Справочник строителя | Устройство вентиляции

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Основная задача вентиляции - поддерживать в помещениях воздух, отвечающий по своему качеству санитарно-гигиеническим требованиям. Неорганизованное распределение свежего воздуха по помещениям, происходящее естественным путем под влиянием разности плотностей наружного и внутреннего воздуха, определяемой разностью их температур (для горячих цехов), или под воздействием ветра (для холодных цехов), называют проветриванием. Проветривание помещений достигается периодическим открыванием форточек, фрамуг, дверных и оконных проемов. Кроме того, воздух в помещение просачивается через щели и поры стен, окон и дверей. Это явление называют инфильтрацией.

Естественная бесканальная постоянная вентиляция производственных помещений, организованная таким образом, что обеспечивает заданную кратность воздухообмена помещения, носит название аэрация. Аэрация имеет большое значение, особенно там, где нужна высокая кратность воздухообмена, требующая при механической вентиляции значительных затрат электроэнергии (например, в термических, литейных, кузнечных и других цехах).

В теплый период года приток воздуха осуществляется через все нижние аэрационные проемы в стеновых ограждениях, а также ворота и входные двери. В холодный и переходный периоды года воздух в необходимом объеме притекает через проемы в стеновых ограждениях, расположенных не ниже 4 м от уровня пола (до низа проема). Вытяжка в любой из периодов года осуществляется через фрамуги фонарей, а также через шахты и дефлекторы. В холодный и переходный периоды года фрамуги фонарей открывают лишь на участках, расположенных над источником тепловыделений или вблизи них.

Технологическое оборудование и трубопроводы выделяют избыточную теплоту. В помещениях с избытками явной теплоты температура воздуха внутри помещения выше, чем наружного, а плотность соответственно меньше, что обусловливает наличие разности давлений наружного и внутреннего воздуха. На определенной высоте помещения, в так называемой плоскости равных давлений, эта разность равна нулю (рис. 1). Ниже плоскости равных давлений существует разрежение, что обусловливает приток наружного воздуха, а выше - некоторое избыточное давление, за счет которого нагретый воздух удаляется наружу.

Рисунок 1. Схема распределения давления воздуха при естественной вентиляции в здании

Давление, Па, заставляющее воздух перемещаться при естественной вентиляции, определяют по формуле

где ?_н - плотность наружного воздуха, кг/м³; ?_вн - плотность воздуха помещения, кг/м³; h - расстояние по вертикали от центра приточного проема до центра вытяжного, м; g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с².

Это давление расходуется на преодоление сопротивления движению воздуха в помещении и придание ему необходимой скорости при выбросе в атмосферу.

При ветреной погоде с наветренной стороны здания образуется зона повышенного давления воздуха за счет затормаживания перемещающихся воздушных масс, а с подветренной и над кровлей здания - разрежение (рис. 2). Благодаря образующейся разнице давлений наружный воздух входит в здание через открытые проемы с наветренной стороны здания и выходит через открытые отверстия с противоположной, подветренной стороны. В некоторых случаях задувание ветра в проемы здания приводит к уменьшению воздухообмена, повышению температуры воздуха и его загазованности в рабочей зоне. Чтобы рационально использовать действие ветра и теплового давления, необходимо правильно организовать движение воздушных потоков внутри здания. Это достигается выбором оптимальной схемы открывания створок проемов и применением незадуваемых фонарей (рис. 3).

Рисунок 2. Движение воздушных потоков при обтекании здания в ветреную погоду

Рисунок 3. Регулирование воздушных потоков при естественной вентиляции путем открывания створок: а - при безветрии в теплое время года; б - при безветрии в холодное время года; в - при боковом ветре в теплое время года; г - при боковом ветре в холодное время года; 1, 6 - нижние створки; 2, 5 - верхние створки; 3, 4 - створки в аэрационных фонарях кровли; 7 - источники теплоты

Количество приточного воздуха G, кг/ч, которое должно поступать в приточные проемы аэрируемого здания, определяют по формуле

где Q - теплоизбытки в помещении, Вт; с - удельная массовая теплоемкость воздуха, кДж/(кг·°С); t_уд - температура удаляемого воздуха, °С; t_пр - расчетная температура приточного воздуха, °С ^{(параметры А - см. табл. 3.1).}

Температуру удаляемого воздуха вычисляют по формуле

где t_рз - температура в рабочей зоне, которая не должна превышать установленную санитарными нормами, °С; ? - температурный градиент по высоте помещения, °С/м (находится в диапазоне 0,5... 1,5 °С/м); Н - расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м; h_р.з - высота рабочей зоны, принимаемая равной 2 м.

Вентиляция через аэрационные фонари является надежной и эффективной (см. рис. 3). Управляют открытием и закрытием фонаря дистанционно, из операторской.

В практике строительства жилых, общественных и производственных зданий, не требующих интенсивного воздухообмена, широкое распространение получили канальные системы естественной вентиляции (рис. 4). В таких системах вертикальные вытяжные каналы размещают в специальных железобетонных блоках, шахтах или в толще внутренних стен.

Рисунок 4. Канальная система вытяжной вентиляции с естественным побуждением: 1 - вытяжная решетка; 2 - вертикальный канал; 3 - горизонтальный утепленный канал; 4 - утепленная вытяжная шахта; 5 - дефлектор

С целью повышения эффективности использования ветра для вытяжки или усиления теплового давления вытяжки трубы снабжают специальными насадками - дефлекторами. Наиболее распространенным является дефлектор ЦАГИ (рис. 5). Он представляет собой цилиндрическую обечайку 2, в нижней части которой установлен диффузор 1. Колпак 3 служит для защиты от попадания атмосферных осадков в патрубок 5, а конус 4 - для предохранения от задувания внутрь дефлектора. При обдувании диффузора 1 ветром внутри обечайки создается разрежение, вследствие чего воздух из помещения по воздуховоду поступает в патрубок 5 и затем выходит наружу через две кольцевые щели между обечайкой и краями колпака 3 и конуса 4.

Рисунок 5. Дефлектор ЦАГИ: 1 - диффузор; 2 - обечайка; 3 - колпак; 4 - конус; 5 - патрубок

Сборные короба и вытяжные шахты выполняют из несгораемых материалов (табл. 1); при прокладке их на чердаках зданий стенки дополнительно утепляют, чтобы избежать выпадения конденсата на их внутренних поверхностях в зимнее время. Объединять в жилых зданиях вытяжные вентиляционные каналы из кухонь, санузлов и ванных комнат, находящихся на противоположных сторонах здания, не разрешается.

Таблица 1. Изделия и материалы для воздуховодов

Примечание. Воздуховоды из асбестоцементных конструкций не допускается применять в системах приточной вентиляции.

Расчет канальной системы вентиляции с естественным побуждением сводится к определению размеров живого сечения воздуховодов, оказывающих проходу требуемого количества воздуха сопротивление, соответствующее расчетному давлению. Потери давления в воздуховодах определяют как сумму потерь давления на участках самого протяженного тракта сети. На каждом участке потери давления, Па, состоят из потерь на трение (RI) и на преодоление местных сопротивлений (Z):

где R - удельная потеря давления по длине участка, обусловленная трением, Па/м; l - длина участка, м.

Площадь живого сечения воздуховодов, м², определяют по формуле

где L - расчетный расход воздуха, м³/ч; v - скорость воздуха в воздуховоде, м/с (обычно ее принимают равной 0,5... 1,0 м/с).

Площадь живого сечения и размеры воздуховода находят, задаваясь скоростью движения воздуха в нем. Потери давления на трение определяют с помощью специальных таблиц или номограмм (рис. 6), составленных для круглых стальных воздуховодов. Если воздуховоды для канальной системы вентиляции предполагается выполнять прямоугольными, то для каждого участка рассчитывают диаметр d₃ равновеликого (эквивалентного по трению) круглого воздуховода:

где, а + b - длины сторон прямоугольного воздуховода, м.

Удельные потери давления на трение R, определенные по номограмме для стальных воздуховодов (см. рис. 6), в случае неметаллических воздуховодов корректируют, умножая найденное значение на коэффициент ?, который для шлакогипсовых каналов равен 1,1; для шлакобетонных - 1,15; для кирпичных - 1,3.

Для каждого участка потери давления, Па, на преодоление местных сопротивлений рассчитывают по формуле

где ?? – сумма коэффициентов местных сопротивлений на каждом участке; - динамическое давление, Па, определяемое по номограмме (см. рис. 6).

Рисунок 6. Номограмма для расчета круглых стальных воздуховодов

В сети воздуховодов потери на местные сопротивления составляют 80...90% от общих потерь, поэтому при конструировании систем вентиляции нужно избегать резких поворотов, лишних задвижек, клапанов на воздушном тракте.

Преимуществами систем естественной вентиляции являются простота конструкции и сравнительная легкость обслуживания, недостатком - малый радиус действия, особенно для помещений с небольшими избытками теплоты.

обсудить на форуме

объявления: стройка и ремонт

Поделитесь ссылкой в социальных сетях