Piotr Krajewski

This paper describes model tests conducted in the Wind Engineering Laboratory of Cracow University of Technology on dynamic action on the atmospheric boundary layer in order to reduce the effects of air pollution and smog in urban areas. The paper focuses on vertical exhaust (ventilation chimney) and cooperation between a concentric system of ventilation towers and a ventilation chimney. The tests were conducted for different shapes and heights of ventilation chimneys, different diameters of the concentric system and different wind speeds provided by the ventilation towers. A heavy smoke visualisation was performed in order to qualitatively evaluate the efficiency of different solutions. The performed tests confirmed a sufficient level of efficiency of cleaning an area where the circular system is located.

Keywords: wind engineering, smog reduction, environmental engineering, urban ventilation, ventilation chimney, smoke visualisation

Streszczenie

Artykuł opisuje badania modelowe przeprowadzone w Laboratorium Inżynierii Wiatrowej Politechniki Krakowskiej dotyczące dynamicznego oddziaływania na warstwę przyziemną atmosfery w celu redukcji zanieczyszczenia powietrza i smogu w obszarach zurbanizowanych. Praca skupia się na pionowym wylocie powietrza (kominie wentylacyjnym) i współpracy pomiędzy koncentrycznym systemem wież wentylacyjnych i tym kominem. Pomiary zostały przeprowadzone dla różnych kształtów i  wysokości komina, różnych średnic pierścienia wież wentylacyjnych i różnych prędkości powietrza podawanych przez wentylatory. Wykonano wizualizację dymową dla określenia jakościowego wydajności różnych rozwiązań. Badania potwierdziły wystarczającą wydajność systemu do wyczyszczenia obszaru, w którym się znajduje.

Słowa kluczowe: inżynieria wiatrowa, redukcja smogu, inżynieria środowiska, przewietrzanie miast, komin wentylacyjny, wizualizacja dymowa 

This paper describes model tests conducted at the Wind Engineering Laboratory of Cracow University of Technology as the first stage of studies on dynamic action on the atmospheric boundary layer in order to reduce the effects of air pollution and smog. It focuses on the cooperation between a series of ventilation towers placed one by one (or row by row) in order to generate a continuous airstream with sufficient velocity to aid the natural ventilation of urban areas. The tests were conducted for three different terrain categories with varying roughness. Also tested were different wind speeds, different spacing between the towers and different configurations of the towers in each row. As a preliminary set of tests, this enabled verification of the feasibility of the solution and its effectiveness on a rough terrain that simulates urban areas.

Keywords: wind engineering, smog reduction, environmental engineering, urban ventilation, terrain roughness

Badania modelowe dynamicznego oddziaływania na warstwę przyziemną atmosfery – konfiguracja liniowa wież wentylacyjnych na chropowatym terenie 

Niniejszy artykuł opisuje badania modelowe przeprowadzone w Laboratorium Inżynierii Wiatrowej Politechniki Krakowskiej w ramach pierwszego etapu studium dynamicznego oddziaływania na warstwę przyziemną atmosfery w celu redukcji zanieczyszczenia powietrza i smogu. Praca skupia się na współpracy kilku wież wentylacyjnych ustawionych jedna za drugą (lub rząd za rzędem) w celu utworzenia ciągłej strugi powietrza o dostatecznej prędkości, by wspomóc naturalną wentylację obszarów zurbanizowanych. Badania przeprowadzono dla trzech różnych kategorii chropowatości terenu. Ponadto sprawdzono wpływ różnych prędkości strugi, różnych odległości pomiędzy wieżami i różnych wzajemnych konfiguracji wież w każdym rzędzie. Przeprowadzone badania wstępne pozwoliły na weryfikację wykonalności tego rozwiązania oraz jego wydajności na chropowatym terenie odpowiadającym obszarom zurbanizowanym.

Słowa kluczowe: inżynieria wiatrowa, redukcja smogu, inżynieria środowiska, przewietrzanie miast, chropowatość terenu

The paper presents a set of wind tunnel tests performed for four box-shape solids. The tests were performed in a wind tunnel with a modelled boundary layer. The main objective of the research was to determine the mean wind velocity and turbulence at selected points. Potential placement of wind turbines is considered for those points. The paper includes a description of measurement, tests results and analysis of the results. Conclusions contain determination of necessary conditions for the best setup.