Расчет естественной вентиляции

Искусственная (механическая) промышленная вентиляция

Для ее функционирования используют вентиляторы, обеспечивающие удаление отработанного воздуха и поступление свежего. Данный метод требует финансовых затрат, однако которые оправдывают себя, т. к. способ имеет достаточно плюсов:

• подача воздуха производится из любого удобного места;
• поток можно нагревать или охлаждать, менять влажность, чтобы сформировать благоприятный микроклимат;
• подвод воздуха непосредственно к рабочему месту;
• появляется возможность оперативно выполнить требования природоохранных организаций по качеству воздуха и избежать штрафов.

Механическая вентиляция делится на ряд типов, каждый из которых применяется в соответствии со спецификой производственной деятельности.

Приточная система

Ее назначение – «вливание» в помещения новых потоков извне. Общеобменная вентиляция монтируется там, где температура выше нормы, а вредных веществ сравнительно немного. Отработанный воздух выводится наружу посредством естественной вентиляции – по шахтам через фрамуги. Попутно потоки с грязными частицами подпирает воздух извне, нагнетаемый центробежными либо осевыми вентиляторами. Иногда, если это необходимо, с ними используют калориферы, увлажняющие и подогревающие входные потоки. Их объем регулируют посредством специальных заслонок, клапанов. Приточная система бывает двух типов:

Приточная вентиляция позволяет нагревать, осушать или наоборот, увлажнять, охлаждать подаваемый извне воздух.

Очистительные системы

Качество приточного воздухообмена контролируется за счет монтажа очистительных устройств. Перед выбросом в природную среду воздух проходит фильтрацию. Вид очистительных систем вентиляции будет полностью зависеть от количества загрязнений в воздушном потоке. Простейшее устройство вентиляционного очистителя – пылеуловители. Скорость потока в таких устройствах резко падает, за счет чего достигается осадка пыли. Подходит система для первичной очистки и при увеличении количества пыли сверх нормы становится неэффективной.

Электрофильтры — самый эффективный способ очистить отработанный промышленный воздух. А также устанавливают гравийные и коксовые фильтры, которые смачиваются водой. Для очищения промышленного воздуха от взрывоопасных частиц используются эжекции. Они состоят из 4 камер.

Требования к системам очистки

Общеобменная вентиляция должна соответствовать ряду требований. Любые процессы на предприятиях сопровождаются выделением определенных веществ в воздух. Монтаж вентиляции должен производится в соответствии с санитарными нормами.

Установка качественного оборудования поможет избежать многих проблем. Вентиляционная система дает возможность контроля за микроклиматом. Вид системы вентилирования должен подбираться в соответствии с параметрами помещения, назначения и количества работников.

Помимо очищения воздуха и поддержания микроклиматических условий внутри промышленной зоны, вентиляция дает возможность очистить отработанный воздух перед выбросом его в атмосферу. Все стандарты воздухообмена прописаны в СНИП.

В каких случаях естественный воздухообмен неуместен?

Каким бы не казался доступным метод естественной вентиляции, не во всех ситуациях допустимо использование аэрации зданий из-за наличия многих препятствующих факторов. К ним относятся:

• наличие в производственном помещении вредных газов, избытка пыли, опилок, химическая промышленность. Есть риски отравления окружающей среды. В таких помещениях следует установить механическую вентиляцию с очисткой воздуха.
• Наличие искусственно созданного климата в цехе.
• Избытки влаги, которые могут вызвать туман или конденсат.
• Разрешено, но иногда не целесообразно использовать аэрацию на больших по площади производствах, так как поступающий поток воздуха имеет ограниченную протяженность, поэтому есть возможность образования промежутков без проветривания.

Аэрация — промышленное здание

Аэрация промышленных зданий ( 2 — е издание), 317 стр.
 

Аэрация промышленных зданий), усложняют технологич.
 

Аэрация промышленных зданий), нейтрализации вредных воздействий задымления, шумов и сотрясений и пожарной безопасности. Равным образом обеспечиваются необходимые проезды для рельсового и бесколейного транспорта и прокладка подземных трубопроводов. Расположение предприятий в городской черте естественно вынуждает вести более густую застройку и ориентировку по возможности на многоэтажные здания. Точно так же реконструируемые предприятия, не обеспеченные достаточными запасными площадями, неизбежно требуют более плотной застройки.
 

Бортовые отсосы.

Аэрацию промышленных зданий целесообразно осуществлять в тех случаях, когда технологический процесс производства сопровождается большими тепловыделениями и когда предприятие расположено в районе, где часто дуют сильные ветры.
 

Железобетонная ферма.| Железобетонная плита покрытия.| Схема каркаса фонаря.

Под аэрацией промышленных зданий понимают регулируемый воздухообмен, обеспечивающий в помещениях воздушную среду, отвечающую санитарно-гигиеническим и производственным требованиям. Аэрация осуществляется путем устройства в фонарях и стенах здания достаточных по площади и соответствующим образом расположенных приточных и вытяжных отверстий, переплеты которых снабжены механизмами для их открывания.
 

При устройстве аэрации промышленных зданий ( рис. 2) в стенах и вентиляционных фонарях делают специальные проемы, в которые устанавливают створные переплеты. В летнее время открывают приточные проемы первого яруса, а в зимнее и осеннее время, чтобы работающие не простудились, — проемы второго яруса.
 

Как осуществляется освещение и аэрация промышленных зданий.
 

Для правильного рсше-нпя вопросов аэрации промышленных зданий з значительно большей мере -, чем при решении других вопросов вентиляционной техники, требуется тесное содружество и совместная работа инженеров-технологов, строителей, архитекторе1:; и специалистов п-о вентиляции.
 

Передовая роль научно-исследовательских институтов СССР в развитой техники аэрации зданий очевидна: в то время как в СССР при — проектировании систем аэрации руководствуются разработанной советскими специалистами и многократно проверенной на — пра-ктнке научно обоснованной теорией-во всех других странах ( и в первую очередь в Америке) до сих пор продолжают пользоваться для этой цели опытными данными, полученными в результате обследования систем аэрации отдельных промышленных зданий.
 

Удаление из производственных помещений вредных газов и паров, а также избыточного тепла достигается путем аэрации. Под аэрацией промышленных зданий понимают организованный и регулируемый воздухообмен с целью поддержания в помещениях воздушного режима, отвечающего санитарно-гигиеническим производственным требованиям.
 

Приведены основные сведения, необходимые для проектирования систем вентиляции воздуха. Дан расчет систем кондиционирования воздуха и аэрации промышленных зданий, а также воздуховодов и пневмотранспорта. Изд 4 — е переработано и дополнено с учетом последних теоретических исследований и новых нормативных документов.
 

Эпюры давления при действии на здание гравитационных сил.

Эпюры давления воздуха на рис. XVI.1, а построены для случая постоянной по высоте помещения температуры воздуха. Для расчета аэрации, в частности аэрации промышленных зданий со значительными тепловыделениями, при построении эпюр следует учитывать изменение температуры по высоте.
 

Аэрация

Это разновидность естественной вентиляции. Здесь необходимо учитывать розу ветров. Это нужно, чтобы вредные вещества из отработанного в цехах потока не попадали в, например, офисные помещения. Желательно, чтобы вентилируемое здание (помещение) располагалось с наветренной стороны касательно производственных цехов. Обмен воздуха происходит посредством окон и световых фонарей благодаря разнице температур и напору ветра. Оптимальная тяга создается при специальных трехуровневых конструкциях форточек. В теплое время свежий поток входит через нижние фрамуги, загрязненный удаляется через верхние.

Требования к промышленным вентиляционным системам

Независимо от того, каким образом осуществляется воздухообмен, в цехах, офисах организаций должны соблюдаться санитарные стандарты, определенные СНиП. Из ключевых положений стоит сказать о наиболее существенных:

Система вентилирования должна присутствовать на производстве любого рода: при этом не имеет значения, в какой степени загрязнена окружающая среда и сколько сотрудников работает.
Обустройство вентиляционной системы не должно повлечь за собой еще одно загрязнение. В новом оборудовании подобный «вариант» исключен: данное требование относится к устаревшим установкам.
Работающая система вентиляции не должна стать источником шума, превышающего санитарные нормы.
На загрязненных производствах объем удаляемого воздуха должен превышать количество приточного. В помещениях, где загрязненные вещества отсутствуют (например, в кабинетах), необходимо создать обратную ситуацию. Т. е. выход меньше, приток больше. Тогда удаляемые потоки из цехов не попадут в находящиеся рядом помещения, где воздух чистый изначально. В иных случаях нужно соблюдать баланс выхода и притока.
Вентиляционные установки, их монтаж регламентируются специальными пунктами СНиПа

Система может быть любой, важно лишь, чтобы предписанные санитарные нормы с ее помощью выполнялись.

Естественная вентиляция

Ее работа связана с физическими свойствами воздуха: изменениями его температуры и давления внутри здания и вне их пределов. Есть два варианта естественного воздухообмена:

1. Неорганизованный. Наиболее простой метод, подразумевающий попадание воздуха внутрь и проветривание за счет негерметичности здания, через зазоры. Неорганизованная вентиляция не в состоянии обеспечить комфортный и постоянный микроклимат.
2. Организованный. В этом случае используются форточки, окна, вытяжные шахты. Они позволяют регулировать объем поступаемого потока. Чтобы его усилить, иногда над рабочим местом (например, кузнечным горном, прессом и т. п.) устанавливают зонт-дефлектор, увеличивающий тягу благодаря разнице давления внизу и вверху (как в дровяной печи). Для поступления свежих потоков могут использоваться воздуховоды с установленными в них фильтрами.

Основной плюс этого способа воздухообмена – отсутствие капитальных вложений.

Виды приточных конструкций

Назначение и классификация воздухоприемников:

• закрытый;
• открытый – отверстие для приема использованных масс воздуха располагается далеко от места их выхода.

Производственный воздухоприемник открытого типа это совокупность: кожуха, зонта для вытяжки, воздухоотводов, передвижных воздухоприёмников. Согласно, условий конвекции, горячие потоки воздуха поднимаются наверх, где вытяжные зонты сокращают площадь их распространения и производят дальнейший отвод. Габариты зонтов должны соответствовать площади источника вывода горячего воздуха. Защитные зонты могут быть со свесами и без них.

Если рабочее место человека не фиксировано используются переносные виды вентиляции, которые крепятся непосредственно к сварочному оборудованию присосками.

Вытяжную систему режимного типа представляют: шкафчики, кабины, боксы, камеры. Шкафы устанавливают на промышленных предприятиях с обильным выделением ядовитых испарений. Монтаж бокса производится на предприятиях с выбросом радиационного излучения или ядов.

Приточная вентиляция помещения

Расчет производственной приточно-вытяжной вентиляции

Изначально потребуется определить, какой объем воздушных потоков необходим для нормальной работы персонала. Если рассчитывать в идеальном случае, когда загрязненные вещества отсутствуют, для определения объема применяется простая формула: L=NxM. Здесь N определяет число работников, а M показывает, сколько воздуха «уходит» на одного из них за час. Согласно номам, для невентилируемых помещений это 60 куб. м/ч, для проветриваемых – 30 куб. м/ч.

Как вычислить объем свежего воздуха, требуемого для замены отработанного? Предусмотрена другая формула: L=Mв/(V-Q). Первое значение – количество загрязненных веществ, регулярно проникающих в помещение (мг/час), V – объем грязных потоков в мг/куб. м, Q – вещества в поступаемом потоке (мг/куб. м).

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией и теплообменником

Это система, способная использовать удаляемый воздух на 30-50%. Данные цифры справедливы для одноступенчатых устройств. Однако на рынке все большую популярность завоевывают более совершенные системы. Имеется ввиду установка с двухступенчатой рекуперацией. Здесь уже достигается эффект в 80-85%, благодаря применению теплового насоса. Данная система показывает лучшие результаты при серьезных перепадах температуры, влажности внутри помещения и за его пределами. В жаркое время года тепловой насос обеспечивает приток охлажденного воздуха. Т. е. заданный микроклимат поддерживается круглый год и нет необходимости в установке кондиционера, организации отопления. Система хорошо показала себя при установке на промышленных предприятиях, в крупных офисах, учреждениях и в частных загородных домах.

По установкам с системой рекуперации существует ограничение. Их нельзя устанавливать в производственных цехах, где в окружающей среде присутствуют взрывоопасные частицы, микроорганизмы, химические вещества, относящиеся к первому, второму или третьему классам опасности.

Расчет аэрации

Для правильного функционирования системы следует сделать точные расчеты, беря во внимание многие факторы. Рассчитать аэрацию сложно, так как для этого потребуется немало практических знаний и умение сопоставлять непредвиденные обстоятельства с цифрами

При подсчетах учитывают следующие моменты:

• аэродинамика здания, его расположение в пространстве, возможный выброс вредных веществ;
• сопротивление внутреннего и внешнего воздушных потоков, вычисление площади отверстий для вентиляции и составление формулы баланса воздуха внутри цеха;
• определение направления внутренних воздушных потоков (мало изучено).

На сегодняшний день наиболее эффективным методом вентилирования производственных цехов является комбинирование естественного и механического воздухообмена, так как часто в промышленности требуется дополнительная фильтрация воздуха. Если воздух не очищать, то есть риски сильного загрязнения атмосферы.

Вентиляционное оборудование

Воздухообмен приточно-вытяжного типа в автономных системах производится за счет вентилятора. Чаще всего используются модели:

• радиаторные;
• осевые.

Радиаторные вентиляторы имеют улиткообразную форму. При поступлении воздуха извне в приемник, происходит перенаправление воздушной массы и последующая подача его в воздухоотсос. В зависимости от насыщенности примесями и разновидностей этих примесей, может использоваться оборудование различных типов:

• стандартные – рекомендованы для воздушных масс с температурой +80, с малым содержанием пыли;
• антикоррозийные – используются для выведения щелочей и кислоты;
• искрозащитный – применяется на производствах опасных взрывчатых веществ;
• пылевой – рекомендован к установке в помещении с повышенной нормой пыли.

Осевые вентиляторы – это лопасти, вмонтированные в корпус цилиндрической формы. Движение воздушного потока происходит параллельно вентиляторной оси. Установка таких типов вентиляторов в основном проводится в рудниках и аварийных шахтах. Преимуществом является выдача воздуха одновременно в нескольких направлениях.

Расчет канальной естественной вентиляции

Расчет естественной вентиляции канального типа сводится к определению живого сечения воздуховодов, кoторые для прохода необходимого количества воздуха oказывают сопротивление, сooтветствующее расчетному давлению. При этом для самого протяженного тракта сети определяют потери давления в воздуховодах как сумму потерь давления на всех егo участках. На каждом из них потери давления складываются из потерь на трение (RI) и потерь в местных сопротивленях (Z):р = Rl + Z,где R — удельная потеря давления пo длине участка oт трения, Па/м;l — длина участка, м.Площадь живого сечения воздуховодов, м2:F = L / (3600V),где L — расход воздуха расчетный, м3/ч;v — скорость воздуха в воздуховоде, м/с (принимается 0,5… 1,0 м/с).Задаваясь скоростью движения воздуха в воздуховоде, и находят площадь егo живого сечения и размеры. С помoщью специальных номмограм или таблиц для круглых воздуховодов определяют потери давления на трение. Для прямoугoльных воздуховодов канальной системы вентиляции расчитывают диаметр d_Э равновеликого (эквивалентного пo трению) круглого воздуховода:d_Э = 2 а b / (а + b),где а и b — длины сторон прямoугoльного воздуховода, м.В случае применения неметаллических воздуховодов их удельные потери давления пo трению R, определенные пo номограмме для стальных воздуховодовкорректируют, умножая на сooтветствующий коэффициент k, равный:- для шлакогипсовых каналов — 1,1;- для шлакобетонных каналов — 1,15;- для кирпичных каналов — 1,3.Пoтери давления, Па, на преoдоление местных сопротивлений для каждого участка расчитывают пo формуле:Z = Σξv 2ρ/2 где Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на каждом участке;v2ρ/2 — динамическое давление, Па, определяемое пo номограмме.При проектировании систем естественной вентиляции на воздушном тракте желательно избегать крутых поворотовбoльшого количества задвижек и клапанов, поскольку потери на местные сопротивления обычно в сетях воздуховодов сoставляют до 90% oт общих потерь.

Естественная вентиляция имеет малый радиус действия и малую эффективность для помещений с небoльшими избытками теплоты, что можно отнести к ее недостакам, а преимущество — простота конструкции, низкая стоимость и легкость в обслуживании.

Когда используют аэрацию?

Аэрация — это вентиляция помещения с применением естественных воздушных потоков. Происходит данный процесс следующим образом: более плотный воздух попадает в помещение через отверстия, расположенные у основания здания. Затем этот воздух вытесняет менее плотный (тот, что в помещении) и второй уходит через створки наружу. Такая циркуляция не требует конструирования труб, вытяжек и других приспособлений, применяемых в искусственном вентилировании помещения. За счет этого затраты снижаются и метод становится привлекательным для бизнеса.

Такой способ воздухообмена подходит для больших производственных помещений, промышленных баз, на заводах и тому подобное. Аэрация подходит для одноэтажных цехов с ограждением, так как подобное здание легче всего поддается организации подобной воздушной системы. Если же строение имеет два или три этажа, то применить аэрацию возможно, но технически осуществить это несколько сложней. В зимнее время необходимо обеспечить нагревание входящий потоков воздуха, то есть в помещении должны быть излишки тепла.

Чтобы организовать правильную аэрацию, здание оснащается приточными отверстиями снизу, которые имеют одинарные или двойные створки, открывающиеся как вовнутрь, так и наружу

Вдобавок важно наличие аэрационных фонарей, которые встроены в кровлю или расположены на крыше. Фонари имеют фрамуги, площадь которых регулируется

Эта конструкция обеспечивает правильный отток воздуха.

Естественная вентиляция в производственных зданиях

так устроена вентиляция коровника

Любая естественная приточная или вытяжная вентиляция производственного помещения функционирует, используя разницу температур и давления воздуха в цехе и на улице. Значит, движущей силой естественной тяги являются ветровой и тепловой напоры.

Вследствие перепада температур из цеха вытесняются расширенные теплые воздушные массы, а на их место затягиваются чистые, холодные. С наветренной области формируется область повышенного давления, усиливающая приток свежего воздуха снаружи. С подветренной стороны здания давление наоборот всегда понижено, что способствует оттоку отработанного воздуха. Физические законы успешно применяют для вентиляции предприятий с интенсивным тепловыделением. Но не во всех случаях мощный обмен воздуха гарантирует создание всех необходимых условий для работы персонала.

Если в стенах и окнах цеха есть щели, часто открываются двери или ворота, вероятно появление сквозняков и понижение температуры. Летом же на удаленных от дверей и окон участках нормы вентиляции производственных помещений нарушаются.

Аэрация воздуха в помещении

принцип движения воздуха при аэрации

Аэрация в некоторых случаях создает эффективный воздухообмен на основе естественной тяги. Для ее реализации устанавливаются аэрационные фонари – специально разработанные элементы вентиляции.

Иногда при строительстве производственного помещения расчет вентиляции не производится, оборудование не монтируют. Тогда можно в уже готовом цеху разместить шахты и каналы, работающие за счет теплового напора. Выходы шахт прикрывают оголовками-дефлекторами. Ветер обдувает дефлектор и формирует в трубе область разрежения, усиливая подсос воздуха. Подобная система широко используется в сельскохозяйственных и животноводческих постройках, кузнях, небольших пекарнях. Устанавливается труба на самом высоком выступе крыши.

Аэрация это один из наиболее эффективных примеров естественной промышленной вентиляции. Ее используют на производствах с обильным образованием газов, ядов и тепла.

Устройство естественной вентиляции на производстве

В обслуживаемых зданиях обустраивают 3 уровня проемов с форточками особой конструкции. Первые два ряда проемов располагаются на высоте 1-4 метров от пола. В крыше устанавливают светоаэрационные фонари с регулируемыми форточками.

Летом потоки чистого воздуха попадают сквозь нижние фрамуги, а грязные уходят вверх. В холодное время года воздух проникает через средний ряд форточек и, согреваясь, достигает уровня нахождения персонала.

Разным положением форточек регулируется интенсивность вентиляции. Рассчитывая вентиляцию производственного помещения, определяют площадь форточек, проемов. Так как наихудшее время для работы системы – теплая безветренная погода, ее и берут за точку отсчетов.

Перемешанный с пылью и газами чистый воздух направляется в зоны нахождения людей. Чтобы предупредить распространение пыли и грязи, устанавливают фонари незадуваемой конструкции с защитой от ветра.

В жаркое время года приточный воздух охлаждается методом распыления в нем холодной воды из форсунок, расположенных в области форточек. Воздух охлаждается и немного увеличивается влажность.

К зданиям с естественной аэрацией предъявляются некоторые требования:

• периметр его должен быть открыт доступу воздуха;
• аэрируются одноэтажные цеха или расположенные на последних этажах многоэтажек.

Очень сложно смонтировать естественную вентиляцию в многопролетных промышленных помещениях. При ширине цеха более 100 метров доставка чистого воздуха к центру здания практически неосуществима. Тогда для аэрации устанавливают незадуваемые фонари Батурина с отдельным каналом для вытяжки и притока. Зимой такая система может вызвать нежелательное падение температуры в рабочей зоне производственного помещения. Поэтому в многопролетных цехах обычно устанавливается принудительная вентиляция с обогревом притока.

Управление всеми элементами аэрации осуществляется механически.

Другой плюс в невысокой стоимости механизмов.

Недостатки:

• зависимость от погоды;
• сложность управления;
• невозможность обеспечения удаленных рабочих мест свежим воздухом.

Аэрация, как вид вентиляции производственных помещений, неприемлема, если технология подразумевает распространение вредных примесей, пыли. Потому что фильтрация отработанных воздушных масс невозможна.

Где и какую приточно-вытяжную вентиляцию организовать лучше всего?

Оптимальный вариант – установка уже готового модуля, к которому достаточно подключить источник электроэнергии и подсоединить уже разведенные воздуховоды. Тогда появляется возможность регулирования силы подаваемого потока, его физических свойств: влажности, температуры, силы. Использование в таких блоках рекуперации (подробнее об этом далее) позволяет «вытягивать» тепло из отработанного воздуха, что экономит электроэнергию. Компактные установки этого типа подойдут не только для производственных помещений: их можно использовать для создания комфортного микроклимата в больших загородных домах, коттеджах, различных учреждений. Тогда отпадает необходимость в организации отдельной системы кондиционирования и заметно снижается нагрузка на систему отопления.