Polskie (PN-83/B-03430) i europejskie normy ściśle określają, jaka powinna być cyrkulacja i wymiana powietrza we wszystkich budynkach mieszkalnych oraz użyteczności publicznej. Ból głowy, duszności, zmęczenie, obniżony komfort psychiczny i fizyczny: wszystkie te objawy są skutkiem niedostatecznego dostępu świeżego powietrza, którego brak w skrajnych przypadkach prowadzi do utraty przytomności, a nawet pogorszenia ogólnego stanu zdrowia. Jest to powód, dla którego względy bezpieczeństwa nakazują, aby wentylacja (grawitacyjna lub mechaniczna) była dostępna w każdym z pomieszczeń, gdzie przebywają lub mogą przebywać ludzie.

W przypadku mieszkań i domów jednorodzinnych zazwyczaj jest to wentylacja grawitacyjna, która jest wystarczająca do zapewnienia prawidłowej wymiany powietrza. Natomiast w halach, biurowcach, siłowniach, urzędach, zakładach pracy i wszędzie tam, gdzie występują duże powierzchnie i gdzie może przebywać jednocześnie duża ilość osób, zazwyczaj niezbędny jest montaż wentylacji mechanicznej, gdyż tylko w ten sposób można doprowadzić wystarczającą ilość świeżego powietrza dla ludzi tam przebywających (od 20 do 30 m³/h na osobę).

Przy czym bardzo ważne jest, aby zamontowana instalacja mechaniczna była regularnie sprawdzana i badana, gdyż nierzadko zdarza się, że źle wyregulowana wentylacja dostarcza do niektórych pomieszczeń za mało świeżego powietrza (co jest niezgodne z prawem budowlanym i szkodliwe dla zdrowia) lub za dużo powietrza, co może z kolei powodować straty energii, czyli wzrost kosztów.

Jak i czym wykonać pomiar wentylacji mechanicznej

Do prawidłowego wykonania pomiarów mechanicznej instalacji wentylacyjnej nie można zastosować zwykłego wiatraczka używanego, np. przez kominiarzy podczas corocznego sprawdzania instalacji grawitacyjnej w mieszkaniach. Musi być to miernik profesjonalny, który przede wszystkim posiada aktualne świadectwo sprawdzenia lub wzorcowania, potwierdzające, że urządzenie wykonuje pomiary poprawnie, z dokładnością nie przekraczającą błędu podanego przez producenta miernika w jego specyfikacji technicznej. Dodatkowo urządzenie powinno mieć możliwość wyznaczenia współczynnika K, którego wartość jest niezwykle istotna i wręcz niezbędna podczas wykonywania prawidłowych pomiarów wentylacji.

Więcej informacji na temat współczynnika korekcji K znajduje się naszym osobnym artykule.

Dlaczego balometr

W Polsce pomiary wentylacji przeprowadzone przy pomocy balometrów - niestety wciąż nie są zbyt popularne. Prawdopodobnie główną przyczyną jest cena balometru, która jest kilkakrotnie wyższa niż cena przeciętnego anemometru, co może odstraszać wielu użytkowników. Drugi powód to (nadal) niska świadomość zasady i korzyści z wykorzystania takiego przyrządu.

Balometr to urządzenie, które zdecydowanie najlepiej sprawdza się podczas pomiarów anemostatów (nawiewników i wywiewników). W szczególności tych większych (o wymiarach powyżej 450x450 mm), które najczęściej występują w halach, biurowcach i budynkach użyteczności publicznej takich, jak np. siłownie i restauracje. Tylko balometr zapewnia prawidłowe i dokładne wykonanie pomiarów wydatku w tego typu instalacjach wentylacyjnych. Zastosowanie w takich przypadkach zwykłego anemometru wiąże się z ryzykiem wykonania pomiaru z bardzo dużym błędem, a co za tym idzie, będzie skutkować źle wyregulowaną instalacją wentylacyjną, która będzie powodowała duże straty energii, a w najgorszym przypadku dyskomfort i zagrożenie dla zdrowia ludzi.

Pomiary wykonywane balometrem są dużo szybsze i wygodniejsze niż wyznaczanie przepływu powietrza przy pomocy standardowego anemometru, co pozwala na znaczne zaoszczędzenie czasu i powoduje, że inwestycja w zakup balometru bardzo szybko się zwraca.

Jak działa balometr

Balometr w skrócie, to najdokładniejsze urządzenie pomiarowe wykorzystywane do pomiaru wydatku przepływu powietrza (m³/h) na wszelkiego rodzaju nawiewnikach i anemostatach. Balometry mają zamontowane specjalne fartuchy pomiarowe, które pozwalają zebrać całe powietrze wyciągane lub nadmuchiwane przez anemostat, a następnie przekierować je w stronę siatki (kratownicy) pomiarowej umieszczonej w dolnej części fartucha. Siatka pomiarowa na całej swojej płaszczyźnie posiada kilkanaście otworów, które wykonują pomiar średniego ciśnienia, wywieranego na powierzchnię kratownicy. Na podstawie tego ciśnienia balometr natychmiast oblicza jaka ilość powietrza przepływa w ciągu godziny przez badany anemostat.

Rys. 1 Pomiar przepływu powietrza przy pomocy balometru

Dlaczego pomiar balometrem jest najszybszy i najdokładniejszy

Najlepiej można to zobrazować na podstawie przykładu pomiaru standardowego nawiewnika (anemostatu) biurowego o wymiarach 600x600 mm.

Rys 2. Uproszczony szkic przykładowego nawiewnika o wymiarach 600x600 mm

W przypadku pomiaru tego typu nawiewnika zwykłym anemometrem powinniśmy wykonać badanie prędkości przepływu w kilkunastu punktach na całej powierzchni. Jest to konieczne, ponieważ przepływ na anemostatach prawie nigdy nie jest laminarny (równomierny), ani stabilny i w celu osiągnięcia prawidłowej wartości nawiewanego powietrza należy wyznaczyć średnią prędkość z pomiarów wykonanych w charakterystycznych punktach.

Załóżmy jednak, że wykonujemy przyśpieszone i bardzo uproszczone badanie przepływu powietrza (obarczone dużo większym błędem niż normalnie) i dzielimy nawiewnik tylko na 4 obszary (zgodnie z rysunkiem pokazanym poniżej), w których po kolei przez 10 sekund mierzymy średnią prędkość.

Rys 3. Wydzielone cztery obszary do pomiaru średniej prędkości przepływu

Wyznaczanie w ten sposób średniej prędkości zajmuje ok 40 sekund – czterokrotnie więcej niż standardowy dokładny pomiar wydatku balometrem, który otrzymujemy niemal natychmiast (ok 10 sek.). Dodatkowo w przypadku anemometru nie jest to koniec pomiaru, gdyż w kolejnym kroku w celu uzyskania wartości wydatku powietrza m3/h, zmierzoną średnią prędkość (m/h) musimy pomnożyć przez pole powierzchni nawiewnika (m²), przez które powietrze przepływa.

W tym momencie napotykamy największe utrudnienie, gdyż obliczenie tego pola jest czasochłonne, a w niektórych przypadkach (nawiewniki wirowe) prawie niemożliwe. Np. w omawianym przypadku prostego anemostatu 600x600mm, nie wystarczy pomnożyć wymiarów zewnętrznych w celu uzyskania pola powierzchni - otrzymana w ten sposób wartość teoretyczna 0,36 m2 nie będzie prawdziwa, ponieważ nie uwzględnia kratki (kolor czerwony na rys. 4), która znacząco ogranicza to pole.

Rys.4 Kolorem zielonym zaznaczono obszar teoretyczny (lewa strona) i rzeczywisty (prawa strona) przepływu powietrza anemostatu

W rzeczywistości anemostat o tak prostej budowie prawie nigdy nie występuje - konstrukcje współczesnych nawiewników są dużo bardziej skomplikowane i powietrze przez nie przechodzące jest skierowane w różnych kierunkach i pod różnym kątem, co powoduje, że pomiar anemometrem jest bardzo utrudniony, ponieważ mierzony strumień powietrza powinien być skierowany prostopadle do powierzchni sondy wiatrakowej.

Innymi słowy prawidłowe ustawienie wiatraczka podczas pomiaru przepływu w przypadku większości anemostatów jest właściwie niemożliwe do osiągnięcia, co skutkuje dużym błędem podczas badania prędkości powietrza.

Rys. 5 Kierunek przepływu powietrza w anemostacie wirowym

Wszystkie wymienione wyżej problemy nie występują, gdy pomiar wykonujemy nowoczesnym balometrem. Fartuch po przyłożeniu do kratki nawiewnej, jak już wcześniej wspomniano, nie tylko zbiera całe wydmuchiwane powietrze przez nawiewnik, ale także je prostuje, a następnie kieruje w stronę siatki pomiarowej umieszczonej w dolnej części balometru.

W ten sposób otrzymujemy od razu zmierzoną wartość wydatku powietrza w m3/h bez konieczności pomiaru średniej prędkości w kilku punktach i bez konieczności szacowana pola powierzchni, przez które przepływa powietrze w nawiewniku.

Rys. 6 Schemat pokazujący przepływ powietrza w fartuchu pomiarowym balometru

Wszystko to powoduje, że pomiar przeprowadzony balometrem jest dużo dokładniejszy, szybszy i łatwiejszy niż badanie przepływu wykonane standardowym anemometrem.

Czy zamiast balometru można zastosować anemometr z tubą pomiarową?

Nowoczesne anemometry posiadają możliwość zamontowania tzw. stożka (inaczej: tuby pomiarowej), która podobnie jak fartuch balometru, zbiera całe wydmuchiwane powietrze przez anemostat i przekierowuje je w stronę sondy pomiarowej (wiatrakowej lub cieplno-oporowej). Stożki pomiarowe dedykowane są do pomiarów małych anemostatów (najczęściej naściennych) i nie mogą zastąpić balometru, ponieważ mają za małe wymiary (od 200x200 do 450x450 mm). Nie da się nimi objąć większości nawiewników i wywiewników sufitowych stosowanych we współczesnych wentylacjach mechanicznych.

Zalety balometru Sauermann DBM 620

Spośród wszystkich dostępnych w Polsce balometrów szczególnie zachęcamy do zapoznania się z modelem DBM 620 firmy Sauermann (dawniej KIMO), który jest obecnie najnowocześniejszym balometrem na rynku. Miernik ten jest dostępny od 2020 i na tle innych urządzeń tego typu oferowanych w Polsce, wyróżniają go następujące cechy:


1. Mała walizka transportowa

Walizki transportowe balometrów innych producentów posiadają dużo większe gabaryty: wynika to z konieczności transportu ramki usztywniającej fartuch pomiarowy. Ramka ta zazwyczaj ma wymiary ok. 600x600 mm.

W przypadku DBM620 problem ten nie istnieje, ponieważ ramkę od fartucha można bardzo szybko złożyć i rozłożyć, co umożliwia opatentowana przez producenta, specjalna konstrukcja ramki.

Rys. 7 Złożona i rozłożona ramka do fartucha DBM 620

2. Możliwość zamontowania specjalnego, stabilnego statywu z regulowaną wysokością

Dzięki temu można wykonywać pomiary anemostatów, które znajdują się wysoko. Nie ma konieczności wchodzenia na drabinę, co sprawia, że pomiar przy pomocy statywu jest dużo wygodniejszy, szybszy i bezpieczniejszy.

Rys. 8 Statyw do balometru DBM 620

3. Bardzo mała masa

Dzięki zastosowaniu specjalnych lekkich, ale wytrzymałych elementów konstrukcyjnych, złożony balometr waży niecałe 3 kg, co bardzo ułatwia pomiar, gdy trzymamy balometr w rękach i gdy nie ma możliwości zastosowania statywu, np. w przypadku badania anemostatu na ścianie.

4. Bezprzewodowa komunikacja

Balometr przy pomocy sygnału Bluetooth bezprzewodowo łączy się z urządzeniami mobilnymi, np. smartfonami, na których (po zainstalowaniu darmowej aplikacji od producenta) wyświetlane są na bieżąco mierzone wartości, które można w każdej chwili zapisać.

5. Prostownica wszyta w fartuch

Zadaniem prostownicy jest wyprostowanie strumienia badanego powietrza. W przypadku chociażby nawiewników wirowych, które są obecnie najczęściej montowane, zastosowanie prostownicy jest konieczne, ponieważ czujniki ciśnienia umieszczone na kratownicy pomiarowej balometru wymagają, aby mierzone powietrze było skierowane w kierunku prostopadłym do płaszczyzny siatki pomiarowej.

Rys. 9 Zasada działania prostownicy w DBM 620

W balometrze DBM 620 prostownica jest wykonana z materiału i wszyta bezpośrednio w fartuch pomiarowy, co sprawia, że nie trzeba jej specjalnie montować tak jak to było w balometrach starszej konstrukcji oraz w konkurencyjnych rozwiązaniach. Najstarsze balometry nie są wyposażone w prostownicę, co może skutkować znacznymi odchyleniami przy pomiarze anemostatów wirowych.

Rys. 10 Widok z góry fartucha DBM 620 z wszytą prostownicą

6. Automatyczne wyliczanie Krotności Wymiany Powietrza (ang. ACR, Air Change Rate)

Krotność Wymiany Powietrza określa, ile razy w ciągu godziny występuje wymiana powietrza w pomieszczeniu. Wartość tę wyznacza się poprzez podzielenie wartości zmierzonego wydatku nawiewanego powietrza (m³/h) przez kubaturę pomieszczenia (m³), w którym wykonany został pomiar:

ACR = W/KP

gdzie:
W – wydatek zmierzonego przepływu powietrza (m³/h)
KP – kubatura pomieszczenia, w którym został wykonany pomiar wydatku (m³)

Pomiar i obliczenie ACR można szybko wykonać samodzielnie, jeżeli w danym pomieszczeniu jest tylko jeden nawiewnik, bądź anemostat. Natomiast w przypadku, np. hali lub przestronnego pomieszczenia, w którym znajduje się kilkanaście nawiewników, musimy na każdym z nich po kolei zmierzyć wydatek, następnie zsumować zmierzone wartości i dopiero na tej podstawie obliczyć ACR.

Funkcja wyznaczania ACR dostępna w balometrze DBM 620 pozwala na automatyczne wykonanie tych obliczeń.

7. Możliwość odłączenia elementu pomiarowego i wykorzystania go jako manometr różnicowy

Moduł pomiarowy jest przymocowany do ramy balometru przy pomocy specjalnych zatrzasków i można go bardzo szybko odłączyć. Pełni on wtedy funkcję manometru - miernika do pomiaru różnicy ciśnień. Można do niego podłączyć wężyki pomiarowe w celu pomiaru różnicy ciśnień albo dowolny czujnik różnicowy (najczęściej jest to rurka Pitota) i wykorzystać do pomiaru prędkości i wydatku przepływu powietrza wewnątrz kanału wentylacyjnego. Funkcja ta jest niezwykle przydatna, np. podczas określania współczynnika korekcji K.

Rys. 11 Element pomiarowy oraz rurka Pitota

8. Opcjonalna kratownica pomiarowa

Kratownicę podłącza się do odłączonego od fartucha elementu pomiarowego - manometru różnicowego i wykorzystuje do pomiaru prędkości przepływu powietrza na wszelkiego rodzaju dużych kratkach wentylacyjnych lub dyfuzorach, które znajdują się bardzo wysoko i nie ma możliwości przystawienia do nich balometru lub też ich wymiary są na tyle duże, że żaden fartuch balometru nie jest w stanie ich objąć.

Kratownica jest przymocowana do wysięgnika teleskopowego (maksymalna długość: 2,05 m) i tyczki przegubowej zaginanej pod kątem (od 0 do 90°). Rozpórki pozycjonujące o 3 różnych długościach pozwalają na prawidłowe ustawienie kratownicy na powierzchni sufitu.

Oficjalny przedstawiciel = Serwis, wzorcowanie, pomoc techniczna, szkolenie

 

Firma Merserwis, jako oficjalny przedstawiciel firmy Sauermann (KIMO) na Polskę, zapewnia możliwość corocznego wykonywania przeglądu oraz wzorcowania balometru (usługa realizowana w ciągu kilku dni!). Posiadamy w Warszawie w pełni autoryzowany przez producenta Serwis oraz specjalistyczne Laboratorium Badawczo-Wzorcujące z tunelem aerodynamicznym przystosowanym do wzorcowania balometrów dowolnego producenta. Na czas wykonania usługi wzorcowania lub naprawy oferujemy również możliwość wypożyczenia zastępczego balometru po uprzednim kontakcie.

Dodatkowo zapewniamy pomoc techniczną oraz możliwość przeprowadzenia szkolenia, na którym omawiane są krok po kroku wszystkie funkcje balometru DBM 620 oraz najważniejsze zasady wykonywania pomiaru przepływu w wentylacjach grawitacyjnych i mechanicznych.