10371

где: qтр – удельные теплопотери на нагрев единицы транспортных средств, кДж/ч; принимаются из справочной литературы в зависимости от вида транспортного средства, кДж/(ч·ед.);

N – количество единиц транспортного средства одного вида; В – то же, что и в формуле (1.39).

Теплопотери на нагрев материалов. В холодный период года поступающие в помещение

Влаговыделения

Наиболее распространены следующие виды влаговыделений:

-от людей (рассмотрено ранее);

-испарение с открытой поверхности воды;

-испарение влаги со смоченной поверхности;

-испарение воды с открытой поверхности при кипении.

Испарение с открытой поверхности воды. Если нагретая вода с температурой tw находится в емкости в спокойном состоянии, то в результате испарения и теплоотдачи поверхностный слой воды приобретает пониженную температуру tпов. Так при температуре воздуха в помещении, tв 20 °С и влажности φв 70 % соотношение температур будет соответствовать представленному в таблице 1.8.

b – фактор, учитывающий влияние вынужденной конвекции и зависящий от скорости движения воздуха над поверхностью испарения vв, м/с:

b = 0,131 vв, (1.47)

Рпов – парциальное давление насыщенного водяного пара при температуре поверхности tпов, кПа; Рв – парциальное давление водяного пара в воздухе помещения, кПа;

F – площадь поверхности испарения, м2; Рб – барометрическое давление, кПа.

Испарение влаги со смоченной поверхности. Испарение воды со смоченной поверхности сопровождается снижением температуры пленки воды до равновесной величины, приблизитель-

70

но равной температуре мокрого термометра tпов tм. В этом случае можно считать, что процесс испарения представляет собой изоэнтальпическое увлажнение воздуха в помещении.

где: tв – температура воздуха в помещении, °С;

tм – температура воздуха в помещении по мокрому термометру, °С; F – площадь смоченной поверхности, м2.

Испарение воды с открытой поверхности при кипении. Количество пара, кг/ч, выделяю-

щегося с открытой поверхности кипящей воды можно рассчитать, исходя из затрачиваемой энер-

В расчетах ориентировочно принимают, что с 1 м2 открытой поверхности кипения выделяется 40 кг/ч пара.

Значительное количество водяного пара поступает в воздушную среду производственных помещений от металлорежущих станков с эмульсионным охлаждением (в среднем расход водяного пара составляет 0,15 кг/ч на 1 кВт установочной мощности станков).

Выделения вредных веществ

В воздушную среду помещений большинства жилых, общественных и производственных зданий в значительном количестве может поступать углекислый газ от дыхания людей. В помещения производственных зданий могут попадать вредные пары, газы и твердые примеси технологических процессов.

Наиболее распространенными являются следующие источники вредных выделений:

-газообразные вещества, проникающие через неплотности технологических устройств, внутри которых поддерживается избыточное давление;

-испарение веществ с открытых поверхностей;

-испарение растворителей при высыхании красок и лаков;

-источники пыли.

Выделение углекислого газа людьми. Выделение углекислого газа людьми происходит в результате дыхания. Интенсивность выделения в основном зависит от степени тяжести выполняемой работы.

Вредные выделения через неплотности аппаратов, внутри которых поддерживается по-

вышенное давление. Массовый расход газообразных продуктов, М, кг/ч, проникающих через неплотности технологического оборудования и трубопроводов, работающих под давлением, для

где: k – коэффициент запаса, характеризующий состояние оборудования ( k = 1...2); для нового оборудования k = 1, для изношенного – k = 2;

сдавл – коэффициент, зависящий от давления среды в аппарате, определяется по таблице 1.10;

71

V – внутренний объем аппарата, находящегося под давлением, м3;

– молекулярная масса газов, находящихся в аппарате, кг/кмоль;

Т– абсолютная температура внутренней среды аппарата, К.

Утечка газов из аппарата зависит от их молекулярной массы и при удовлетворительной эксплуатации составляет приблизительно 0,07…0,12 внутреннего объема аппарата в час.

Таблица 1.10

Значение коэффициента сдавл

Испарение веществ с открытых поверхностей. Количество вещества, г/ч, испаряющегося с открытой поверхности может быть определено по эмпирической формуле:

где vв – скорость движения воздуха над поверхностью испарения, м/с;

Pпов – парциальное давление паров испаряющейся жидкости над поверхностью испарения при температуре жидкости, кПа;

– молекулярная масса испаряющегося вещества, кг/кмоль; F – площадь поверхности испарения, м2.

Данные по наиболее распространенным технологическим жидкостям приведены в таблице 1.11.

Таблица 1.11 Молекулярная масса и парциальное давление насыщенного пара некоторых жидкостей

Pпов при температуре 20 оС

В производстве широко используются растворы солей кислот, щелочей. Из таких водных растворов обычно испаряется вода. Иногда, например, в гальванических процессах, в воздушную среду попадают и компоненты раствора. Происходит это вследствие того, что реакция в гальванической ванне сопровождается выделением водорода, пузырьки которого всплывают и лопаются на поверхности жидкости.

Испарение растворителя при высыхании красок и лаков. Количество растворителя, г/ч,

выделяющегося в непрерывном процессе окрашивания и высыхания красок и лаков можно определить по формуле:

где А – расход лакокрасочных материалов на 1 м2 окрашиваемой поверхности, г/м2; данные приводятся в соответствующей справочной литературе;

т – доля растворителя в красящем составе; f – скорость окрашивания поверхности, м2/ч.

72

Выделение пыли. Выделение пыли сопровождает многие технологические процессы. Состав и расход выделяющейся пыли зависит от вида технологического процесса.

Например, сварка металлов сопровождается выделением пыли, содержащей соединения фтора, марганца (таблицы 1.12, 1.13). Наиболее вредными являются марганцевые руднокислые электроды.

Таблица 1.12

Характеристика вредных выделений при сварке фтористокальциевыми электродами

Таблица 1.13 Характеристика вредных выделений при сварке марганцевыми руднокислыми электродами

1.3.6.Определение требуемой производительности вентиляционных систем

Внастоящее время в инженерной практике наиболее широкое распространение получили следующие способы определения воздухообмена в помещении (в зависимости от нормативных требований, исходных данных, требований, предъявляемых к системам обеспечения микроклимата и т.д.).

По преобладающим в помещении видам вредных выделений:

- по явной теплоте ±ΔQ, Вт:

где: L – количество воздуха, необходимое для ассимиляции вредных выделений, м3/ч; Q – теплоизбытки (+) или теплонедостатки (–) в помещении, Вт;

с – удельная массовая теплоемкость воздуха, кДж/(кг·оС); ρ – плотность воздуха, кг/м3;

73

t – разность температур подаваемого и удаляемого из помещения воздуха, оС;

d – разность влагосодержаний в подаваемом и удаляемом из помещения воздухе, г/кг сух.в.; сПДК – предельно допустимая концентрация вредного компонента в воздухе, мг/м3.

Если выделяющиеся в помещение загрязняющие вещества не обладают «эффектом суммации» (эффектом однонаправленного воздействия на человека), то расчетное значение воздухообмена принимают по большему из приведенных значений. В противном случае расчетный воздухообмен определяется как сумма необходимых значений по каждому из вредных компонентов.

По допустимой скорости в характерном сечении канала:

L 3600 vдопF , м3/ч, (1.55)

где: vдоп – допустимая скорость в характерном сечении канала (воздуховода), принимается по справочной литературе [21], м/с;

F – площадь поперечного сечения канала (воздуховода), м2.

По кратности воздухообмена:

где: Lуд – удельный расход воздуха на человека, м3/(ч·чел); на 1 м2 площади пола помещения м3/(ч·м2); на единицу оборудования, м3/(ч·об.) соответственно;

Fп – площадь пола помещения, м2;

nчел, nоб. – количество человек или единиц оборудования в помещении.

Графоаналитический метод расчета по I-d–диаграмме. Расчет заключается в определе-

нии необходимого воздухообмена графическим способом по I-d –диаграмме влажного воздуха по определенным аналитически значениям полной теплоты Qп , коэффициента углового масштаба ε и допустимого перепада температуры tдоп .

Вентиляционные системы здания и их производительность выбирают по результатам расчета воздухообмена в помещениях. Решение этой задачи зависит от вида систем, а также от схемы подачи приточного воздуха и удаления загрязненного воздуха из помещения. Производительность систем местной вентиляции определяется технологическими и санитарногигиеническими требованиями к микроклимату помещения, а общеобменной вентиляции - решением уравнений балансов.

При расчете общеобменной вентиляции должны быть известны количество воздуха, подаваемого в помещение и удаляемого из него местной вентиляцией, а также воздухообмен помещения со смежными помещениями и через неплотности в наружных ограждениях. Если перетекание воздуха между помещениями здания не регламентировано нормами, то расход его через проемы оценивают ориентировочно при анализе воздушного режима здания.

Рассчитываемый воздухообмен принято называть по виду вредных выделений, для борьбы с которыми он предназначен. Например, воздухообмен по избыткам явного тепла, по избыткам полного тепла, по влаговыделениям, по вредным веществам и т. д.

Для определения требуемой производительности систем общеобменной вентиляции по заданному виду вредных выделений необходимо решить соответствующую систему из двух уравнений - уравнения баланса вредных выделений и уравнения баланса воздуха в помещении.

Уравнение воздушно-теплового баланса можно представить следующим образом:

74

В этой системе уравнений индексы «прi» и «ухj» обозначают все действующие в помещении соответственно приточные и вытяжные системы – общеобменные и местные.

Расчет производительностей проводят обычно относительно общеобменных приточной и вытяжной систем. С учетом этого обозначим производительности вентиляционных систем, действующих в помещении следующим образом:

-общеобменной приточной вентиляции – Gпр1;

-общеобменной вытяжной вентиляции – Gух1;

-местных приточных систем – Gпр2, …, Gпр n;

-местных вытяжных систем – Gух2, …, Gух m.

Целью дальнейших расчетов является определение Gух1, предварительно выразив из уравнения воздушного баланса зависимость для Gпр1.

Расчет по избыткам полной теплоты.

Уравнение полного теплового баланса по полной теплоте имеет вид:

приточных и вытяжных систем соответственно.

С учетом принятых обозначений уравнение (1.61) можно записать в более подробном виде:

Уравнение воздушного баланса относительно Gпр1:

В результате совместного решения уравнений (1.62) и (1.63) получим выражение:

Решая уравнение (1.64) относительно Gух1, после необходимой перегруппировки получим искомое выражение:

Расчет по избыткам явной теплоты.

Уравнение полного теплового баланса по явной теплоте имеет вид:

Решив (1.66) совместно с уравнением (1.63), получим:

Расчет по влаговыделениям.

75

Уравнение баланса водяных паров представим в виде:

Решим уравнение (1.68) совместно с уравнением (1.63) относительно Gух1:

Gw n Gпрi dпрi dпр1 10 3 m Gухj dухj dпр1 10 3

Расчет по вредным примесям.

Уравнение баланса вредных газов и паров представим в виде:

Решим уравнение (1.70) совместно с уравнением (1.63) относительно Gух1:

Для общественных зданий воздухообмен, рассчитанный по вредным веществам, обычно меньше воздухообмена, рассчитанного по теплоизбыткам и влаговыделениям. Поэтому для этих зданий формулу (1.71) применяют для определения требуемого количества свежего наружного воздуха для систем с рециркуляцией.

В промышленных зданиях воздухообмен по вредным веществам может оказаться определяющим. Поэтому для этих зданий рассчитывают воздухообмен по всем видам вредных выделений, принимая наибольшую из полученных величин.

1.3.7. Основные принципы организации вентиляции

Эффективность вентиляции помещения во многом зависит от рационального выбора и расположения по объему помещения воздухораспределителей и воздухозаборных устройств.

В первую очередь распределение полей определяющих параметров воздушной среды в объеме помещения определяется конструктивным решением приточных устройств. Влияние вытяжных устройств на скорость движения и температуру воздуха в помещении обычно незначительно. В то же время общая эффективность вентиляции зависит от правильной организации отбора и удаления вытяжного воздуха из помещения.

Основные принципы организации вентиляции заключаются в следующем:

1)местная вытяжная вентиляция должна локализовать вредные выделения в местах их образования, предотвращая распространение их по помещению;

2)приточный воздух необходимо подавать так, чтобы он, поступая в зону дыхания людей (обслуживаемую зону помещения), был чистым и имел температуру и скорость движения в соответствии с требованиями санитарных норм;

3)общеобменная вентиляция должна разбавлять и удалять вредные выделения, поступающие в помещение, обеспечивая в обслуживаемой зоне допустимые значения параметров — температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха и концентрации вредных веществ в нем;

4)объемы удаляемого и подаваемого в помещения воздуха должны исключать перетекание загрязненного воздуха из помещений с выделением вредных веществ в другие помещения.

Выбор воздухораспределительных устройств и места расположения их в помещении зависят от назначения и объема помещения, наличия и видов вредных выделений, требований,

76

предъявляемых к воздушной среде, местоположения и оборудования рабочих мест и др. При этом следует учитывать конструктивное строительное решение здания.

При выборе схемы подачи и удаления воздуха в помещении необходимо соблюдать следующие рекомендации:

-траектория подачи приточного воздуха не должна пересекать загрязненные участки помещения, обеспечивая поступление в обслуживаемую рабочую зону чистого воздуха;

-при значительных избытках явного тепла в помещении приточный воздух в холодный период года следует подавать с минимально допустимой температурой, учитывая его возможный подогрев за счет теплопоступлений;

-в теплый период года предпочтительной является подача приточного воздуха в обслуживаемую (рабочую) зону помещений;

-при обосновании схемы воздухораспределения необходим контроль температуры и скорости движения воздуха на рабочих местах; при этом следует учитывать взаимное влияние струйных течений, стесненность струй ограждениями и технологическим оборудованием, свойство струй настилаться на поверхности;

-при отрицательном тепловом балансе в помещении и совмещении вентиляции с воздушным отоплением приточный воздух необходимо подавать в обслуживаемую (рабочую) зону помещения.

Принципиальные решения вентиляции в зданиях различного назначения Здания с массовым пребыванием людей. В помещениях культурно-зрелищных учреждений

проектируют системы кондиционирования или приточно-вытяжную вентиляцию с механиче-

ским побуждением. В залах вместимостью до 200 человек допускается проектировать только механическую вытяжку.

Взрительных залах кинотеатров, клубов и театров, в зонах размещения зрителей, параметры воздуха должны быть обеспечены системой кондиционирования воздуха или вентиляции

всоответствии с требованиями нормативных документов. При применении рециркуляции в системах кондиционирования воздуха и вентиляции для зрительных залов количество подаваемого наружного воздуха должно составлять не менее 20 м3/ч на 1 чел.

Для помещений зрительского и клубного комплексов, помещений обслуживания сцены (эстрады), а также административно-хозяйственных помещений следует предусматривать раздель-

ные системы кондиционирования воздуха или приточно-вытяжной вентиляции. В кинотеатрах с непрерывным показом фильмов, а также в клубах разделение можно не предусматривать.

Самостоятельные (автономные) системы кондиционирования и приточной вентиляции необходимо проектировать для следующих комплексов помещений: зрительных залов, вестибюля, фойе, кулуаров, музея, тиристорных, светопроекционных, звукоаппаратных, светоаппаратных, кабин для диктора и переводчиков, артистических уборных, репетиционных залов, творческого персонала и художественного руководства, помещений административно-хозяйственных, технической связи и радиовещания, производственных мастерских.

Самостоятельные вытяжные системы должны быть предусмотрены также для помещений: курительных, санузлов, подсобных при буфетах, светопроекционной, звукоаппаратной, кабин дикторов, холодильной станции, мастерских, складов, аккумуляторной.

Впомещениях доготовочных, моечных буфета, санитарных узлов, курительных и ма-

стерских необходимо организовывать системы вытяжной вентиляции с механическим побуждением; в служебно-хозяйственных помещениях допускается предусматривать вентиляцию с естественным побуждением.

Ваккумуляторной с кислотными аккумуляторами и в кислотной следует проектировать вытяжную вентиляцию самостоятельным агрегатом во взрывобезопасном и антикоррозионном исполнении с расположением вытяжных отверстий под потолком (2/3 расхода) и на высоте 0,3 м

от пола (1/3 расхода). В аккумуляторной со щелочными аккумуляторами вытяжные отверстия располагают только под потолком. В этом случае можно организовывать естественную вентиляцию через отдельный вентиляционный отсос.

77

В многозальных кинотеатрах общей вместимостью залов до 800 мест следует преду-

сматривать обслуживание одной системой кондиционирования воздуха или приточной вентиляции нескольких зрительных залов, при этом необходимо для каждого зрительного зала проектировать по расчету установку зонального подогревателя воздуха.

При проектировании зрительных залов кинотеатров следует предусматривать в теплый период года возможность ночного проветривания.

Необходимо также предусматривать мероприятия, исключающие возможность неоргани-

зованного поступления наружного воздуха в залы через вытяжные шахты.

Помещения для размещения вентиляционного оборудования, оборудования систем конди-

ционирования воздуха, компрессорных, холодильных установок не рекомендуется располагать непосредственно за ограждающими конструкциями зрительного зала.

Для фойе, вестибюля, кассового вестибюля и кассовой кабины проектируются только приточные механические системы вентиляции. Вытяжка осуществляется через смежные помещения. Если в фойе или вестибюль имеют выходы помещения, оборудованные механической вытяжной системой без организованного притока с подогревом (санитарные узлы, курительные), то расход вытяжного воздуха в них учитывается в расходе приточного воздуха в фойе или вестибюль.

При применении рециркуляции в зрительных залах количество подаваемого наружного воздуха должно составлять не менее 20 м/ч на 1 чел.

Не допускается: устройство вентиляционных каналов в стенах, разделяющих зрительные залы многозальных зданий; прокладка воздуховодов через помещения зала, проекционнои перемоточной, если эти воздуховоды предназначаются для других помещений.

Подачу воздуха следует осуществлять:

-в залах вместимостью до 800 мест – компактными струями (чаще на экран) с максимальной скоростью, регламентируемой допустимым уровнем шума в зале, и нормируемой подвижностью воздуха в рабочей зоне;

-при вместимости больше 800 мест - рассредоточенными струями в помещение. Административно-бытовые здания. В зданиях административно-бытового назначения

воздухообмены рассчитываются по кратностям или удельным расходам. Наличие той или иной системы в помещении определяется значением кратности воздухообмена, определяется по нормам проектирования или значением удельного расхода. Административно-бытовые помещения имеют разделение систем по видам вредных выделений, а также по режиму работы помещений.

Удаление воздуха самостоятельными вытяжными системами с механическим побуждением нужно предусматривать для следующих групп помещений:

-санитарных узлов и курительных;

-проектных залов и служебных помещений, кабинетов площадью 35м2 и более;

-холлов и коридоров;

-помещений предприятий общественного питания;

-аккумуляторных;

-кинопроекционных;

-вытяжных шкафов и укрытий.

Для конференц-залов и залов совещаний рекомендуется проектировать системы вытяжной вентиляции с естественным побуждением.

Удаление воздуха из помещений осуществляют:

-для помещений площадью менее 35м2 – за счет перетекания воздуха в коридор;

-для помещений площадью более 35м2 – непосредственно из помещений.

Вытяжную вентиляцию с естественным побуждением допускается предусматривать в помещениях зданий высотой один-три этажа с количеством сотрудников не более 300 человек.

Вентиляцию лабораторных помещений проектируют и конструируют в зависимости от категории помещений по взрывопожароопасности.

Здания и сооружения для активного отдыха. Воздухообмен обеспечивается по расчету по видам вредных выделений или по удельным расходам на 1 человека.

78

Вспортзалах предусматриваются самостоятельные приточно-вытяжные системы. Количество вытяжных систем определяется видом выделяющихся вредных веществ и режимом работы помещения.

Вбассейнах комфортной считается температура воздуха +27-28°С или немного ниже. Это обусловлено рекомендациями врачей поддерживать температуру воздуха примерно на 1°С выше температуры воды. Испарения с водной поверхности минимальны, а плавающим удобно и комфортно. Совместить наиболее комфортные значения температуры воздуха и воды можно только

спомощью правильного подбора оборудования, обеспечивающего снижение влажности воздуха до необходимого уровня. Для поддержания комфортных условий и разумного уровня испарения воды влажность в помещении бассейна должна составлять 50-60 %. С этой целью в бассейнах устанавливают осушители воздуха.

Вбассейне нельзя уменьшать температуру ночью, потому что пониженная температура воздуха только увеличивает испарение с поверхности бассейна. Постоянная циркуляция воздуха должна поддерживаться 24 часа в сутки. Отключение осушителя воздуха на 20-30 минут, о приводит к увеличению относительной влажности до 80-85%. Чтобы снизить энергозатраты в нерабочее время бассейна, можно прекратить подачу свежего воздуха и осуществлять снижение влажности в режиме рециркуляции.

Кроме поддержания стабильного уровня влажности, не нужно забывать и о качестве воздуха. В воду бассейна добавляются химикаты, которые могут вызывать загрязнение воздуха. Поэтому для поддержания в бассейне нормальных условий нужна вентиляция, обеспечивающая ассимиляцию химических выделений с поверхности воды, помимо обычных метаболических выделений человека.

Согласно рекомендациям оптимальная кратность воздухообмена составляет от четырех до восьми. Такой широкий диапазон рекомендуемых значений обусловлен различиями интенсивности использования бассейна, его посещаемости и типа установленного оборудования. Опыт проектирования и эксплуатации систем вентиляции бассейнов показывает, что используемая схема воздухораспределения важнее, чем кратность воздухообмена.

Основная задача проектирования системы воздухораспределения – достичь эффективного снижения влажности и приемлемого качества воздуха в бассейне. В бассейне из-за высокой температуры точки росы есть много мест, где требуется создание достаточных воздушных потоков для поддержания качества воздуха или для предотвращения образования конденсата.

Жилые и общественные здания. Наиболее простым примером организации воздухообмена является вентиляция помещений в жилых зданиях, общежитиях и гостиницах. Воздухообмен рассчитывают для большинства помещений по кратности и удельным расходам.

Вытяжную вентиляцию устраивают из верхней зоны помещений кухонь, санитарных узлов, ванных и душевых комнат, а в некоторых случаях и жилых комнат.

Приточную – неорганизованно через форточки и неплотности в ограждениях. Регулирование воздухообмена осуществляют изменением площади открытых проемов.

Врайонах с жарким климатом устраивают механическую приточно-вытяжную вентиляцию, если это не противоречит строительным и санитарным нормам.

Вентиляция помещений встроенно-пристроенных зданий должна осуществляться автономными системами.

Вытяжная вентиляция нежилых помещений, расположенных в пределах одной квартиры (конторы, консультации, киоски и др.) при отсутствии в них вредных выделений сверх норм осуществляется от общей вытяжной системы жилого здания.

Всовременных гостиницах повышенной категории рекомендуется применять кондиционирование воздуха в номерах. При вентилировании помещений приток воздуха организуют в верхнюю зону жилых помещений номеров, а удаление – из помещений санитарных узлов и ванных комнат.

Образовательные учреждения. Вентиляцию основных помещений осуществляют по схеме «сверху-вверх», т. е. и приточные и вытяжные отверстия располагают в верхней зоне помещения. В больших помещениях (залах, аудиториях) вытяжку частично можно осуществлять из

79