Область применения систем вентиляции.
6.4. Воздушный режим здания. Три задачи воздушного режима.
6.1. Классификация помещений.
В основу классификации помещений можно положить санитарно-гигиенические требования к воздушной среде, величину избыточных тепловыделений, влажностный режим, чистоту воздуха в отношении пылевого фактора, категорию выполняемой работы, свойства веществ, используемых для технологического процесса.
С точки зрения санитарно-гигиенических требований все помещения подразделяются на две группы: а) производственные; б) вспомогательные по-мещения самостоятельные и в производственных зданиях, помещения в жилых и общественных зданиях.
По величине избыточных тепловыделений производственные помещения подразделяются на помещения с незначительными избытками явной теплоты, для которых удельная теплонапряженность q 23 Вт/м 3 и помещения со значительными избытками явной теплоты, для которых q 23 Вт/м 3.
Удельной теплонапряженностью q называется отношение избыточной явной теплоты Q изб . Вт, к внутреннему объему помещения V, м 3.
По влажностному режиму различают четыре категории помещений мокрые (бани, прачечные, кожевенные заводы и т.п.); влажные (производственные помещения текстильных и трикотажных фабрик); нормальные и сухие (цехи металлообработки, литейные и т.п.
По содержанию пыли в воздухе помещения можно подразделять следующим образом.
— помещения, в воздухе которых согласно санитарно-гигиеническим требованиям не нормируется содержание пыли.
— чистые помещения, содержание пылинок в 1 м 3 внутреннего воздуха которых не превышает 1,75 млн. штук.
— особо чистые помещения, в 1 м 3 внутреннего воздуха которых не более 3500 пылинок.
Производственные помещения можно характеризовать по категории выполняемых в них работ. В зависимости от затрат человеком энергии установлены следующие категории физических работ.
Iа – легкие производимые сидя и не требующие систематического физического напряжения.
Iб – легкие (производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой, но не требующие систематического физического напряжения или поднятия и переноски тяжестей), сопровождающиеся энергозатратами до 170 Вт.
IIа – средней тяжести (связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя без перемещения тяжестей), сопровождающиеся затратами энергии от 170 до 230 Вт.
IIб – средней тяжести (связанные с ходьбой и переноской небольших – до 10 кг – тяжестей), сопровождающиеся затратами энергии от 230 до 300 Вт.
III – тяжелые (связанные с систематическими физическими напряжениями и переноской значительных – свыше 10 кг – тяжестей), сопровождающиеся энергозатратами более 300 Вт.
В зависимости от свойств различных веществ, используемых для технологического процесса, производства подразделяются по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности на категории А, Б, В, Г, Д, Е.
Производства категорий А и Б – взрывопожароопасные. В них используются вещества, способные взрываться и гореть, а также вещества с температурой вспышки до 28 о С (категория А) и выше 28 о С (категория Б.
Производства категорий В – пожароопасные. В них используют вещества, способные только гореть.
Производства категорий Г и Д не пожаровзрывоопасные. В них имеются несгораемые вещества в горячем, раскаленном (расплавленном) (категория Г) или в холодном (категория Д) состояниях.
Производства категории Е – взрывоопасные, в них используются вещества, способные взрываться без последующего горения.
Вентиляционная система – это совокупность устройств для обработки, транспортирования, подачи и удаления воздуха.
По назначению системы вентиляции подразделяются на приточные и вытяжные, обеспечивающие либо общеобменную, либо местную вентиляцию. Приточные системы – это системы, подающие воздух в помещение. Системы, удаляющие загрязненный воздух из помещения, называются вытяжными . Если вентилируется все помещение или его рабочая зона при наличии рассредоточенных источников вредных выделений, то вентиляция называется общеобменной.
Удаление воздуха непосредственно от оборудования – источника вред-ных выделений – или подача воздуха в какую-либо определенную часть помещений носит название местной вентиляции . Местная вытяжная вентиляция может быть эффективнее общеобменной, т.к. удаляет вредные выделения от мест их образования и с большой концентрацией.
По способу побуждения движения воздуха системы вентиляции подразделяются на системы с механическим побуждением (с применением вентиляторов, эжекторов и пр.) и системы с естественным побуждением (с использованием естественных сил – воздействия ветра и гравитации). При этом вентиляция помещения может осуществляться через разветвленную сеть каналов (воздуховодов) – канальные системы вентиляции или через проемы в наружных ограждениях – бесканальная вентиляция.
6.3. Область применения систем вентиляции.
В таблице 1 приведена общая сводка вариантов систем вентиляции.
Варианты систем вентиляции.
Варианты систем вентиляции, не получившие у нас широкого распро-странения: III * и VII * применяются в районах с тропическим климатом; XIV * и XVI * – в некоторых технологических аппаратах.
Перечисленные в таблице 1 варианты систем вентиляции могут приме-няться в следующих случаях.
I – приточная общеобменная канальная с механическим побуждением – впромышленных зданиях, в больших помещениях общественных зданий (зрительные, торговые, обеденные залы). Возможна раздача воздуха в рабочей зоне помещения и сосредоточенная подача воздуха в помещения. Для экономии тепла в зимнее время используют рециркуляцию внутреннего воздуха.
II — приточная общеобменная бесканальная с механическим побуждением – в производственных помещениях с небольшим количеством работающих при отсутствии постоянных рабочих мест, для периодического проветривания помещений с избытками тепла, в качестве дополнительной системы, работающей в летний либо в зимний период с подогревом или рециркуляцией воздуха.
IV — приточная общеобменная бесканальная с естественным побуждением (аэрационный приток ) – в промышленных зданиях со значительными избытками тепла, в жилых и общественных зданиях в летних условиях.
V — приточная местная канальная с механическим побуждением – в производственных помещениях. Такая система позволяет создавать требуемые санитарными нормами условия на рабочем месте (душирование рабочих мест) или в какой-либо определенной части помещения (создание оазисов.
VI — приточная местная бесканальная с механическим побуждением – для душирования рабочих мест в производственных помещениях.
VIII — приточная местная бесканальная с естественным побуждением – в зданиях, находящихся в районах с жарким климатом (для средней климатической полосы лишь в летний период.
IX — вытяжная общеобменная канальная с механическим побуждением – в тех же случаях, что и система варианта I.
X — вытяжная общеобменная бесканальная с механическим побуждением – в основном в производственных помещениях для периодического проветривания или для увеличения вытяжки в летнее время.
XI — вытяжная общеобменная канальная с естественным побуждением – в жилых и административных зданиях и производственных помещениях. Движение воздуха в этой системе происходит вследствие различной плотности воздуха снаружи и внутри помещения. Иногда вытяжную шахту снабжают дефлектором – устройством, использующим действие ветра для перемещения воздуха по системе.
XII — вытяжная общеобменная бесканальная с естественным побуждением – в производственных помещениях удаление воздуха происходит либо через специальные отверстия в верхней части вертикальных наружных ограждений, либо через открывающиеся створки аэрационных фонарей.
XIII — вытяжная местная канальная с механическим побуждением – в промышленных зданиях. При применении этой системы вредные выделения удаляются из помещения непосредственно от мест их образования. Перед выбросом в атмосферу удаляемый воздух должен подвергаться очистке. Иногда эту систему используют для транспортирования отходов и материалов – пневматического транспорта.
XV — вытяжная местная канальная с естественным побуждением – для удаления нагретого загрязненного воздуха от технологических печей, оборудования и т.д.
Наличие различных конструктивных решений для систем вентиляции позволяет выбирать для каждого случая наиболее оптимальную систему. При этом возможны сочетания нескольких вариантов систем вентиляции.
6.4. Воздушный режим здания. Три задачи воздушного режима.
Процессы перемещения воздуха внутри помещений, движения его через ограждения и отверстия в ограждениях, по каналам и воздуховодам, обтекания здания потоком воздуха и взаимодействия здания с окружающей воздушной средой объединяются общим понятием воздушный режим здания. В отоплении рассматривается тепловой режим здания. Эти два режима, а также влажностный режим тесно связаны между собой. Аналогично тепловому режиму при рассмотрении воздушного режима здания различают три задачи: внутреннюю, краевую и внешнюю.
К внутренней задаче воздушного режима относятся следующие вопросы.
а) расчет требуемого воздухообмена в помещении (определение количества поступающих в помещение вредных выделений, выбор производительности систем местной и общеобменной вентиляции.
б) определение параметров внутреннего воздуха (температуры, влажно-сти, скорости движения и содержания вредных веществ) и распределение их по объему помещений при различных вариантах подачи и удаления воздуха. Выбор оптимальных вариантов подачи и удаления воздуха.
в) определение параметров воздуха (температуры и скорости движения) в струйных течениях, создаваемых приточной вентиляцией.
г) расчет количества вредных выделений, выбивающихся из-под укрытий местных отсосов (диффузия вредных выделений в потоке воздуха и в помещениях.
д) создание нормальных условий на рабочих местах (душирование) или в отдельных частях помещений (оазисы) путем подбора параметров подаваемого приточного воздуха.
Краевая задача воздушного режима объединяет следующие вопросы.
а) определение количества воздуха, проходящего через наружные (ин-фильтрация и эксфильтрация) и внутренние (перетекание) ограждения. Ин-фильтрация приводит к увеличению теплопотерь помещений. Наибольшая инфильтрация наблюдается в нижних этажах многоэтажных зданий и в высоких производственных помещениях. Неорганизованное перетекание воздуха между помещениями приводит к загрязнению чистых помещений и распространению неприятных запахов.
б) расчет площадей отверстий для аэрации.
в) расчет размеров каналов, воздуховодов, шахт и других элементов систем вентиляции.
г) выбор способа обработки воздуха – придание ему определенных параметров; для притока – это нагрев (охлаждение), увлажнение (осушка), очистка от пыли, озонирование; для вытяжки – это очистка от пыли и вредных газов.
д) разработка мероприятий по защите помещений от врывания холодного наружного воздуха через открытые проемы. Для защиты обычно применяют воздушные и воздушно-тепловые завесы.
а) определение давления, создаваемого ветром, на здание и отдельные его элементы (дефлектор, фонарь, фасады и т.д.
б) расчет максимально возможного количества выбросов, не приводящих к загрязнению территории промышленных предприятий; определение проветриваемости пространства вблизи здания и между отдельными зданиями на промышленной площадке.
в) выбор мест расположения воздухозаборов и вытяжных шахт вентиляционных систем.
г) расчет и прогнозирование загрязнения атмосферы вредными выбросами; проверка достаточности степени очистки выбрасываемого загрязненного воздуха.
Раздел IV. Расчет воздухообмена в помещении.
Лекция №7 Уравнение балансов воздуха и вредных выделений.
в помещении. Дифференциальное уравнение воздухообмена.