Проблема температурной стратификации в помещениях с высокими потолками

В любом здании протекает естественный процесс стратификации (температурного расслоения) воздуха, результатом которого является значительная разность температур воздуха в разных зонах помещения: у пола и под потолком, у внутренней и у наружной стены и т.д. Причиной стратификации является разность плотностей холодного и теплого воздуха.


Стратифика́ция (от лат. stratum буквально — «расслаивание»), в России так же употребляется аналогичный по значению термин «тепловая подушка здания».


В обычной жизни мы сталкиваемся со стратификацией нечасто, потому как в жилых домах при высоте потолков 2,5 – 3 метра разница температур между воздухом в рабочей зоне (на уровне 1,5 метров от уровня пола) и воздухом под потолком незначительна, и, как правило, составляет не более 2-5 градусов.

При эксплуатации помещений с высокими потолками процесс стратификации становится заметным. Для помещений высотой около 15 метров, таких как гипермаркеты, спортивные объекты, складские комплексы разница температур между рабочей зоной и потолочным пространством составляет от 15 до 30 градусов.

При большой площади остекления, особенно в верхней зоне, за счет солнечного света воздух дополнительно может нагреваться на несколько десятков градусов. Особенно сильно это проявляется в атриумах различных помещений и в оранжереях, где в отдельных случаях разница температуры воздуха в рабочей зоне и в подпотолочном пространстве достигает 50-60 градусов.

Основные проблемы, возникающие при высокой стратификации воздуха

tab_1.png

Расходы на отопление

В зданиях с большой высотой потолков наибольшие потери тепла происходят через верхнюю «нерабочую» зону. Без использования специальных средств они составляют в среднем от 60 до 90% тепловой потери здания, которое прямо пропорционально разнице температур между окружающим уличным воздухом и воздухом, находящимся в помещении.

tab_2.png

Различная температура хранения и эксплуатации

В складских и торговых помещениях стратификация приводит к тому, что продукт, хранящийся в верхней зоне, имеет температуру существенно выше температуры продукта, находящегося в нижней зоне. В гипермаркетах и складских комплексах высотой 12 – 16 метров эта разница температур составляет от 10 до 20 градусов.
Следствием этого, может являться более быстрое снижение срока годности товара, или невозможность хранить определенный товар в верхней зоне.

tab_3.png

Повреждение опорных конструкций здания

При высоком уровне стратификации воздуха опорные конструкции здания находятся в разных температурных зонах, вследствие чего материалы испытывают различное тепловое расширение, увеличивающееся с высотой помещения. Помимо этого из-за неоднородности конструкций здания в разных по высоте зонах материалы испытывают различное тепловое расширение друг относительно друга.


Для торговых и складских помещений высотой 12-16 метров высокая стратификация приводит к увеличению расходов на отопление от 15 до 45% в зависимости от региона.
Для того, чтобы избежать проблем, связанных с температурной стратификацией в помещениях с высокими потолками, при проектировании промышленных систем отопления и вентиляции применяется оборудование, работающее по принципу дестратификатора. Децентрализованные агрегаты MIRINE обеспечивают эффективную доставку нагретого воздуха в рабочую зону за счет вихревого диффузора AIR-DISTRIBUTOR. Подробнее на странице Описание и принцип децентрализованной вентиляции.