Представление о вентиляции

Источник загрязнения	Назначение вентиляции
1800г. Человек	Разбавление яда, выдыхаемого людьми
1900г. Человек	Вентилирование во избежание распространения инфекций
1935г. Человек	Комфорт + здоровье
1980г. Человек + здание

Рис. 1. Изменения в системе представлений о вентиляции, начиная с 1800 г.

Вентиляцияэто организованный воздухообмен, заключающийся в удалении из рабочего помещения загрязненного воздуха и подаче вместо него свежего наружного или очищенного воздуха.

Вентиляцию можно классифицировать следующим образом:

По характеру движущих сил– естественная, когда воздух перемещается за счет естественных сил; искусственная (механическая), когда воздух приводится в действие с помощью вентиляторов.

По принципу действия– приточная – подача воздуха; вытяжная – удаление воздуха; комбинированная – приточно-вытяжная.

По способу организации воздухообмена– общеобменная, когда смена воздуха осуществляется во всем объеме помещений: местная, при которой воздух подается или удаляется к тому или иному месту в цехе.

Оптимальные комфортные параметры воздуха, удовлетворяющие санитарно-гигиеническим требованиям, регламентированы СНиПом III-А 10-85 «Приемка в эксплуатацию законченных строительством предприятий, зданий, сооружений. Основные положения.» и СНиПомII-М 3-83 «Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий. Отопление и вентиляция.». Общие требования к вентиляции изложены в СНиПе 2.04.05 – 91.

При естественной вентиляции воздухообмен происходит вследствие разности температур (а следовательно и разности плотностей) воздуха в помещении и снаружи, а также в результате действия ветра.

Естественная вентиляция может быть неорганизованной и организованной.

При неорганизованной вентиляциипоступление и удаление происходит через неплотности и поры наружных ограждений (инфильтрация), через окна, форточки, специальные проемы (проветривание).

Организованная,т.е. поддающаяся регулировке, осуществляется аэрацией и дефлекторами.

Аэрацияосуществляется следующим образом. Здание цеха оборудуется тремя рядами проемов, расположенными на разной высоте. В летнее время свежий воздух поступает в помещение через нижние проемы, расположенные на небольшой высоте от пола (1 –1,5 м) и поступает в зоны с наименьшим выделением вредных веществ, влаги или тепла, а удаляется из наиболее загрязненных зон через проемы в фонаре здания. В зимнее время наружный воздух поступает через проемы, расположенные на высоте 4-7 м от пола. Высота принимается с таким расчетом, чтобы холодный наружный воздух, опускаясь до рабочей зоны, успел достаточно нагреться за счет перемешивания с теплым воздухом помещения. Меняя положение створок можно регулировать воздухообмен.

Вентиляция с помощью дефлекторовприменяется для удаления загрязненного или перегретого воздуха из помещения сравнительно небольшого объема, а также для местной вентиляции. Дефлекторы – это специальные насадки, устанавливаемые на вытяжных воздуховодах и использующие энергию ветра.

Естественная вентиляция экономична, проста в эксплуатации, но имеет ряд существенных недостатков: во - I, применима в основном там, где нет больших выделений вредных веществ; во-II,приточный воздух поступает впроизводственныепомещения необработанным: не подогревается, не увлажняется и не очищается от вредных примесей.

Механическая вентиляция устраняет недостатки естественной. При механической вентиляции воздухообмен осуществляется за счет напора, создаваемого центробежными или осевыми вентиляторами.

Схема механической вентиляции.

Установки приточной вентиляцииобычно состоят из следующих элементов (рис.а) воздухозаборного устройства (воздухоприемника)1для забора чистого воздуха, устанавливаемого в тех местах, где содержание вредных веществ минимально (или отсутствует вообще); воздуховодов2, по которым воздух подается в помещение, они чаще всего делаются металлическими, реже – бетонными, кирпичными, шлакоалебастровыми и т.п.; фильтров3для очистки воздуха от пыли; калориферов4, где воздух нагревается; вентилятора5;приточных отверстий или насадков6, через которые воздух попадает в помещение. Также на воздухоприемнике1и воздуховодах2устанавливаются регулирующие устройства.

Установки вытяжной вентиляциисостоят (рис. б) из вытяжных отверстий или насадков 7, через которые воздух удаляется из помещения; вентилятора5,воздуховодов2;устройства для очистки воздуха от пыли или газов8, устанавливаемого в тех случаях, когда выбрасываемый воздух необходимо очищать с целью обеспечения необходимых концентраций вредных веществ в выбрасываемом воздухе и в воздухе населенных мест, а также в приточном воздухе, подаваемом в производственные здания; устройства для выброса воздуха (вытяжной шахты)9, которое должно быть расположено на 1 –1,5 м выше конька крыши.

В системе приточно-вытяжной вентиляциивоздух подается в помещение приточной вентиляцией, а удаляется вытяжной, работающими одновременно.

В соответствии со СНиП 2.04.05-91:

1. Приток свежего воздуха не должен отличаться от объема оттока более, чем на 10-15 %;

2. Подача свежего воздуха должна идти в самый чистый участок помещения, а удаляться из самого грязного;

3. Технические средства вентиляции не должны создавать шума, перепадов давления, должны быть взрывобезопасными и защищенными от коррозии;

4. Содержание вредных веществ в подаваемом воздухе не должно превышать 30% ПДК.

Расчет необходимого количества воздуха для помещений с тепловыделениями производится по избыткам явного тепла; для помещений с тепло- и влаговыделениями – по избыткам явного тепла, влаги и скрытого тепла; для помещений с гозовыделениями – по количеству выделяющихся вредных веществ ( из условия обеспечения предельно-допустимых концентраций.

Количество воздуха, подаваемого в помещение, следует определять отдельно для теплого, холодного и переходного периода года с учетом его плотности, соответствующей нормальным условиям.

Расчет проводится в зависимости от:

• количества работающих;

• наличия в воздухе рабочей зоны вредных веществ;

• влаговыделения;

• избытка тепла.

При расчете учитывается нормируемое значение объема и количества воздуха на одного работающего. Если на одного работающего приходится объем помещения менее 20 м ³ , то необходимое количества воздуха на каждого работающего – не менее 30 м³/ ч, а при объеме помещения 20 м³ и более – не менее 20 м³/ ч. Для помещений без естественной вентиляции норма подачи воздуха - не менее 60 м³/ч. Данное нормирование производится при нормальном микроклимате и наличии вредных веществ в воздухе рабочей зоны, не превышающем ПДК.

Количество воздуха (м³/ч), необходимое для нормального воздухообмена в зависимости от количества работающих:

L_n = nL,

Где n– число работающих,

L– нормируемый расход воздуха на одного работающего, м³/ ч.

При наличии вредных веществв воздухе рабочей зоны необходимый воздухообмен:

L_ВВ =  G_ВВ / ( к₁ – к₂)  10⁶

где  - коэффициент неравномерности распределения вредных веществ по помещению (1,2 – 2,0);

G_ВВ - количество вредных веществ, поступающих в воздух рабочей зоны, кг/ч;

к₁ – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе ( к₁  ПДК), мг/ м³;

к₂ – концентрация вредных веществ в поступающем воздухе ( к₁  ПДК), мг/ м³.

Для помещений с большим избытком влаги в воздухе необходимый воздухообмен, (м³/ч):

L_ВЛ = G_ВЛ / ( К_У – К_В)  10³,

где G_{ВЛ –}избыточная влага в помещении, кг/ч;

К_У– количество влаги, содержащейся в воздухе, удаляемом из помещения, г/м³;

К_П–количество влаги в воздухе, поступающем в помещение, г/м³.

Необходимый воздухообмен при избытках явного тепла:

L_m = 3600 Q_ИЯ / [C (t_У – t_п)],

где Q_ИЯ - избыточное тепло, кВт;

С - теплоемкость воздуха, кДж/ ( кгК);

 - плотность воздуха, кг/м³;

t_У, t_п - температура удаляемого и поступающего в помещение воздуха, К.

Кроме вентиляционных устройств в промышленности применяют кондиционеры – аппараты, автоматически обрабатывающие воздух, подаваемый в помещение, обеспечивающие оптимальные параметры по температуре, относительной влажности и скорости движения, а также чистоте. Кондиционеры также бывают местными и центральными.

Для удаления загрязненного горячего или холодного воздуха с рабочих мест применяют различные виды местных вентиляционных установок.К их числу относят воздушные души, завесы, воздушно-струйные укрытия, вытяжные зонты, отсасывающие панели, бортовые отсосы, вытяжные шкафы.

Для поддержания в производственном помещении в холодное время года заданной температуры применяется отопление.

Система отопления должна компенсировать потери теплоты человека через строительные ограждения, а также на нагрев приникающего в помещение холодного воздуха, поступающих материалов и транспорта.

В зависимости от теплоносителя системы отопления бывают водяные, паровые, воздушные и комбинированные.

Системы водяного отоплениянаиболее эффективны в санитарно-гигиеническом отношении. Вода в систему отопления подается либо от собственной котельной предприятия, либо от районной или городской котельной или ТЭЦ.

Системы парового отопленияприменяют главным образом в тех помещениях, в которых пар используется для промышленных целей.

Воздушная системаотопления характерна тем, что подаваемый воздух предварительно нагревается в калориферах (водяных, паровых или электрокалориферах), например, амосовская система отопления в Эрмитаже.

В зависимости от расположения и устройства системы воздушного отопления бывают центральными и местными. При центральном отоплении тепло получают за пределами обслуживаемого здания, откуда оно через распределительную сеть поступает к нагревательным приборам в помещение. Местное отопление (газ, электричество) доставляется в помещение и преобразуется там в тепло, для чего используются различного рода нагреватели, печи, газовые конвекторы и проч.

В последнее время в России получили определенное распространение кабальные системы отопления, которые очень широко применяются в Европе. В Финляндии, например, ими оснащено более полумиллиона домов, в которых проживает 40% населения этой страны. В состав кабельной системы отопления входит нагревательный кабель и терморегулятор. Лучшее время для установки системы – ремонт или строительство. Нагревательный кабель укладывается в пол, заливается бетонными стяжками, сверху устанавливается любой вид покрытия: мраморная плитка, кафель, ковролин, паркет. Терморегулятор позволяет поддерживать в комнате заданную температуру и экономно расходовать электроэнергию.

Однако для большей объективности и правильности выбора системы отопления необходимо привести некоторые известные, но не часто принимаемые во внимание, факты. Некоторое время тому назад на страницах Литературной газеты развернулась дискуссия под условным названием «Почему мы живем хуже них?». Журналисты С.Валянский и Дм. Калюжный в своей статье «Мы не лучше других. Но и не хуже» (Литературная газета, № 8, 21-27 февраля 2001г.) пытаются дать ответ на этот вопрос, приводя весьма убедительные цифры. Далее цитируем «… Россию часто сравнивают с Канадой. Но у нашего государства территория почти в два раза больше: площадь Канады – 9976 тыс. км², а России – 17 075 тыс. км². В Канаде порядка 30 млн. жителей, у нас примерно в 5 раз больше. 90% канадцев проживают в узкой полосе вдоль границы с США с субтропическим климатом со средней температурой января +4⁰С. А на юге Сибири, например, температура января составляет – 36⁰С.

Те широты, где в основном живут канадцы – это наши Краснодарский край, Ростовская область и Ставрополье. Но у нас более засушливый климат. В Канаде выпадает на Атлантическом побережье 1250 мм осадков в год и 2500 на Тихоокеанском, у нас в этих районах – в среднем 500 мм.

Из-за размера территории и климата, даже когда мы работаем как на Западе, из-за необходимых трат на теплое жилье, одежду, транспортные издержки у нас остается меньше средств на «благоустройство». Известно, что чем меньше потребление энергии, тем ниже уровень комфортности. Но в России есть такой «минимум комфортности», ниже которого следует смерть. Хотим мы этого или нет, мы вынуждены тратить очень много энергии.

Удельный расход энергии на отопление 1 м² площади жилых зданий в США – 55 киловатт- часов, в северных Швеции и Финляндии – 135, В России – 418…».

46