Загальна інформація

Слово «вентиляція» походить від латинського «ventilatio», що в перекладі означає провітрювання. Під нею розуміють регульований за допомогою технічних засобів повітрообмін з метою створення найбільш сприятливих і комфортних умов для людини у житлових, виробничих та інших приміщеннях.

Зазвичай у будь-яких приміщеннях за рахунок нещільності вікон, дверей та інших огороджень завжди відбувається інфільтрація зовнішнього повітря, тобто відбувається природний повітрообмін, який прийнято називати неорганізованим. Вентиляція представляє собою організований повітрообмін із застосуванням різних технічних засобів - припливно-витяжних установок, вентиляторів, систем чиллер-фанкойл і так далі.

До основних характеристик повітрообміну можна віднести такі параметри як обсяг і кратність повітрообміну. Під обсягом розуміють кількість повітря в кубічних метрах, поступаемого в приміщення протягом години. Мінімальною нормою повітрообміну на одну дорослу людину вважається 30 м ³ / год, на дитину - 20 м ³ / год.

Кратність повітрообміну - це скільки разів змінюється повітря в замкнутому приміщенні протягом години. В залежності від типу і призначення приміщення встановлюються норми кратності повітрообміну. Так, наприклад, для житлових кімнат рекомендована кратність 0,5-1,0, а в кухнях повітря має змінюватися більш інтенсивно і рекомендована кратність становить 3,0. Для виробничих приміщень даний показник може сильно відрізнятися в залежності від типу виробництва або діяльності, що здійснюються в даних приміщеннях.

При кратності повітрообміну менше 0,5 в годину, людина починає відчувати себе некомфортно, з'являється відчуття задухи, зниження працездатності і т.д.

Ефективність вентиляції

Показує, наскільки швидко відбувається видалення відпрацьованого повітря з приміщення і визначається процентним відношенням концентрації шкідливих домішок у витяжному повітрі до концентрації шкідливих домішок у приміщенні.

Ефективність визначає якість повітрообміну і показує, наскільки вентиляційна система здатна забезпечувати комфортні умови за чистотою повітря. Даний показник повітрообміну безпосередньо залежить від геометрії приміщення, взаємного розташування припливних і витяжних каналів, щільності та розподілу джерел шкідливих домішок і т. д.

Ще одним параметром що визначає якість є коефіцієнт повітрообміну.

Коефіцієнт повітрообміну - це процентний показник швидкості заміщення повітря в приміщенні, який можна визначити за формулою:

Даний параметр залежить від умов роздачі повітря в приміщенні, розташування і геометричних параметрів дифузорів, розташування джерел тепла і т.д. На сьогоднішній день розрізняють два типи повітрообміну в закритому приміщенні - вентиляція перемішуванням і витісненням.

Вентиляція витісненням дозволяє отримати значення ефективності понад 100%, тоді як, перемішуванням - не більше 100%. Коефіцієнт повітрообміну може досягати значення від 50 до 100% при використанні витіснення, і не перевищує 50% при перемішуванні.

Вентиляція витісненням

Є найбільш ефективним методом повітрообміну на промислових об'єктах. Крім промислових об'єктів даний тип вельми популярний в пристрої, так званих, систем комфортної вентиляції. При правильно розрахованої схемою даний метод повітрообміну дозволяє досягати найвищих показників якості повітря.

Даний вид повітрообміну працює за наступним принципом: повітря подається на нижній рівень і тече в робочу зону з мінімальною швидкістю. Під робочою зоною увазі частина кімнати або приміщення займану або використовувану людьми. Як правило, робочою зоною вважають простір, віддалені на 50 см від стін і віконних прорізів і від 10 до 180 см над підлогою.

Крім робочої зони розрізняють прилеглу зону. Прилегла зона - це простір навколо припливного дифузора, де повітря має свою локальну швидкість. Комфортна вентиляція увазі, що швидкість повітря близько дифузора не повинна перевищувати 0,2 м / с.

Для роботи принципу витіснення припливне повітря, що подається в робочу зону, повинен мати трохи меншу температуру, ніж повітря приміщення. Для комфортних систем температура повітря, що подається повинна бути на 1-3 ° С нижче кімнатної температури, а для промислових будівель або спеціальних систем на 1-5 ° С. Якщо ж температура припливного повітря буде занадто низькою щодо температури основного повітря приміщення, то виникає ризик виникнення конвекційних потоків.

Вентиляція витісненням має ряд переваг і недоліків.

Переваги:

зручна в експлуатації в промислових будівлях і об'єктах, при значних виділеннях шкідливих домішок і теплової енергії;

має високий коефіцієнт корисної дії і забезпечує високу якість повітря.

Недоліки:

припливні дифузори такий вентиляційної системи вимагають більш широких площ для розміщення;

припливні дифузори можуть бути випадково захаращені і ефективність значно знизиться;

прилегла зона значно розширюється;

вертикальний температурний градієнт виростає.

Під вертикальним температурним градієнтом розуміють різницю температур припливного повітря і повітря під стелею. Оптимальна різниця температур для житлових приміщень повинна знаходитися в межах 2-3 ° С.

При проектуванні вентиляції по принципу витіснення важливо враховувати взаємне розташування опалювальних пристроїв, а також їх потужність. Від цього залежить динаміка повітряних потоків усередині приміщення. Припливне повітря, що подається з дифузорів в робочу зону знизу, може змішуватися з сторонніми течіями повітря, у зв'язку з чим відбувається нерівномірний нагрів повітряних шарів по висоті і в деяких випадках зміщення теплого повітря вниз. На практиці це означає, що повітрообмін витісненням змінився на перемішування.

Вентиляція перемішуванням

При змішуванні припливне повітря подається одним або декількома потоками в робочу зону і втягує в рух великі обсяги повітря всередині приміщення. Робоча зона знаходиться в зоні поворотного потоку, де швидкість повітря становить приблизно 70% від швидкості припливного потоку.

Вентиляція перемішуванням має ряд характеризують її параметрів.

Довжина струменя - це відстань від джерела-розподільника до того перетину повітряного струменя, де швидкість ядра потоку падає до 0,2 м / с.

Довжина струменя бічним фронтом подачі

Довжина струменя при стельової подачі.

Ежекції - це процес змішування двох-яких середовищ, в якому одна середу, перебуваючи під тиском, впливає на іншу і захоплює її в потрібному напрямку. У нашому ж питанні під ежекцією розуміють здатність дифузорів підмішувати в струмінь повітря приточування прилеглий повітря приміщення.

Схема эжекции.

Якщо повітрообмін вимагає створення настилаючим ефекту, то припливний отвір повинен розташовуватися на відстані не більше 30 см від обмежує поверхні.

Швидкість повітря і температура. Одним з важливих чинників відчуття комфорту в приміщенні є відсутність протягів. Даний ефект досягається при швидкості руху повітря менше 0,18 м / с і його температурі в межах 20 ... 22 ° С. При цьому швидкість руху повітря в приміщенні залежить від таких факторів як геометрія приміщення, температура повітря в робочій зоні, призначення приміщення, інтер'єр і т. д.

Швидкість і температура повітря в робочій зоні.

Перешкоди. При проектуванні вентиляції необхідно враховувати наявність фізичних перешкод. До фізичних перешкод можна віднести стельові світильники, перекриття, яруси (якщо стеля багатоярусний) та ін Струмінь припливного повітря з великою часткою ймовірності здатна осягнути перешкода, якщо воно не перевищує 2% від висоти стелі

Вентиляція аудиторій

Аудиторії та навчальні класи є специфічними приміщеннями - велика робоча зона, високі стелі, значна кількість людей. Оновлення повітряних мас подібних приміщень вимагає особливого походу. Одним з найбільш поширених способів повітрообміну таких приміщень є організація підведення припливного повітря під сидячі місця. Робиться це з розрахунком на те, що припливне повітря буде нагріватися і під впливом тепла підніматися вгору. Однак на практиці це не завжди спрацьовує.

Повітря схильний вести себе як рідина, і перед тим як полинути вгору, стікає вниз і накопичується, а вже потім піднімається вгору і спрямовується до витяжних отворів. У зв'язку з цим, інколи, доцільно розміщувати дифузори у фронтальній частині аудиторій та навчальних класів. Проілюструвати це можна таким чином:

Припливне повітря подається під сидячі місця.

Припливне дифузор розміщений у фронтальній частині приміщення.

Природна вентиляція

Обумовлюється різницею температур зовнішнього і внутрішнього повітря, а також силою вітру. Працює це таким чином. Вітрові потоки впливають на одну сторону будівлі, надаючи на неї тиск і вганяючи свіже повітря в приміщення. Тоді як з протилежного боку будівлі створюється розріджена атмосфера і відпрацьоване повітря з приміщення прагнути вирватися назовні.

Природна вентиляція в значній мірі залежить від структури будівельного матеріалу стін будівлі. Такі матеріали як дерево і бетон добре пропускаю повітря і здатні забезпечити достатній повітрообмін в приміщеннях. А от бетон, масляна фарба, штукатурка значно знижують повітропроникність.

Для того щоб природна вентиляція була більш ефективною, вдаються до використання вікон, кватирок, фрамуг, що дозволяють безперешкодно проникати зовнішнього повітря всередину приміщення. Одним з поширених методів пристрої повітрообміну в квартирах є витяжні вентиляційні канали, як правило, розташовані в кухнях, ванних кімнатах, туалетах. Дані канали з кімнат ведуть на дах будівлі, де закінчуються спеціальними насадками - дефлекторами, за рахунок вітру підсилюють ефект поновлення повітряних мас.

Однак у великих житлових системах (наприклад, в багатоповерхівках) вентиляція квартир за допомогою вентиляційних каналів не завжди ефективна. Іноді відбувається так зване «перекидання тяги», коли замість видалення відпрацьованого повітря з приміщення відбуваються зворотні процеси - через канали в приміщення надходить зовнішнє повітря разом з пилом і сторонніми запахами.

У цьому випадку доцільно у вентиляційні канали встановлювати вентилятори. Проте дуже потужні вентилятори, встановлені в одній квартирі, можуть виганяти повітря не тільки на дах, а й в сусідні квартири.

Механічна вентиляція

Одним із сучасних і найбільш ефективних способів організованого повітрообміну в приміщенні є механічна вентиляція. Вона за допомогою електродвигунів, вентиляторів, повітронагрівачів, фільтрів, автоматики і т.д. дозволяє транспортувати повітря на значні відстані.

Однак, на відміну від природної вентиляції, механічна потребує витрат електроенергії, іноді досить значних. Даний вид систем дозволяє здійснювати якісний повітрообмін в приміщеннях незалежно від обсягів видаляється і припливного повітря, крім того, робота такої системи не залежить від погодних умов. Також до позитивних моментів механічної системи вентиляції можна віднести те, що вона дозволяє робити обробку приточного повітря - підігрів або охолодження, осушення повітря або зволоження повітря, фільтрацію і т.д., що практичні неможливо при природному повітрообміні.

На практиці часто використовують змішану вентиляцію - і механічну, і природну. Кожен конкретний проект визначає необхідність в санітарно-гігієнічному відношенні, технічному плані і економічної доцільності якого типу повітрообміну віддати перевагу.

Вентилятори

Вентилятори є основним елементом систем механічного повітрообміну. За визначенням, вентилятори - це машини, призначені для транспортування газів з невисоким ступенем стиснення по мережі воздуховодов або просто з одного приміщення в інше (або на / з вулиці).

За типом і конструктивним особливостям вентилятори діляться на осьові, відцентрові і тангенціальні. В залежності від потреб вибирається тип вентилятора, його продуктивність, конструктивне виконання та інші технічні характеристики.

Припливно-витяжна вентиляція

У загальному випадку вентиляція повинна бути і припливної та витяжної. При цьому, продуктивність обох видів повинна бути збалансована, з урахуванням ймовірності надходження повітря із суміжних приміщень або його видалення в такі. Збалансований припливно-витяжної повітрообмін дозволяє в значній мірі знизити фактор протягів і уникнути ефекту «ляскаючих дверей».

Однак, на практиці, часто використовують або припливну (тоді повітря віддаляється з приміщення через нещільність прорізів, вікна, кватирки, фрамуги), або витяжну (коли видаляється теплий і забруднене повітря, а приплив свіжого виробляється природним шляхом).

Припливна вентиляція

Проводиться за допомогою припливних установок. Вентиляційна припливна установка служить для подачі свіжого повітря в приміщення замість видаляється.

Припливна установка в сучасному виконанні може бути як моноблочною, так і набірної. Моноблочні системи мають велику монтажну готовність і не вимагають спеціальних навичок і знань при їх установці, проте мають більшу вартість, ніж набірні системи припливної вентиляції. Для установки моноблочною системи досить закріпити установку на стіні і підвести до неї мережу воздуховодов і електроживлення.

Припливна установка в якості основних вузлів має калорифер, вентилятори, систему фільтрації і електроавтоматики для управління і контролю.

Якщо до якості повітря пред'являються особливі вимоги, то припливне повітря може піддаватися додатковій обробці, такий як нагрівання, охолодження, осушення повітря, зволоження повітря, очищення за допомогою фільтрів і т.д. Припливні установки бувають як промислового призначення (використовуються на промислових об'єктах), так і побутового.

Витяжна вентиляція

Є прямо протилежним явищем припливної і призначена для видалення відпрацьованого повітря з житлових, виробничих та інших приміщень. Розрізняють загальнообмінну (здійснює повітрообмін для всього приміщення) та місцеву (що встановлюється безпосередньо на робочому місці).

Як правило, витяжна вентиляція виправдовує себе на промислових об'єктах, коли необхідно видаляти надмірне тепло і шкідливі домішки або зі всього об'єму повітря приміщення, або тільки з певних місць. Однак, для квартир також може використовувати витяжні установки - на кухнях, у ванних кімнатах, туалетах. Робота витяжної установки може бути заснована як на принципі природного повітрообміну, так і мати механічне спонукання руху повітря, наприклад, використовуючи вентилятори.

Місцева вентиляція

У разі якщо припливне повітря подається на певні місця в приміщенні, або навпаки відпрацьоване повітря відводиться з таких місць, то вентиляція називається місцевою. Розрізняють місцеву припливну і місцеву витяжну.

Місцева припливна - вимагає менших витрат при експлуатації, ніж загальнообмінна. В основному застосовується у виробничих приміщеннях, де необхідний інтенсивний повітрообмін (місцеві відсмоктувачі і приплив) для обслуговування робочих місць з метою зниження концентрації надлишків вологи, теплоти, газів, шкідливих домішок, пилу і т. д. Як правило, застосовується в сукупності з загальнообмінної.

Місцева витяжна - застосовується в тих випадках, коли джерела виділення шкідливих речовин, теплоти та інших виділень в приміщенні локалізовані, і можна не допустити забруднення повітря у всьому приміщенні. Вона дозволяє домагатися гарного санітарно-гігієнічного ефекту при невеликих обсягах видаляється за рахунок того, що видалення шкідливих речовин відбувається безпосередньо з місць їх утворення або виділення і можливість їх розповсюдження в повітрі обмежується.

Якщо ж виробничі роботи ведуться на всій площі приміщення, і брудне повітря поширюється на значній площі або в значному обсязі, тоді вона неефективна, і потрібні інші рішення для забезпечення необхідних умов повітряного середовища.

Загальнообмінна вентиляція

Призначена для повітрообміну в усьому приміщенні, або в значній його частині. Обещеобменние витяжні системи рівномірно видаляють повітря з приміщення, в той час як загальнообмінна припливна забезпечує подачу свіжого повітря і рівномірне його розподіл по всьому об'єму простору приміщення.

Загальнообмінна припливна - використовується для розбавлення шкідливих концентрацій домішок в повітрі приміщення, які не були видалені за допомогою систем місцевої вентиляції. Вона також допомагає підтримувати норми вільного дихання людини в робочій зоні.

Якщо тепловий баланс негативний, тобто температура в приміщенні нижче температури зовнішнього повітря, то загальнообмінна припливна вентиляція влаштовується з механічним спонуканням руху припливного повітря (наприклад, використовують вентилятори) і його підігрівом. При цьому кількість повітря, що подається подібною системою, має бути достатнім для компенсації видаляється.