Вентиляция, ее назначение и виды
1.
Вентиляция
1.1 Общие сведенеия
и назначение
Для жизнедеятельности человека большое значение
имеет качество воздуха. От него зависит самочувствие, работоспособность и в конечном
итоге здоровье человека. Качество воздуха определяется его химическим составом,
физическими свойствами, а так же наличием в нем посторонних частиц. Современные
условия жизни человека требуют эффективных искусственных средств оздоровления воздушной
среды. Этой цели служит техника вентиляции.
Вообще вентиляцией (от лат. ventilatio – проветривание),
согласно общепринятому определению, называют регулируемый воздухообмен в помещении,
а также устройства, которые его создают. Назначением вентиляции является поддержание
химического и физического состояния воздуха, удовлетворяющее гигиеническим требованиям,
т. е. обеспечение определенных метеорологических параметров воздушной среды и чистоты
воздуха. К факторам, вредное действие которых устраняется с помощью вентиляции,
относятся: избыточная теплота (конвекционная, вызывающая повышение температуры воздуха,
и лучистая); избыточные водяные пары – влага; газы и пары химических веществ общетоксичного
или раздражающего действия; токсичная и нетоксичная пыль; радиоактивные вещества.
Санитарные правила устанавливают гигиенические
требования к показателям микроклимата жилых, общественных и рабочих мест производственных
помещений с учетом интенсивности энерготрат проживающих и работающих, времени
выполнения работы, периодов года и содержат требования к методам измерения и контроля
микроклиматических условий.
Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение
теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого
теплового состояния организма. Показателями, характеризующими микроклимат
в помещениях, являются:
- температура воздуха;
- температура поверхностей;
- относительная влажность воздуха;
- скорость движения воздуха;
- интенсивность теплового облучения.
При проектировании, строительстве
и эксплуатации жилых зданий, предприятий коммунально-бытового обслуживания, учреждений
образования, культуры, отдыха, спорта руководствуются требованиями Санитарно-эпидемиологических
правил и нормативов СанПиН 2.1.2.1002-00"Санитарно-эпидемиологические требования
к жилым зданиям и помещениям".
Особое внимание уделяется к производственным
помещениям. Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального
теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное
ощущение теплового комфорта пребывания в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном
напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья,
создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными
на рабочих местах.
При проектировании, строительстве и эксплуатации
производственных помещений руководствуются санитарными правилами нормами СанПиН
2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений".
Оптимальные величины показателей микроклимата
необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются
работы операторского типа, связанные с нервно-эмоциональным напряжением (в кабинах,
на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной
техники и др.). Перечень других рабочих мест и видов работ, при которых должны обеспечиваться
оптимальные величины микроклимата определяются Санитарными правилами по отдельным
отраслям промышленности и другими документами, согласованными с органами Государственного
санитарно-эпидемиологического надзора в установленном порядке.
При проектировании зданий и сооружений согласно
СНиП 41-01-2003 следует предусматривать технические решения, обеспечивающие:
а) нормируемые метеорологические условия и чистоту
воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых, общественных, а также административно-бытовых
зданий предприятий;
б) нормируемые метеорологические условия и чистоту
воздуха в рабочей зоне производственных, лабораторных и складских помещений в зданиях
любого;
в) нормируемые уровни шума и вибраций от работы
оборудования и систем теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования,
а также от внешних источников шума. Для систем аварийной вентиляции и систем противодымной
защиты при работе или опробовании в помещениях, где установлено это оборудование,
допускается шум не более 110 дБА, а при импульсном шуме - не более 125 дБА;
г) охрану атмосферного воздуха от вентиляционных
выбросов вредных веществ;
е) взрывопожаробезопасность систем отопления,
вентиляции и кондиционирования.
1.3 Классификация систем вентиляции
При всем многообразии систем вентиляции, обусловленном
назначением помещений, характером технологического процесса, видом вредных выделений
и т.п., их можно классифицировать по следующим характерным признакам: по способу
создания давления для перемещения воздуха, по назначению, по зоне обслуживания и
по конструктивному исполнению.
По способу перемещения удаляемого из помещений и подаваемого в помещения воздуха различают
вентиляцию естественную (неорганизованную и организованную) и механическую
(искусственную).
Под неорганизованной естественной вентиляцией
понимают воздухообмен в помещениях, происходящий под влиянием разности давлений
наружного и внутреннего воздуха и действия ветра через неплотности ограждающих конструкций,
а также при открывании форточек, фрамуг и дверей. Воздухообмен, происходящий так
же под влиянием разности давлений наружного и внутреннего воздуха и действия ветра,
но через специально устроенные в наружных ограждениях фрамуги, степень открытия
которых с каждой стороны здания регулируется, является вентиляцией естественной,
но организованной. Этот вид вентиляции называется аэрацией.
Механической или искусственной вентиляцией называется способ подачи воздуха в помещение или
удаления из него с помощью вентилятора. Такой способ воздухообмена является более
совершенным, так как воздух, подаваемый в помещение, может быть специально подготовленным
в отношении его чистоты, температуры и влажности.
Вентиляцию с механическим побуждением (механическую
вентиляцию) следует предусматривать:
а) если метеорологические условия и чистота воздуха
не могут быть обеспечены вентиляцией с естественным побуждением (естественной вентиляцией);
б) для помещений и зон без естественного проветривания.
Системы механической вентиляции, автоматически
поддерживающие в помещениях метеорологические условия на уровне заданных независимо
от изменяющихся параметров внешней воздушной среды, называются системами кондиционирования
воздуха.
По способу организации воздухообмена в помещениях вентиляция может быть общеобменной, местной
(локализующей), смешанной, аварийной и противодымной. По назначению
системы вентиляции подразделяются на приточные и вытяжные. Системы вентиляции, удаляющие
загрязненный воздух из помещения, называются вытяжными. Системы вентиляции,
обеспечивающие подачу в помещение наружного воздуха, подогреваемого в холодный период
года, называются приточными. Вытяжные системы вентиляции в зависимости от
места удаления вредных выделений, а приточные - от места подачи наружного воздуха
подразделяются на общеобменные, местные и смешанные.
Общеобменная вентиляция предусматривается для создания одинаковых условий
воздушной среды (температуры, влажности, чистоты воздуха и его подвижности) во всем
помещении, главным образом в рабочей зоне. Когда какие-либо вредные вещества распространяются
по всему объему помещения или нет возможности или нет возможности уловить их в местах
выделения. Общеобменная вентиляция может быть как приточной, так и вытяжной,
а чаще приоточно-вытяжной, обеспечивающей организованный приток и удаление
воздуха.
При местной вытяжной вентиляции
загрязненный воздух удаляется прямо из мест его загрязнения. Местная приточная
вентиляция применяется в тех случаях, когда свежий воздух требуется лишь в определенных
местах помещения (на рабочих местах). Примером такой вентиляции может служить воздушный
душ – струя воздуха, направленная непосредственно на рабочее место.
Смешанные системы, применяемые главным образом в производственных помещениях,
представляют собой комбинации общеобменной вентиляции с местной.
Аварийные вентиляционные установки, согласно СНиП 41-01-2003, предусматривают в помещениях, в которых
возможно внезапное неожиданно выделение вредных веществ в количествах, значительно
превышающих допустимые. Эти установки включают только в том случае, если необходимо
быстро удалить вредные выделения.
Противодымная вентиляция предусматривается для обеспечения эвакуации людей
из помещений здания в начальной стадии пожара.
Вопрос о том, какую из перечисленных систем вентиляции
следует устраивать, решается в каждом отдельном случае в зависимости от назначения
помещения, характера вредных выделений, возникающих в нем. И схемы движения воздушных
потоков внутри здания.
Подробную информацию о технических решениях по
применению видов вентиляции и о требованиях к проектированию систем вентиляции можно
найти в СНиП 41-01-2003, п. 7.
1.4 Естественная вентиляция
Канальными системами естественной вентиляции
называются системы, в которых подача наружного воздуха или удаление загрязненного
осуществляется по специальным каналам, предусмотренных в конструкциях здания, или
приставным воздуховодам. Воздух в этих системах перемещается вследствие разности
давлений наружного и внутреннего воздуха.
Вытяжная естественная канальная вентиляция состоит
из вертикальных внутренних или приставных каналов с отверстиями, закрытыми жалюзийными
решетками, сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты. Для усиления вытяжки
воздуха из помещений на шахте часто устанавливают специальную насадку – дефлектор.
Загрязненный воздух из помещений поступает через жалюзийную решетку в канал. Поднимается
вверх, достигая сборных воздуховодов, и оттуда выходит через шахту в атмосферу.
Вытяжка из помещений регулируется жалюзийными решетками в вытяжных отверстиях, а
так же дроссель-клапанами или задвижками, устанавливаемыми в сборном воздуховоде
и в шахте.
В жилых зданиях массовой застройки традиционно
выполняется естественная вытяжная вентиляция. В начале массового жилищного строительства
применялась вентиляция с индивидуальными каналами от каждой вытяжной решетки, которые
соединялись с вытяжной шахтой непосредственно или через сборный канал на чердаке.
В зданиях до четырех этажей эта схема применяется до сих пор. В высоких домах для
экономии места через каждые четыре - пять этажей несколько вертикальных каналов
объединялось одним горизонтальным, от которого далее воздух направлялся к шахте
по одному вертикальному каналу.
В настоящее время принципиальным решением систем
естественной вытяжной вентиляции многоэтажных зданий является схема, включающая
в себя вертикальный сборный канал - "ствол" - с боковыми ответвлениями
- "спутниками". Воздух поступает в боковое ответвление через вытяжное
отверстие, расположенное в кухне, ванной комнате или туалете и, как правило, в междуэтажном
перекрытии над следующим этажом перепускается в магистральный сборный канал. Такая
схема значительно компактнее системы с индивидуальными каналами, может быть аэродинамически
устойчивой и отвечает требованиям противопожарной безопасности.
1.5
Механическая вентиляция
Системы механической вентиляции по сравнению
с естественной более сложны в конструктивном отношении и требуют больших первоначальных
затрат и эксплуатационных расходов. Вместе с тем они имеют ряд преимуществ. К основным
их достоинствам относятся: независимость от температурных колебаний наружного воздуха
и его давления, а также скорости ветра; подаваемый и удаляемый воздух можно перемещать
на значительные расстояния; воздух, подаваемый в помещение, можно обрабатывать (нагревать
или охлаждать, очищать, увлажнять и осушать). Вследствие этого механическая вентиляция,
как приточная, так и вытяжная, получила весьма широкое применение, особенно в промышленности.
Приточные системы механической вентиляции состоят
из следующих конструктивных элементов: 1) воздухоприемного устройства, через которое
наружный воздух поступает в приточную камеру; 2) приточной камеры с оборудованием
для обработки воздуха и подачи его в помещения; 3) сети каналов и воздуховодов,
по которым воздух вентилятором распределяется по отдельным вентилируемым помещениям;
4) приточных отверстий с решетками или специальных приточных насадок, через которые
воздух из проточных каналов поступает в помещения; 5) регулирующих устройств в виде
дроссель-лапанов или задвижек, устанавливаемых в воздухоприемных устройствах, на
ответвлениях воздуховодов и в каналах.
Вытяжные системы механической вентиляции обычно
состоят из следующих элементов: 1) жалюзийных решеток и специальных насадков, через
которые воздух из помещений поступает в вытяжные каналы; 2) вытяжных каналов, по
которым воздух, извлекаемый из помещений, транспортируется в сборный воздуховод;
3) сборных воздуховодов, соединенных с вытяжной камерой; 4) вытяжной камеры, в которой
установлен вентилятор с электродвигателем; 5) оборудования для очистки воздуха,
если удаляемый воздух сильно загрязнен; 6) вытяжной шахты, служащей для отвода в
атмосферу воздуха, извлекаемого из помещений; 7) регулирующих устройств (дроссель-клапанов
и задвижек).
Отдельные приточные и вытяжные системы механической
вентиляции могут не иметь некоторых из перечисленных элементов. Например, приточные
системы вентиляции не всегда комплектуются фильтрами для очистки воздуха.
В настоящее время в общественных и производственных
зданиях устраивают преимущественно механическую вентиляцию, в которой воздух перемещается
по сети воздуховодов и другим элементам системы с помощью радиальных и осевых вентиляторов,
приводимых в действие электродвигателями.
Системы механической общеобменной вытяжной вентиляции
следует предусматривать для помещений складов с выделением вредных газов и паров,
предусматривая резервную систему механической вытяжной вентиляции на требуемый воздухообмен,
размещая местное управление системой при входе. Допускается предусматривать системы
общеобменной вентиляции с естественным побуждением при выделении вредных газов и
паров 3-го и 4-го классов опасности, если они легче воздуха.
2.Обзор литературы
2.1 Учебная,
научная, научно-техническая литература
В IV разделе учебника
«Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция» авторы, К. В. Тихомиров и Э.С. Сергеенко,
рассматривают основные вопросы по вентиляции зданий, системам кондиционирования
воздуха, а также приводят основные понятия по холодо-снабжению. Так же приводятся
основные положения проектирования систем теплогазоснабжения и вентиляции, расчеты
их отдельных элементов.
Доктор технических наук, профессор В. Н. Богословский
в учебном издании «Вентиляция» рассматривает теоретические основы вентиляции и дает
практические рекомендации по проектированию и эксплуатации вентиляционных систем
в жилых, общественных и промышленных зданиях и сооружениях. Автор излагает физическую
сущность явлений и процессов, связанных с вентиляцией, приводит краткое описание
вентиляционного оборудования. Так же в учебнике приводятся способы расчета систем
вентиляции и даны рекомендации по подбору оборудования. Книга является учебником
для студентов специальности «ТГСиВ» строительных вузов. Она может быть полезна инженерам,
занимающимся проектированием, монтажом, наладкой и эксплуатацией систем вентиляции
в жилых, общественных и промышленных зданиях и сооружениях.
В справочнике проектировщика «Внутренние санитарно-технические
устройства» кандидат технических наук Н. Н. Павлова приводит основные сведения,
необходимые для проектирования систем вентиляции воздуха. Автор дает расчет систем
кондиционирования воздуха и аэрации промышленных зданий, а также воздуховодов и
пневмотранспорта. Справочник предназначается для инженерно-технических работников
проектных и строительных организаций.
2.2 Периодическая литература
В ходе выполнения курсовой работы были рассмотрены
статьи из журнала "АВОК", в котором содержится информация широкого круга
специалистов об инженерных, нормативных и социальных проблемах энергосбережения,
о новом оборудовании и материалах, о современных системах отопления, вентиляции,
кондиционирования воздуха, о крупнейших российских и зарубежных производителях данного
оборудования, о новых нормативных документах и стандартах, о развитии систем индивидуального
и централизованного теплоснабжения зданий, о строительной теплофизике и теплозащитных
качествах ограждающих конструкций зданий и сооружений.
В журнале затронуты важные проблемы естественной
вентиляции. В статье «Возможности естественной вентиляции в городских условиях»
говорится, что в связи с массовым применением в жилищном строительстве герметичных
окон со стеклопакетами появились и специфические проблемы, достаточно редкие в предыдущие
годы. Резкое снижение притока свежего воздуха через притворы современных окон делает
практически неработоспособной систему естественной вентиляции. В связи с этим появляется
духота, увеличивается относительная влажность воздуха, происходит выпадение конденсата
на окнах и стенах. Автор статьи, В.П. Харитонов, рассказывает о решениях этой проблемы
при помощи современных методов, например, такого, как комбинированная схема вентилирования.
М.А. Малахов в статье «Естественно-механические
системы вентиляции» рассказывает о естественно-механической системе вентиляции эжекторного
типа, которые используются при проектировании зданий повышенной этажности. Предложенная
система является универсальным решением для жилых зданий массового строительства,
она малозатратна и экономична в эксплуатации по расходу электроэнергии, а также
позволяет выполнить реконструкцию существующих зданий с теплыми чердаками. Автор
приводит в публикуемой статье данные по расчету и конструированию эжекторных установок.
2.3 Нормативная литература
ЕСКД - комплекс стандартов, устанавливающих взаимосвязанные
нормы и правила по разработке, оформлению и обращению конструкторской документации,
разрабатываемой и применяемой на всех стадиях жизненного цикла изделия (при проектировании,
изготовлении, эксплуатации, ремонте и др.). ГОСТ ЕСКД 2.105-95 устанавливает общие
требования к выполнению текстовых документов на изделия машиностроения, приборостроения
и строительства.
СТО ЮУрГУ 21-2008 - стандарт содержит требования
к содержанию и оформлению курсовых и выпускных квалификационных работ.
В ходе изучения вопроса о вентиляции были использованы
СНиПы и СанПиНы.
Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4.548-96"Гигиенические
требования к микроклимату производственных помещений" предназначены для предотвращения
неблагоприятного воздействия микроклимата рабочих мест, производственных помещений
на самочувствие, функциональное состояние, работоспособность и здоровье человека.
Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы
СанПиН 2.1.2.1002-00 "Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям
и помещениям" устанавливают санитарные требования, которые следует соблюдать
при проектировании, реконструкции, строительстве, а также содержании эксплуатируемых
жилых зданий и помещений, предназначенных для постоянного проживания, за исключением
гостиниц, общежитий, специализированных домов для инвалидов, детских приютов, вахтовых
поселков.
СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»
распространяются на системы теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования
воздуха в помещениях зданий и сооружений. Нормы содержат требования санитарной,
экологической, пожарной безопасности при пользовании, а также требования надежности
и энергосбережения к системам теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования
воздуха зданий и сооружений.