Лого - Кондиционеры и сплит-системы
Cамые лучшие сплит-системы, кондиционеры, системы отопления и вентиляции для Вашего дома!
Последние
 ·
 ·
 ·
 ·
 ·
 ·
 ·
 ·
 ·
 ·



  [Раздел: / Дата: 27.5.12 21:04]

10.1. Гигиенические основы вентиляции

Атмосферный воздух является смесью нескольких газов и паров воды. Приземный слой атмосферного воздуха, непосредственно окружающий биосферу и используемый в системах вентиляции, имеет следующий газовый состав (по объему, %): азот — 78,1, кислород — 20,9, углекислый газ — 0,03. В небольшом количестве (около 0,95%) в воздухе присутствуют инертные газы: аргон (0,93%), неон, гелий, криптон.

Воздух современных городов загрязнен пылью, парами и газами, содержащимися в выбросах промышленных предприятий, а также выхлопными газами от автомобилей. К числу основных характеристик воздушной среды, влияющих на самочувствие, работоспособность, жизнедеятельность и здоровье человека, относятся: химический состав воздуха, (содержание в нем кислорода, углекислоты и других газов и паров); метеорологические условия (температура, влажность, подвижность воздуха, барометрическое давление); биологические характеристики (содержание пыли, наличие в воздухе помещений микроорганизмов).

Задачей вентиляции помещений является поддержание в них благоприятного для человека состояния воздушной среды в соответствии с нормируемыми ее характеристиками.

Химический состав воздуха помещений зависит от длительности пребывания в них людей, работы технологического газовыделяющего оборудования. Предельно допустимое содержание (концентрация) различных вредных газов и паров (ПДК), установленное исследованиями, приводится в ГОСТ 12.1.005— 76.

При дыхании человек поглощает из воздуха кислород и выделяет углекислый газ. В результате воздушная среда обедняется кислородом, обогащаясь СО2. И то и другое для человека вредно, особенно при больших концентрациях СО2 (свыше 3—4 % по объему).

Предельно допустимой концентрацией СО2, однако, считают до 0,1—0,2% (0,001—0,002 мг/м3), так как одновременно с СО2 воздух загрязняется и другими газами и парами. Для детских и больничных помещений ПДК СО2, например, принимают равной 0,0007 мг/м3, для жилых — 0,001 мг/м3, административных, учебных (с периодическим пребыванием людей) —0,00125 мг/м3. Загрязнения радиоактивными веществами подобны химическим загрязнениям, но более токсичны, поэтому представляют особую опасность для организма.

Нормирование метеорологических условий в помещениях тесно связано с теплообменом между человеческим организмом и окружающей средой, происходящим за счет теплопроводности, конвекцией, лучеиспусканием, а также в результате испарения влаги с кожных покровов и при выдыхании. По первым трем каналам происходит обмен явной теплотой, в последнем случае вместе с влагой воздух получает скрытую теплоту.

На конвективную теплоотдачу человека существенно влияет подвижность воздуха. С увеличением ее от 0,1 до 0,6 м/с теплоотдача возрастает вдвое. С повышением температуры воздуха снижается его относительная влажность. Увеличивается влаговыделение человеком, растет отдача скрытой теплоты. При испарении 1 г влаги человек теряет 0,2 кДж/ч (0,056 Вт).

Интенсивность теплообмена человека с окружающей средой определяется совокупностью всех метеорологических факторов: температурой, относительной влажностью, скоростью движения воздуха. Одному и тому же ощущению тепла или холода могут отвечать различные комбинации их значений.

Нормирование метеорологических параметров воздуха в закрытых помещениях производится на основе обобщения опытных данных о тепловом ощущении людей, зависящем от удельного количества теплоизбытков в помещениях, времени года, характера деятельности и длительности пребывания в них людей, а также от других факторов.

Различают оптимальные и допустимые метеоусловия. О п тималыные — это условия, являющиеся наиболее благоприятными для жизнедеятельности человека и не вызывающие неприятных ощущений, допустимые — условия, не вызывающие патологических изменений в организме даже при длительном пребывании человека в помещении. Нормативные метеорологические параметры воздушной среды в помещениях различного назначения приведены в СНиП II-33—75 и ГОСТ 12.1.005— 76.

Допустимое количество пыли в воздухе помещений нормируется в зависимости от состава и размеров частиц пыли. Весьма опасна для организма человека пыль, содержащая двуокись кремния (SiO2), окиси свинца и др. Мельчайшие частички свинцовой пыли, попавшие в организм, вызывают хроническое отравление. Чем мельче пыль и острее ее форма, тем она вреднее, так как может глубоко проникать в дыхательные пути. Некоторые виды пыли в определенной концентрации взрывоопасны (допустимые концентрации пыли указаны в ГОСТ 12.1.005—76).

Важным показателем санитарного состояния воздуха в помещениях является количество находящихся в нем микроорганизмов, число которых увеличивается при загрязнении воздуха пылью. Воздух считается загрязненным, если в 1 м3 находится более 4,5 тыс. микроорганизмов. Необходимые параметры воздушной среды в помещениях поддерживаются системами отопления, вентиляции и кондиционирования.

10.2. Способы поддержания требуемого состояния воздушной среды в помещениях и классификация вентиляционных систем

Выбор способа поддержания необходимых параметров воздушной среды в помещениях определяется многими факторами: назначением помещений, режимом работы и характером выделяющихся вредностей в них, количеством и расположением рабочих мест, оборудования и др. При этом должны максимально учитываться эксплуатационные и экономические требования.

В зависимости от выбранного способа, определяющего принцип действия систем и их конструктивное оформление, различают вентиляцию общеобменную, местную и локализующую.

При общеобменной вентиляции происходит разбавление вредностей во всем объеме помещения за счет притока свежего воздуха, который, проходя по помещению, ассимилирует выделяющиеся вредности и затем выбрасывается наружу. Количество подаваемого вентиляционного воздуха (воздухообмен) рассчитывается на разбавление выделяющихся вредностей до допустимых на рабочих местах концентраций.

Основным показателем для выбора этого способа является расположение мест нахождения людей и возможных источников выделения вредностей по всей или по значительной площади помещений. Недостаток способа — неодинаковость санитарно-гигиенических условий воздушной среды в разных местах помещений, а также возможность их недопустимого ухудшения вблизи источников выделения вредностей или мест вытяжки воздуха из помещений. Последнее необходимо учитывать и по возможности устранять соответствующим расположением и назначением необходимого числа устройств для раздачи и вытяжки вентиляционного воздуха.

В жилых и общественных зданиях устраивается общеобменная вентиляция. В помещениях, где выделение теплоты и влаги обусловливает естественный подъем воздуха, вытяжку обычно осуществляют из верхней зоны. Приточный воздух целесообразно подавать так, чтобы он доходил до людей возможно более чистым и свежим, не нарушая комфортных условий.

На рис. III.1 показано направление движения воздуха при разных схемах вентиляции. Применение схемы вентиляции «сверху вверх» (приток и вытяжка организуются в верхней зоне) целесообразно для помещений с тепловыделениями, где приточный воздух можно выгодно подавать с более низкой температурой. Схема «сверху вниз» целесообразна при местной вытяжке у тепловыделяющего оборудования и при выделении пыли; схема «снизу вверх» — в случаях, когда выделяются легкие газовые и пылевые вредности или приток подается с температурой выше tB (воздушное отопление).

В гигиеническом отношении наиболее целесообразно осуществлять подачу приточного воздуха в нижнюю зону помещения с небольшой скоростью (до 0.3 м/с, через значительное число отверстий). При такой схеме требуется больший подогрев забираемого снаружи приточного воздуха, чем при подаче в верхнюю зону. В последнем случае приточный воздух доходит до людей подогретым восходящими потоками, но одновременно и загрязненным углекислотой, водяными парами и т. д.

Установлено, что затухание скоростей воздуха по мере удаления от всасывающих отверстий (рис. III.2) происходит быстро. Падение же скорости приточного факела идет медленно (рис. III.3). Поле скоростей приточного факела меняется по мере удаления от отверстия, но эффект торможения струи достигается не сразу. Эти свойства нужно учитывать при проектировании приточных и вытяжных устройств.

Распределение приточного воздуха в помещении определяется: скоростью, направлением и температурой истечения воздуха из отверстий; формой, расположением и количеством последних; наличием в помещении тепловых струй от оборудования и потоков у вытяжных отверстий или из соседних помещений и др. Различают струи свободные и стесненные (строительными конструкциями), настилающие (направленные вдоль поверхности ограждения), затопленные (в вентилируемом объеме), изотермические и неизотермические. По форме поперечного сечения, в зависимости от формы приточного отверстия (насадка), струи делятся на круглые или осесимметричные, которые иногда называют компактными, плоские и веерные (или радиальные). Практически все приточные вентиляционные струи являются турбулентными.

Системы общеобменной вентиляции, обеспечивающие наиболее полную обработку (до нужных параметров) приточного вентиляционного воздуха и автоматическое поддержание в помещениях заданного состояния воздушной среды, получили название систем кондиционирования воздуха (СКВ). Обычно СКВ устраиваются в помещениях с большим количеством людей в целях создания комфортных условий воздушной среды, а также по требованиям технологии производства.

Системы локализующей вентиляции обеспечивают улавливание вредностей в местах их выделения и удаление наружу через местные отсосы. При этом исключается распространение вредностей по помещению. Локализующая вентиляция широко применяется на промышленных предприятиях.

В качестве местных отсосов в системах локализующей вентиляции применяют вытяжные шкафы (рис. III.4,б), зонты, особенно рациональные при восхождении нагретых струй (рис. III.4, а). В случаях, когда по технологическим требованиям источник вредностей нельзя укрыть (ванны и др.), устраивают бортовые отсосы со значительной скоростью всасывания у края ванны (рис. III.4,г), ванны-передувки, снижающие объем отсоса, но требующие организации притока (рис. III.4, д). При неравномерном выделении значительных объемов вредностей целесообразно применение емких ширм (рис. III.4,в).

Для поддержания необходимых условий воздушной среды только на рабочих местах применяются системы местной вентиляции: воздушный душ, воздушный оазис.

Воздушный душ (рис. III,5)—это струя воздуха с нужными параметрами, накрывающая рабочее место. Он эффективен при воздействии на людей лучистой теплоты, например от печей, раскаленного металла и т. д.

Эффект воздушного душирования зависит от правильности назначения соответствующих скоростей и температуры воздуха в струе.

Воздушный оазис — это часть помещения, в котором за счет местного притока свежего воздуха обеспечиваются благоприятные параметры воздушной среды при наличии неблагоприятных условий в остальном объеме помещения.

Разновидностью местных систем являются также воздушные завесы у входов в помещения для предотвращения врывания в них холодного наружного воздуха.

По используемому источнику энергии для перемещения воздуха системы могут быть с естественными (естественная вентиляция) и искусственными (системы механической вентиляции) источниками побуждения движения воздуха.

В качестве системы естественной вентиляции наиболее часто применяются гравитационные системы, основанные на использовании разных плотностей наружного и внутреннего воздуха.

Достоинство гравитационных систем заключается в простоте устройства и экономичности в эксплуатации. Однако в связи с незначительностью располагаемого давления радиус действия таких систем невелик. К гравитационным системам относятся аэрация, гравитационные канальные системы.

При аэрации (рис. III.6, а) воздух поступает в помещения и удаляется из них через проемы в наружных ограждениях зданий — окна, фонари, фрамуги.

В гравитационных канальных системах (рис. III.6, б) наружный вентиляционный воздух сначала поступает через отверстия в ограждениях зданий или через шахты в каналы, устраиваемые обычно в стенах здания (реже приставные), а затем по ним транспортируется в помещения. Удаление воздуха из помещений также осуществляется по каналам.

По организации воздухообмена в помещениях вентиляционные системы подразделяются на приточные и вытяжные. Первые нагнетают чистый воздух в помещения, вторые удаляют загрязненный воздух в атмосферу. Иногда устраивают одну систему, например только вытяжную — в курительной, санузле (возмещение подсоса наружного воздуха через неплотности или из соседних помещений) или только приточную — в кабине крановщика в цехе с химическими вредностями. Чаще устраивают и ту и другую системы, т. е. приточно-вытяжную вентиляцию.

Вентилирование помещений значительно облегчается при автоматизации и герметизации технологического оборудования, пневматическом транспортировании отходов, гидрообеспыливании (увлажнении в пылящих производствах).

Если удаляемый воздух содержит особо вредные или пахучие примеси, то приходится организовывать предварительную обработку выбрасываемого воздуха или выводить его в верхние слои атмосферы, устраивать высокие шахты или выпускать с большой скоростью (факельный выброс). Местоположение и оформление выпусков должно соответствовать господствующему направлению ветра и устранять выпадение вредностей в населенных местах или вблизи воздухозаборных устройств.

Механическая вентиляция устраивается в тех случаях, когда невозможно применить аэрацию (при наличии газов, паров и других вредностей в наружном воздухе, т. е. при необходимости его обработки; в случае отсутствия аэрационных проемов или невозможности установки вытяжных шахт; при значительных местных выделениях ядовитых, взрывоопасных веществ; наличии внутри здания большого количества перегородок, препятствующих току воздуха и др.). Часто устраивают смешанные системы: для теплого периода — аэрацию, для холодного — искусственную (с механическим побуждением) приточную вентиляцию и естественную вытяжку через шахты или фонари. При незначительных выделениях вредностей рационально применение сосредоточенной горизонтальной подачи приточного воздуха со значительной скоростью (зрительные залы, ангары, механосборочные цеха). При этом экономия металла составляет примерно 80 % по сравнению с устройством разветвленной приточной системы.

10.3. Определение расчетных расходов воздуха в системах вентиляции

Общеобменная вентиляция

Принцип действия общеобменной вентиляции, как указывалось, заключается в том, что с помощью ветиляционного воздуха выделяющиеся в помещение вредности (теплоизбытки, газы и др.) удаляются наружу. В соответствии с этим принципом количество подаваемого в помещения воздуха (расчетный воздухообмен) должно обеспечивать разбавление выделяющихся вредностей до допустимых концентраций, а также поддержание допустимых метеорологических параметров воздушной среды на рабочих местах. Выполнение этого условия, учитывая, что расчет ведется на полный объем помещения, обеспечивается также рациональным относительно рабочих мест и выделяющего вредности оборудования размещением приточных и вытяжных отверстий, а также их конструктивным оформлением.

В расчетах часто пользуются кратностью воздухообмена К, представляющей собой отношение объема вентиляционного воздуха V, м3/ч, к внутреннему объему помещения Vпом

(знак « + » соответствует кратности притока, знак « —» — кратности вытяжки).

По кратности, приведенной в СНиП для проектирования соответствующих помещений, определяется воздухообмен:

Многообразие технологических условий и вредностей часто не позволяет нормировать кратность воздухообмена производственных помещений. В этих случаях он рассчитывается по фактическим данным. За расчетный воздухообмен принимается наибольшее из значений, полученных при подсчете необходимого воздухообмена для борьбы с выделениями теплоты, влаги, вредных газов, паров и пыли.

Определение воздухообмена для удаления избыточной теплоты. При выделении в помещения избыточной явной теплоты воздухообмен V, м3/ч, определяется из выражения:

Температура tух определяется по формуле (II.4), где градиент ?t принимается равным 1—2 К/м, а высота h — расстоянию от пола до центра вытяжных отверстий.

При принятии Qизб в ваттах формула (III.3) получает вид

Для жилых и общественных помещений, имеющих обычно небольшие высоту и теплоизбытки, принимают tyx=tB воздуха на рабочих местах, задаваемую СНиП II-33—75 и ГОСТ 12.1.005—76.

Температуры tпр и tB назначаются в зависимости от времени года и заданного уровня поддержания метеорологических параметров воздуха в помещениях (допустимые или оптимальные). Так, при подаче наружного вентиляционного воздуха в теплый период без тепловлажностной обработки нормы для разных помещений допускают принимать tB на 3—5°С выше температуры наружного воздуха (но не больше 27—28 °С).

При тепловлажностной обработке приточного воздуха (подогрев наружного воздуха в холодный период и охлаждение — в теплый) его температура tпр должна быть ниже температуры tB воздуха на рабочих местах, причем нормируемая разница tB — tпр в зависимости от места и способа раздачи воздуха колеблется от 1 до 12 °С. Для снижения расчетного воздухообмена необходимо брать возможно большее значение разности tух-tпр.

Избыточное количество теплоты в помещениях, подлежащее удалению вентиляцией, определяется выражением

Наряду с теплопоступлением от людей (табл. III. 1), солнечной радиации, искусственного освещения, электродвигателей, поверхности технологического оборудования, через загрузочные проемы промышленных печей, может иметь место и расход теплоты, например на нагревание материалов и транспорта.

Теплопоступления от солнечной радиации Qc через остекленные проемы и через совмещенные покрытия определяются на основании эмпирических данных по СНиП II-33—75 в зависимости от вида остекления, наклона остекленной поверхности к горизонту, географической широты места, затенения световых проемов, конструкции совмещенного покрытия. Снизить такие теплопоступления можно озеленением участков, покрытием наружных ограждений светлой краской, забеливанием окон, устройством у них ставен, жалюзи, а иногда и охлаждением ограждений водой (водяные резервуары с неподвижной или проточной водой над покрытиями, расположение над последними орошаемых пористых материалов).

Теплопоступление от освещения Qосв МОЖНО ОПределить по формуле

где Е — освещенность, лк; F — площадь помещений, м2; qоcв — удельные выделения теплоты, Вт, на 1 лк освещенности (от 0,05 до 0,13 для люминесцентных светильников и от 0,13 до 0,25 для ламп накаливания); ηосв—доля тепловой энергии, попадающей в помещение; если лампы находятся вне помещения (за остекленной поверхностью) или в потоке вытяжного воздуха, то в помещение попадает доля тепла ηосв = 0,55÷0,85.

Теплопоступление от электродвигателей Qэл и механического оборудования определяется из уравнения

Произведение Nукиспкзагркодн выражении (III.7) соответствует фактически расходуемой электроэнергии, которая почти полностью превращается в тепло. Величина (1—η) определяет долю тепла, выделяемого электродвигателем и электрическим оборудованием, a (ktη) —долю теплоты, выделяемой механическим оборудованием, приводимым в действие электродвигателем.

Объем отсасываемого воздуха от кожухов шлифовальных, заточных и полировальных кругов определяют из выражения:

где d — диаметр круга, мм; V — объем отсоса, приходящийся на 1 мм диаметра круга, м3/с.

При заточных и шлифовальных кругах V = 1,6÷2,0 (при диаметрах круга от 600 до 250 мм), при войлочных и полировальных— 4, при матерчатых — 6 м3/с.

Производительность воздушного душа с шириной на рабочем месте 1—1,2 м определяется из выражения (III.21), только в этом случае за F принимается площадь живого сечения душирующего патрубка диаметром D, а за v - скорость движения воздуха в его сечении.

Скорость выпуска воздуха из патрубка рассчитывается по специальной методике и должна обеспечивать необходимую подвижность воздуха на рабочем месте.

В.М. Гусев, Н.И. Ковалев, В.П. Попов, В.А. Потрошков
Теплотехника, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха
Стройиздат, Ленинградское отделение, 1981

 





DAIKIN - Ростов-на-Дону, Ворошиловский просп., д. 52, т. +7(863) 290-4245
PANASONIC - Ростов-на-Дону, Стачки просп., д. 26, т. +7(863) 244-8344

Галерея схем и фото | Сайты - кондиционеры, системы отопления

©2007-2008 Климаткомфорт. Все права защищены.