 |
|
Естественная вентиляция.
Вентиляция
Хорошая вентиляция помещения способствует улучшению самочувствия человека. Наоборот плохая вентиляция приводит к повышенной утомляемости, снижению работоспособности. В жилых, общественных и производственных помещениях в результате жизнедеятельности людей, работы оборудования, приготовления пищи, сгорания природного газа выделяются вредные вещества, влага, теплота. В результате ухудшаются климатические условия, изменяется состав воздушной среды.
Поэтому обеспечение хорошей вентиляции, регулярное проветривание помещений, является необходимым условием для обеспечения оптимальных условий для труда человека и сохранения его здоровья.
Наибольшее распространение для обеспечения оптимальных параметров микроклимата получила общеобменная приточно-вытяжная вентиляция. Применяется как механическая, так и естественная вентиляция.
Если в помещении возможно естественное проветривание, а объем помещения, приходящегося на одного человека не менее 20 м3, производительность вентиляции должна быть не менее 20 м3/ч на одного человека. Если же объем помещения, приходящегося на одного человека менее 20 м3, производительность вентиляции должна быть не менее 30м3/ч. При невозможности естественного проветривания производительность вентиляции должна быть не менее 60 м3/ч на одного человека.
При выделении в помещении от оборудования и технологических процессов влаги и теплоты производительность вентиляции должна быть увеличена по сравнению с указанными величинами. Необходимая производительность определяется расчетом с учетом количества выделяемой влаги и теплоты.
В жаркое время года, а также в горючих цехах на рабочих местах, подвергаемых интенсивному воздействию тепловых потоков от печей, раскаленных отливок и других источников тепла, дополнительно применяют воздушное душирование, заключающееся в обдуве рабочего потоком воздуха с целью увеличения интенсивности конвективного теплообмена и отвода теплота за счет испарения.
Скорость обдува составляет 1...3,5 м/с в зависимости от интенсивности теплового потока. Установки воздушного душирования бывают стационарные, когда воздух на рабочее место подается по системе воздуховодов с приточными насадками, и передвижные, в которых используется передвижной вентилятор. Примером передвижного устройства воздушного душирования является бытовой вентилятор, применяемый в бытовых и непроизводственных помещениях в жаркую погоду, когда естественная вентиляция не может обеспечить тепловой баланс между человеком и окружающей средой.
Воздушные оазисы позволяют улучшить метеорологические условия на ограниченном участке помещения, для чего этот участок со всех сторон отделяется перегородками и заполняется воздухом более прохладным и чистым, чем воздух в остальном помещении.
Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраивают для защиты людей от охлаждения проникающим через ворота или двери холодным воздухом. Завесы бывают двух типов: воздушные с подачей воздуха без подогрева и воздушно-тепловые с подогревом подаваемого воздуха в калориферах. Воздух для завесы подается к дверным проемам через специальную щель и выходит с большой скоростью (10...15 м/с) под углом навстречу поступающему снаружи холодному воздуху. Воздух завесы препятствует поступлению холодного воздуха в помещение; проникшая же в помещение часть холодного воздуха подогревается при смешении с более теплым воздухом завесы. Бывают завесы с нижней и боковой подачей воздуха. Примером воздушных завес являются применяемые в холодный период года во входных дверях магазинов, метро, учреждений воздушно-тепловые завесы.
Вентиляция
Система вентиляции представляет собой комплекс устройств, обеспечивающих воздухообмен в помещении, т.е. удаление из помещения загрязненного, нагретого, влажного воздуха и подача в помещение свежего, чистого воздуха. Системы вентиляции разнообразны и их классификация систем вентиляции представлена на рис. 1.
Рис.1
В зоне действия вентиляция бывает общеобменная,при которой воздухообмен охватывает все помещение, и местная,при которой обмен воздухом осуществляется на ограниченном участке помещения. По способу перемещения воздуха из помещения и в помещение вентиляция разделяется на естественную и механическую.
Естественная вентиляция.
Воздухообмен при естественнойвентиляции осуществляется благодаря возникающей разницы давлений снаружи и внутри здания. Разность давлений обусловлена прежде всего тепловым напором, возникающим из-за того, что более теплый воздух в помещении имеет меньшую плотность, чем более холодный воздух снаружи помещения. В результате более теплый воздух помещения поднимается вверх и удаляется из помещения через вытяжные трубы, а его место занимает свежий, более прохладный и чистый воздух, поступающий в помещение через окна, двери, форточки, фрамуги, щели. На рис.2 показана схема естественной вентиляции в помещении. Тепловой напор можно определить по формуле:
∆Рт = g h (ρн-ρвн),
где g - ускорение свободного падения, м/с2;
h - расстояние между центрами приточного и вытяжного отверстий, м; ρн и ρвн - плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м3.
Как видно из формулы, если снаружи помещения воздух более теплый, чем в помещении удаления воздуха из помещения за счет теплового напора происходить не будет. Удаление воздуха из помещения в этом случае будет происходить за счет ветрового напора, возникающего в результате обдувания здания, в частности торца вытяжной трубы, расположенной, как правило, на крыше здания.
Значение ветрового напора можно определить по формуле:
∆ Рв = kT ( WB2/2) ρн ,
где WB - скорость ветра, м; kT - коэффициент, определяемый формой трубы.
Организованная общеобменная вентиляция, при которой в помещение подается и удаляется заданное количество воздуха, называется аэрацией. Регулирование необходимого количества воздуха, подаваемого и удаляемого из помещения, обеспечивается необходимой площадью открытых окон, фрамуг и т.д. Аэрация помещения может быть рассчитана по специальной методике.
Для того, чтобы увеличить коэффициент kT и тем самым улучшить естественную вентиляцию, на конце вытяжной трубы часто устанавливается специальное устройство, называемое дефлектором. Схема дефлектора показана на рис. 3.
Он представляет собой цилиндрический патрубок, расположенный на конце трубы. При обтекании этого патрубка на его торцах создается разряжение и улучшается естественная тяга за счет ветрового напора. Дефлекторы можно увидеть на крышах многих зданий как промышленных, так и жилых.
Для ориентировочного подбора дефлекторов определяют диаметр вентиляционного патрубка по формуле:
d = 0.0188 √L/vв , м,
где L - необходимая производительность вентиляции, м3/ч;
vв - принимается равной половине средней скорости ветра в наиболее жаркий месяц (например, для Москвы средняя скорость ветра равна 3,4 м/с, поэтому vв= 1,7 м/с.
Таким образом, эффективность естественной вентиляции зависит от разницы температур снаружи и внутри помещения (разницей температур определяется разница плотностей воздуха), высоты расположения вытяжных отверстий и скорости ветра снаружи помещения. Достоинством естественной вентиляции является отсутствие затрат энергии на передвижение масс воздуха в помещение и из него. Однако, естественная вентиляция имеет очень существенный недостаток, а именно: в теплый период года и в безветренную погоду ее эффективность может существенно падать, так как вследствие повышения температуры наружного воздуха падает тепловой напор ( или отсутствует вовсе), а при отсутствии ветра ( WB = 0) отсутствует ветровой напор. Кроме того, при естественной вентиляции воздух поступающий в помещение и воздух, удаляемый из помещение не проходит очистку и предварительную подготовку. Если воздух окружающей среды загрязнен, например запылен, то он поступает в помещение также загрязненным. Если в помещении в результате каких-либо технологических процессов выделяются вредные вещества, то они выбрасываются без их улавливания в окружающую среду с удаляемым из помещения воздухом. В результате загрязняется окружающая среда.
