Дисципліни:

Способи підтримання необхідного стану повітряного середовища в приміщеннях. Класифікація вентиляційних систем


« Лекції з дисципліни «Інженерні мережі та комунікації»

Вибір способу підтримання необхідних параметрів повітряного середовища в приміщеннях визначається багатьма факторами:

• призначенням приміщень;

• режимом роботи;

• характером шкідливих речовин, які в них виділяються;

• кількістю та розташуванням робочих місць та обладнання тощо.

Залежно від вибраного способу вентиляції повітря в приміщенні розрізняють:

- загальнообмінну;

- місцеву;

- локалізуючу.

Загальнообмінна вентиляція – полягає в розбавленні шкідливих домішок в повітрі у всьому приміщенні за рахунок притоку свіжого повітря, яке проходячи по приміщенню асимілює шкідливості і потім викидається назовні.

Кількість повітря, яке подається вентиляцією розраховується на розбавлення шкідливостей, які виділяються до допустимих на робочих місцях концентрацій.

В житлових та громадських будівлях, як правило влаштовується загальнообмінна вентиляція. В приміщеннях, де виділення тепла і вологи зумовлює природне піднімання повітря, витяжку здійснюють з верхньої зони.

Схеми повітряного обміну в приміщеннях бувають (рис. 1):

• зверху вниз;

• знизу вверх;

• зверху вверх;

• знизу вниз.

Схеми організації повітрообміну в приміщеннях

Рис. 1. Схеми організації повітрообміну в приміщеннях: А – «зверху вниз»; Б – «знизу вверх»; В – «зверху вверх»; Г – «знизу вниз»

Застосування схеми вентиляції «зверху вверх» (притік і витяжка організується в верхній зоні) доцільно для приміщень з тепловиділеннями, де повітря, яке подається може мати більш низьку температуру.

Схему «зверху вниз» доцільно застосовувати при місцевій витяжці біля обладнання, яке виділяє тепло і при виділенні пилу.

Схема «знизу вверх» доцільно застосовувати при виділенні легких газових та пилових шкідливостей або при повітряному опаленні.

В гігієнічному відношенні найбільш доцільно здійснювати подавання повітря в нижню зону приміщення з невеликою швидкістю (до 0,3 м/с, через значну кількість отворів). При такій схемі необхідно значно більший підігрів повітря, яке подається ззовні, чим під час подавання в верхню зону.

Розподілення повітря, яке подається в приміщення визначається:

• швидкістю, напрямом та температурою;

• формою, кількістю та місцем розташування отворів, через які здійснюють вентиляцію;

• наявністю в приміщенні теплових потоків від обладнання тощо.

Розрізняють потоки повітря (яке подається):

- вільні та стиснені (будівельними конструкціями);

- направлені вздовж поверхні огороджень;

- затоплені (в об’ємі який вентилюється);

- ізотермічні та не ізотермічні.

За формою поперечного перерізу потоки повітря бувають (залежно від форми отворів та насадок через які подається повітря):

• круглі;

• асиметричні, які іноді називають компактними;

• пласкі;

• радіальні.

Системи загальнообмінної вентиляції, які забезпечують найбільш повне оброблення (до необхідних параметрів) припливного вентиляційного повітря і автоматичне підтримання в приміщеннях заданого стану повітряного середовища називають системами кондиціювання повітря (СКП).

Як правило СКП влаштовують в приміщеннях з великою кількістю людей з метою створення комфортних умов повітряного середовища, а також за вимогою технології виробництва.

Системи локальної вентиляції забезпечують уловлення шкідливостей в місцях їх виділення і видалення назовні через місцеві відсмоктувачі. При цьому виключається розповсюдження шкідливостей по приміщенню. Системи локальної вентиляції широко застосовують на промислових підприємствах.

В якості місцевих відсмоктувачів в системах локальної вентиляції застосовують:

• витяжні шафи (рис. 2 Б);

• парасольки, які особливо ефективні під час піднімання нагрітих струменів повітря (рис. 2 А);

• бортові відсмоктувачі (застосовують тоді, коли джерело шкідливостей неможна накрити (ванни, відкриті ємності тощо)) (рис. 2 Г);

• ванни-передувки, які знижують об’єм відсмоктування, але потребують організовувати притік повітря (рис. 2 Д);

• ширми (під час нерівномірного виділення значних об’ємів шкідливостей) (рис. 2В).

Місцеві відсмоктувачі

Рис. 2. Місцеві відсмоктувачі: А – парасольки; Б – витяжні шафи; В – ширма; Г – бортові відсмоктувачі; Д – ванни-передувки

Для підтримання необхідних умов повітряного середовища тільки на робочих місцях застосовують системи місцевої вентиляції:

- місцевий повітряний душ;

- повітряний оазис.

Місцевий повітряний душ (рис. 3 А) – це струмінь повітря з необхідними параметрами, який накриває робоче місце. Він ефективний під час впливу променевої теплоти (розжареного металу, печей тощо). Ефект повітряного душа залежить від швидкості та температури повітря в струмені.

Рис. 3. А – повітряний душ; Б – двохстороння повітряно-теплова завіса; 1 – вентилятор; 2 – калорифер; 3 – короб для розподілу повітря; В – розташування завіс; 1 – між колонами; 2 – за колонами

Повітряний оазис – це частина приміщення, в якому за рахунок місцевого притоку свіжого повітря, забезпечують прийнятні параметри повітряного середовища при наявності неприйнятних параметрів в цілому об’ємі приміщення.

Різновидністю місцевих систем є також повітряні завіси біля входів в приміщення для запобігання проникнення в нього холодного зовнішнього повітря (рис. 3 Б, В).

Залежно від джерела енергії для переміщення повітря системи можуть бути з:

• природними джерелами збудження руху повітря (природна вентиляція);

• штучними джерелами збудження руху повітря (механічна вентиляція).

В якості системи природної вентиляції найбільш часто застосовують гравітаційні системи, робота яких базується на різниці щільності зовнішнього та внутрішнього повітря.

Перевага гравітаційних систем полягає в простій будові та економічності в експлуатації. Однак радіус дії таких систем незначний. До гравітаційних систем відносять:

- гравітаційні канальні системи;

- аерацію.

Природна вентиляція будівель

Рис. 4. Природна вентиляція будівель: А – аерація; Б – витяжна канальна без організованого притоку; 1 – вертикальний канал; 2 – вертикальний повітряний відвід; 3 – насадка на шахті; 4 – витяжна шахта; 5 – отвір з решіткою

Під час аерації повітря надходить в приміщення і видаляється з них через отвори в зовнішнім огородженні будівель – вікна, ліхтарі, фрамуги тощо (рис. 4 А).

В гравітаційних канальних системах (рис. 4 Б) зовнішнє повітря спочатку надходить через отвори в огородженнях будівлі або через шахти в

канали (як правило влаштовують в стінах будівлі, рідше приставні), а потім по них транспортується в приміщення. Видалення повітря з приміщень також здійснюється по каналах.

Під час організації повітряного обміну в приміщеннях вентиляційні системи ділять на:

• припливні;

• витяжні

• припливно-витяжні.

Припливні системи нагнітають чисте повітря в приміщення, а витяжні системи видаляють забруднене повітря в атмосферу. Іноді влаштовують одну систему, наприклад тільки витяжну – в курилці, санвузлі або лише припливну – в кабіні кранівника в цеху з хімічними шкідливостями. Частіше влаштовують і ту і іншу системи, тобто припливно-витяжну

вентиляцію.

Якщо повітря, яке видаляють містить особливо шкідливі або пахучі домішки, то доводиться організовувати попередню обробку повітря, яке видаляють або виводити його в верхні шари атмосфери, влаштовувати високі шахти або випускати з великою швидкістю (факельний викид). Місце розташування випусків повинно бути таким, щоб унеможливити випадіння шкідливостей в населених пунктах або поблизу пристроїв для забирання повітря (враховувати напрям переважаючих вітрів тощо).

Механічну вентиляцію влаштовують в тих випадках, коли:

- неможливо застосувати аерацію (при наявності газів, пари тощо в зовнішньому повітрі, тобто в разі необхідності його обробки);

- немає аераційних отворів, або неможливо встановлення шахт;

- при значних місцевих виділеннях отруйних, вибухонебезпечних речовин;

- всередині будівлі є велика кількість перегородок, які перешкоджають руху повітря тощо.

Часто влаштовують змішані системи:

• для теплого періоду – аерацію;

• для холодного періоду – штучну (з механічним збудженням) припливну вентиляцію з природною витяжкою через шахти або ліхтарі.

При незначній кількості шкідливостей, які виділяються доцільно застосування зосередженого горизонтального подавання припливного повітря зі значною швидкістю (ангари, глядацькі зали, механічно-збірні цехи тощо).