Position bleibt.

So gestalten Sie von oben nach untenDa sich bei den Aufhängungs-/Rückhaltesystemen das Design der Gewebekanäle geändert hat, sollten diese Systeme nun den folgenden chronologischen Auswahlprozess verwenden:

Ein Beispiel dafür, dass das Aufhängungssystem im Vergleich zu anderen Optionen zuerst aus ästhetischen Gründen gewählt wurde, ist die neue Anlage in Drummondville, Que., eines bekannten, internationalen Anbieters von Dach-, Abdichtungs- und Luft-/Dampfsperrprodukten. Das Unternehmen plant, in dem neuen 22.300 m² großen Gebäude isolierte Wand- und Dachpaneele herzustellen. Die Stoffluftverteilung wurde aufgrund der potenziellen Installations-/Arbeitseinsparungen und des geringen Gewichts ausgewählt und anschließend mit einem CTD versehen, der den Stoff für eine optimierte Ästhetik strafft.

Das Design-/Bauprojekt des örtlichen Unternehmens Aeronergie wurde in der 11. Stunde vom zuvor festgelegten spiralförmigen Metallkanal abgelöst, da Gewebekanäle als vorteilhafter als eine herkömmliche Konfiguration für das Projekt angesehen wurden, erklärte der Präsident des Beraters für industrielle Lüftung, Carl Binette.

„Aus ästhetischer Sicht haben sich die klaren Linien und das stromlinienförmige Erscheinungsbild von Stoffkanälen beim AHU-Betrieb immer als überlegen gegenüber den Rippen und hervorstehenden Diffusoren aus spiralförmigem Metall erwiesen“, erklärte er. „Wenn die Lüftungsanlagen im Leerlauf sind, sorgt das Spannsystem im Kanal dafür, dass das runde Gewebe ein aufgeblasenes Aussehen behält, anstatt dass der Gewebekanal, der nicht innen gestützt ist, durchhängt oder Falten wirft.“

Die beiden grauen, 61 m (200 Fuß) langen Leitungen mit einem Durchmesser von 1524 mm (60 Zoll) wurden in weniger als drei Tagen installiert. Um die Luftverteilung und den Raumluftkomfort zu verbessern, wurde poröses Gewebe im Vergleich zu nichtporösem Gewebe ausgewählt. Die werkseitig hergestellte Porosität beträgt typischerweise 15 Prozent des Luftstroms durch das Gewebe des Gewebekanals, während die restlichen 85 Prozent durch die linearen Lüftungsschlitze strömen.

Die Wahl eines Gewebekanals trug auch dazu bei, dass der Anlageneigentümer Anerkennung für seine Bewerbung als LEED-zertifiziertes Gebäude (Leadership in Energy and Environmental Design) anstrebte.

Bei jedem geplanten LEED-Projekt sind folgende Überlegungen zu Gewebekanälen zu berücksichtigen:

Ein weiteres Aeroenergie-Projekt ist die 8,9 Millionen US-Dollar teure Pat Burns Arena in Stanstead, Que. Die hochmoderne Eisbahn bietet Zuschauern Sitzplätze für mehr als 500 Personen und verfügt über eine Luftverteilung über Energierückgewinnungseinheiten, die Québecs erstes Gewebekanalsystem im CTD-Stil versorgen. Zum Designteam der Arena gehörten außerdem der beratende Ingenieur Patrick Bourget Ing., Dupras Ledoux Ingenieurs (Montréal) und der Maschinenbauunternehmer Sylvain Duquesne Ventilation GR Inc. (Laval, Que.).

Der Textilkanal wurde werkseitig so konstruiert, dass die klimatisierte Luft gleichmäßig und ohne Zugluft aus vier Reihen linearer Lüftungsöffnungen mit kleinem Durchmesser (16 bis 25 mm (5⁄8 bis 1 Zoll)) verteilt wird, die sich über die gesamte Kanallänge bei 6: 30, 7:15, 8:15 und 9:00 Uhr werkseitig festgelegte Positionen. Der Textilkanal mit einem Durchmesser von 813 mm (32 Zoll) geht auf halber Strecke von seinem Ursprung in der mechanischen Raumwand zur gegenüberliegenden Seite der Arena in einen reduzierten Durchmesser von 610 mm (24 Zoll) über.

Das CTD-System hält den Textilkanal rund um die Uhr ästhetisch gespannt, während es für die Zuschauer eine relative Luftfeuchtigkeit von 40 Prozent und einen für Eishockey-Arena-Standards angenehmen Temperatursollwert von 14 °C (58 °F) gewährleistet.

Der Textilkanal sollte im Vergleich zu Metall auch die Wartungskosten für die Arena senken, da er nicht durch unberechenbare Hockey-Pucks beschädigt werden kann, kein erneutes Auftragen teurer und giftiger Korrosionsschutzbeschichtungen erforderlich ist und kommerziell gewaschen werden kann, um Verunreinigungen zu entfernen und eine optimale Raumluftqualität aufrechtzuerhalten ( IAQ). Eine weitere Kosteneinsparung ergibt sich aus der Energieeinsparung (aufgrund der gleichmäßigen Temperaturen der Luftverteilung im gesamten Zuschauer- und Eislaufbereich), was zu kürzeren Laufzeiten der mechanischen HVAC-Geräte führt.

Abschluss Die zunehmende Verfeinerung des heutigen Designs von Gewebekanalaufhängungen erfordert deutlich andere Spezifikationsschritte als die Systeme von vor einem Jahrzehnt. Hersteller von Gewebekanälen können maßgeblich dazu beitragen, Planer und Planungs-/Bauunternehmer dabei zu unterstützen, das System zu spezifizieren, das am besten zur Ästhetik, Leistung und zum Budget der Anwendung passt.

Nick Kaufmann, LEED AP, ist Produktions- und Konstruktionsleiter bei DuctSox Corp., einem Hersteller von Gewebekanälen/-zubehör. Er ist seit 21 Jahren in der HVAC/R-Branche tätig, Mitglied der American Society of Heating, Refrigerating, and Air-conditioning Engineers (ASHRAE) und besitzt vier HVAC-bezogene Patente zu Luftstrom, Luftstromanpassung und Innenkühlung. Rohrspannsysteme für Gewebekanäle. Kaufmann ist unter [email protected] erreichbar.