Воздухообмен. Способы организации воздухообмена

Воздухообменом L, м³/ч, называется количество чистого воздуха, необходимого для частичной или полной замены воздуха помещения, содержащего вредные выделения.

Количество воздуха, подаваемого или удаляемого за 1 ч из помещения, отнесенное к внутреннему объему этого помещения, называется кратностью воздухообменаn, ч^-1.

n = L / V

Воздухообмен в помещениях определяется отдельно для теплого и холодного периодов года и переходных условий при плотности приточного и удаляемого воздуха ρ = 1,2 кг/м³ по следующим формулам:

– по избыткам явной теплоты

L = L_р.з +

L = L_р.з +

L = L_р.з +

L = L_р.з +

L = F · L^I_пр или L = N · L^II_пр

Q_явн, Q_полн – избыточный явный и полный тепловой потоки в помещение, Вт;

с – теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/(м³·°С);

t_р.з – температура воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения, удаляемого системами местных отсосов или на технологические нужды, °С;

t_у– температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, °С;

t– температура воздуха, подаваемого в помещение, °С;

W– избытки влаги в помещении, г/ч;

d_р.з– влагосодержание воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов или на технологические нужды, г/кг;

d_у– влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, г/кг;

d_пр– влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение, г/кг;

I_р.з– удельная энтальпия воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов или на технологические нужды, кДж/кг;

I_у– удельная энтальпия воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, кДж/кг;

I_пр– удельная энтальпия воздуха, подаваемого в помещение, кДж/кг;

m_ро – расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, мг/ч;

k_р.з, k_у– концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом соответственно из обслуживаемой или рабочей зоны помещения и за ее пределами, мг/м³;

k_пр– концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м³;

V– объем помещения, м³;

F– площадь помещения, м²;

N– число людей (посетителей), рабочих мест, единиц оборудования;

n– нормируемая кратность воздухообмена, ч^-1;

L^I_пр– нормируемый расход приточного воздуха на 1 м² пола помещения, м³/(ч·м²);

L^II_пр– 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 в помещении, удовлетворяющая санитарные нормы, обеспечивается в результате удаления загрязненного воздуха из помещения и подачи чистого наружного воздуха. Соответственно этому по назначению системы вентиляции подразделяют на вытяжные и приточные.

Системы вентиляции, удаляющие загрязненный воздух из помещения, называются вытяжными.

Системы вентиляции, обеспечивающие подачу в помещение наружного воздуха, подогреваемого в холодный период года, называются приточными.

По способу перемещения удаляемого из помещений и подаваемого в помещения воздуха различают естественную (неорганизованную и организованную) и механическую (искусственную) вентиляцию.

Под неорганизованной естественной вентиляцией понимают воздухообмен в помещениях, происходящий под влиянием разности давлений наружного и внутреннего воздуха и действия ветра через неплотности ограждающих конструкций, а также при открывании форточек, фрамуг и дверей.

Воздухообмен, происходящий также под влиянием разности давлений наружного и внутреннего воздуха и действии ветра, но через специально устроенные в наружных ограждениях фрамуги, степень открытия которых с каждой стороны здания регулируется, является вентиляцией естественной, но организованной. Этот вид вентиляции называется аэрацией.

Механической, или искусственной, вентиляцией называется способ подачи воздуха в помещение или удаления из него с помощью вентилятора. Такой способ воздухообмена является более совершенным, так как воздух, подаваемый в помещение, может быть специально подготовленным в отношении его чистоты, температуры и влажности.

По способу организации воздухообмена в помещениях вентиляция может быть общеобменной, местной (локализующей), смешанной, аварийной и противодымной.

Общеобменная вентиляция предусматривается для создания одинаковых условий воздушной среды (температуры, влажности, чистоты воздуха и его подвижности) во всем помещении в его рабочей зоне. Общеобменная вентиляция может быть как приточной, так и вытяжной, а чаще приточно-вытяжной, обеспечивающей организованный приток и удаление воздуха.

Местная вентиляция создает местные (на рабочих местах), отвечающие гигиеническим требованиям, условия воздушной среды, отличные от условий в остальной части помещения (местная приточная вентиляция) или улавливает вредные выделения непосредственно у производственных установок с помощью специальных укрытий, предотвращающих поступление вредных выделений в помещение (местная вытяжная вентиляция).

Смешанные системы, применяемые главным образом в производственных помещениях, представляют собой комбинации общеобменной вентиляции с местной.

Аварийную вентиляцию предусматривают в помещениях, в которых возможно внезапное неожиданное выделение вредных веществ в количествах, значительно превышающих допустимые. Эти системы включают только в случае, если необходимо быстро удалить вредные выделения.

Противодымная вентиляция предусматривается для обеспечения эвакуации людей из помещений здания в начальной стадии пожара.

Вопрос о том, какую из перечисленных систем вентиляции следует устраивать, решается в каждом отдельном случае в зависимости от назначения помещения, характера вредных выделений, возникающих в нем, и схемы движения воздушных потоков внутри здания.

В так называемых горячих цехах широко используют аэрацию, местные отсосы и воздушные души. В воротах устраивают воздушные тепловые завесы. В холодных цехах применяют общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию. В общественных зданиях (театрах, кинозалах, залах заседаний, магазинах, спортзалах и т. п.), как правило, устраивают общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию.

В помещениях, где требуется незначительный воздухообмен, организуют только одну вытяжную вентиляцию. Количество удаляемого воздуха в этом случае восполняется воздухом, поступающим в помещение через неплотности в ограждающих конструкциях и при открывании форточек или фрамуг.

В жилых домах устраивают обычно только вытяжную (естественную, редко – механическую) вентиляцию из кухонь и санузлов. Приток в жилые комнаты осуществляется через окна, форточки или специальные устройства под окнами.

В зависимости от геометрической формы помещения и выделяющихся в нем вредностей воздухообмен в помещении организуют по следующим основным схемам (рис. 10.1):

– схема «снизу вверх» (рис. 10.1, а): приточный воздух подается в рабочую зону, удаление воздуха производится из верхней зоны помещения; применяется такая схема при одновременном выделении теплоты и пыли в помещении;

– схема «сверху вниз» (рис. 10.1, б): подача воздуха осуществляется в верхнюю зону, а удаление воздуха выполняется из рабочей или нижней зоны помещения; применяется при одновременном выделении пыли и тяжелых газов в помещении;

– схема «сверху вверх» (рис. 10.1, в): воздух подается и удаляется из верхней зоны помещения; это наиболее распространенная схема организации воздухообмена в жилых и общественных помещениях;

– схема «снизу вверх и вниз» (рис. 10.1, г): подача воздуха выполняется в рабочую зону, а удаление – из верхней и рабочей зон помещения; применяется схема при выделении пыли и газов с различной плотностью и при недопустимости их скопления в верхней зоне;

– схема «сверху и снизу вверх» (рис. 10.1, д): приток воздуха производится в верхнюю и рабочую зоны помещения, а удаление выполняется из верхней зоны; применяется при одновременном выделении теплоты и влаги или только влаги в помещении;

– схема «снизу вниз» (рис. 10.1, е): воздух подается и удаляется из рабочей зоны помещения; такая схема организации воздухообмена характерна для помещений небольшой высоты и при наличии местных отсосов от источников вредных выделений.

Рис. 10.1. Схемы организации воздухообмена