ОСНОВЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЕНТИЛЯЦИИ

Ventilatio – в переводе с латинского означает «проветривание».

Вентиляция – это, во-первых, регулируемый воздухообмен в помещениях, благоприятный для человека или технологического процесса, во-вторых, совокупность технических средств, обеспечивающих этот воздухообмен.

1.1.НАЗНАЧЕНИЕ ВЕНТИЛЯЦИИ

Процесс жизнедеятельности человека сопровождается накоплением “вредностей”, к которым относятся: теплоизбытки, повышающие температуру воздушной среды; влаговыделения; выделения газов, паров и аэрозолей.

С целью обеспечения здоровых условий для нахождения человека в помещении, а в некоторых случаях и для обеспечения нормального протекания технологических процессов необходимо производить очистку воздуха помещений от накапливающихся в них вредностей.

Таким образом, основной задачей вентиляции является удаление из помещения воздуха с высокой температурой и влажностью, насыщенного вредными газами, парами и пылью и замена его чистым наружным воздухом с наименьшими капитальными и эксплуатационными затратами.

По назначению системы вентиляции делятся на системы:

Для создания благоприятных условий труда и отдыха людей (комфортные);

Для обеспечения оптимального выполнения технологических процессов (технологи- ческие);

Для обеспечения взрывопожаробезопасности.

1.2. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ОСОБЕННОСТИ

РАЗВИТИЯ ВЕНТИЛЯЦИИ В ПОСЛЕДНИЕ ГОДЫ

Первые идеи в отношении устройства вентиляции возникли еще в древности: в древних восточных банях устраивались отверстия в потолках для удаления нагретого и влажного воздуха. В более позднее время свежий воздух подавали в помещения с помощью огневоздушных систем отопления.

До ХIX века потребности в искусственном вентилировании помещений не возникало, т.к. необходимый естественный воздухообмен осуществлялся через неплотности ограждений. Потребности в искусственной вентиляции появились в связи с быстрым развитием промышленности, и в первую очередь, рудничного дела. Особые заслуги в этой области принадлежат М.В.Ломоносову, который в работе « О вольном движении воздуха в рудниках примеченном» (1763г.) обосновал теорию естественного движения воздуха и дымовых газов в каналах и трубах. Эта теория легла в основу современных систем отопления и вентиляции с естественным побуждением.

Первые системы вентиляции в зданиях были осуществлены в 1861-1863г.г. в Петербургских казармах и в Двинском военном госпитале, в которых скапливалось большое количество людей и обычное проветривание не давало эффекта.

Особую роль в развитии вентиляционной техники сыграло появление электродвигателя. Это позволило применить его для привода в действие как центробежных, так и осевых вентиляторов.

Изобретателем первого центробежного вентилятора можно считать отечественного инженера, генерал-лейтенанта корпуса горных инженеров А.А. Саблукова (1832г.). Первые центробежные вентиляторы с ручным приводом использовались на сахарных и кожевенных заводах. В 1834г. вентиляторы были применены на морских судах, в 1835г. – на Алтайских рудниках. Один из первых осевых вентиляторов с 1734г. в течение 80лет обслуживал здание английского парламента.

Научные основы вентиляции заложены в XIX веке. Интересные работы по определению воздухообменов выполнены в первой трети XIXв. во Франции врачом-гигиенистом Мореном и известным физиком Пекле. Русским гигиенистом И.И.Флавицким был введен термин комплексной температуры для нормирования параметров воздушной среды. В 1884г. Академией наук был издан его труд “Результаты причин вредного влияния внутреннего воздуха в зданиях в зависимости от способов отопления и искусственной вентиляции”. Лишь в 1927г. американские специалисты Яглоу и Миллер на основе анализа экспериментальных исследований пришли к таким же результатам.

В 1854г. в России был создан Комитет по рассмотрению систем вентиляции. В его состав (под руководством генерал-майора М.Г. Евреинова) входили 7 архитекторов, 5 военных инженеров, 3 академика, 2 инженера путей сообщения, 2 доктора медицины, 2 специалиста по физике и химии. Комитет определял нормы вентиляции и предлагал различные технические решения для систем вентиляции зданий различного назначения.

В 20-е годы нашего столетия в Московском высшем техническом училище под руководством В.М. Чаплина, в Московском институте охраны труда под руководством В.В. Батурина и В.В. Кучерука, в ЦАГИ под руководством К.А. Ушакова и В.И. Поликовского были проведены работы, положившие начало научным основам промышленной вентиляции.

Впервые преподавание дисциплины «Отопление и вентиляция» началось в Санкт-Петербургском Училище гражданских инженеров с 1832г. в составе курса построений, а в последующем – гражданской архитектуры.

Как самостоятельный курс дисциплина сформировалась к 1865году. В 1880г. профессором С.Б. Лукашевичем впервые был написан учебник по отоплению и вентиляции.

В 1897 году в этом училище впервые в России учреждается кафедра «Отопление и вентиляция».

Для подготовки инженерных кадров кроме Санкт-Петербурга были созданы специальные кафедры в ВУЗах Москвы, Харькова, Горького (Нижнего Новгорода), Одессы, Свердловска (Екатеринбурга), Новосибирска и т.д.

Создание (1925-1927г.г.) в институтах охраны труда лабораторий промышленной вентиляции явилось началом развития экспериментального исследования вентиляционных проблем.

В годы первых пятилеток для горячих цехов новых заводов-гигантов инженеры предложили использовать организованное естественное проветривание (аэрацию).

Для борьбы с интенсивным лучеиспусканием и высокой температурой воздуха в горячих цехах было создано душирование рабочих мест, воздушные оазисы; для предотвращения врывания наружного воздуха через входные проемы зданий – воздушные завесы. В разработке таких устройств приоритет принадлежит нашим ученым и инженерам.

Вихревая теория крыла (1906г.) Н.Е. Жуковского послужила основой для создания осевых вентиляторов ЦАГИ большой производительности.

Разработанная Г.Н. Абрамовичем теория свободных турбулентных струй открыла пути для решения основных вопросов вентиляции (о движении воздуха в помещении).

В 1944г. С.А. Рысиным были предложены новые конструкции центробежных вентиляторов облегченного типа при упрощенной технологии их изготовления (расход металла был сокращен на 50%, себестоимость – на 65%).

Строительство предприятий текстильной и легкой промышленности потребовало создания обестуманивающих установок, для чего впервые в вентиляционной технике была использована разработанная в 1918г. Л.К. Рамзиным i-d диаграмма влажного воздуха. В 1933-35г.г. были разработаны новые конструктивные решения местных отсосов с использованием активирующей струи воздуха.

С 1950г. основным методом исследования вентиляционных процессов стало физическое моделирование, а с конца 1970-х - приближенное математическое моделирования тепловоздушных процессов. Благодаря успехам в теоретических исследованиях вентиляции были решены сложные задачи вентилирования крупных блокированных цехов (ВАЗ, КАМАЗ, АЗЛК, ЗИЛ и др.). В 90-е годы начало развиваться направление, связанное с анализом движения воздушных потоков в помещении на основе решения фундаментальной системы уравнений Навье-Стокса (численное моделирование).

В области теоретических исследований необходимо отметить работы В.В.Батурина, С.Е.Бутакова, Г.А.Максимова, В.М.Эльтермана, И.А.Шепелева, Е.О.Шилькрота, М.И.Гримитлина, Г.М. Позина, В.В.Дерюгина, В.Н.Богословского, В.Н.Талиева, Л.Б.Успенской, А.И.Пирумова, В.Н.Посохина и др.

Стоимость современных систем вентиляции достигает 10-12% общей стоимости строительства, СКВ – до 20%. На привод вентиляционных установок затрачивается более 20% производимой электроэнергии.

В настоящее время можно выделить следующие основные задачи в области научно-технических разработок:

Совершенствование методов расчета и проектирования,

Создание нового высокоэффективного вентиляционного оборудования и материалов,

Повышение уровня использования вторичных энергоресурсов,

Совершенствование методов монтажа и наладки систем вентиляции.

При изучении дисциплины может быть использована литература, указанная в списке / 1- -20 /.

ОСНОВЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

2.1.САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

2.1.1. Микроклимат помещений

Современный человек около 70% времени проводит в замкнутых пространствах. В процессе жизнедеятельности человека в воздух помещений могут поступать значительные количества теплоты, влаги, газов, паров и пыли, вследствие чего воздушная среда претерпевает некоторые изменения, которые могут вредно отражаться на здоровье людей. Для устранения этого влияния часто приходиться создавать искусственный климат.

Деятельность человека обычно происходит в так называемой обслуживаемой (ОЗ) или рабочей зоне (РЗ) помещения.

Рабочая зона – это пространство высотой 2м от уровня пола помещения или площадки /1/.

Комфортными называются условия, обеспечивающие наилучшее самочувствие и наивысшую работоспособность человека.

Температурная обстановка в помещении может быть определена двумя условиями температурного комфорта:

Во всем объеме помещения,

На границе обслуживаемой зоны в непосредственной близости от нагретых или охлажденных поверхностей.

Первое условие комфортности – комфортным будет такая общая температурная обстановка в помещении, при котором человек, находясь в середине помещения будет отдавать всю явную теплоту, не испытывая перегрева или переохлаждения. При этом определяющей величиной является средняя температура в помещении:

t п = (t в + t R) / 2 (2.1.)

где t в, t R - соответственно, температура воздуха и температура поверхностей, о С.

Второе условие ограничивает интенсивность теплообмена при нахождении человека вблизи нагретых или охлажденных поверхностей. В этом случае определяющей величиной является интенсивность лучистого теплообмена q л (Вт/м 2). Условия комфортности графически представлены на рис.2.1.

В вентиляционной практике комфортные условия принято разделять на допустимые и оптимальные / 1 /.

В качестве нормируемых параметров для обоих видов условий приняты температура (t в), относительная влажность (j в), скорость движения воздуха(v в) и предельно допустимая концентрация (ПДК).

Допустимыми принято называть такие сочетания вышеуказанных параметров, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать преходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособительных возможностей /1/.

б)

Первое (а) и второе (б) условия комфортности

1-при нагретых поверхностях; 2-при охлажденных поверхностях стен;

3- при охлажденных поверхностях окон,j ч-п - угловой коэффициент излучения

Оптимальными – приняты условия, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции /1/.

Допустимые обеспечиваются вентиляцией в том числе с испарительным охлаждением воздуха, оптимальные – системами кондиционирования воздуха. Графически соотношение между допустимыми (1) и оптимальными (2) параметрами (температура и относительная влажность) представлено на рис. 2.2.

Уровни сочетаний параметров нормируются в зависимости от периода года (теплый, переходный и холодный) и от тяжести выполняемой работы. Различают 3 категории тяжести выполняемых работ:

j вв min j вк min j вк max j вв max j в

Допустимые и оптимальные параметры

Средней тяжести физические работы (категория II) - работы, связанные с постоянной ходьбой, переносом тяжестей до 1кг (II а) и до 10кг (IIб) или выполняемые стоя, при этом энергозатраты для категории IIа - 175-232Вт, для категории IIб – 233-290Вт),

Нормы микроклимата приведены в ГОСТ 12.1.005-88(Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны) / 1 /, СанПиН 2.2.4.548-96 / 2 /, СП 60.13330-2010 (акт.редакция СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»), ГОСТ 30494-2011/ 3 /. ПДК вредных веществ в помещениях приведены в ГН.

2.1.2 Основные виды вредностей и их воздействие на организм человека

Организм человека выделяет в окружающую среду теплоту, влагу и углекислый газ. Количественные характеристики выделения человеком теплоты и влаги приведены на рис.2.3. в зависимости от температуры воздуха. В результате работы производственного оборудования в воздух поступают теплота, водяные пары, газы, пары и пыль, которые носят название профессиональных вредных выделений («вредностей»). Для нормальной работы механизма терморегуляции человека метеорологические условия должны обеспечивать отвод вырабатываемой организмом теплоты. Количество этой теплоты зависит от интенсивности главным образом мышечной работы (энергозатрат). Отвод теплоты происходит с поверхности кожи и из легких посредством радиационного теплообмена, конвекции и испарения. Это количество теплоты составляет от 100Вт (в состоянии покоя) до 400Вт (при выполнении тяжелых работ). В состоянии покоя, например, посредством радиационного теплообмена выделяется 44%, конвекции – 31%, испарения – 21% и нагревания потребляемого воздуха – 4%. При увеличении энергозатрат увеличивается доля потерь за счет испарения (до 50-60%).

На тепловые ощущения человека влияют:

Температура воздуха,

Средняя температура излучения окружающих поверхностей,

Скорость движения воздуха,

Давление водяных паров в воздухе и соответственно относительная влажность,

Уровень активности (метаболический фактор),

Термическое сопротивление одежды.

Теплоотдача человека на уровне активности, соответствующем сидячей работе, составляет 210 кДж/(м 2 ч) или 1 мет. Термическое сопротивление одежды измеряется в единицах «кло» (1 кло = 0.043 м 2 ч К / кДж - термическое сопротивление типичного костюма для конторской работы).

Зависимость тепло- и влаговыделений организмом человека от температуры

q ч - тепловыделения организмом человека (q п - полные, q с - скрытые),

g W - влаговыделения организмом человека

Тепловыделяющее оборудование является источником поступлений в помещение:

Конвективной теплоты в виде конвективных потоков от нагретых поверхностей, повышающей температуру воздуха в рабочей и верхней зоне помещения,

Лучистой (радиационной) теплоты, нагревающей твердые поверхности, в том числе и тело человека.

Влага, попадающая в окружающую среду в виде водяного пара, вызывает повышение их парциального давления, а соответственно и относительной влажности. Влияние повышенной относительной влажности на самочувствие человека не так явно выражено, как влияние повышенной температуры. Отчасти из-за этого в нормах проектирования вентиляции влажностные условия регламентированы в широких пределах / 1, 2 /.

Вредные вещества в виде газов, паров и пыли выделяются в воздушную среду помещений в результате протекания различных технологических процессов при недостаточной герметизации оборудования и коммуникаций. Воздействие их на человека определяется токсичностью и концентрацией в воздухе. При попадании в организм человека эти вещества могут приводить к заболеваниям и отравлениям. Отравления могут быть острыми и хроническими.

Острые отравления возникают при попадании в организм человека значительного количества вредных веществ.

Хронические отравления возникают при попадании в организм человека небольших количеств вредных веществ в течении длительного периода времени.

В производственных условиях вредные вещества могут проникать в организм человека через органы дыхания, пищеварительный тракт и кожу.

Вредные вещества по характеру взаимодействия с организмом человека делятся на химически реагирующие и химически не реагирующие. По характеру действия на организм газы и пары делятся на:

Удушающие (оксид углерода, синильная кислота и др.),

Раздражающие (хлор, хлористый и фтористый водород, сернистый газ, сероводород),

Наркотические (бензин, бензол, сероуглерод, анилин, нитробензол и т.д.),

Отравляющие (фосфор, ртуть, соединения мышьяка, металлоорганические соединения и др.).

Вредные вещества перемещаются в помещении в результате диффузии, воздушными потоками, конвективными потоками.

Пыль выделяется в воздух помещений, в основном, в результате дробления, пересыпки и транспортировании сыпучих материалов, а также при механической обработке изделий и материалов. Пыли, выделяемые в результате размельчения горючих веществ, взрывоопасны из-за развитой суммарной поверхности пылевых частиц. По действию на организм человека различают ядовитую пыль (свинцовая, свинцовых соединений, ртутная и др.) и неядовитую (песчаная, асбестовая, древесная и т.д.). Наибольшую опасность для органов дыхания представляют частицы размерами менее 10мкм, невидимые для глаз. При оценке действия пыли необходимо учитывать не только ее состав и концентрацию (мг/ м 3), но и дисперсность пыли.

2.1.3. Характеристики наружного климата

Состояние воздушной среды определяет в достаточно большой степени тепловой и влажностный режим помещений.

В настоящее время с точки зрения технико-экономических показателей работы систем вентиляции и кондиционирования воздуха (СКВ) приняты две категории параметров, характеризующих наружный воздух – А и Б / 3 /.

Параметры А используются при проектировании систем вентиляции и СКВ третьего класса в теплый период года, Б – для систем отопления (в том числе воздушных), вентиляции, душирования и СКВ для холодного периода года, а также для СКВ первого класса в теплый период года. Для СКВ второго класса следует принимать температуру наружного воздуха для теплого периода года на 2 о С и удельную энтальпию на 2 кДж/кг ниже, чем при параметрах Б.

Классификация СКВ приведена в /3/ в зависимости от необеспеченности параметров:

Первого класса - в среднем 100ч/г при круглосуточной работе или 70ч/г при односменной работе в дневное время,

Второго класса - в среднем 250ч/г при круглосуточной или 175ч/г при односменной работе в дневное время,

Третьего класса - в среднем 450ч/г при круглосуточной работе или 315ч/г при односменной работе в дневное время.

Соответствующие СКВ необходимо принимать:

Первого класса - для обеспечения метеорологических условий, требуемых для технологического процесса, при экономическом обосновании или в соответствии с требованиями нормативных документов,

Второго класса - для обеспечения метеорологических условий в пределах оптимальных норм или требуемых для технологических процессов, скорость движения воздуха допускается принимать в обслуживаемой зоне, на постоянных и непостоянных рабочих местах в пределах допустимых норм,

Третьего класса - для обеспечения метеорологических условий в пределах допустимых норм, если они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха, или оптимальных норм - при экономическом обосновании.

При проектировании вентиляции используется понятие о переходном периоде. В качестве расчетных параметров наружного климата принимают температуру t н = +10 о С и удельную энтальпию i н = 26,5кДж/кг.

Требования к чистоте воздуха выражаются предельно-допустимой концентрацией вредностей (ПДК). Под ПДК понимают содержание в воздухе такого количества вредных веществ, которое при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени на человека не вызывает в его организме каких-либо физиологических изменений или заболеваний.

2.2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

2.2.1. Воздушный режим здания

Под воздушным режимом здания подразумеваются процессы перемещения воздуха внутри помещения, движения его через ограждения и отверстия в ограждениях, по каналам и воздуховодам, обтекания здания воздушными потоками.

При рассмотрении воздушного режима различают внутреннюю, краевую и внешнюю задачи.

В состав внутренней задачи входят:

Расчет требуемого воздухообмена;

Определение параметров внутреннего воздуха и их распределение по объему помещения при различных вариантах подачи и удаления воздуха, выбор оптимальных вариантов подачи и удаления воздуха;

Определение параметров воздуха в струйных течениях;

Расчет количества вредных выделений;

Создание нормальных условий на рабочих местах.

Краевая задача включает:

Определение расходов инфильтрирующегося и эксфильтрирующегося воздуха;

Расчет площадей отверстий для аэрации (естественной организованной вентиляции);

Расчет размеров каналов, воздуховодов и шахт;

Выбор способа обработки воздуха;

Защита помещений от врывания наружного воздуха (воздушно-тепловые завесы).

Внешняя задача объединяет следующие вопросы:

Определение давлений, создаваемых ветром на конструктивные элементы здания;

Расчет максимально возможного количества выбросов из условия обеспечения концентрации в приземном слое атмосферы ниже ПДК, определения проветриваемости пространства на промплощадке;

Выбор мест расположения воздухозаборных и вытяжных шахт;

Расчет и прогнозирование загрязнения атмосферы вредными веществами, проверку достаточности очистки вентиляционных выбросов.

2.2.2. Методология вентиляции

Вентиляция является наукой об организации воздухобмена. При решении задач, стоящих перед вентиляцией возникают следующие вопросы:

1). Какое количество воздуха необходимо подавать в помещение в единицу времени, какое количество и как удалять?

2). Какие параметры должен иметь приточный воздух, каким образом его обрабатывать?

3). В каких местах подавать приточный воздух и в каких удалять?

4). Как подавать (равномерно, сосредоточенно), удалять и какие конструктивные формы необходимо придать всем элементам, участвующим в организации воздухоообмена?

Для решения вопросов вентиляции необходимо знать количество поступающих вредностей, характер их распространения, их взаимодействие с вентиляционными потоками.

Вопрос о расчетном расходе воздуха непосредственно связан с организацией воздухообмена.

Движение воздуха и распространение теплоты, газов подчиняется общим законам сохранения материи, сохранения и превращения энергии.

Исходными для решения этих вопросов являются известные дифуравнения:

Уравнение неразрывности;

Уравнения движения;

Уравнения тепло- и массообмена.

Для однозначного рассмотрения данного процесса необходимо задать начальные и краевые условия. Вследствие влияния большого числа факторов при решении вентиляционных задач большое значение имеет эксперимент - натурный и на моделях. Постановка эксперимента опирается на теорию подобия/ 13 /. Различают геометрическое, механическое и тепловое подобие. Механическое подобие делится на кинематическое и динамическое подобие. Кинематическое подобие предполагает пропорциональность скоростей и ускорений двух потоков; динамическое - подобие сил, вызывающих подобные движения. При тепловом подобии сохраняется подобие полей температур и тепловых потоков.

Данные единичного опыта могут распространяться на подобные явления, т.е. такие, у которых условия однозначности подобны и определяющие критерии, составленные из величин, входящих в условия однозначности, численно равны.

Физическое моделирование используется, например, для оценки различных способов организации воздухообмена, т.е. тогда, когда аналитическое решение крайне затруднительно. В качестве рабочей среды при физическом моделировании применяется воздух или вода. Точное осуществление всех условий моделирования может выполняться в редких случаях. Однако, во многих случаях имеет место автомодельность относительно некоторых критериев. Например, свободные турбулентные струи автомодельны в отношении критерия Рейнольдса (законо-мерности в относительных координатах не зависят от скорости и характерного размера). При изучении естественного движения под действием изменения плотности воздуха необходимо иметь ввиду, что закономерности процесса не зависят от температуры и характерного размера при достижении условия: Gr Pr > 2· 10 7 . Поэтому при постановке эксперимента необходимо выбрать определяюшие критерии подобия.

В настоящее время широко используется метод приближенного математического моделирования тепловоздушных процессов помещения, основанный на решении системы балансных уравнений для характерных объемов. С середины 90-х годов начинают появляются работы по точному математическому моделированию вентиляционных процессов.

2.2.3. Связь вентиляции с другими науками

Вентиляция как наука тесно связана с гигиеной, аэродинамикой, теплотехникой, отоплением и т.д.

Гигиена дает ответ на вопрос о параметрах воздуха, которые необходимо поддерживать в рабочей зоне. Эти параметры являются заданными, в соответствии с ними определяются параметры приточного и отработанного воздуха.

Вопросы о количестве воздуха, об организации воздухообмена составляют основное содержание вентиляционной аэродинамики, опирающейся на общую аэродинамику. Как известно, аэродинамика решает внутреннюю (течения в воздуховодах, каналах) и внешнюю (обтекание тел) задачи, включая учение о свободной струе. Все эти вопросы составляют аэродинамическую сущность вентиляции. Особенно большое значение в вентиляции принадлежит свободным струям. Это приточные струи, воздушные души воздушно-тепловые завесы, передувки. Важное значение имеет раздел аэродинамики, изучающий спектры всасывания вытяжныхотверстий.

Теплотехника, в частности, термодинамика, дает ответы на вопросы об изменении состояния воздуха в процессах его предварительной обработки и в самом помещении при воздействии на него теплоты и влаги. Теория теплопередачи дает возможность количественно оценивать различные стационарные и нестационарные теплообменные процессы.

Связь с отоплением состоит в том, что поддерживать требуемую температуру воздуха в помещении в холодный период года возможно только совместно с отоплением. Некоторые виды отопления (воздушное) по своему существу больше относятся к вентиляции, чем собственно к отоплению.

Знание технологии производства позволяет более совершенно сочетать общие решения вентиляционных задач со специфическими условиями производственных процессов.

Для решения вентиляционных задач необходимо знать основы математики, физики, тепло-массообмена, вычислительной техники, электротехники, автоматики, климатологии, экологии и др.

ЛЕКЦИЯ №2

2.3. КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ

2.3.1. Классификация систем вентиляции.

Вентиляционная система – совокупность устройств для обработки, транспортирования, подачи и удаления воздуха.

При выборе системы вентиляции необходимо учитывать санитарно-гигиенические, технологические и экономические факторы. Предпочтительно всегда применение наиболее простых систем вентиляции, например, аэрации перед механической системой вентиляции.

Классификация систем вентиляции приведена на рис. 2.4.

По назначению системы вентиляции делятся на приточные (для подачи воздуха) и вытяжные (для удаления).

По способу организации воздухообмена – общеобменные и местные. Общеобменные обеспечивают воздухообмен в объеме всего помещения, местные – в ограниченной области или на отдельном рабочем месте. Примером приточной местной вентиляции является воздушное душирование.

По способу побуждения движения воздуха – с механическим (при помощи вентиляторов, эжекторов и пр.) и естественным (с использованием сил ветра и гравитации) побуждением.

По способу перемещения – канальные (через разветвленную сеть воздуховодов) и бесканальные (через проемы в наружных стенах).

Системы бывают постоянного и периодического действия, рабочие и аварийные.

Аварийной называется такая система, которая предназначена для борьбы с внезапными (аварийными) выбросами вредностей в производственные помещения в случае аварии.

Основные элементы приточной системы: узел воздухозабора, приточная камера (клапан воздушный утепленный, калориферы, фильтры, вентиляционный агрегат), сеть воздуховодов, воздухораспределители. Вытяжная система состоит из: вытяжных устройств, сети воздуховодов, в общем случае вытяжной камеры, вытяжной шахты.

2.3.2. Основные принципы действия различных видов систем вентиляции

При выборе систем вентиляции необходимо учитывать общие нормативные документы /1-3/, а также нормативные документы для определенного типа здания (например, СНиПы на проектирование общественных зданий, жилых зданий и т.д.) и ведомственные нормы проектирования. Общая схема вентиляции помещения приведена на рис.2.5.

2.3.2.1. Приточная общеобменная канальная вентиляция с механическим побуждением

Этот вид вентиляции (рис.2.5.А) широко применяется в промышленных зданиях, в больших помещениях общественных зданий. Подача воздуха может быть как рассредоточенной (при помощи перфорированных панелей) непосредственно в рабочую или обслуживаемую зону, так и сосредоточенной одной или несколькими струями. В таких системах для экономии теплоты в холодный период года применяется рециркуляция внутреннего воздуха, если это допускается нормативными документами.

2.3.2.2. Приточная общеобменная бесканальная система вентиляции с механическим

побуждением

Эти системы (рис.2.5.Б) применяются в производственных помещениях с небольшим количеством работающих при отсутствии постоянных рабочих мест для периодического проветривания помещений с избытками теплоты в качестве вспомогательной системы (дополнительной), работающей либо в теплый, либо в холодный период года с подогревом или рециркуляцией, а также во вспомогательных помещениях производственных зданий.

2.3.2.3. Приточная общеобменная бесканальная с естественным побуждением

Такая система (рис.2.5.В) называется аэрационным притоком и применяется в промышленных зданиях со значительными избытками теплоты, в помещениях жилых и общественных зданий в теплый период года. В промышленных зданиях данная система применима во все периоды года.

В теплый период подача воздуха осуществляется через оконные проемы или специальные отверстия на уровне рабочей зоны, в переходный и холодный периоды – через отверстия, расположенные на высоте не ниже 4м от пола потоками, направленными в верхнюю зону про- изводственного помещения. Движение воздуха обуславливается разностью давлений снаружи и внутри здания, возникающей в результате ветрового и гравитационного напора (рис.2.6.).

Гравитационный (D Р t) и ветровой напор (D P v) определяются по формулам:

D Р t = H gDr = Hg (r н - r в) (уравнение Мейдингера, 1875г.)

D P v = K a r н v 2 /2 (2.1.)

где K a - аэродинамический коэффициент.

Н - разность отметок центров вытяжных и приточных проемов.

Рис.2.5.

Общие принципы устройства систем вентиляции

1-вентиляторные агрегаты; 2- калориферы; 3-воздуховоды;

4-вентилятор воздушного душа; 5 -крышный вентилятор;

2.3.2.5. Приточная местная бесканальная система вентиляции с механическим побуждением

Эта система (рис.2.5.Г) применяется для душирования рабочих мест в производственных помещениях. Вентиляторные установки в таких системах работают обычно на рециркуляционном воздухе. Может производиться некоторая его обработка (увлажнение). Такие установки изготавливаются обычно передвижными.

2.3.2.6. Приточная местная бесканальная система вентиляции с естественным

побуждением

Эта система аналогична варианту аэрационного притока. Только в данном случае воздух через аэрационный проем подается непосредственно в рабочую зону, захватывая ее активной частью струи. Применяется она только в теплый период года.

2.3.2.7. Вытяжная общеобменная канальная система вентиляции с механическим

побуждением

Система используется в тех же случаях, что и приточная общеобменная канальная с механическим побуждением (рис. 2.5.Д). Эта система вытяжной вентиляции является наиболее распространенной. Вытяжка может устраиваться из рабочей зоны или верхней зоны помещения, а также из нескольких объединенных одной системой помещений здания.

2.3.2.8. Вытяжная общеобменная бесканальная система вентиляции с механическим

побуждением

Устраивается, в основном в производственных зданиях. Вентиляторы устанавливаются в проемах наружных ограждений здания (в стенах и покрытии) (рис.2.5.Е). Часто она применяется для периодического проветривания помещения или для увеличения вытяжки в теплый период года. На этом же принципе устроена аварийная вентиляция.

2.3.2.9. Вытяжная общеобменная канальная система вентиляции с естественным

побуждением

Основная система в жилых и общественных зданиях, а также во вспомогательных помещениях производственных зданий. Движение воздуха в такой системе осуществляется под действием гравитационного напора. Иногда вытяжную шахту снабжают дефлектором - устройством, использующим силу ветра для перемещения воздуха по воздуховодам.

2.3.2.10. Вытяжная общеобменная бесканальная система вентиляции с естественным

побуждением

Иначе эта система (рис.2.5.Ж) называется аэрационной вытяжкой и применяется, в основном, в производственных зданиях и иногда в купольных помещениях общественных зданий (зрительные залы театров, цирки и т.п.). Удаление воздуха осуществляется через специальные отверстия в верхней части вертикальных ограждений помещения или через открываемые фрамуги светоаэрационных фонарей или через дефлекторы.

2.3.2.11. Вытяжная местная канальная система вентиляции с механическим

побуждением

Применяется, в основном, в производствнных помещениях. Иногда устраивается в в общественных зданиях (кухни столовых, кафе, ресторанов и т.п.).

При применении этой системы (рис.2.5.И) вредные вещества удаляются непосредственно от мест их образования (выделения). Перед выбросом этого воздуха в атмосферу чаще всего производится очистка воздуха, загрязненного вредностями.

Иногда эту систему применяют для транспортирования отходов производства (системы пневмотранспорта отходов).

2.3.2.12. Вытяжная местная канальная система вентиляции с естественным побуждением

Применяется для удаления нагретого воздуха от различных технологических печей, оборудования (рис.2.5.К).

Такое множество применяемых систем вентиляции позволяет выбрать для каждого случая оптимальный вариант. При этом возможны сочетания нескольких вариантов систем вентиляции. Например, приток с механическим побуждением, вытяжка с естественным побуждением и т.п.

2.4. СВОЙСТВА ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА И ПРОЦЕССЫ ИЗМЕНЕНИЯ ЕГО СОСТОЯНИЯ

2.4.1. Характеристики влажного воздуха

Влажный воздух можно представить как смесь сухой части воздуха и водяных паров. Состав сухой части атмосферного воздуха в % по объему:

Азот – 78,08%;

Кислород – 20,95%;

Аргон – 0.93%;

Диоксид углерода- 0.03%;

Инертные газы, озон и т.д. – 0.01%.

Для влажного воздуха как смеси газов справедлив закон Дальтона:

Р б = Р с.в. + Р п, Па (2.2.)

где Р с.в. , Р п - соответственно парциальное давление сухой части воздуха и водяного

Из уравнения Менделеева-Клайперона:

PV = RT, V=1/r, r = P/ (RT) (2.3.)

где V – удельный объем, м 3 / кг;

R - удельная газовая постоянная, для сухой части воздуха R с.в. =2.153, для водяного пара R п = 3.461;

Плотность сухой части и водяных паров можно найти:

r с.в. = Р с.в. / (R с.в. T) = 0.465 (Р б – Р п) / T, (2.4.)

r п = Р п / (R п T) = 0.289 Р п / T (2.5.)

Тогда плотность влажного воздуха:

r в = r = 0.465 (Р б – Р п) / T + 0.289 Р п / T =

1 / T (0.465 Р б – 0.176 Р п) (2.6.)

При нормальном барометрическом давлении Рб= 10 5 Па:

r в @ 353 / T (2.7.)

В процессах тепловлажностной обработки сухая часть влажного воздуха остается неизменной. Количество водяных паров, приходящееся на 1 кг сухой части воздуха, называется влагосодержанием:

d = r п /r с.в. = Р п R с.в. T / (Р с.в. R п T) = 2.153 / 3.461 · Р п / Р с.в.

d = 0.623 Р п /Р с.в. , кг/кг с.в. (2.8.)

Вентиляционная система производственного помещения создает и поддерживает климатические показатели, нормы которых регламентируются инструкциями санэпиднадзора.

Влажность, температура и скорость воздушного потока важны для здоровья сотрудников предприятия и соблюдения технологического процесса. В отличие от бытовых объектов, на производствах контролируются и такие показатели, как количество механических и химических примесей в воздухе.

В некоторых случаях микроклимат в помещении должен обеспечивать оптимальные условия для хранения (например, в хранилищах музеев или библиотек), тогда удобство персонала отходит на второй план.

Классификация систем вентиляции на производстве

Промышленные вентиляционные системы и установки можно разделить по следующим свойствам:

• Способ передвижения воздушных масс: на свободное и принудительное;
• Характер действия: вытяжная или приточная;
• Обслуживаемая зона: локальная или общеобменная;
• Особенности конструкции: бесканальная или канальная.

Естественное побуждение

Вентиляция с естественным движением потока обладает следующими свойствами:

• перемещение воздушных потоков обеспечивается методом аэрации;
• за счет разности давления между цехом и концом вытяжного канала, находящимся выше кровли строения;
• за счет напора ветра.

Согласно основам вентиляции помещений производственного типа, естественное побуждение реализуют на производствах с мощным выделением тепла и содержанием механических примесей не более 30% ПДН в местах работы персонала.

Если перед подачей воздуха его необходимо обработать, такой метод, как аэрация не подходит.

Для стабильного движения воздушных масс за счет разности давления перепад высот между точками забора и выброса должен составлять от 3 метров. В такого вида максимальная продолжительность горизонтальных вентканалов составляет 3 метра. Воздух в системе двигается со скоростью, не превышающей один метр в секунду.

Сооруженная по такому принципу вентиляционная система помещений дешева, просто монтируется и эксплуатируется. Однако эффективность ее нестабильна и варьируется от множества внешних факторов.

Механическое побуждение

В системах вентиляции помещений, работающих на механической тяге, применяются устройства, переправляющие массы воздуха на необходимые расстояния.

Воздух подается и отводится из рабочей зоны в нужных объемах при любых окружающих условиях. Если требуется, приточный воздух можно отфильтровать, охладить, нагреть, осушить или увлажнить. Естественная вентиляция не позволяет обеспечить оптимальные показатели воздуха. Параметры притока аналогичны показателям атмосферного воздуха.

Наиболее распространены системы вентиляции со смешанным побуждением.

Приточное оборудование подает в обслуживаемое здание свежий воздух. Одновременно с этим вытяжные механизмы вытягивают загрязненные, горячие или влажные пары.

При расчетах вентиляции помещений важно правильно сбалансировать объем подаваемого и отводимого использованного воздуха.

Локальная вентиляция

Принципиальное отличие локальной схемы воздухообмена в том, что воздух подается точечно в определенное место (локальная приточка) и отводится таким же способом (локальная вытяжка).

Вот перечень компонентов местной приточной вентиляции, используемых в помещениях промышленного назначения:

• воздушные души (потоки воздуха, идущие в определенное место с большой скоростью);
• отгороженные от общей площади участки, где создается особая атмосфера;
• воздушные завесы.

В связи с высокой эффективностью и экономичностью локальной вентиляции, она очень широко применяется на различных видах производств.

Вытяжная локальная вентиляция необходима, когда ядовитые вещества либо жар выделяются точечно и нужно предотвратить их распространение.

Элементы местной вытяжной вентиляции:

• вытяжные зонты;
• бортовые вытяжки;
• кожухи над оборудованием;
• воздушные завесы.

При расчетах вентиляции помещения учитываются следующие требования:

• локальная вытяжка не должна мешать ходу технологического процесса;
• вся поверхность выделения вредностей должна быть охвачена;
• выделения отводятся по ходу их физического движения (холодные направляются вниз, а горячие, согласно законам физики – вверх).

Отработанный воздух перед выпуском в окружающую среду обязательно очищается. Иногда достаточно лишь одного фильтра грубой очистки, при необходимости устанавливается каскад фильтров разной степени очистки. Несмотря на эффективность локальных систем, они не всегда справляются с поддержанием необходимого микроклимата.

Общеобменная вентиляция

Общеобменная вентиляционная система нужна тогда, когда вредные примеси, влага и тепло распределяются по всему объему помещения.

Приточная общеобменная система уменьшает концентрацию вредных веществ и вытесняет загрязненные воздушные массы.

Вытяжная общеобменная вентиляция представляет собой систему воздуховодов и вентилятор. Если протяженность вентканала не более 40 м, устанавливается осевой вентилятор, в противном случае – центробежный, как более мощный.

Особенности расчетов систем вентиляции

Расчеты и вид вентиляции помещения зависят от его назначения. должна удалять следующие виды загрязнений, выделяющиеся в процессе работы оборудования и людьми:

• горячий воздух;
• взрывоопасные и ядовитые примеси в воздухе;
• пары воды.

Расчет вентиляции помещения осуществляется по каждому из видов загрязнений, присутствующих в воздухе.

Расчет ведется по количеству приточного воздуха, необходимого для нормальных условий работы.

Расчет вентиляции по излишкам тепла:

Q=Qu + (3,6V – cQu(Tz – Tp)/c(T1 – Tp),

где Qu – объем воздуха, отводимый локальными отсосами, в куб.м\ч, V – количество теплоты, выделяемое оборудованием и продукцией, в ваттах, c – теплоемкость, берется из справочников, равна 1,2 кДж, Tz – температура отработанного воздуха, отводимого от рабочих мест, в градусах Цельсия, Tp – температура приточного воздуха, в градусах Цельсия, T1 – температура удаляемого общеобменной вентиляцией воздуха.

Расчет для взрывоопасных и токсичных производств

При расчете вентиляции для производств с взрывоопасными или отравляющими выделениями, задача стоит в разбавлении их до предельно допустимого уровня.

Q = Qu + (M – Qu(Km – Kp)/(Ku – Kp),

где М – масса ядовитых веществ, выделяемых в воздух за 1 час, в мг, Km – содержание ядовитых веществ, в отводимом местными системами воздухе, в мг\куб.м, Kp – содержание отравляющих веществ в приточном воздухе, мг\кубометр, Ku – содержание отравляющих веществ, в воздухе, отводимом общеобменной системой, мг\кубометр.

Расчет при повышенном содержании влаги

Q = Qu + (W – 1,2(О m – О p )/(О1 – О p )),

здесь W – количество влаги, попадающей в воздух цеха за 1 час, в мг\ч, Оm – количество пара, отводимого локальной системой, в гр\кг, Оp – влажность приточного воздуха, гр\кг, О1 – количество пара в воздухе, отводимом общеобменной системой, гр\кг.

Расчет выделений от персонала

При расчете вентиляции некоторых помещений важно учитывать каждый грамм влаги, попадающий в воздух. Тогда расчет осуществляется по числу сотрудников:

Q = N *m,

здесь N – число сотрудников, m – расход атмосферного воздуха в расчете на 1 чел в час.

Категории помещений по пожарной безопасности

монтаж вентиляции ангараKONICA MINOLTA DIGITAL CAMERA

Помещения любого назначения: производственные, складские, жилые или общественные делятся на категории по вентиляции и пожарной безопасности:

• А – повышенная опасность взрывов, возгораний. Здания, в которых используются или выделяются легковоспламеняющиеся газы и субстанции или вещества, которые при контакте с воздухом (водой) могут загораться или взрываться с температурой вспышки до 28 градусов;
• Б – опасность возгораний или взрывов. Здания, в атмосфере которых присутствуют пыль или пар, легко воспламеняющиеся и имеющие температуру вспышки выше 28 градусов;
• В1 – В4 – опасность возгораний. Здания, в которых выделяются или присутствуют жидкости, твердые или летучие вещества, трудно воспламеняющиеся при контакте с воздухом, водой или иными веществами;
• Г – умеренная опасность возгораний. Помещения, в которых присутствуют вещества в нагретом или расплавленном виде, выделяется обилие тепла, пламени. А также используемые в виде топлива или утилизируемые методом сжигания вещества;
• Д – слабая вероятность возгораний. Здания, в которых присутствуют не воспламеняющиеся вещества при температуре окружающей среды.

Создавая вентиляцию складских или производственных помещений, единую систему предусматривают в следующих случаях:

• для жилых домов;
• для административных зданий, бытовых, общественных или промышленных помещений с категорией по вентиляции Д;
• промышленных с категорией помещений по вентиляции Б или А, занимающих до 3 этажей;
• промышленных с единственной категорией Д, Г или В;
• складских, занимающих до 3 этажей, имеющих категорию В, А или Б.

Особенности вентиляции складов

Подбирая вентиляцию складского помещения, необходимо руководствоваться СНиП “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны”, “Складские здания”, “Пожарная безопасность зданий и сооружений”.

Если типовая вентиляция помещения с естественной тягой не в состоянии создать требуемый микроклимат, используется механическое побуждение. Например, для вентилирования складских помещений с хранением продуктов питания не рекомендуется использовать аэрацию. Уличный воздух загрязнен, а очищать его зачастую нет возможности.

В некоторых случаях организовать аэрацию нельзя из-за архитектуры здания или его расположения. Тогда прибегают к механическому типу вентиляции помещения склада.

Если на складе хранятся вещества, выделяющие вредные или взрывоопасные газы (пары), устраивается механическая вентиляция.

Тем не менее, в подавляющем большинстве хранилищ организовывается общеобменная система с естественной тягой и однократным воздухообменом.

Инфильтрация

Как правило, склады не герметичны. Процесс воздухообмена между помещением склада и улицей называется инфильтрацией. При большой разнице температур инфильтрация может составлять 1,5 – 2 воздухообмена. Этот параметр непременно учитывается при проектировании основ вентиляции хранилища.

Если для склада достаточно 1-кратного воздухообмена, можно организовать лишь выдув отработанного воздуха. Приток восполнится инфильтрацией.

Чаще в складах устанавливаются бесканальные системы. Каналы при естественной тяге целесообразно применять в небольших вспомогательных зданиях с расчетным воздухообменом не более 1.

При аэрации приток воздуха обеспечивается за счет открытых форточек. Если концентрация примесей в воздухе составляет более трети от ПДК, аэрация не применяется.

В теплое время года воздух подается в складское помещение через проемы в стенах, расположенных на высоте не более 1,5 метров от земли. Это могут быть ворота, окна, раздвижные перегородки.

Зимой проемы для притока оборудуют на высоте 3 – 4 метров от земли. Их обязательно прикрывают козырьками от дождя и снега.

Отвод отработанного воздуха производится через вытяжные шахты или форточки. Усиливается тяга в системе с помощью установки на выходе вытяжной шахты дефлектора. А интенсивность тяги регулируют различными заслонками, шиберами, жалюзи.

Высота оголовка вытяжной шахты должна превышать высоту конька крыши на 50 см и более. В противном случае при сильных ветрах наблюдается обратная тяга.

Расчет объема приточного воздуха:

Опр=3600* S * m * n ,

где S – площадь форточек в кв.м, m – скорость движения воздуха в м\сек, составляет 1 – 1,5 при естественной тяге, n – коэффициент расхода, зависит от угла открытия окна: при 90 градусах 0,65, при 45 – 0,44, при 30 градусах – 0,32.

Таблица 1. Объем воздуха, проникающий через 1 кв.м форточки

Особенности вентиляции торговых помещений

Все торговые помещения можно условно разделить на 2 типа:

• Магазины-склады (крупные гипермаркеты типа Метро);
• Зонированные торговые комплексы (моллы типа Мега).

Магазины-склады

В первом случае не требуется подавать воздух в отдельные помещения. Потому вентиляция торгового помещения первого типа чаще всего представляет собой мощную приточно-вытяжную установку без зонирования климатических показателей.

Стандартным решением для магазинов-складов являются крышные кондиционеры. Это моноблочное оборудование, которое устанавливается на крыше здания и соединено с залом воздуховодами. Воздуховоды распределяются под навесным потолком. Кроме вентиляции руфтоп выполняет функцию отопления и кондиционирования.

Иногда устанавливают несколько руфтопов меньшей мощности вместо одного большого.

Крышные кондиционеры надежны, долговечны, тихо работают и достаточно экономичны. Единственный минус использования вентиляции торгового помещения этого типа – невозможность зонирования показателей воздуха.

Торговые комплексы

В торговых комплексах существуют зоны различного назначения: бутики, салоны красоты, кафе, склады. Которым требуется создавать разный микроклимат. Поэтому для каждого типа помещений делается расчет в зависимости от количества посетителей, выделения тепла, влаги (спа-салоны), дыма (залы для курящих).

Дополнительной сложностью является размещение торговых комплексов в нескольких уровнях, а также архитектурные особенности каждого помещения.

Стандартным выбором для вентиляции торговых помещений такого типа являются центральные кондиционеры. Это секционное оборудование, включающее секции:

• обогрева;
• шумоподавления;
• вентиляторов;
• увлажнения;
• фильтрации.

Модули заключены в общий корпус, который размещается в специальном отсеке здания. Так как центральный кондиционер не включает источники холода и тепла, его необходимо сочетать с чиллер-фанкойлом. Такая комбинация оборудования позволяет задавать индивидуальные параметры воздуха для каждого помещения, обслуживает здания любой площади. А еще этот вид оборудования для вентиляции помещений можно одновременно применять для подогрева воды в бассейне и замораживания льда на катке.

Такое сложное климатическое оборудование управляется только автоматизированно через центральный пульт.

Особенности вентиляции чистых помещений

Главной задачей является обеспечение таких показателей:

• Концентрации частиц пыли в 1 куб. м воздуха. Для этого воздух прогоняется через абсолютные фильтры, поддерживая заданный класс чистоты. Приточный воздух очищается на четырехступенчатых фильтрах, улавливающих включения до 0,01 микрон;
• Температура, влажность и скорость движения воздуха. Микроклимат важен не столько для работы персонала, сколько для технологического процесса. Если воздух слишком сух, он вызывает появление статического электричества. Если же слишком влажен – может оседать конденсат;
• Разница давлений между чистым и прилегающим помещениями. Чтобы из соседних залов в чистое помещение не попадала пыль и влага, внутри поддерживается немного повышенное давление. Вентиляция чистого помещения обеспечивает преобладание притока над вытяжкой;
• Наличие свежего воздуха. В помещении работают люди, поэтому они должны обеспечиваться чистым воздухом в объемах, регламентируемых санитарными нормами.

Создание “чистых зон”

С помощью направленного или ламинарного потока воздуха можно создать чистую зону в помещении. Двигающийся в одном направлении без завихрений воздух вытесняет пылевые частицы из необходимой зоны. Далее они вытягиваются за пределы по системе воздуховодов. Благодаря особой направленности движения потока частицы удаляются моментально. Эффект достигается за счет использования особых ламинарных распределителей воздуха.

Как правило, основа вентиляции чистого помещения – это центральный кондиционер особой модификации.

Управляется он автоматически. А поддерживаются необходимые параметры воздуха с помощью целой сети датчиков и диспетчерского узла, тоже полностью автоматизированного.

Проектирование и монтаж это сложнейший многоэтапный процесс. Многие фирмы предлагают комплексные услуги: от проектирования до сервисного обслуживания. Такое решение снимает с заказчика все проблемы с микроклиматом предприятия.

Видеоролик об автоматизации чистых помещений:

Для вентиляции жилых помещений, как правило, используют систему вытяжной вентиляции с естественным побуждением. Для проведения расчета вентиляции необходимы показания воздухообмена и температуры во всех помещениях жилого здания. Компенсация воздуха, удаляемого из помещения, происходит за счет поступления воздуха из вне - через открытые окна, а так же перетекания воздушных масс из других помещений.

При проектирования вентиляции жилого помещения учитываются индивидуальные особенности в каждом конкретном случае. К примеру, в жилом 3-х этажном здании, расположенном в районе с ярко выраженным минусовым температурным режимом, допускается проектирование приточной вентиляции с подогревом наружного воздуха, а в здании, расположенном в жарком климатическом районе с сильными пыльными ветрами, устанавливаются индивидуальные кондиционеры и различные охлаждающие устройства, способные поддерживать температуру не выше 28 градусов.

Обычно вытяжная вентиляция жилых комнат предусматривается через специальные вытяжные каналы кухонь, туалетов, ванных комнат. В 4-х комнатной (и более) квартире, не имеющей сквозного проветривания, нужно проектировать естественную вытяжную вентиляцию из жилых, не смежных с кухней и санузлом, комнат.

При расчете системы вентиляции кухни и санузла одной квартиры возможно объединение горизонтального канала из ванной комнаты с вентиляционным каналом из кухни, вентиляционных каналов из ванной и туалета, вертикальных каналов из ванной и туалетной комнат, кухни, подсобок и чуланов в единый вентиляционный канал. Объединение в один сборный вентиляционный канал возможно, если расстояние (по высоте) между соединяемыми каналами будет не менее 2м. Помимо этого, местные каналы, присоединяемые к сборному каналу, необходимо оборудовать жалюзийными решетками.

Вытяжные решетки одно-, двух- и трехкомнатных квартир без вытяжных вентиляторов и кухонных помещений имеют минимальные размеры - 20х25см, в туалетных и ванных комнатах - 15х20см. В жилых комнатах и санузлах устанавливаются регулируемые, а в кухнях - неподвижные вытяжные решетки.

Вентиляции и проветривание необходимы и закрытым лестничным клеткам. Для этого устраиваются вентиляционные шахты, окна и форточки. При отсутствии открывающихся окон, лестничные пролеты проветривают через вытяжные каналы.

В здании с канальной приточной вентиляцией, совмещенной с воздушным отоплением, подача воздуха в жилые помещения осуществляется по каналам воздушного отопления.

Очистка вентиляции.

Главным условием правильной эксплуатации вентиляционных систем является периодическая очистка воздуховодов от нарастания пыли и жировых отложений с последующей дезинфекцией воздушных каналов.

Существует механический и химический метод очистки воздуховодов. Механический способ очистки систем промышленной вентиляции эффективен и абсолютно безопасен. Очистка приточно-вытяжной системы вентиляции производится при помощи сжатого воздуха и промышленных пылесосов. Применение высокоэффективных фильтрующих установок позволяет, не загрязняя помещения, произвести очистку воздуховодов без демонтажа.

Специализированное оборудование состоит из инструментов для решения поставленных задач и различных установок (электромеханическая установка, установка химической обработки воздуховодов, вакуумная и нагнетательная установка высокого давления, установка с турбиной для вращения щеточки и пневматическим приводом, специальный блок фильтрации).

Составление плана проведения работ и перечисление необходимого оборудования происходит после определения степени загрязненности вертикальных и горизонтальных каналов воздуховодов.

Имея высококвалифицированный персонал, используя вентиляционное оборудование ведущих производителей, наша климатическая компания спроектирует, смонтирует и запустит в эксплуатацию любую по сложности систему кондиционирования и вентиляции (СКВ). При выполнении заказа мы учитываем все пожелания клиента по стоимости и марке оборудования

Вентиляция создает правильный воздухообмен и чистоту воздушной среды в помещениях. Промышленная вентиляция существует специально для создания в помещении благоприятной для здоровья человека воздушной среды. Промышленную вентиляцию используют для вентиляции крупных объектов, где расходуется большое количество воздуха, холода и тепла и где необходимо поддерживать среду, отвечающую строительным, санитарно-гигиеническим и техническим требованиям.

Параметры, характеризующие систему вентиляции: кратность по воздуху (м 3 /ч), производительность по воздуху (м 3 /ч), рабочее давление (кПа), скорость потока воздуха (м/с), мощность калорифера (кВт), допустимый уровень шума (дБ).

При выборе системы вентиляции в каждом индивидуальном случае учитывается размер, расположение, назначение вентилируемых помещений, а так же количество людей, на которое рассчитано помещение. Все параметры определяются в соответствии со СНиП.

Если следовать старым проверенным способам - периодически проветривать помещение, открывая окно, то вместе с так называемым "свежим" уличным воздухом в помещение будут поступать пыль, неприятные запахи, уличный шум, будет нарушаться температурный режим (зимой слишком холодно, а летом слишком жарко).

При отсутствии вентиляции в закрытых помещениях возрастает концентрация вредных веществ, что негативно сказывается на самочувствии людей, вызывает головную боль, сонливость и снижение работоспособности.

Если говорить о производственных помещениях, то химический состав новоприобретенного воздуха может негативно сказаться на технологическом процессе.

Вентиляция административных зданий и проектных организаций.

Для вентиляции зданий, административных учреждений, проектных и научно-исследовательских организаций применяется приточно-вытяжная вентиляция. Расчет вентиляции проводится с использованием данных таблицы воздухообмена и расчетной температуры в различных помещениях административного здания.

Для создания и поддержания оптимальных параметров воздуха в учреждении, расположенном в жарком климате, устанавливаются кондиционеры. Для организаций, находящихся в других климатических условиях, кондиционирование не является обязательным и требует экономического обоснования.

Приток и вытяжка воздуха.

Для вентиляции и кондиционирования помещений общественного питания необходима изолированная система приточной вентиляции с механическим побуждением, поскольку приточный воздух должен подаваться непосредственно в конференц-залы, столовые и другие помещения обслуживающего характера. Для всех остальных помещений учреждения подходит единая система приточной вентиляции.

Удаляющая воздух изолированная система вентиляции с механическим побуждением, предусматривается для: санузлов, курительных и аккумуляторных комнат, проектных залов, больших кабинетов, холлов и коридоров, служебных и общепитовых помещений.

Для конференц-залов используется система вытяжной вентиляции с естественным побуждением. Из служебного помещения площадью менее 35 м 2 . воздух удаляется за счет перетекания воздушных масс в холл или в коридор, в отличие от помещения большей площадью, из которого воздух должен удаляться механически.

В больших зданиях, где работает много сотрудников, проектируется механическое побуждение вентиляции. Вытяжная вентиляция с естественным побуждением рассчитана на невысокие здания с количеством сотрудников примерно 300 человек.

В помещениях, где воздухообмен определяется, исходя из условия растворения избытков влаги (например, в конференц-залах) применяются одноканальные системы низкого давления с рециркуляцией воздуха. Для служебных помещений и кабинетов централизованная рециркуляция воздуха не допускается, а применяются одноканальные, совмещенные с отоплением системы с местными доводчиками (фанкойлами).

При проектировании приточно-вытяжной вентиляции с механическим побуждением для лабораторных помещений НИИ естественных и технических наук, обязательно предусматривается обогрев и очистка помещения, а так же увлажнение воздуха. Температура, относительная влажность и скорость движения воздушных масс в лабораториях принимается как для помещений с легкими работами, так и согласно технологическим требованиям. Для удаления воздуха в нерабочее время в лабораторных помещениях обязательно должны быть открывающиеся окна и системы естественной вентиляции.

Не допускается и не разрешается рециркуляция воздуха в помещениях, где происходит работа с вредными веществами или выделяются горючие пары и газы!

Зная скорость движения воздуха в проеме вытяжного шкафа, можно подсчитать объем удаляемого через него воздуха.

ПДК вещества в рабочей зоне, мг/куб.м. Скорость движения воздуха, м/с

Более 10 0.5

От 10 до 0.1 0.7

Менее 0.1 1

В лабораторное помещение должно подаваться 90% всего объема воздуха, удаляемого местными вытяжными системами, оставляя на коридор и холл только 10%. Особое внимание должно уделяться холлам и вестибюлям зданий химических лабораторий, которые примыкают к лестничным клеткам или шахтам лифтов. В подобных местах должен быть не менее, чем 20-кратный воздухообмен.

Для каждого помещения с производством категорий А, Б и Е должны проектироваться индивидуальные системы вытяжной вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления.

Оборудованная вытяжными шкафами, система вытяжной вентиляции лаборатории категории В бывает двух типов: децентрализованная - от вытяжных шкафов с индивидуальным воздуховодом и вентилятором для каждого помещения в отдельности и централизованная - где вытяжные воздуховоды от каждого лабораторного помещения объединены в единый сборный вертикальный коллектор, находящийся за пределами здания, или в горизонтальный коллектор, расположенный в специальном помещении на техническом этаже.

Проектирования общих приточных коллекторов возможно для лабораторий категории В, при этом, коллекторы и поэтажные ветвления воздуховодов можно объединить не более чем для 9 этажей. При этом каждое из этажных ответвлений, обслуживающих помещения площадью до 300 кв.м., необходимо оснащать обратными самозакрывающимися клапанами.

Так же в лабораторных помещениях возможно объединение местных отсосов и общеобменной вентиляции в одну вытяжную систему. При удалении из лабораторий воздушных масс, смешанных с химически активными веществами, следует использовать коррозионно-стойкие воздуховоды.

Параметры расчета систем вентиляции.

Подбор оборудования для системы вентиляции и кондиционирования начинается с точного расчета. Расчет вентиляции производится с помощью следующих параметров: производительность по воздуху (м3/ч), рабочее давление (Па) и скорость потока воздуха в воздуховодах (м/с), допустимый уровень шума (дБ), мощность калорифера (кВт).

Производительность по воздуху.

Первым производится расчет требуемой производительности по воздуху или "прокачки", измеряемой в м 3 /ч. Готовится поэтажный план здания с экспликацией и определяется требуемая кратность воздухообмена (сколько раз в течение одного часа в одном помещении полностью меняется воздух) для каждого помещения. Требуемая кратность воздухообмена в помещении зависит от его прямого назначения, количества находящихся в нем людей, мощности оборудования, выделяющего тепло, и определяется СНиП (Строительными Нормами и Правилами). В отличие от жилых домов, где достаточно однократного воздухообмена, в офисных помещениях не хватает, здесь требуется 2 - 3 кратный воздухообмен.

Требуемую производительность по воздуху можно получить, просуммировав расчетные значения воздухообмена для всех помещений здания. Типичные значения производительности - 100 - 800 м 3 /ч для жилых квартир, 1000 - 2000 м 3 /ч для загородных домов, 1000 - 10000 м 3 /ч для офисных помещений.

Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума.

После расчета производительности по воздуху приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов и т.п.) и распределителей воздуха. Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. По этой схеме рассчитывают три взаимосвязанных параметра - рабочее давление, скорость потока воздуха и уровень шума.

Требуемое рабочее давление определяется мощностью вентилятора и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха. Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором.

От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха. Обычно эту скорость ограничивают 5 - 6 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума. В тоже время, использовать "тихие" воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве. Поэтому при проектировании систем вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой мощностью вентилятора и диаметром воздуховодов.

Мощность калорифера.

Калорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается, исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП. Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже 16˚С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоны и для Москвы равна -26˚С (рассчитывается, как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов). Таким образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 40˚С. Типичные значения расчетной мощности калорифера - от 1 до 5 кВт для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов.

Эффективность циркуляции воздуха определяет качество микроклимата в помещении, от которого зависит уровень комфорта и общее самочувствие человека. Воздух внутри комнаты должен отвечать определенным нормам содержания кислорода и углекислого газа. Для достижения и поддержания оптимальных атмосферных параметров обустраивается вентиляционная система. Монтаж комплекса вентилирования требует профессионального подхода и особых знаний от исполнителя.

Принципы работы разных вентиляционных систем

Вентиляционная система - комплекс оборудования и мероприятий, обеспечивающих достаточную циркуляцию воздуха. Главная задача вентиляции - вывод из помещения «отработанного» и наполнение его потоком свежего воздуха. Каждую систему можно охарактеризовать по четырем базовым признакам: назначению, способу движения воздушных масс, конструктивным особенностям и сфере применения.

Естественная циркуляция воздуха

В многоквартирных домах преимущественно используется естественное вентилирование. Циркуляция воздуха осуществляется под воздействием перепадов давления и температур. Принцип функционирования природного воздухообмена часто реализуется и в частных домах.

Популярность естественной циркуляции обусловлена рядом достоинств:

1. Простота организации. Для обустройства вентсистемы не требуется дорогостоящее оборудование. Воздухообмен осуществляется без участия человека.
2. Энергонезависимость. Приток и отвод воздуха происходит без электроэнергии.
3. Возможность повышения эффективности. При необходимости, сеть получиться доукомплектовать элементами принудительного вентилирования: приточного клапана или вытяжки.

Принципиальное устройство вентиляционной системы естественного типа представлено на схеме. Для функционирования комплекса требуются вытяжные и приточные каналы, обеспечивающие свободное перемещения воздуха.

Схема вентилирования:

1. Свежий воздух (синие «потоки») поступают вовнутрь дома через окна или вентиляционные клапаны.
2. Попадая в помещение, воздух нагревается от приборов отопления и вытесняет «отработанный» состав, насыщенный углекислым газом.
3. Далее воздух (зеленые «потоки») перемещается через сквозные окошки или просветы под дверьми и движется в направлении вытяжных отдушин.
4. За счет разниц температуры потоки (розового цвета) устремляются по вертикальным каналам и воздух выводится наружу.

Механический воздухообмен

Если производительности естественной циркуляции недостаточно, то необходим монтаж механической системы вентилирования. Для отвода и подвода воздушного потока используется специальное оборудование.

В комплексных системах поступающий воздух может подвергаться обработке: осушению, увлажнению, нагреву, охлаждению или очистке.

Системы принудительного действия обычно используются на производстве, в офисных и складских помещениях, где требуется высокомощная вентиляция. Комплекс потребляет много электричества.

Сравнительные преимущества механической вентиляции:

• широкий радиус действия;
• поддержание заданных параметров микроклимата независимо от скорости ветра и температуры воздуха на улице;
• автоматизация управления системой.

Механический воздухообмен реализуем несколькими способами:

• установка приточного или вытяжного устройства;
• создание приточно-вытяжного комплекса;
• общеобменные системы.

Наиболее рациональной считается приточно-вытяжной комплекс. Система имеет два независимых потока изгнания и подачи воздуха, соединенных вентканалами. Основные составляющие комплекса:

• воздуховоды;
• воздухораспределители - получают воздух извне;
• автоматические системы - управление элементами сети, выполняющие контроль основных параметров;
• фильтры приточного и вытяжного воздуха - предотвращают попадание мусора в воздуховод.

В систему могут входить: воздухонагреватели, увлажнители, рукоператоры и осушители. Конструктивно устройство выполняется в моноблочном или сборном виде.

Принцип работы вентиляционной системы:

1. Приточный компрессор «затягивает» воздух.
2. В рекуператоре воздух очищается, прогревается и подается далее по вентканалам.
3. Вытяжной компрессор генерирует разряжение в воздуховоде, который подключен к заборной решетке. Осуществляется отток воздуха.

Системы воздухообмена специального назначения

Виды вентиляционных систем специального назначения:

1. Аварийная установка. Дополнительная вентсистема обустраивается на предприятиях, где возможна утечка или сброс большого объема газообразного вещества. Задача комплекса - отвод воздушных потоков в сжатые сроки.
2. Противодымная система. При задымленности в помещении автоматически срабатывает датчик, включается вентиляция - часть вредных веществ поступает в отводящие вентканалы. Параллельно поступает свежий воздух. Работа противодымной вентиляции увеличивает время на эвакуацию людей. Комплекс устанавливается в зданиях общественного назначения или там, где используются пожароопасные технологии.
3. Местная - организуется как вытяжная или приточная вентиляционная система. Первый вариант актуален для кухонь, санузлов и ванных комнат. Приточные устройства обычно используются на производстве, например, обдув рабочего места.

Организация вентиляционной системы

Нормативы по обустройству воздухообмена

При планировании системы вентилирования надо исходить из требований санитарных правил и норм, выдвигаемых помещениям разного назначения. Нормы подачи свежего воздуха приведены из расчета на одного человека.

Базовые нормативы приведены в таблице.

В офисных помещениях основное внимание уделяется комнатам, где размещается персонал. Так, в кабинете достаточной считается замена воздуха в объеме 60 куб. м/час, в коридоре - 10 куб. м, в курилке и санузле - 70 и 100 куб.м соответственно.

При организации вентиляционной системы в квартире или частном секторе ориентируются на количество проживающих. По санитарным нормам воздухообмен должен составлять не менее 30 куб.м/час на одного человека. Если площадь жилья не превышает 20 кв.м, то за основу расчета берется площадь помещения. На один метр квадратный должно приходится 3 куб.м воздуха.

Планирование и расчет

Проект вентиляционной системы в частном доме необходимо разрабатывать на этапе строительства. В этом случае есть возможность сделать под вентиляционную камеру отдельное помещение, определить оптимальные места прокладки труб и создать под них декоративные ниши.

Расчет и планировку приточно-вытяжного комплекса лучше доверить профессионалам. Специалист составит техническое задание с учетом площади и количества помещений, расположения и назначения комнат, расстановки элементов, повышающих нагрузку на систему вентилирования (печи, санузлы и камины).

Важно! Проектирование требует взвешенного, серьезного подхода к определению мощности оборудования - это позволит организовать достаточный воздухообмен и в то же время не «гонять» воздух понапрасну.

Мощность системы зависимо от кратности обмена воздуха рассчитывается, так: L=N*Ln, где:

• N - наибольшее количество человек в помещении;
• Ln - часовое потребление воздуха человеком.

Средняя производительность комплекса для квартир составляет 100-500 кв.м/ч, для частных домов и коттеджей - 1000-2500 кв.м/ч, для административных и производственных зданий - до 15000 кв.м/ч.

Исходя из расчетной мощности, подбираются остальные характеристики вентиляционных систем: протяженность и сечение воздуховода, размер и количество диффузоров, производительность вентиляционного блока.

Сечение воздуховода рассчитывается по формуле: S=V*2,8/w, где:

• S - площадь сечения;
• V - объем вентканала (рабочий объем воздуха/мощность системы);
• 2,8 - стандартный коэффициент;
• w - скорость воздушного потока (около 2-3 м/с).

Технология монтажа вентиляционной системы

Весь технологический процесс делится на такие этапы:

1. Подготовка оборудования, комплектующих и монтажных инструментов.
2. Сборка и монтаж: установка воздуховодов, стыковка труб между собой, фиксация калориферов, вентиляторов и фильтров.
3. Подключение электропитания.
4. Наладка, тестирование и сдача в эксплуатацию.

Для работы понадобятся:

• фланцевые шины;
• металлические уголки разных размеров;
• анкера, саморезы;
• теплоизоляционный материал (минвата);
• армированный скотч;
• виброизоляционные крепежи.

К монтажу воздуховодов приступают, если выполнены следующие требования:

• возведены стены, перегородки и межэтажные перекрытия;
• места установки мокрых фильтров и камер притока гидроизолированы;
• нанесена разметка под чистовой пол;
• по направлению прокладки воздуховода стены оштукатурены;
• установлены двери и окна.

Порядок монтажа воздуховодов:

1. Отметить точки фиксации крепежных элементов.
2. Установить крепежи.
3. Согласно схеме и предлагающейся инструкции собрать воздуховоды в отдельные модули.
4. Поднять элементы системы и прикрепить их к потолку при помощи хомутов, анкеров или шпилек. Вариант фиксации зависит от габаритов вентканалов.
5. Состыковать трубы между собой. Места примыкания обработать силиконом или обклеить металлизированным скотчем.
6. Прикрепить к вентканалам решетки или диффузоры.
7. Подключить систему управления.
8. Подвести к вентиляционному комплексу электропитание и выполнить тестовый запуск.
9. Проверить корректность работы всей системы и каждого элемента по отдельности.

Самый трудоемкий процесс - установка воздуховодов. Требования к монтажным работам различных вентканалов практически одинаковы:

• гибкие элементы устанавливаются в растянутом положении - так минимизируются потери давления;
• при «врезке» вентканала в стену надо использовать переходники или гильзы;
• если в процессе монтажа воздуховод поврежден или деформирован, то его надо заменить новым фрагментом;
• при размещении вентканалов важно учитывать направление воздушного потока;
• стыковка гибких воздуховодов выполняется оцинкованными или нейлоновыми хомутами.

Принципы создания естественной вентиляции

К организации естественной циркуляции воздуха выдвигается ряд требований:

• зимой приточные каналы не должны охлаждать воздух в помещении;
• в каждую жилую комнату надо обеспечить приток свежего воздуха;
• циркуляция воздушных потоков должна осуществляться даже при закрытых окнах;
• появление сквозняков в доме не допустимо;
• «отработанный» воздух должен беспрепятственно и своевременно удаляться через вытяжные каналы.

Вытяжные вентканалы должны обустраиваться в следующих помещениях:

1. Технико-санитарных комнатах: санузле, кухне, бассейне, прачечной.
2. Кладовке и гардеробной. При небольших габаритах помещения достаточно оставить зазор в 1,5-2 см между полом и дверью.
3. В котельной надо предусмотреть наличие «приточника» и вытяжного канала.
4. Если комната отделена от вентканала тремя и более дверьми.

В остальных помещениях осуществляется приток свежего воздуха - через щели в оконных рамах. С массовым внедрением пластиковых оконных конструкций эффективность приточной естественной вентиляции очень снизилась. Для повышения ее производительности рекомендуется монтировать приточные стеновые или оконные клапаны.

Стеновой приточник представляет собой цилиндрическую колбу, внутри которой находится тепло-шумоизоляционная вставка, фильтрующий элемент и воздуховод. Пропускная способность большинства моделей составляет 25-30 куб.м/час при перепаде давления в 10 Па.

Порядок монтажа стенового клапана:

1. Подготовка стены. С внешней стороны снять навесные фасадные панели (если такие есть), а изнутри комнаты нанести разметку. Оптимальное расположение приточника: между подоконником и радиатором или около окна на расстояние 2-2,2 м от пола.
2. Бурение отверстия. Сначала выполняется стартовое бурение на глубину 7-10 см, убираются фрагменты стены и проводиться окончательное сверление.
3. Чистка отверстия. Строительную пыль удалить пылесосом.
4. Установка клапана. Монтировать теплоизоляционный «рукав» и воздуховод. После этого закрепить решетку, корпус клапана и заслонку.

Приточник следует периодически чистить от пыли, копоти и мелких частиц грязи. Фильтрующий элемент достаточно промыть под проточной водой и установить его на место.

Принцип работы естественной циркуляции воздуха: видео.

Вентиляция в помещении, особенно в жилом или промышленном, должна функционировать на 100 %. Конечно, многие могут сказать, что можно просто открыть окно или дверь, чтобы проветрить. Но этот вариант может сработать только летом или весной. А что же делать зимой, когда на улице холодно?

Необходимость вентиляции

Во-первых, сразу стоит отметить, что без свежего воздуха легкие человека начинают хуже функционировать. Возможно также появление самых различных заболеваний, которые с большим процентом вероятности перерастут в хронические. Во-вторых, если здание - это жилой дом, в котором находятся дети, то надобность в вентиляции возрастает еще сильнее, так как некоторые недуги, которые могут заразить ребенка, скорее всего, останутся у него на всю жизнь. Для того чтобы избежать таких проблем, лучше всего заняться обустройством вентиляции. Стоит рассмотреть несколько вариантов. К примеру, можно заняться расчетом приточной системы вентиляции и ее установкой. Также стоит добавить, что болезни - это далеко не все проблемы.

В комнате или здании, где нет постоянного обмена воздуха, вся мебель и стены будут покрываться налетом от любого вещества, которое распыляется в воздухе. Допустим, если это кухня, то все, что жарится, варится и т. д., даст свой осадок. Кроме этого страшным врагом является пыль. Даже чистящие средства, которые призваны убирать, все равно будут оставлять свой осадок, который негативно скажется на жильцах.

Вид системы вентиляции

Конечно, прежде чем приступить к проектированию, расчету системы вентиляции или ее установке необходимо определиться с типом сети, который лучше всего подойдет. В настоящее время различают три принципиально разных вида, основная разница между которыми в их функционировании.

Вторая группа - это вытяжная. Другими словами - это обычная вытяжка, которая чаще всего устанавливается в кухонных помещениях здания. Основная задача вентиляции - это вытяжка воздуха из комнаты наружу.

Рециркуляционная. Подобная система является, пожалуй, наиболее эффективной, так как она одновременно и выкачивает воздух из помещения, и в это же время подает свежий с улицы.

Единственный вопрос, который возникает у всех далее - это, как же работает система вентиляции, почему воздух перемещается в ту или иную сторону? Для этого используется два вида источника пробуждения воздушной массы. Они могут быть естественными или механическими, то есть искусственными. Чтобы обеспечить их нормальную работу, необходимо провести верный расчет системы вентиляции.

Общий расчет сети

Как уже говорилось выше, просто выбрать и установить определенный тип будет мало. Необходимо четко определить, сколько именно воздуха необходимо выводить из помещения и сколько нужно закачивать обратно. Специалисты называют это воздухообменом, который нужно вычислить. В зависимости от полученных данных при расчете системы вентиляции и необходимо отталкиваться при выборе типа устройства.

На сегодняшний день известно большое количество разнообразных методов расчета. Они нацелены на определение различных параметров. Для некоторых систем проводят расчеты, чтобы узнать, сколько нужно удалять теплого воздуха или же испарений. Некоторые осуществляются для того, чтобы узнать, сколько воздуха необходимо для разбавления загрязнений, если это промышленное здание. Однако минус всех этих способов - требование профессиональных знаний и умений.

Что же делать, если провести расчет системы вентиляции необходимо, но такого опыта нет? Самое первое, что рекомендуется сделать - это ознакомиться с различными нормативными документами, имеющимися у каждого государства или даже региона (ГОСТ, СНиП и т. д.) В этих бумагах имеются все показания, которым должен соответствовать любой тип системы.

Кратный расчет

Одним из примеров вентиляции может стать расчет по кратностям. Такой метод довольно сложный. Однако он вполне осуществим и даст хорошие результаты.

Первое, что необходимо понять - это то, что такое кратность. Подобный термин описывает то, сколько раз воздух в помещении сменился свежим за 1 час. Такой параметр зависит от двух составляющих - это специфика строения и его площадь. Для наглядной демонстрации, будет показан расчет по формуле для здания с однократным воздухообменом. Это говорит о том, что из помещения было выведено определенное количество воздуха и одновременно с этим введено свежего воздуха такое количество, которое соответствовало объему этого же здания.

Формула для вычисления используется такая: L = n * V.

Измерение осуществляется в кубометрах/час. V - это объем комнаты, а n - это значение кратности, которое берется из таблицы.

Если проводится расчет системы с несколькими комнатами, то в формуле нужно учитывать объем всего здания без стен. Другими словами, необходимо сначала вычислить объем каждой комнаты, после чего сложить все имеющиеся результаты, а итоговое значение подставить в формулу.

Вентиляция с механическим типом устройства

Расчет механической системы вентиляции, и ее установка должна проходить по определенному плану.

Первый этап - это определение числового значения воздухообмена. Нужно определить количество вещества, которое должно поступать внутрь строения, чтобы соответствовать требованиям.

Второй этап - это определение минимальных габаритов воздухопровода. Очень важно выбрать правильное сечение устройства, так как от этого зависят такие вещи, как чистота и свежесть поступаемого воздуха.

Третий этап - это выбор типажа системы для монтажа. Это важный момент.

Четвертый этап - и проектирование системы вентиляции. Важно четко составить план-схему, по которой будет проводиться монтаж.

Необходимость в механической вентиляции возникает только в том случае, если естественный приток не справляется. Любая из сетей рассчитывается на такие параметры, как свой объем воздуха и скорость этого потока. Для механических систем этот показатель может достигать 5 м 3 /ч.

К примеру, если необходимо обеспечить естественной вентиляцией площадь в 300 м 3 /ч, то понадобится с калибром 350 мм. Если монтируется механическая система, то объем можно уменьшить в 1,5-2 раза.

Вытяжная вентиляция

Расчет как и любой другой, должен начинаться с того, что определяется производительность. Единицы измерения этого параметра для сети - м 3 /ч.

Чтобы провести эффективный расчет, необходимо знать три вещи: высота и площадь комнат, основное предназначение каждого помещения, усредненное количество людей, который одновременно будут находиться в каждой комнате.

Для того чтобы начать проводить расчет системы вентиляции и кондиционирования воздуха этого типа, необходимо определиться с кратностью. Числовое значение этого параметра установлено СНиПом. Здесь важно знать, что параметр для жилого, коммерческого или промышленного помещения будет отличаться.

Если расчеты ведутся для бытового здания, то кратность равна 1. Если речь идет об установке вентиляции в административном строении, то показатель равен 2-3. Это зависит от некоторых других условий. Чтобы успешно провести расчет, нужно знать величину обмена по кратности, а также по количеству людей. Необходимо брать наибольшее значение расхода, чтобы определить требуемую мощность системы.

Чтобы узнать кратность обмена воздуха, необходимо умножить площадь помещения на его высоту, а после этого на значение кратности (1 для бытовых, 2-3 для других).

Для того чтобы провести расчет системы вентиляции и кондиционирования на человека, необходимо знать количество потребляемого воздуха одним человеком и умножить это значение на количество людей. В среднем при минимальной активности один человек потребляет около 20 м 3 /ч, при средней активности показатель возрастает до 40 м 3 /ч, при интенсивных физических нагрузках объем увеличивает до 60 м 3 /ч.

Акустический расчет системы вентиляции

Акустический расчет - это обязательная операция, которая прилагается к расчету любой системы вентилирования помещения. Подобная операция осуществляется для того, чтобы выполнить несколько конкретных задач:

• определить октавный спектр воздушного и структурного вентиляционного шума в расчетный точках;
• сопоставить имеющийся шум, с допустимым шумом по гигиеническим нормам;
• определить путь снижения шума.

Все расчеты необходимо проводить в строго установленных расчетных точках.

После того как были выбраны все мероприятия по строительно-акустическим нормам, которые призваны устранить излишний шум в помещении, проводится поверочный расчет всей системы в тех же точках, что были определены ранее. Однако сюда же нужно добавить эффективные значения, полученные в ходе этого мероприятия по снижению шума.

Для проведения вычислений нужны определенные исходные данные. Ими стали шумовые характеристики оборудования, которые назвали уровнями звуковой мощности (УЗМ). Для расчета используют среднегеометрические частоты в Гц. Если проводится ориентировочный расчет, то можно использовать корректировочные уровни шума в дБА.

Если говорить о расчетных точках, то они располагаются в местах обитания человека, а также в местах установки вентилятора.

Аэродинамический расчет системы вентиляции

Такой процесс расчета выполняется только после того как уже проведен расчет воздухообмена для строения, а также было принято решение о трассировки воздуховодов и каналов. Для того чтобы успешно провести эти вычисления, необходимо составить системы вентиляции, в которой обязательно нужно выделить такие части, как фасонные части всех воздуховодов.

Используя информацию и планы, нужно определить протяженность отдельных ветвей вентиляционной сети. Здесь важно понимать, что расчет такой системы может проводиться, чтобы решить две различных задачи - прямую или обратную. Цель проведения вычислений зависит именно от типа поставленной задачи:

• прямая - необходимо определить габариты сечений для всех участков системы, задав при этом определенный уровень расхода воздуха, который будет проходить через них;
• обратная - определить расход воздуха, задав определенное сечение для всех участков вентиляции.

Для того чтобы провести вычисления этого типа, необходимо разбить всю систему на несколько отдельных участков. Основная характеристика каждого выбранного фрагмента - это постоянный расход воздуха.

Программы для расчета

Так как проводить вычисления и строить схему вентиляции вручную - это очень трудоемкий и длительный процесс, были разработаны простые программы, которые способны сделать все действия самостоятельно. Рассмотрим несколько. Одна из таких программ расчета системы вентиляции - Vent-Clac. Чем она так хороша?

Подобная программа для расчетов и проектирования сетей считается одной из наиболее удобных и эффективных. Алгоритм работы этого приложения основывается на использовании формулы Альтшуля. Особенность программы в том, что она справляется хорошо как с расчетом вентиляции естественного типа, так и механического типа.

Так как ПО постоянно обновляется, стоит отметить, что последняя редакция приложения способно проводить и такие работы, как аэродинамические расчеты сопротивления всей системы вентиляции. Также может эффективно рассчитать другие дополнительные параметры, которые помогут в подборе предварительного оборудования. Для того чтобы провести эти вычисления, программе понадобятся такие данные, как расход воздуха в начале и в конце системы, а также длина основного воздуховода помещения.

Так как вручную рассчитывать все это долго и приходится разбивать вычисления на этапы, то данное приложение окажет существенную поддержку и сэкономит большое количество времени.

Санитарные нормы

Еще один вариант расчета вентиляции - по санитарным нормам. Подобные вычисления проводятся для общественных и административно-бытовых объектов. Чтобы осуществить правильные вычисления, необходимо знать среднее количество людей, которое постоянно будет находиться внутри здания. Если говорить о постоянных потребителях воздуха внутри, то им необходимо около 60 кубометров в час на одного. Но так как объекты общественного назначения посещают и временные лица, то и их тоже необходимо брать в расчет. Количество потребляемого воздуха на такого человека около 20 кубометров в час.

Если проводить все расчеты, опираясь на исходные данные из таблиц, то при получении конечных результатов станет четко видно, что количество воздуха, поступающего с улицы гораздо больше, чем потребляемого внутри здания. В таких ситуациях чаще всего прибегают к наиболее простому решению - вытяжки примерно на 195 кубометров в час. В большинстве случаев добавление такой сети создаст приемлемый баланс для существования всей системы вентиляции.