Общие сведения о вентиляции. Общиесведенияо
Скачать 207.68 Kb.
|
Общиесведенияовентиляции Гигиенические основы вентиляции. Воздухообмен в помещении. Определение расхода воздуха по кратности и вредности. Современные условия жизни человека требуют эффективных искусст- венных средств оздоровления воздушной среды. При расчёте систем вентиляции поступление теплоты за счёт теплопередачи окон не учитывается. Теплопоступления от солнечной радиации обычно учиты ваются в тепловом балансе помещений при наружной температуре + 10 оС и выше. Солнечная радиация через стены не учитывается. За расчётное количество теплоты, поступающей в помещение за счёт солнечной радиации, принимается большая из двух следующих величин: а) теплопоступления через остеклённую поверхность, расположенную в одной стене, вместе с теплопоступлением через покрытие и фонарь или б) 70% теплопоступления через остеклённые поверхности, расположенные в двух взаимно перпендикулярных стенах помещения, включая теплоту, поступающую через облучаемые поверхности фонаря и покрытия. Влаговыделение. В общественных зданиях избыточное содержание водя- ных паров в воздухе происходит при большом скоплении людей в помещении. Сочетание повышенной температуры и относительной влажности помещения (согласно СниПу по отоплению и вентиляции относительная влажность в по- мещении не должна превышать 65%) ведет к накоплению теплоты в организме человека, так как при этом сочетании параметров у человека уменьшается теп- лоотдача испарением. При низкой температуре внутреннего воздуха и повышенной влажности помещения происходит переохлаждение организма человека, поскольку при та- ком сочетании параметров кожа человека становиться более теплопроводной. В зданиях коммунального и производственного назначения избыточное влаговы- деление происходит с открытой водной поверхности (бассейны, бани, прачеч- ные). При уменьшении температуры воздуха в помещении ниже точки росы во- дяные пары конденсируются на поверхности ограждающих конструкций, что вызывает их преждевременное разрушение. Газовыделение. Содержание газов, паров и пыли не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК). Согласно ГОСТ 12.1.005-88 “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны” ПДК - это концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8-ми часов или другой продолжитель- ности, но не более 41-го часа в неделю, не вызывают за весь период работы за- болеваний или отклонений в состоянии здоровья человека, обнаруживаемые современными методами исследования в процессе работы или в отдалённые периоды жизни настоящего и последующих поколений. По степени воздействия на организм человека все вредные вещества можно разделить на четыре класса: 1 – чрезвычайноопасные; 2 – высоко- опас- ные; 3 – умеренноопасные; 4 - малоопасные. Пыль в определенных концентрациях, находящаяся в воздухе, также вредно действует на организм человека, особенно содержащая двуокись крем- ния, асбестовую пыль, а также пыль ядовитых веществ (окись свинца). При этом мельчайшие частички свинцовой пыли постепенно накапливаются в орга- низме человека, вызывая хроническое отравление. Вредность пыли зависит также от её крупности и формы. Чем мельче пыль и острее её форма, тем глуб- же она может проникнуть в легкие человека, вызывая их заболевания. Очень важным показателем санитарного состояния воздуха в помещениях является количество находящихся в нём микроорганизмов. Число их увеличи- вается при загрязнении воздуха пылью. Воздух считается загрязнённым, если в 1 м3 находится более 4500 микроорганизмов. Загрязнения радиоактивными веществами подобны обычным химическим загрязнениям, но по воздействию на организм человека они более токсичны и могут вызвать радиоактивное поражение. Воздухообменом называется полная или частичная замена воздуха, со- держащего вредные вещества, чистым атмосферным воздухом. Кратностью воздухообмена называется количество подаваемого в поме- щение или удаляемого из него воздуха за 1 час, отнесенного к его внутренней кубатуре, т.е. ± Кр=L/Vп, (1) где Кр – кратность воздухообмена, со знаком (+) считается воздухооб- мен по притоку, со знаком (-) - по вытяжке. определяемая для разных катего- рий зданий и помещений по справочной литературе; L- расход воздуха в помещении, м3/ч; Vп- объем помещения, м3. Если говорят, что кратность воздухообмена равна, например +3 и -4, то это значит, что в помещение за 1 ч подаётся трёхкратное и удаляется четырёх- кратное к объёму помещения количество воздуха. Решив уравнение (1) относительно L, получим выражение для определе- ния объёма притока или вытяжки при общеобменной вентиляции: L=КрVп. (2) В помещениях с избыточным тепло-, влаго- или газовыделением необхо- димый воздухообмен определяют по формулам: при тепловыделениях L Q , c (tу tн) (3) где Q- избыточные тепловыделения в помещении, Вт/ч; с- теплоемкость воздуха, кДж/кг· оС; ρ- плотность воздуха; ty– температура внутреннего воздуха, удаляемого из помещения, оС; tн- температура наружного (приточного) воздуха. при газовыделении: L=G/(Вв-Вн), (4) где G- газовыделение в помещении, л/ч; Вв– предельно допустимое содержание газа в воздухе помещения, л/м3; Вн- содержание газа в наружном воздухе; при влаговыделениях: D L , (5) dв dн где D- влаговыделение в помещении, г/ч; dв- влагосодержание внутреннего воздуха, г/кг; dy- влагосодержание наружного воздуха, г/кг; ρ- плотность воздуха, кг/м3. Классификациясистемвентиляции.Естественнаявентиляция Классификация систем вентиляции. Принципиальная схема канальной системы естественной вентиляции. Конструктивные элементы естественной канальной вентиляции. Все системы вентиляции классифицируют по следующим признакам: 1)по назначению системы вентиляции подразделяются на приточные и вы- тяжные. Системы вентиляции, подающие в помещение определенное количество воздуха, подогреваемого в холодный период года, называются приточными. Системы вентиляции, удаляющие из помещения загрязнённый воздух, на- зываются вытяжными; по способу подачи в помещение чистого воздуха и удалению из него за- грязненного воздуха системы вентиляции подразделяют на: естественные (не- организованные и организованные) и механические (искусственные). Под неорганизованной естественной системой вентиляции понимают воздухообмен в помещении, происходящий за счет разности давлений внутрен- него и наружного воздуха и действия ветра через неплотности ограждающих конструкций, а также при открывании форточек, фрамуг и дверей. Воздухообмен, происходящий за счет разности давлений внутреннего и наружного воздуха, но через специально устроенные в наружных ограждениях фрамуги, степень открытия которых регулируется, называется организованной естественной вентиляцией или аэрацией зданий. Под механической вентиляцией понимают воздухообмен, происходящий под действием давления, создаваемого вентилятором. Этот способ воздухооб- мена более эффективен, так как воздух предварительно может быть очищен от пыли и доведен до требуемой температуры и влажности; по способу организации воздухообмена в помещении cистемы венти- ляции могут быть: общеобменные; местные (локальные); смешанные (комби- нированные); аварийные и противодымные. Общеобменная система вентиляции предусматривается для создания одинаковых условий и параметров воздушной среды (температуры, влажности и подвижности воздуха) во всем объеме помещения, главным образом в рабо- чей зоне помещения (Н=1,5-2м от пола), когда вредные вещества распростра- няются по всему объему помещения и нет возможности их уловить в месте об- разования (рис. 27,а). Местная вытяжная система вентиляции применяется в том случае, если в помещение поступают опасные вещества, которые не должны распространяться по всему объему помещения и которые должны локализоваться в местах обра- зования. Местная приточная система вентиляции используется в тех случаях, когда происходит сосредоточенная подача (струя) воздуха на рабочие места (например, возле нагретого оборудования или печей). Примером такой венти- ляции может служить воздушный душ (рис. 27,б). Рис. 27 - Схемы систем вентиляции: 1-зонт вытяжной; 2–воздушный душ; 3–вентилятор для удаления вредностей; 4–вентилятор для подачи чистого воздуха; 5-калорифер; 6-жалюзийная решётка Комбинированная (смешанная) система вентиляции применяется в произ- водственных зданиях, где необходимо улавливание вредности в местах их обра- зования и удаления с помощью местной вытяжной системы, а приток осуществ- ляется через естественную организованную или неорганизованную вентиляцию. На рис. 27. в изображена комбинированная система, в которой приток воздуха осуществляется с помощью вентилятора 4, а удаление образующихся вредностей происходит непосредственно над рабочим местом, которые сначала поступают в вытяжной зонт 1, или устраиваются специальные вытяжные шка- фы. Затем они отводятся по сборному воздуховоду к вентиляционному агрегату 3 и выбрасываются в атмосферу. Аварийная система вентиляции устанавливается в производственных по- мещениях, где возможен неожиданный выброс чрезвычайно опасных вредных веществ в количествах, значительно превышающих ПДК с целью их быстрого удаления. Противодымная система устанавливается в производственных зданиях, где применяются технологии с повышенной пожароопасностью, и служит для обеспечения эвакуации людей. С помощью этой системы подается необходимое количество воздуха, препятствующего распространению дыма в помещении. Система работает в начальной стадии пожара. Естественная канальная система вентиляции представляет собой сеть каналов, проложенных внутри стен здания или приставных каналов, в ко- торых движение воздуха происходит за счет разности давлений внутреннего и наружного воздуха. Вытяжная канальная система применяется для вентиляции жилых и общественных зданий, где требуется не более чем однократный воз- духообмен. Для преодоления сопротивления движения воздуха по каналам и вытяж- ным шахтам используется естественное располагаемое давление, величину ко- торого определяют по формуле Pр=hi·g(ρн-ρв) , (5) где hi- высота воздушного столба, равная разности отметок оси нижней жалюзийной решетки и отметки устья вытяжной шахты; ρни ρв- плотности наружного и внутреннего воздуха; g- ускорение свободного падения. Естественная канальная вытяжная система вентиляции (рис.28) состоит из вертикальных внутристенных или приставных каналов с отверстиями, за- крытыми воздухозаборными или жалюзийными решётками, сборных горизон- тальных воздуховодов и вытяжной шахты. Загрязнённый воздух из помещения поступает через решетку вертикального канала, затем в сборный канал и через вытяжную шахту удаляется в атмосферу. Для усиления вытяжки на конце вы- тяжной шахты устанавливается дефлектор. Рис. 28 - Схема естественной вытяжной канальной вентиляции: 1- воздухозаборное отверстие, на котором расположена жалюзийная решетка; 2- вертикальный канал; 3-горизонтальный сборный канал; 4-вытяжная шахта; 5- дефлектор Принцип работы дефлектора основан на использовании энергии ветра, т.е. ветрового давления. Воздушный поток, ударяясь о фронтальную стену кол- пака дефлектора и обтекая его, создает по всему его периметру разрежение, что усиливает вытяжку воздуха из шахты. Вытяжные каналы проектируются от- дельно для каждого помещения. При высоте зданий выше пяти этажей с целью сокращения площадей, занимаемых каналами, допускается объединение кана- лов в один сборный. Количество удаляемого из помещений воздуха регулиру- ется жалюзийными решётками в вытяжных отверстиях, а также дроссель- клапанами, устанавливаемыми в сборном воздуховоде и в шахте. Каналы и воздуховоды. В настоящее время для устройства естествен- ной канальной вентиляции применяются специальные вентиляционные панели или блоки с каналами круглого, прямоугольного или овального сечения (наибо- лее рационально круглое сечение, так как при той же площади имеет меньший периметр, а следовательно, и меньшую величину сопротивления трению). В крупнопанельных зданиях вентиляционные каналы устраивают в виде специ- альных блоков или панелей из бетона, железобетона и других материалов. Вен- тиляционные блоки для зданий с числом этажей до пяти проектируют с инди- видуальными каналами для каждого этажа. При высоте зданий выше пяти эта- жей с целью сокращения площадей, занимаемых каналами, допускается объе- динение каналов (с перепуском через один или несколько этажей) в один сбор- ный канал большого сечения, к которому подключаются вертикальные каналы этажей. Устройство самостоятельных каналов из каждого помещения обеспе- чивает пожарную безопасность вентиляционных систем, звукоизоляцию и вы- полнение санитарно-гигиенических требований. При наличии в зданиях внутренних кирпичных стен вертикальные каналы устраивают в толще кирпича во внутренних стенах здания. Минимальный раз- мер вентиляционного канала ½ × ½ кирпича (140 × 140 мм). Толщину стенок ка- нала принимают не менее ½ кирпича. В наружных стенах каналы не устраивают. При отсутствии внутренних кирпичных стен делают приставные каналы из бло- ков или плит, минимальный их размер 100×150 мм. Приставные воздуховоды (каналы) в помещениях с нормальной влажностью обычно выполняют из гипсо- шлаковых или гипсоволокнистых плит, а в зданиях с повышенной влажностью - из бетонных или шлакобетоных плит толщиной 35-40 мм. Приставные воздухо- воды устраивают, как правило, у внутренних строительных конструкций: они могут размещаться у перегородок или компоноваться со встроенными шкафами. Горизонтальный сборный канал прокладывают по чердаку здания или над по- толком верхнего этажа в бесчердачных зданиях. При устройстве промежуточно- го сборного канала горизонтальный сборный канал прокладывают по коридорам или лестничным клеткам. При этом канал совмещают с подшивным потолком. Минимальный размер горизонтального сборного канала - 200 х 200 мм. Жалюзийные решетки устанавливают в местах забора или раздачи возду- ха для регулирования количества поступающего или удаляемого через отвер- стия воздуха. Конструкция жалюзийных решеток зависит от назначения и архи- тектурно - планировочных решений помещений. В помещениях с повышенны- ми архитектурными требованиями устанавливают декоративные решетки сложной формы. При этом они бывают с подвижными и неподвижными перья-ми жалюзи. В газифицированных кухнях устанавливают нерегулируемые ре- шетки для обеспечения постоянного расхода удаляемого воздуха. Вытяжные шахты. Согласно правилам пожарной безопасности в жилых и общественных зданиях высотой до пяти этажей запрещается присоединять к одному вытяжному каналу помещения, расположенные в различных этажах здания (см. рис. 29). Рис. 29 - Схема вытяжных каналов жилых зданий: а–раздельные каналы; б– каналы, объединённые на чердаке здания; в–каналы, объединённые в этаже и на чердаке; 1–жалюзийная решётка; 2-крыша; 3–зонт; 4–сборная вытяжная шахта В зданиях высотой более пяти этажей допускается объединение отдель- ных вертикальных вытяжных каналов из каждых четырёх-пяти этажей в один горизонтальный сборный магистральный канал. Шахта выводится на 0,5 - 1,5 м выше уровня кровли в месте прохода шахты, на её устье устанавливается зонт для предотвращения попадания в шахту влаги. Контрольные вопросы Что понимают под естественной и механической вентиляцией? Какой может быть вентиляция по способу организации воздухообмена? 3.Схема и принцип действия естественной канальной вентиляции. Из каких материалов изготавливают и где устанавливают каналы и воз- духоводы канальной вентиляции? Где устанавливают жалюзийные решётки? Какие бывают схемы компоновок вытяжных каналов жилых зданий? Механическаявентиляция.Монтажсистемывентиляции Основные элементы и принцип действия общеобменной системы вентиляции. Конструктивные элементы механической системы вентиляции. Монтаж системы вентиляции. Поскольку радиус действия естественной канальной вентиляции не превышает 8 м, её применяют только для создания вытяжки, притока исполь- зуемой механической системы вентиляции. Преимущества механической вентиляции: её работа не зависит от скорости движения воздушных масс, ветрового давления, а также от метеоусловий (температурных колебаний наружного воз- духа и его давления); имеет большой радиус действия (подаваемый и удаляемый воздух можно перемещать на значительные расстояния); обеспечивает более высокое качество подаваемого воздуха, так как пе- ред подачей в помещение воздух предварительно может быть очищен от пыли и доведен до требуемой температуры и влажности. Недостатки механической вентиляции: 1)высокие первоначальные затраты при монтаже системы; 2)сложность монтажа оборудования; 3)высокие эксплуатационные расходы; 4)большой расход электроэнергии. Приточные системы механической вентиляциисостоят из следующих конструктивных элементов: 1) воздухоприёмного устройства, через которое на- ружный воздух поступает в приточную камеру; 2) приточной камеры с обору- дованием для обработки воздуха и подачу его в помещения; 3) сети каналов и воздуховодов, по которым воздух вентилятором распределяется по отдельным вентилируемым помещениям; 4) приточных отверстий с решётками или специ- альных приточных насадок, через которые воздух из приточных каналов посту- пает в помещения; 5) регулирующих устройств в виде дроссель-клапанов, уста- навливаемых в воздухоприёмных устройствах, на ответвлениях воздуховодов и в каналах. Вытяжные системы механической вентиляции состоят из таких элемен- тов: 1) жалюзийных решёток и специальных насадок, через которые воздух из помещений поступает в вытяжные каналы; 2) вытяжных каналов, по которым воздух, удаляемый из помещений транспортируется в сборный воздуховод; 3) сборных воздуховодов, соединенных с вытяжной камерой; 4) вытяжной каме- ры, в которой установлен вентилятор с электродвигателем; 5) оборудования для очистки воздуха, если удаляемый воздух сильно загрязнён; 6) вытяжной шахты, служащей для отвода в атмосферу воздуха, удаляемого из помещений; 7) регу- лирующих устройств. На рис. 30 приведена схема приточно-вытяжной вентиляции обществен- ного здания. Поступление наружного воздуха происходит через жалюзийную решётку 1 на воздухозаборном устройстве 2. Затем воздух через утеплённый клапан 3 поступает на фильтр 4, проходя через который, он очищается от пыли и попадает в калорифер 5, где происходит его нагрев до требуемой температу- ры в зимнее время, затем под давлением, создаваемым вентилятором 6, воздух попадает в каналы и воздуховоды 7. Раздача воздуха в помещения здания про- исходит через приточные жалюзийные решётки 8, устанавливаемые на отвер- стия в каналах 7. Удаление загрязнённого воздуха из помещения происходит через вытяж- ные жалюзийные решётки 8. Затем воздух по каналам и воздуховодам 7 посту- пает на вентилятор 6, который выбрасывает загрязнённый воздух через вытяж- ную шахту 9 в атмосферу. Рис. 30 - Схема приточно-вытяжной вентиляции общественного здания: 1-жалюзийная решётка; 2–воздухозаборное устройство; 3–утеплённый клапан; 4-фильтр; 5-калорифер; 6-вентилятор; 7–каналы и воздуховоды; 8–жалюзийные решётки, приточные и вытяжные; 9-вытяжная шахта Вентиляторы применяют для транспортировки воздуха по системам воздуховода под требуемым давлением. По принципу действия и назначению вентиляторы подразделяются на радиальные или центробежные и осевые. Радиальные или центробежные вентиляторы состоят из трёх основных частей (рис. 31): рабочего колеса с лопатками (иногда называемого ротором), улиткообразного кожуха и станины с валом, шкивом и подшипниками. Работа радиального вентилятора заключается в следующем: при враще- нии рабочего колеса воздух поступает через входное отверстие в канале между лопатками рабочего колеса, создается центробежная сила, под действием кото- рой воздух поступает в осевом направлении к выходному отверстию, к которо- му присоединен воздуховод. Из вентилятора воздух выходит в направлении, перпендикулярном к оси. Рис. 31 - Радиальный (центробежный) вентилятор: 1-кожух; 2–выходное отвер- стие; 3–входное отверстие; 4–рабочее колесо По назначению вентиляторы подразделяют на: вентиляторы общего на- значения (в обычном исполнении) – для перемещения чистого и мало запылен- ного воздуха с температурой до 80оС; в коррозиостойком исполнении - для пе- редвижения газообразных коррозиоактивных сред; в искрозащитном исполне- нии - для перемещения взрывоопасных и легковоспламеняющихся сред; пыле- вые - для передвижения воздушных масс, содержащих пыль и другие примеси в количестве более 100 мг/м3. По создаваемому давлению вентиляторы подразделяют на: низкого давления (до 1000 МПа); среднего давления (до 3000 МПа); высокого давления (свыше 3000 МПа). Простейший осевой вентилятор (рис.32) состоит из рабочего колеса, за- креплённого на втулке и насаженного на вал электродвигателя и кожуха (обе- чайки), назначение которого создавать направленный поток воздуха. При вра- щении колеса возникает движение воздуха вдоль оси вентилятора, что и опре- деляет его название. Рис. 32 - Осевой вентилятор: 1 – обечайка; 2 – лопасти рабочего колеса; 3 - электродвигатель Осевой вентилятор по сравнению с радиальным создаёт большой шум и не способен преодолевать при перемещении воздуха большие сопротивления. В жилых и общественных зданиях осевые вентиляторы следует применять для подачи больших объёмов воздуха при давлении не выше 150-200Па. По сравне- нию с радиальными вентиляторами осевые имеют следующие преимущества конструктивного характера: имеют меньшую массу, компактны, их можно включать непосредственно в сеть воздуховодов. Крышныевентиляторы представляют собой вентиляционные агрегаты, приспособленные для установки вне помещений на бесчердачном покрытии производственных и общественных зданий вместо большого числа вытяжных шахт. В отличие от обычных вентиляторов вал их имеет вертикальное положе- ние, колёса вращаются в горизонтальной плоскости (рис. 33). Фильтры применяют для очистки воздуха от пыли. Бывают масляные, бумажные и тканевые фильтры, устанавливаемые до калорифера. Наиболее часто используют масляные фильтры типа ФС2 (Ф – фильтр воздушный, С – сетчатый масляный самоочищающийся, 2 – порядковый номер разработки, рис.34), в которых фильтрующий элемент представляет собой четыре беско- нечные металлические сетки 4, насаженные на шкив и пропитанные маслом. Шкив приводится в движение электродвигателем 6. Рис. 33 - Крышные вентиляторы: а–радиальный ВКР-4; б-осевой Ц3-04; 1–входной патрубок; 2–рабочее колесо; 3-электродвигатель; 4-подшипники; 5-кожух; 6–железобетонный ста- кан; 7–предохранительная решётка; 8-люк; 9–самооткрывающийся клапан При прохождении воздуха на фильтре задерживается пыль, которая затем смывается. При прохождении сеток через масляную ванну осевший слой пыли смывается и оседает на дно масляного бака 2 в виде шлама, который поступает с помощью насоса 1 в шла- монакопитель, откуда удаляется. Рис. 34 - Фильтр воздушный сетчатый ФС2: насосная установка; 2–масляный бак; 3–стенка левая; 4–сетка фильтрующая; 5–головка фильтра; 6–головка фильтрующих сеток; стенка правая Калориферы (рис. 35) предназначены для подогрева воздуха до требуе- мой температуры. Водовоздушный калорифер – это теплообменник, в котором по трубам движется нагретая вода, а в межтрубном пространстве - нагреваемый воздух. Применяют преимущественно стальные пластинчатые и биметаллические со спирально-накатным оребрением калориферы. Оребрение увеличивает площадь поверхности нагрева. Воздухозаборные устройства (рис. 36) представляют собой отверстие в стене или закрытые кирпичные шахты высотой не менее 2 м от уровня земли с воздухозаборным отверстием, на котором находится жалюзийная решетка с не- подвижными перьями жалюзи, устанавливаемыми для предотвращения попа- дания в них птиц, мусора, а также снега и дождя. Рис. 35 - Калорифер стальной пластинчатый: 1-присоединительный штуцер; 2–трубка для прохода теплоносителя; 3–трубная решётка; 4–коллекторная крышка; 5-стальные гофрированные пластины по всей длине трубок Устраиваются в незагрязнен- ной и продуваемой зоне с заветренной стороны здания. Расстояние от воздухо- заборных устройств до ближайших очагов возможного загрязнения (дымовых труб, мусоросборников, дорог, улиц, складов топлива и т.д.) по горизонтали должно быть не менее 12 м, по вертикали - не менее 6 м. Архитектурная форма воздухозаборной шахты должна быть увязана с внешним оформлением здания. Рис. 36 - Воздухоприёмные устройства: а–отверстие в стене; б–приставная шахта; в–шахта, выведенная над крышей здания Воздуховоды. Для устройства механической вентиляции используют воздуховоды из тонкой листовой стали, которые бывают черные - для переме- щения чистого воздуха, оцинкованные - для перемещения малозагрязненной среды и нержавеющей стали для перемещения сильнозагрязненной среды. Радиус действия одной механической системы вентиляции не превышает 25 - 30 м, поскольку при больших расстояниях возрастают потери по длине, что ведет к увеличению расхода материала, а также к установке более мощных вентиляторов с большим расходом электроэнергии. |