Главная | Обратная связь

ЕСТЕСТВЕННАЯ И МЕХАНИЧЕСКАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

При естественной неорганизован­ной вентиляцииперемещение воздуха помещения может быть под действием гравитационных сил и под действием ветра.

Из-за разности температур возду­ха помещения и наружного воздуха (t_в> t_н или t_в<t_н) по обе стороны вертикальных ограждений помещения возникает разность давлений (Р_в<Р_Н или Р_в> Р_Н) (рис. 2.10). Разность давлений и отсутствие герметичности помещения (здания) вызывает пере­мещение воздуха или в одном на­правлении (при t_в> t_н), или в другом (при t_в<t_н). Чаще наружный воздух имеет температуру ниже, а значит, плотность выше, чем внутренний воз­дух помещения (t_в<t_н; р_н>р_в), а поэтому характерным является поло­жительный перепад давлений (Р_Н -Р_в)>0 и, как следствие,— движение наружного воздуха в ниж­нюю зону помещения. А так как на­гретый более легкий воздух помеще­ния стремится занять верхнее поло­жение, возникает естественное грави­тационное движение воздуха помеще­ния (здания) снизу вверх. Вследствие этого давление воздуха в зоне пола помещения получается ниже, а в зоне потолка — выше наружного давления. Из-за циркуляции воздуха помещения возникает область (плоскость) равных давлений, называемая нейтральной зоной. Ниже области равных давле­ний в помещении образуется зона разряжения (зона инфильтрации на­ружного воздуха), а выше — зона подпора (зона эксфильтрации внут­реннего воздуха помещения). При увеличении разряжения область рав­ных давлений смещается вверх, а при увеличении подпора — вниз.

Устройство проемов (форточек, фрамуг, фонарей, окон и дверей) в ограждениях нижней и верхних зон помещения способствует гравита­ционному движению, а устройство проемов в плоскости равных давлений не влияет на движение.

Разность давлений столбов наруж­ного и внутреннего воздуха, возни­кающих за счет гравитационных сил, называется тепловым естественным напором (∆Р).

При динамическом воздействии ветра с наветренной стороны здания создается повышенное давление, а с заветренной — разряжение (см. рис. 2.2 и 2.10).

При устройстве отверстий в наруж­ных вертикальных ограждениях мож­но организовать приток с наветренной стороны, а для удаления воздуха помещения — с заветренной. При этом количество воздуха приточного и вы­тяжного будет зависеть от многих факторов, а именно,— от направления и скорости ветра, температуры, от конфигурации здания и расположе­ния его среди других строений.

Давление воздуха помещения, под­верженного воздействию ветра, но при отсутствии гравитационного дав­ления (р_в = р_н), как с наветренной, так и с заветренной сторон по всей высоте помещения является одинако­вым.

Перед открыто стоящим зданием при воздействии на него ветра обра­зуется область повышенных по срав­нению с атмосферным давлений (под­пор), имеющая ширину около пяти высот здания при длине, равной длине здания.

Одновременно за зданием об­разуется аэродинамическая тень — область пониженных давлений (раз­ряжение), имеющая ширину около шести высот здания. Здание, окру­женное другими строениями, может оказаться в аэродинамической тени, т. е. в зоне разряжения.

Естественная организованная вен­тиляцияможет осуществляться под действием теплового напора (∆Р), под действием ветрового напора (Р_v) или под их совместным действием (Н_ест = ∆Р + Р_v ), рис. 2.10.

Естественная организованная вен­тиляция — это или аэрация, или ка­нальная система.

Аэрацияпроисходит за счет сов­местного действия гравитационного и ветрового давления и осуществляется посредством специальных открываю­щихся проемов, предусмотренных в стенах (летние и зимние фрамуги) и в крышах здания (фонари). При­ток организуется в нижнюю зону помещения через фрамуги (летом - через все, а зимой — через верхний ряд с наветренной стороны), а вы­тяжка — из верхней зоны помещения через фонари с заветренной стороны. Нижний ряд фрамуг проектируется на высоте 0,5...2,0 м, а верхний -4,0...6,0 м.

Так как аэрация не обеспечивает подогрева вводимого в помещение наружного воздуха, она проектируется для помещений с большими тепло-избытками (литейные, термические, прокатные, мартеновские цеха, куз­ницы и котельные) круглогодичного действия, а для помещений, где тепловыделения незначительны,— периодического действия,— только для летнего периода. В помещениях со значительными выделениями пыли и газа аэрация не допускается.

Открывание створок фрамуг и фо­нарей должно быть механизировано. Для обеспечения устойчивого режима аэрации площадь открывающихся створок фонарей проектируют на (20...40) % меньше площади фрамуг.

В многопролетных цехах шириной до 70 м аэрацию решают с чере­дованием в цехах «горячих» и «холод­ных» зон разной высоты. Вытяжку организуют из «горячих» высоких пролетов, а «опрокинутый» приток — через фонари в «холодные» пролеты.

В вытяжных канальных системах вентиляции устраивают шахты — вы­тяжные трубы. От атмосферных осад­ков трубы защищают зонтами. Дейст­вие ветра с направлением его ближе к вертикальному положению при устройстве зонтов может вызвать «опрокидывание» вытяжки. Для эф­фективности естественной вентиляции, устья вытяжных шахт, некоторых ес­тественных систем вместо зонтов снаб­жаются специальными насадками -дефлекторами (флюгерами), что по­зволяет дополнительно к гравитацион­ному напору использовать напор ветра и предохранять помещение от попада­ния дождя и снега. Разряжение, об­разующееся вокруг обечайки дефлек­тора, создает тягу в шахте при любом направлении ветра. В естественных канальных систе­мах вентиляции воздух поступает в помещение или удаляется из него по­средством специальных каналов (воз­духоводов) .

Естественные напорывоздушных потоков вентилируемых помещений первого этажа и N этажа определяют по формулам.

 

Естественные канальные системы вентиляции применяют в помещениях с небольшими расчетными кратностями воздухообмена (не более 3 в кух­нях, ванных и туалетных комнатах жилых зданий) и при малых скорос­тях движения вентиляционного возду­ха по каналам систем, в помеще­ниях объекта, строящегося не в жар­ком климате.

В системах механической вентиля­ции и воздушного отопления, а также в системах кондиционирования воз­духа искусственное перемещение воз­духа осуществляется вентилятором, приводимым в движение электродви­гателем (рис. 2.11)(не запоминать рис).

При механической вентиляции воз­дух может быть подан (или удален) к рабочим местам, а также в опре­деленные зоны помещения в требуе­мых количествах со скоростью, соот­ветствующей частным условиям. Вводимый или удаляемый воздух может быть подвергнут определенной обра­ботке: очистке, нагреву, охлаждению, осушке, увлажнению. При механичес­ком удалении обеспечивается локали­зация вредностей из мест их выделе­ния и не допускается не только их распространение в помещении, но по­рой и выброс в воздушный бассейн здания.

Механическая вентиляция может обеспечить помещение большим, не­зависящим от метеорологических ус­ловий, регулируемым воздухообменом; может иметь большой радиус дейст­вия — до 50 м (чаще в обществен­ных зданиях), а в некоторых про­мышленных зданиях до 200 м, там, где уровень производственного шума пре­вышает уровень шума, создаваемого мощной вентиляционной установкой (прессовые отделения, кузнечные и механические цеха).

Скорости движения потоков в ме­ханической вентиляции (приводятся в специальной литературе) значительно отличаются от скорости в естествен­ной вентиляции.

Механическая вентиляция одно­временно вместе с улучшением со­стояния воздушной среды помещения может решать и производственные технологические задачи.

При сравнении механической и естественной вентиляций к недостат­кам первой относятся: сложность уст­ройства системы, требующей дополни­тельных установок и специалистов высокой квалификации для их экс­плуатации; необходимость звукоизо­ляции вентиляционных установок и устройства шумопоглотителей; зави­симость работы системы от систем энергоснабжения, теплоснабжения и водоснабжения; значительная стои­мость сооружения и эксплуатации си­стем.

В связи с перечисленным выбор механических систем в проектном ре­шении должен быть обоснован.

Вентиляторыразличают по конст­руктивному решению: осевые и центро­бежные (см. рис. 2.11). Они изго­товляются из стали. По развиваемому давлению цент­робежные вентиляторы бывают низ­кого давления (до 1000 Па), сред­него (1000...3000 Па) и высокого (3000...12000 Па).

Осевые вентиляторы обеспечивают перемещение сравнительно больших объемов воздуха, но при небольшом развиваемом давлении. Они бывают только низкого давления (до 500 Па), а по созданию направления движения воздушного потока — реверсивными и нереверсивными.

Разновидностью осевого и центро­бежного вентиляторов является крышный вентилятор, который монтируют на кровле здания в вытяжных шах­тах механических систем вентиляции. Крышные вентиляторы создают верти­кальный поток воздуха. Их установка компактна.

Для установки вентиляторы под­бирают по аэродинамическим харак­теристикам. Характеристика вентиля­тора: производительность, напор и коэффициент полезного действия КПД зависят от количества оборотов ротора. При совпадении требуемого числа оборотов вентилятора и электродвигателя целе­сообразно их соединение посредством вала (компактное), а при разных зна­чениях — посредством ременной пере­дачи — необходима их установка на разных основаниях, но она более сложная.