Руководство по проектированию и техническим характеристикам систем естественной вентиляции и SHEV
1. Резюме
Выбор и настройка электрических цепных оконных приводов для автоматических систем естественной вентиляции и дымо- и тепловытяжной вентиляции (SHEV) требует точных механических и кинематических расчетов. Неправильный размер приводит к серьезным проблемам: недостаточный ход препятствует соблюдению требований к минимальной аэродинамической свободной площади, а чрезмерный ход или неправильная оценка силы вызывают структурную деформацию оконных рам, усталостное разрушение цепи или перегорание двигателя.
В этом техническом руководстве излагаются геометрические формулы, динамика структурных рычагов, требования к усилию и коэффициенты безопасности, необходимые для правильного расчета хода привода и необходимой силы толкания/тяги.
2. Основы кинематики: расчет хода
Цепные оконные приводы преобразуют тягу линейного двигателя в угловое смещение вокруг фиксированного шарнира (петли/фрикционной опоры). Тригонометрически расчет хода привода представляет собой расчет длины стороны треугольника, где высота окна и угол открытия служат основными переменными.
2.1 Базовая кинематическая модель (верхние/нижние-подвесные окна)
Для верхне-подвесных или нижне-подвесных окон, в которых стандартный кронштейн привода установлен на передней кромке (край рамы, наиболее дальний от петли):
УРАВНЕНИЕ 1:S=2 × H × sin(θ/2)
Где:
• S=Требуемый ход привода (мм)
• H=Эффективная высота оконной створки перпендикулярно оси петли (мм)
• θ=Угол раскрытия цели (градусы)
ПРИМЕЧАНИЕ: ЛИНЕЙНОЕ ПРИБЛИЖЕНИЕ:Для малых углов отклонения (θ меньше или равно 30 градусов) упрощенная формула S ≈ H × sin(θ) дает погрешность менее 3%. Однако для приложений SHEV (θ больше или равно 60 градусам) необходимо использовать полное тригонометрическое уравнение, чтобы избежать недостаточного-размера длины хода.
2.2 Регулировка смещенного монтажного положения
Если архитектурные ограничения (такие как внутренние жалюзи, стойки конструкции или большая глубина проема) препятствуют установке на передней кромке, привод необходимо установить назад, ближе к линии шарнира.
Пусть L1 — фактическое монтажное расстояние от оси поворота шарнира до точки крепления цепи привода (L1 < H):
УРАВНЕНИЕ 2:S_actual=2 × L1 × sin(θ / 2)
● Инженерный компромисс-:Перемещение кронштейна привода на 50 % ближе к петле уменьшает требуемую длину хода на 50 %, но удваивает требования к рабочему усилию как на цепи, так и на оконной раме.
3. Механика расчета силы и нагрузки
Приводы должны выдерживать вес створки, структурное трение, сопротивление сжатию-герметика и внешние ветровые нагрузки.
3.1 Составляющая гравитационной нагрузки (Fg)
Гравитационная сила, необходимая для того, чтобы толкать или тянуть створку, зависит от типа окна и угла открытия:
● Вертикальные окна:Верхнее-Подвесное / Нижнее-Подвесное окно: Fg=(Ш × 9,81 / 2) × (В / Д1) × sin(θ)
● Наклонные окна:Мансардные окна/вентиляционные отверстия на крыше: Fg=(Ш × 9,81) × cos( ) × (В / L1)
3.2 Составляющая ветровой нагрузки (Fwind)
В высотных-высотных зданиях или прибрежных зонах давление ветра действует перпендикулярно плоскости окна:
УРАВНЕНИЕ 3:Fwind=Pwind × Асаш × (H / [2 × L1])
Где Pwind=Расчетное давление ветра (Н/м² или Па) и Asash=Общая площадь оконной створки (м²).
3.3 Сжатие прокладки (Fseal)
Чтобы обеспечить степень защиты от атмосферных воздействий-в закрытом состоянии, прокладки из EPDM высокой-плотности требуют первоначального усилия сжатия:
● Стандартные уплотнители:От 25 до 40 Н на погонный метр периметра.
● Акустические/уплотнения для тяжелых условий эксплуатации-:До 80 Н на погонный метр периметра.
3.4 Суммарное минимальное номинальное усилие привода (Ftotal)
Применение стандартных инженерных запасов безопасности (Ks больше или равно 1,30–1,50):
ФОРМУЛА ОБЩЕЙ СИЛЫ:Ftotal=Ks × max(Fg + Fseal, Fwind + Fg)
4. Матрица инженерно-справочных данных
В следующей матрице представлены стандартные требования к геометрическому штриху для типичных архитектурных профилей высоты окон:
|
Высота окна H (мм) |
Целевой угол θ |
Теоретический ход S (мм) |
Стандартный ход (мм) |
Свободное открытие Dist. Д (мм) |
|
600 |
30 градусов |
310.6 |
350 (ограничено в электронном виде) |
300.0 |
|
600 |
60 градусов |
600.0 |
600 |
519.6 |
|
1000 |
30 градусов |
517.6 |
550 (ограничено в электронном виде) |
500.0 |
|
1000 |
60 градусов |
1000.0 |
1000 |
866.0 |
|
1400 |
30 градусов |
724.7 |
750 (ограничено в электронном виде) |
700.0 |
|
1400 |
45 градусов |
1071.5 |
1100 (двойная-цепь/тандем) |
1071.5 |
5. Рекомендации по установке и техническим характеристикам.
1. Электронное программирование лимитов в сравнении с жесткими остановками:Никогда не позволяйте структурным рамам оконной створки действовать как механические упоры при полном ходе. Всегда заказывайте приводы с внутренней регулировкой пределов на основе-энкодера или ограничителями микро-переключателей, установленными на расстоянии 10–15 мм от крепления рамы, чтобы предотвратить появление полос на шестернях и деформацию рамы.
2. Сопротивление короблению и провисанию цепи:Одноцепные приводы испытывают боковое отклонение и провисание, когда длина хода превышает 500 мм. Для применений с ходом более 600 мм или тяжелых стеклопакетов с двойным-стеклом используйте двухзвенные-цепи из закаленной нержавеющей стали или конфигурации тандем/двойной-привод, синхронизированные с помощью внутренних контуров управления микропроцессора.
3. Соответствие стандарту EN 12101-2 для систем SHEV:Системы дымоудаления требуют гарантированной работоспособности в условиях воздействия огня (300 градусов работа до 30 минут) и в условиях потери мощности. Убедитесь, что технические характеристики привода включают совместимость с резервной аккумуляторной батареей аварийного питания 24 В постоянного тока и сертификацию теплостойкости класса B300.