Тема 2 ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА

6 часов. Общие сведения. Классификация систем вентиляции. Приточная и вытяжная вентиляционные струи. Особенности формирования. Воздухораспределительные устройства и решетки, устанавливаемые в помещении. Воздухозаборные устройства и решетки, устанавливаемые в помещении. Местные отсосы. Расчет вредностей и воздухообмена в помещении в холодный период года. Расчет вредностей и воздухообмена в помещении в теплый период года. Схемы организации воздухообмена в помещении. Утилизаторы теплоты сбросов. Шумоглушители систем механической вентиляции. Типы вентиляторов. Воздухоподготовка в системах вентиляции. Калориферы, камеры орошения. Основные сведения по подбору вентиляционного оборудования и воздуховодов.

Конструктивные элементы вентиляции индивидуального жилого дома и квартиры в многоэтажном жилом доме. Конструктивные элементы систем вентиляции многоэтажного жилого дома : вентиляционные шахты, дефлекторы, вентблоки и др.

Вентиляция в переводе с латинского языка – «проветривание», т. е. обновление воздуха помещения. Проветривание помещения может быть естественным: неорганизованным и организованным, а также искусственным.

Для любого естественного проветривания помещения необходимым является наличие или разности температур воздуха помещения и наружного, или воздействия ветра, или совместного их действия, вызывающее гравитацию воздуха помещения.

При неорганизованном проветривании, которому способствуют форточки, оконные и дверные проемы, камины, а также различные неплотности в строительных конструкциях, воздухообмен помещения получается естественным, произвольным, нерегулируемым. В этом случае параметры воздушной среды помещения неуправляемы.

Но так как в помещениях чаще всего должна создаваться определенная воздушная среда, отвечающая санитарно-гигиеническим или технологическим требованиям, возникает необходимость в организованном воздухообмене, т. е. в замене воздуха расчетного регулируемого количества, естественным или искусственным путем, т.е. организованной вентиляцией.

Организованная вентиляция – естественный или искусственный регулируемый воздухообмен в помещениях, обеспечивающий создание воздушной среды в соответствии с санитарно-гигиеническими и технологическими требованиями норм.

Классификация систем вентиляции:

ü по назначению: приточные (чистый воздух подается в помещение), вытяжные (загрязненный воздух удаляется из помещения)

ü по способу перемещения воздуха: естественная (удаление или подача воздуха происходит под действием разности давлений внутреннего и наружного воздуха и действием ветра) и механическая (воздух перемещается под действием давления создаваемого вентилятором)

ü по способу организации воздухообмена в помещении: общеобменная (предусматривается для создания одинаковых условий воздушной среды во всем помещении), местная (загрязненный воздух удаляется прямо от мест его загрязнения), смешанная (комбинация общеобменной и местной в промышленных зданиях), аварийная (для удаления внезапно неожиданно выделившихся вредных веществ в количестве, значительно превышающем ПДК) и противодымная (для обеспечения эвакуации людей на начальной стадии пожара)

ü по способу подачи воздуха: канальная (воздух подается и удаляется по специально предназначенным для этого каналам и воздуховодам) и бесканальная (воздух проходит через отверстия в наружных ограждениях)

Организованная вентиляция является совокупностью инженерно-технических средств и архитектурных решений здания и представляет собой систему, которая может быть сложной, включающей в себя комплекс инженерных устройств (воздухоподготовку, транспортировку, подачу и удаление воздуха), а может быть значительно проще – система «фрамуги-фонари».

В любом случае архитектурное решение помещения должно способствовать осуществлению воздухообмена. Архитектурная деталь здания может являться составной частью системы вентиляции. Архитектурное решение помещения может способствовать эффективному действию системы вентиляции и, наоборот, без учета особенностей вентиляционных решений нарушать воздухообмен помещений.

Высокое качество распределения воздуха в объеме помещения обеспечивается синтезом технологических инженерных и архитектурных средств. Большей частью устройства для распределения воздуха включают в интерьер самых ответственных помещений объекта и часто резко снижают его эстетические свойства (достоинства). В помещениях малых объемов, требующих малых воздухообменов, как правило, бывает по одному приточному и вытяжному устройству (порой – по одному из них) простых форм и незначительных размеров. В помещениях больших объемов устройства распределения воздуха представляют собой сложную систему, состоящую из сети каналов, транспортирующих воздух, снабженных приточным и вытяжным устройствами принятой формы, расчетных размеров и количеств.

Решение схемы системы воздухообмена помещения – сложная задача, так как характер и скорость перемещения ее воздуха зависят одновременно от многих факторов: от вида выделяющихся вредностей и степени равномерности их выделения в помещении; от разности температур воздуха приточной струи и помещения; от скорости и количества воздуха; от степени загромождения помещения оборудованием, людьми, животными, от подвижности работающих агрегатов технологических линий, транспортных средств, людских потоков и в том числе – от места расположения и конструктивного решения приточных и вытяжных устройств помещения. Последний фактор определяет главную взаимосвязь с архитектурно-строительным проектированием.

Решение схемы системы воздухообмена базируется в основном на закономерностях движения приточных струй, а не вытяжных, и поэтому – на конструктивном решении приточных устройств.

Приточная струя воздушного потока – компактная и дальнобойная, выходя из отверстия, расширяется, вовлекая (эжектируя) в циркуляцию большое количество окружающего воздуха, при этом скорость струи затухает, а факел ее размывается. Область действия ее значительно больше области действия всасывающей струи у вытяжного отверстия. В отличие от приточного к вытяжному отверстию воздух из помещения равномерно притекает со всех сторон. Даже при значительной скорости всасывания уже на небольшом расстоянии от вытяжного отверстия не наблюдается заметного движения воздуха. Скорость воздуха в вытяжных устройствах не оказывает существенного влияния на скорость движения воздуха помещения, но положение вытяжного отверстия влияет на характер воздушных потоков.

Воздухообмен в помещении может организовываться по следующим схемам:

а) «снизу вверх»: приток дается в рабочую зону, вытяжка производится из верхней зоны; применяется при одновременном выделении теплоты и пыли

 

б) «сверху вниз»: приток – в верхнюю зону, вытяжка – из рабочей зоны; применяется при одновременном выделении пыли и тяжелых газов

 

в) «сверху вверх»: воздух подается и удаляется из верхней зоны; применяется в жилых и общественных помещениях

return false">ссылка скрыта

г) «снизу вверх и вниз»: приток – в рабочую зону, вытяжка – из верхней и рабочей; при выделении пыли и газов с различной плотностью и при недопустимости их скопления в верхней зоне

д) «сверху и снизу вверх»: приток – в верхнюю и рабочую зоны, удалений – из верхней зоны; применяется при одновременном выделении теплоты и влаги или только влаги

е) «снизу вниз»: воздух подается и удаляется из рабочей зоны; применяется при небольшой высоте помещения и наличии местных отсосов от источников вредных выделений.

 

Воздухообмен в помещениях определяется отдельно для теплого и холодного периодов при плотности приточного и удаляемого воздуха кг/м3 по формулам:

– по избыткам явной теплоты

– по избыткам полной теплоты

– по избыткам влаги (водяного пара)

– по массе выделяющихся вредных веществ

– по нормируемой кратности воздухообмена

– по нормируемому удельному расходу приточного воздуха или

– расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м3/ч; – избыточный явный и полный тепловой потоки в помещение, Вт; – теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/(м3×°С); – температура воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения, удаляемого системами местных отсосов, и на технологические нужды, °С; – температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, °С; – температура воздуха, подаваемого в помещение, °С; – избытки влаги в помещении, г/ч; – влагосодержание воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, г/кг; – влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, г/кг; – влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение, г/кг; – удельная энтальпия воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, кДж/кг; – удельная энтальпия воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, кДж/кг; – удельная энтальпия воздуха, подаваемого в помещение, кДж/кг; – расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, мг/ч; – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом соответственно из обслуживаемой или рабочей зоны помещения и за ее пределами, мг/м3; – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м3; – объем помещения, м3; – площадь помещения, м2; – число людей (посетителей), рабочих мест, единиц оборудования; – нормируемая кратность воздухообмена, ч-1; – нормируемый расход приточного воздуха на 1 м2 пола помещения, м3/(ч×м2); – нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 чел., м3/ч, на 1 рабочее место, на 1 посетителя или единицу оборудования.

За расчетное значение воздухообмена при проектировании вентиляционных установок принимается большее из полученных по формулам значение.

Воздушная среда помещения, как уже было сказано выше, должна иметь определенные постоянные параметры. Вместе с тем воздушная среда помещения находится в зависимости от выделяющихся в помещение вредностей и от параметров наружного воздуха. Для ассимиляции вредностей в воздухе помещения недостаточно только заменять его определенным количеством наружного воздуха, но и необходимо этот наружный воздух подготовить должным образом.

В организованной вентиляции, обеспечивающей подачу воздуха в помещение, воздухоподготовка заключается в очистке и нагреве его и осуществляется в приточных камерах.

Воздух забирается снаружи через воздухоприемное устройство, которое должно быть расположено в продуваемой незагрязненной зоне. По отношению к каким-либо источникам загрязнения оно должно находится с заветренной стороны на расстоянии по горизонтали не менее 12 м и по вертикали не менее 6 м. Архитектурная форма воздухоприемного устройства должна быть увязана с внешним оформлением здания. Для предотвращения засорения, отверстие для поступления наружного воздуха должно располагаться на высоте не менее 2 м от земли и быть закрыто решеткой. Воздухоприемное устройство может быть выполнено как отверстие в наружном ограждении, как приставная шахта, как отнесенная на какое-то расстояние от стены здания или как шахта, выведенная над крышей здания.

Очистка воздуха от пыли может осуществляться: перед подачей наружного воздуха в вентилируемое помещение и при подмешивании к наружному воздуху рециркуляционного воздуха помещения. Производится она в секциях очистки воздуха. Секция очистки воздуха, часто которую называют фильтром, предназначена для снижения в обрабатываемом воздухе концентрации механических примесей и доведения этого параметра до уровня ниже ПДК. Второе назначение секции фильтрации – защита теплообменных поверхностей (в утилизаторах теплоты, калориферах и воздухоохладителях) от загрязнений механическими примесями. В секциях грубой очистки могут применяться металлизированные сетки и ткани из синтетических волокон. Конструктивно фильтрующие элементы могут быть оформлены в виде ячеек (панелей), гофрированных листов, карманов различной длины и т.д. Фильтры грубой очистки (по европейскому стандарту EUROVENT 4/5 классы EU1…EU4) имеют степень очистки 65…90%; фильтры среднего класса (EU5…EU9) имеют степень очистки до 95%.

Изменение температуры и влажности воздуха можно осуществить с помощью поверхностных теплообменников и камер орошения; в контакте со средой, обрабатывающей воздух, а также путем смешения наружного воздуха с рециркуляционным.

Обработка воздуха в поверхностных теплообменниках – в калориферах – осуществляется средой: теплоносителем (паром, водой, газом, электричеством) при нагревании.

При обработке воздух не контактирует с теплопередающей средой, а теплопередача осуществляется через металлическую поверхность теплообменника. Передача теплоты в теплообменниках от рабочей среды к воздуху (при нагреве) происходит при неизменном влагосодержании.

Калориферы – стальные и оцинкованные паровоздушные или водо-воздушные теплообменники, применяемые в основном для сухого нагрева.

Для обработки расчетного количества воздуха от температуры tН до tВ могут потребоваться несколько калориферов и тогда их размещают и питают теплоносителем по последовательной или параллельной схеме движения воздуха и теплоносителя.

Стальные калориферы рассчитаны на рабочее давление 1,2 Па. По движению теплоносителя они подразделяются на одноходовые для пара (КП) и многоходовые (обычно четыре хода) для воды (KB) и каждые из перечисленных бывают двух моделей: средние (С) глубиной 120 мм и большие (Б) глубиной 220 мм. Каждая модель калорифера общепромышленного применения имеет несколько номеров, отличающихся друг от друга габаритами, а значит, и поверхностью нагрева.

Для нагрева воздуха кроме паро-воздушных, водовоздушных калориферов используют электрокалориферы с регулируемым электронагревом и огневоздушные кирпичные калориферы, работающие на топочных газах. Огневоздушные калориферы очень громоздки. В настоящих условиях они применяются редко, чаще восстанавливаются при реконструкции старых зданий – памятников (храмы, музеи).

Так как поверхность нагрева при установке типовых калориферов принимается с запасом на 10...20%, для получения расчетного значения температуры воздуха, как правило, установка калориферов снабжается обводным клапаном. Клапан монтируют над калорифером или сбоку, и степень его открытия определяется требуемой температурой смеси.

Секции утилизации теплоты предназначены для повторного применения теплоты или холода, забираемых от уходящего воздуха систем вентиляции и кондиционирования, от технологических потоков и местных отсосов и т.п. В системах кондиционирования воздуха в качестве утилизаторов тепловой энергии применяются пластинчатые рекуперативные теплообменники с перекрестным движением теплоносителей (рисунок 7, а), роторные теплообменники регенеративного типа (рисунок 7, б) и теплообменники с промежуточным теплоносителем. В отдельных случаях применяются теплообменники-утилизаторы на тепловых трубках. Применение секции утилизации теплоты должно обосновываться технико-экономическими расчетами. Тип секции утилизации теплоты определяется характеристиками потоков и требованиями, предъявляемыми к помещению, в котором необходимо осуществлять кондиционирование воздуха.

Наибольшее применение в технике кондиционирования воздуха получили пластинчатые теплообменники-утилизаторы. В случае переноса теплоты в теплообменнике между воздушными средами процесс может идти с конденсацией водяных паров в одном из трактов, причем в зависимости от периода года это может происходить и на тракте удаляемого воздуха и на тракте приточного воздуха. При наличии конденсации влаги теплообменники комплектуются поддонами для сбора конденсата и сепараторами для предотвращения уноса капель в последующие элементы воздушного тракта.

Перемещение воздуха в системах механической вентиляции осуществляется с помощью давления, создаваемого таким устройством как вентилятор. По принципу действия и назначению вентиляторы подразделяются на радиальные, осевые, крышные и потолочные.

Обычный радиальный вентилятор состоит из трех основных частей: рабочего колеса с лопатками, улиткообразного кожуха и станины с валом, шкивом и подшипниками. Работа радиального вентилятора заключается в следующем: при вращении рабочего колеса воздух поступает через входное отверстие в каналы между лопатками колеса, под действием центробежной силы перемещается по этим каналам, собирается спиральным кожухом и направляется в его выходное отверстие. Вентилятор, у которого колесо правильно вращается по часовой стрелке при наблюдении со стороны всасывания, называются вентиляторами правого вращения, а против часовой стрелки – левого вращения (правильным считается вращение колеса по ходу разворота спирали).

Простейший осевой вентилятор состоит из рабочего колеса, закрепленного на втулке и насаженного на вал электродвигателя, и кожуха (обечайки), создающего направленный поток воздуха.

Недостатки: больший уровень шума при работе; неспособность преодоления больших сопротивлений и, как следствие, малый радиус действия и неспособность работы на разветвленную сеть.

Преимущества: сравнительно небольшая масса; компактность, возможность включения непосредственно в сеть воздуховодов.

Крышный вентилятор представляет собой вентиляционный агрегат, приспособленный для установки вне помещений на бесчердачном покрытии производственных и общественных зданий вместо большого числа вытяжных шахт или аэрационных фонарей. Их вал имеет вертикальное положение, а рабочее колесо вращается в горизонтальной плоскости. Они бывают радиальные (применяют только для установок общеобменной вытяжной вентиляции как без сети, так и с сетью воздуховодов) и осевые (применяются только для децентрализованных установок общеобменной вытяжной вентиляции без сети воздуховодов).

Потолочные вентиляторы предназначены для периодического увеличения скорости движения воздуха в теплый период года в производственных и общественных зданиях. Потолочный вентилятор состоит из двигателя, на вал которого насажены лопасти. Двигатель с помощью системы подвеса крепят к арматуре или специальному устройству в перекрытии здания.

Вентилятор подбирают по подаче и требуемому полному давлению вентилятора, пользуясь рабочими характеристиками, приведенными в справочной литературе.

Основным недостатком систем вентиляции вообще является высокий уровень шума, создаваемый ими при работе. Разделяют два вида шума – аэродинамический и механический.

Аэродинамический шум образуется вследствие вихреобразования у лопастей колеса и кожуха вентилятора. Механический шум создается от вибрации лопастного колеса, кожуха и электродвигателя, а также от подшипников, передачи и других элементов вентиляторной установки.

Наиболее часто применяемые шумоглушители конструктивно делятся на пластинчатые и трубчатые. Главная их особенность – наличие развитых поверхностей, облицованных звукопоглощающим материалом.

Пластинчатый шумоглушитель представляет собой коробку из тонкого металлического листа, проходное сечение которой разделено пластинами или ячейками, облицованными звукопоглощающим материалом.

Звукопоглощающие материалы (минеральная вата, войлок из органических волокон, стекловолокно и пр.) различной толщины имеют противоабразивную обработку для снижения потерь напора из-за трения, также они могут иметь покрытие из синтетического очень легкого материала, например, пластика. Ячейки могут располагаться между двумя слоями металлического перфорированного листа. Расстояние между ячейками колеблется от 75 до 300 мм, в зависимости от размеров шумоглушителя. При равенстве сечений на входе и выходе, увеличение количества ячеек приводит к снижению шума, но в то же время, соответственно, увеличивает потери давления.

Трубчатый шумоглушитель выполняется в виде двух круглых или прямоугольных труб, вставленных одна в другую. Пространство между наружной (гладкой) и внутренней (перфорированной) трубой заполнено звукопоглощающим материалом, например, стекловолокном, покрытым тонким слоем пластика. Размеры внутренней трубы совпадают с размерами воздуховода, на котором устанавливается шумоглушитель.

Трубчатые шумоглушители применяют на воздуховодах диаметром до 500 мм.

Величина понижения шума в шумоглушителе, при равных показателях скорости воздуха, зависит, главным образом, от толщины и местоположения звукопоглощающих слоев, а также длины самого шумоглушителя, имеющего, как правило, стандартную длину 600, 900 и 1200 мм.

Воздухораспределитель представляет собой устройство, через которое воздух из приточного воздуховода поступает в помещение.

По конструктивному исполнению воздухораспределители и устройства воздухоудаления весьма разнообразны: решетки, плафоны, сопла, перфорированные панели и воздуховоды, панели с форсунками, направляющими струю, различного рода насадки, например вихревые, для подачи в рабочую зону с малыми скоростями и др.

Решетки могут быть приточными и вытяжными. Те и другие бывают регулируемыми и нерегулируемыми; круглой, квадратной, прямоугольной формы; металлические (чаще стальные или алюминиевые) или пластмассовые; с декоративным оформлением или без него; различных расцветок и размеров; с направлением потока приточного (или с забором удаляемого) воздуха в одну, две, три или четыре стороны. Специальные модификации решеток предназначаются для работы во влажных и агрессивных средах (в бассейнах, производственных помещениях).

В зависимости от конструкции решетки создают компактные, плоские, неполные веерные или иные типы струй.

Некоторые конструкции решеток являются универсальными и применяются как в приточных, так и в вытяжных системах.

Устанавливаются решетки приточных и вытяжных устройств чаще на стенах выше обслуживаемой зоны. В то же время они могут быть специально предназначенными для установки в потолке (для вытяжки, притока или универсальные), либо для напольной раздачи или удаления воздуха.

Существуют также переточные решетки, предназначенные для перетока воздуха из одного помещения в другое. Переточные решетки обычно выполняются из пластмассы и могут быть настенные или дверные, различных цветов, звуко- и светонепроницаемые.

Щелевые воздухораспределители создают плоские струи. По сравнению с решетками, при одинаковой площади выпуска воздуха, щелевые воздухораспределители формируют струю с большей дальнобойностью. Плоская на истечении струя на расстоянии, равном 6L (L – размер длинной стороны щелевого распределителя), трансформируется в круглую, и ее течение подчиняется законам осессиметричных струй.

Щелевые воздухораспределители бывают приточные и вытяжные, нерегулируемые и с регулированием расхода и направления выпуска воздуха, а также стальные, алюминиевые, иногда пластмассовые. Они предназначаются для настенной, потолочной и напольной установки.

Плафонаминазывают воздухораспределители, предназначенные для размещения на потолке и создающие веерные или конические струи. Иногда используют плафоны для настенной и напольной установки.

По конструкции плафоны могут быть дисковыми и многодиффузорными.

Дисковые плафоны имеют плоский диск, оставляющий между собой и корпусом воздухораспределителя кольцевую щель, через которую истекает рассеянная коническая струя. Многодиффузорные плафоны состоят из ряда конусов с увеличивающимися диаметрами. Они одновременно могут создавать веерные струи, настилающиеся на потолок и осесимметричная струя, обладая малой дальнобойностью, размывается уже на расстоянии, равном двум-четырем диаметрам патрубка.

Плафоны могут быть приточные и вытяжные, а также универсальные, регулируемые и нерегулируемые; круглой, квадратной, прямоугольной формы; металлические или пластмассовые; различных расцветок и размеров.

Дисковые и многодиффузорные плафоны могут иметь регуляторы расхода воздуха и характеристик струи.

Есть также приточные плафоны с закруткой потока. Наиболее распространенной среди них является конструкция, в которой выпуск воздуха осуществляется через неподвижные лопасти или вращаемые потоком воздуха. Причем поворот лопастей к потоку может быть регулируемый или нерегулируемый.

При выпуске воздуха через воздухораспределитель такой конструкции образуется свободно закрученная струя, характеризующаяся быстрым падением скоростей (быстрой ассимиляцией).

Воздухораспределители с закруткой потока выполняются из металла или пластика и могут иметь не только круглую, но и квадратную форму, в основном для потолочной установки.

Насадки с форсунками состоят из воздухораспределительной панели и камеры постоянного давления, через которую подводится приточный воздух. На воздухораспределительной панели определенным образом располагаются форсунки, через которые воздух подается в помещение отдельными закрученными струями. Форсунки могут поворачиваться на 360°, поэтому направление каждой струи может быть отрегулировано в отдельности. Приточные насадки, снабженные воздухораспределительной панелью с форсунками, разнообразны по форме. Они бывают круглые, квадратные и «линейные». Плотность расположения форсунок на панели также может быть различная.

Сопловые воздухораспределители предназначены для раздачи воздуха с высокими скоростями истечения (до 30-40 м/с). При использовании системы воздухораздачи с направляющими соплами воздух подается основными и направляющими струями. Основные компактные струи создаются небольшим числом обычных воздухораспределительных решеток, через которые 70-90% всего подаваемого воздуха выпускается с малой начальной скоростью (до 4 м/с). Дополнительные горизонтальные и вертикальные (или только горизонтальные) конические сопла, расположенные вдоль оси основной струи, создают дополнительные направляющие струи, имеющие большую начальную скорость. Горизонтальные направляющие струи сообщают дополнительные импульсы основным струям, чем увеличивают длину зоны эффективного действия системы по сравнению с сосредоточенной подачей, а также компенсируют воздействие вертикальных направляющих струй на основные струи.

Перфорированный воздухораспределитель– один из видов воздухораспределителя, представляющий собой панель с перфорацией или воздуховод круглого или прямоугольного сечения с небольшими отверстиями (перфорацией) в стенках, расположенными в несколько рядов.

С помощью перфорированного воздухораспределителя создаются хорошо проветриваемые отдельные зоны в помещении. Для этого перфорированные панель или воздуховод размещают непосредственно над рабочим местом таким образом, что оно оказывается «затопленным» значительными объемами приточного воздуха без активного перемешивания с окружающим воздухом. Широкое применение перфорированные воздухораспределители получили в общественных зданиях, в помещениях малой высоты, так как позволяют обеспечить небольшие скорости воздуха в обслуживаемой зоне при большой кратности воздухообмена.

Основной характеристикой перфорированного воздухораспределителя является коэффициент живого сечения, то есть отношение площади отверстий ко всей площади поверхности, на которой они размещены. Чем больше коэффициент, тем быстрее «затухает» струя.

При раздаче воздуха через перфорированные панели и перфорированные воздуховоды удаление воздуха из помещения возможно как из рабочей зоны, так и из верхней зоны.

Для удаления воздуха выпускаются перфорированные решетки, которые состоят из перфорированной стальной пластины, укрепленной на алюминиевой раме. Перфорированные решетки могут иметь клапаны регулирования расхода воздуха.

Насадки для подачи воздуха в рабочую зону представляют собой класс низкоскоростных (менее 0,2 м/с) воздухораспределителей для создания малотурбулентного потока. Они применяются в схемах воздухораспреде-ления типа «displacement ventilation» (вентиляция вытеснением).

Такой метод основан на использовании естественных конвективных потоков, восходящих от тепловых источников (в том числе от людей) в помещении. Чистый приточный воздух, раздаваемый в помещении низкоскоростными воздухораспределителями, затапливает рабочую зону помещения, вытесняя нагретый загрязненный воздух в верхнюю зону помещения, откуда он удаляется через обычные вытяжные устройства.

Воздухораспределитель состоит из перфорированной наружной стальной облицовки и примыкающей к ней вплотную изнутри ячеистой проставки с размером отдельной сотовой ячейки 20 × 20 или 25 × 25 мм и глубиной 100-150 мм. Подвод воздуха осуществляется через камеру постоянного давления сбоку или сверху по отношению к перфорированной панели.

Воздухораспределители данного типа устанавливаются в нижней части помещения от уровня пола по периметру помещения. Из имеющихся разнообразных по форме воздухораспределителей можно подобрать такие, чтобы внешний вид устройства хорошо сочетался с интерьером помещения.

Применение насадок для подачи воздуха в рабочую зону по схеме «вентиляция вытеснением» рекомендуется в торговых залах магазинов, аудиториях, спортивных залах, кухнях, учреждениях, лабораториях и различного рода производственных помещениях без вредных выделений.

Воздухораспределители с очисткой воздуха используются в «чистых помещениях». Областью применения воздухораспределителя являются реанимационные помещения, операционные залы больниц, палаты для недоношенных детей роддомов; в фармацевтической, электронной, оптической, пищевой промышленности.

Скорость подачи воздуха через фронтальное сечение воздухораспределителя колеблется от 0,15 до 0,45 м/с.

Воздухораспределитель может быть установлен на индивидуальном каркасе или встроен в подвесной потолок.

Местная вентиляция так же как и общеобменная может быть приточной и вытяжной.

Местную вытяжную вентиляцию устанавливают в том случае, когда загрязнения можно улавливать непосредственно у мест их возникновения. С этой целью применяют отсосы в виде разного рода укрытий (вытяжные шкафы и зонты, завесы у плит, бортовые отсосы у ванн, кожухи у абразивных, шлифовальных, полировальных и других кругов, отсосы у станков и т.п.). Если это возможно технологически, применяют отсосы, встроенные в оборудование.

К местной приточной вентиляции относятся воздушные души, воздушные завесы и воздушные оазисы. Воздушный душ представляет собой сосредоточенный поток воздуха из специального насадка, направленный на рабочее место или на ограниченный рабочий участок. Наиболее широкое распространение получили воздушные души в цехах с большими теплоизбытками, в которых они устанавливаются около источников тепловыделений (печи, горны). По конструктивному оформлению душирующие установки могут быть стационарными или передвижными. Приточные системы, обслуживающие стационарные души, не совмещают с другими системами вентиляции. В передвижных установках воздух забирается из цеха, обрабатывается в самой установке и подается на рабочее место.

Под воздушным оазисом понимается некоторый объем помещения (не замкнутый сверху), в котором поддерживается микроклимат, отличный от условий во всем остальном объеме помещения.

Воздушная или воздушно-тепловая завеса устраивается для предотвращения попадания холодного наружного воздуха через открытые двери в общественных зданиях и через двери и ворота в промышленных зданиях. В воздушных завесах используется воздух без подогрева, в воздушно-тепловых – воздух подогревается в калориферах. Воздух забирается из верхней зоны помещения и выходит из щели или отверстия канала, устраиваемого или внизу дверей или ворот, или сбоку. В последнем случае завесы бывают одно- или двухсторонние. Скорость выпуска воздуха из щели или отверстия у ворот и технологических проемов не должна превышать 25 м/с, у наружных дверей – 8 м/с.

Кондиционирование (в переводе с латинского – приготовление воздуха определенных кондиций) – процесс обработки с помощью которого обеспечивают очистку воздуха, автоматическое регулирование его температуры и влажности путем нагревания, охлаждения и увлажнения.

Система кондиционирования воздуха (СКВ) – особый усовершенствованный вид организованной искусственной вентиляции. Отличительной чертой СКВ от вентиляции является автоматическое управление в обеспечении заданного тепловлажностного режима искусственного климата помещения, а также подготовка воздуха как правило в пределах оптимальных норм в специальных устройствах, называемых кондиционерами.

Кондиционер – автоматическая установка, включающая устройства для очистки, нагревания, охлаждения, увлажнения, осушки и транспортировки воздуха, а кроме того дополнительные устройства для озонирования, парфюмеризации и ионизации воздуха.

Графическое изображение схем СКВ и вентиляции идентичны и могут иметь абсолютно одинаковые части систем, обеспечивающие удаление воздуха помещения.

В отличие от систем вентиляции СКВ в течение года, особенно в теплое время, в помещении могут поддерживать автоматически по программе необходимые или желаемые, постоянные или переменные параметры внутреннего воздуха независимо от метеорологических условий и от переменных поступлений в помещение различных вредностей.

Системы кондиционирования воздуха стоят значительно дороже систем вентиляции, а поэтому при организации воздухообмена в помещении стараются найти возможность в первую очередь применить систему вентиляции и только в особых случаях применяют СКВ.

В производственных помещениях СКВ применяют главным образом в промышленных предприятиях, где без нее невозможно получить продукцию, отвечающую требованиям стандартного качества (в цехах текстильной промышленности, на предприятиях искусственного волокна, точного машиностроения, в оптике, фото-, кино- и полиграфической промышленности, на заводах радио- и электротехнических изделий, в подземных производственных помещениях и в ряде других производств).

Применение кондиционирования также необходимо в ряде помещений больниц, торговых центров, предприятий общественного питания, в зрительных залах кинотеатров, театров и спортивных комплексов, в репетиционных и тренировочных залах, а также в административных зданиях и в гостиницах большой этажности, больших объемов и высокого класса обслуживания.

Классификация СКВ:

ü по назначению: комфортные (применяются в жилых, общественных и пром. зданиях для обеспечения полного постоянного комфорта для находящихся в помещении людей), технологические (для обеспечения требуемых условий протекания производственных процессов) и комфортно-технологические (параметры, требуемые для технологического процесса, совпадают или несущественно отличаются от комфортных для человека)

ü в зависимости от использования наружного и рециркуляционного воздуха: прямоточные (работают только на наружном воздухе), частично рециркуляционные (используют и наружный и рециркуляционный воздух) и рециркуляционные (работают только на рециркуляционном воздухе)

ü по расположению основных элементов: центральные (кондиционер устанавливается вне обслуживаемого помещения, и воздух подается по сети воздуховодов) и местные (кондиционер размещается в кондиционируемом помещении в виде подоконных, шкафных, подвесных агрегатов)

ü по расположению систем холодо-, тепло- и водоснабжения: автономные (узел холодо- или теплоснабжения является составной частью кондиционера) и неавтономные (снабжаются теплотой и холодом из систем холодо- и водоснабжения)

ü по сезонности обеспечения условий: круглогодичные и сезонные.

В жилых зданиях согласно нормативной литературе предусматривают неорганизованный приток воздуха через неплотности в наружных ограждениях и за счет воздухопроницаемости наружных конструкций и организованную вытяжную вентиляцию с естественным побуждением. По требованиям строительных норм вытяжные вентиляционные каналы обязательно устанавливаются в кухнях и санузлах. Кроме того, предусматривается установка вентканалов в жилых комнатах, если они посредством коридоров не сообщаются с санузлами или кухнями.

Воздухообмен в жилых комнатах в соответствии с СНБ 4.02.01-03 нормируется из расчета 3 м3/ч на 1 м2 площади пола. Для кухонь и санузлов воздухообмен имеет следующие значения:

– из кухонь с четырехконфорочной газовой плитой не менее 90 м3/ч;

– из ванны или уборной не менее 25 м3/ч;

– из совмещенного санузла не менее 50 м3/ч.

Схемы системы вытяжной естественной вентиляции в жилых зданиях бывают

а) с раздельными каналами;

б) с каналами, объединенными на чердаке;

в) с каналами, объединенными на чердаке и на промежуточном этаже (для высоких зданий);

г) вертикальные каналы-спутники в бетонных блоках;

д) наклонные каналы-спутники в бетонных панелях.

Вертикальные каналы могут быть внутристенными или приставными. Внутристенные располагаются в специальных вентиляционных панелях или блоках, и могут иметь круглое, прямоугольное или овальное сечение (более экономичным является круглое: при одной и той же площади меньший периметр и, следовательно, меньшие потери на трение). Вентиляционные блоки для зданий до пяти этажей изготавливают с индивидуальными каналами для каждого этажа, в более высоких зданиях с целью сокращения площади, занимаемой каналами, выполняют по схеме с перепуском через один или несколько этажей.

Минимальные размеры внутренних каналов: кирпичных – 140×140 мм кратны кирпичу (½ × ½ кирпича), а диаметр бетонных – 100 мм. Минимальная толщина кирпичных стен при однорядном расположении каналов в ее толщине должна быть не менее 380 мм (1½ кирпича), а бетонных – не менее 200 мм; при двурядном расположении каналов как кирпичных, так и бетонных должна быть не менее 380 мм. Толщина простенков между двумя каналами помещений одноименного назначения принимается не менее 140 мм, а разноименного назначения – 250 мм.

Расстояние от дверных проемов и от стыков стен до проемов внутренних каналов должно быть не менее 380 мм.

Не допускается устройство каналов в толще наружных стен (во избежание образования конденсата водяных паров) и в местах сопряжения любых стен.

Не рекомендуется устройство внутренних каналов в стенах из силикатного и красного кирпича для транспортировки влажного воздуха (более 60 %). Конструкция каналов должна быть строго вертикальной, а при отступлении от вертикали, что является редким случаем, уклоны канала допускаются не менее 60°.

В зданиях, имеющих дымовые трубы печей, каминов, котлов, кухонных плит, работающих на твердом или мазутном топливе, индивидуальные вертикальные каналы или шахты систем следует примыкать к стенам дымовых каналов или располагать в теле дымовой трубы, что способствует увеличению естественного напора.

Приставные или подшивные каналы могут выполняться из плит толщиной 35...40 мм в помещениях с нормальной влажностью воздуха из асбоцементных (только вытяжные), шлакогипсовых, гипсо-волокнистых и известково-гипсовых, а в помещениях с повышенной влажностью – из асбоцементных и шлакобетонных. Минимальные размеры приставных каналов 100×150 мм, а высота подшивных каналов 150 мм. Прокладка приставных каналов должна осуществляться во внутренних углах помещения, а если необходима прокладка вдоль наружных стен, то требуется устройство зазоров – воздушных прослоек не менее 50 мм.

Отдельное стоящие каналы могут выполняться из асбоцементных или керамических коробов или труб.

При устройстве приставных, подшивных или отдельно стоящих каналов по архитектурным соображениям используются пустоты железобетонных настилов, ниш помещений, акустические ширмы залов или ложные колонны – пилястры, подшивные потолки и др., при этом вертикальные приставные или отдельно стоящие каналы в помещениях каждого этажа свой вес должны передавать на конструкцию перекрытия, а не на каналы помещений нижних этажей.

Конструкции элементов перекрытия не должны закрывать расчетного сечения канала для прохода определенного количества воздуха, а устройства отверстий в плите перекрытия для передачи воздуха в вертикальные участки каналов следующих этажей не должны ослаблять перекрытия.

Индивидуальные вертикальные каналы одноименных помещений объединяют сборными (объединение каналов разноименных помещений в одну систему не допускаются, кроме помещений жилого здания с теплым чердаком).

При прокладке сборного канала в неотапливаемом помещении его конструкция решается из двойных шлакоалебастровых или шлакобетонных плит (толщиной 40 мм) с воздушной прослойкой между ними (толщиной 40 мм), а также из одинарных шлакогипсовых или шлакобетонных плит (толщиной 100 мм). Сборные каналы сверху дополнительно могут еще теплоизолироваться, гидроизолироваться и снабжаться устройством для отведения конденсата из нижней зоны пола канала при случае его образования.

В бесчердачных зданиях вертикальные каналы незначительными группами выводятся выше крыши в виде труб, шахт или объединяются горизонтальными сборными каналами, проложенными под потолком лестничных клеток или за подвесным потолком помещения, или в подшивке коридора верхнего этажа.

В жилых зданиях при наличии теплых чердаков допускается выпуск воздуха из всех индивидуальных каналов помещений одной секции в помещение чердака этой секции, выполняющего роль сборного канала. Так как в противопожарных целях не разрешается пропускать каналы через брандмауэрные стены секции здания, теплый чердак многосекционного здания делится как бы на отдельные системы, каждая из которых оборудуется своей вытяжной шахтой. Оголовки индивидуальных каналов выпускают выше пола теплого чердака на 1,0 м. Вытяжная шахта в этом случае выводится выше верхней отметки крыши, в том числе может быть верхняя отметка крыши лифтовой шахты. Расстояние от оси окна верхнего этажа до устья шахты не должно быть меньше 6,5 м. Под шахтой на чердаке устанавливается для сборка конденсата поддон на ножках, перекрывающий стороны шахты на 300 мм.

В зданиях малой и средней этажности (до 9 этажей) размещение индивидуальных вертикальных каналов для одноименных помещений, расположенных по одной вертикали, как правило, не вызывает серьезных затруднений, а в зданиях повышенной этажности для экономии полезной площади помещений каналы приходится объединять по вертикали и усложнять систему.

Форма сечения индивидуальных каналов может быть разной, удобной для прокладки и отвечающей решению интерьера помещения, но предпочтение должно отдаваться круглым каналам, так как с уменьшением периметра канала уменьшаются расход материала и сопротивления движению воздушного потока (последнее является более важным).

Естественное давление, под действием которого происходит движение воздуха в системе, определяется по формуле

– высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м; – плотность наружного воздуха при температуре +5°С.

Анализируя это выражение можно сделать вывод, что наиболее неблагоприятными будут условия для естественного удаления воздуха с верхних этажей, так как естественное давление уменьшится за счет снижения размера . Поэтому аэродинамический расчет каналов естественных систем вентиляции выполняется для каналов, выходящих на верхний этаж. В результате аэродинамического расчета производится подбор размеров каналов и определение потерь давления при движении воздуха по ним.

Методика аэродинамического расчета каналов системы вентиляции:

При заданных объемах воздуха принимают скорость его движения (в пределах допустимых: в вертикальных каналах верхнего этажа 0,5-0,6 м/с, в вертикальных каналах не более 1 м/с, в сборных воздуховодах 1 м/с, в вытяжной шахте 1-1,5 м/с)

По объему воздуха и принятой скорости определяют предварительно площадь сечения каналов, потери давления на трение и местные сопротивления (по таблицам и номограммам)

Сравнивают полученные потери давления с располагаемым. Для нормальной работы системы должно выполняться равенство

Если данное равенство выполняется, то предварительные площади сечения принимаются за окончательные, а если не выполняется, то производится изменение размеров каналов.

Для усиления тяги в системах естественной вентиляции применяют установку дефлекторов.