 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Устройство естественной вентиляции помещений
Естественная вентиляция — древнейший способ воздухообмена в помещениях. При естественной вентиляции смена воздуха происходит под влиянием теплового и ветрового напора. Действие теплового и ветрового напора проявляется преимущественно одновременно.Воздухообмен в производственных зданиях может быть организованным и неорганизованным. Организованный воздухообмен включает в себя регулирование кратности воздухообмена и скорости движения воздуха. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий предусматривают устройство организованного воздухообмена во всех производственных помещениях с кубатурой на одного работающего менее 20 м3, при этом воздухообмен должен быть в количестве не менее 30 м3/час на одного работающего. В помещениях с кубатурой на одного работающего от 20 до 40 м3, воздухообмен должен быть в количестве не менее 20 м3/час на одного работающего.
Организованный воздухообмен обычно создается управляемым проветриванием или дефлекторами. Неорганизованный воздухообмен (инфильтрация) в помещениях происходит через неплотности ограждающих конструкций (окна, двери, пористость ограждающих конструкций и т. д.).Согласно санитарным нормам, неорганизованный приток наружного воздуха для возмещения вытяжки в холодный период года допускается в объеме не более однократного воздухообмена в час. Организованная естественная вентиляция — аэрация. В производственных помещениях аэрация осуществляется обычно через световые фонари, окна или через специальные шахты или проемы. Кратность воздухообмена, а также направление воздушного потока при аэрации можно регулировать величиной открытия проемов в соответствии с тепловым и ветровым напорами.Причиной движения воздуха в помещении является разность весов столбов наружного и внутреннего воздуха (располагаемый напор). Этот напор расходуется на преодоление сопротивления движению воздуха внутри здания.
Равенство давлений воздуха снаружи и внутри производственного помещения имеет место лишь в некоторой горизонтальной плоскости, между полом и потолком. Эта плоскость называется зоной равных давлений (рис. 7).
Обозначим через ∆ P1 вес столба воздуха высотою Н1 — от центра нижних отверстий до плоскости равных давлений. Очевидно, разность давлений на уровне центра нижних отверстий будет
∆ P1 = H 1γн - H 1γв = H 1 (γн - γв) кг/м2
Аналогично разность давлений на уровне центра верхних отверстий
∆ P2 = H 2 (γн - γ) кг/м2.
При этом давление в помещении выше наружного.
Общая величина всего располагаемого напора будет
∆ P = ∆ P1 +∆ P2 = H 1 (γн - γв) + H 2 (γн - γв).
но так как
H1 + H2 = H, то ∆ P = H (γн - γ) кг/м2.
На основании приведенной формулы можно заключить, что для создания большего теплового напора необходимо увеличивать расстояние между приточными и вытяжными отверстиями, что достигается в большинстве случаев устройством фонарей.Большое значение имеет правильное размещение приточных отверстий. Рекомендуется в теплые периоды года обеспечить приток свежего воздуха в нижнюю зону помещения с таким расчетом, чтобы свежий воздух поступал на рабочие места (рис. 8).В холодное время, во избежание простудных заболеваний, рекомендуется обеспечить приток воздуха на высоте 4—6 м от пола; при этом наружный воздух, доходя до рабочих мест. Действие ветра. При наличии ветра на наветренных сторонах здания возникают избыточные давления, а над кровлей (с углом подъема более 45°) и на подветренной стороне возникает разрежение (рис. 10).Разность давлений делает возможным вход воздуха через все открытые проемы наветренной стороны и выход через отверстия и проемы подветренной стороны.
Величину наибольшего давления, которое создается потоком воздуха при внезапном его торможении, можно определить по формуле Pд = υ2 * γн - 2g кг/м2, где Рд— динамическое (скоростное) давление в кг/м2;υ — скорость ветра в м/сек;γн — удельный вес атмосферного воздуха в кг/м3;g — ускорение земного притяжения в м/сек2.Как показывают исследования, повышение давления на наветренной стороне здания обычно лежит в пределах от 0,75 Рд до 0,85 Рд.Величина разрежения на подветренной стороне здания лежит и пределах от 0,40 Рд до 0,45 Рд.
Разность давлений с наветренной и подветренной стороны знания превышает скоростное давление ветра на 15—30%.Профиль фонаря оказывает серьезное влияние на эффективность действия аэрации. Получивший в свое время широкое распространение М-образный профиль фонаря не дает возможности использовать разрежение у кромки срыва потока и часть отработанного воздуха возвращается обратно в рабочую зону. Следовательно, эффективность аэрации зависит также и от проветривания межфонарного пространства.Эти недостатки устранены в фонаре системы В. В. Батурииа-Бранта (рис. 11), в котором вследствие расположения фрамуг в непосредственной близости к зоне повышенного давления разрежение в районе фрамуг значительно лучше, чем в М-образном профиле; кроме того, межфонарное пространство загрязняется в значительно меньшей степени.Основным способом регулирования служит изменение площади открытия приточных отверстий. Величина воздухообмена регулируется количеством и степенью открытия приточных фрамуг.Общая площадь открытых фрамуг определяется по объему воздуха, который должен поступать в помещение и удаляться от него.Объем воздуха, проходящего через отверстие, снабженное створным переплетом, можно определить по формуле Lnp = Fμυ * 3600 м3/час,
где F — площадь проема в м;υ — расчетная скорость в м/сек;μ – коэффициент расхода; для открытых проемов или при створных переплетах, открытых на угол 90°, μ = 0,65, на 4-5° — μ = 0,44 и на 30° — μ = 0,32.Предложены различные конструкции азрационных фонарей. Экспериментальная проверка их эффективности производилась в Центральном научно-исследовательском институте промышленных сооружений.Скорость движения воздуха в проеме можно определить по формулеυ = √ 2g * ∆P / γ м/час,где ∆P – разность давлений в кг/м2;
γ —удельный вес воздуха в кг/м3;g— ускорение земного притяжения; g = 9,81 м/сек2.Для быстрого и легкого открытия и закрытия створок, особенно когда они больших размеров или их большое количество, рекомендуется устраивать специальные механические приводы для открывания створок. Механические приводы необходимо снабжать автоматическими остановами для удержания створных переплетов в любом положении.При отсутствии фонарей, а также для местных отсосов и с целью использования ветра для вытяжки или усиления тепловой тяги, на вытяжные трубы ставятся дефлекторы.Он представляет собою вертикальную коробку с боковыми стенками, образующими звезду с нечетным числом узких вертикальных щелей (обычно 7). Этот дефлектор при безветрии ухудшает естественную тягу в трубе, а при сильном ветре через щели его может заноситься дождь или снег. Круглый дефлектор ЦАГИ (рис. 13) не имеет этих недостатков и из многочисленных конструкций дефлекторов является лучшим по аэродинамическим показателям и наиболее простым в изготовлении. Этот дефлектор представляет собою цилиндрическую обечайку, укрепленную над вытяжной трубой, уширенной вверху. Тяга в трубе создается разрежением, образующимся при обтекании обечайки ветром. Преимущества и недостатки естественной вентиляции. Основными преимуществами естественной вентиляции являются:1) Отсутствие расхода электроэнергии па перемещение воздуха.2) Небольшая стоимость устройства и эксплуатации.3) Простота устройства и эксплуатации.4) Отсутствие затрат тепла на подогрев воздуха, так как поступающий воздух подогревается за счет избытков тепла в помещении.Наряду с преимуществами, естественная вентиляция имеет и серьезные недостатки, главными из которых являются:1) При наличии небольших избытков тепла в помещении и отсутствии возможностей подогрева воздуха температура воздуха в рабочей зоне в зимнее время может сильно понизиться, что может вызвать простудные заболевания.2) Влажность воздуха устанавливается в рабочем помещении в зависимости от состояния наружного воздуха.3) Ограничиваются возможности очистки удаляемого воздуха от пыли.4) Отсутствует возможность распределения приточного воздуха на определенные рабочие места.Перечисленные недостатки естественной вентиляции вызывают необходимость устройства в производственных предприятиях механической вентиляции.
54.Конструктивные элементы канальной системы естественной вентиляции. Канальными системами естественной вентиляции называются системы, в которых подача наружного воздуха или удаление загрязненного осуществляется по специальным каналам, предусмотренным в конструкциях здания, или приставным воздуховодам. Воздух в этих системах перемещается вследствие разности давлений наружного и внутреннего воздуха.В системах естественной вентиляции величина располагаемого давления, которое расходуется на преодоление сопротивления движению воздуха по каналам и другим элементам системы, незначительна и непостоянна. Поэтому приточную канальную вентиляцию с естественным побуждением в настоящее время почти не применяют.Вытяжная естественная канальная вентиляция осуществляется преимущественно в жилых и общественных зданиях для помещений, не требующих воздухообмена больше однократного. В производственных зданиях согласно СНиП 2.04.05—86 естественную вентиляцию следует проектировать, если она обеспечит нормируемые условия воздушной среды в помещениях и если она допустима по технологическим требованиям.
Вытяжная естественная канальная вентиляция (рис. 14.1) состоит из вертикальных внутристенных 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 также дроссель-клапанами или задвижками, устанавливаемыми в сборном воздуховоде и в шахте. Вентиляционные каналы. Различают каналы, заложенные в толще стен, прокладываемые в бороздах стен, приставные, подвесные и сборные, прокладываемые по чердаку.Каналы, закладываемые в толще кирпичных стен (рис. XVII.6, а), имеют минимальный размер (V2XV2 кирпича). Во избежание конденсации водяных паров на внутренней поверхности стены не рекомендуется устраивать каналы в наружных стенах. На рис. (XVII.6, б) показаны каналы, прокладываемые в бороздах кирпичных стен.Если по каким-либо причинам невозможно проложить каналы в стенах, то прибегают к устройству приставных (рис. XVII.6, в), а в некоторых случаях подвесных (рис. XVI 1.6, г) каналов, изготовляемых в обоих случаях из шлакогипсовых или шлакобетонных плит.Сборные вентиляционные каналы, прокладываемые на чердаке (рис. XVII.7), изготовляют из двойных шлакогипсовых или шлакобетонных плит с воздушной прослойкой толщиной 40 мм между ними.При индустриальном строительстве зданий в последнее время стали применять особые блоки или панели с группами вентиляционных каналов круглого или прямоугольного сечения. Каналы с круглым сечением по сравнению с прямоугольным при равных площадях имеют меньший периметр, а следовательно, и наименьшую величину сопротивления трению. Однако устройство воздуховодов прямоугольного сечения позволяет лучше увязать вентиляционные каналы со строительными конструкциями.В соответствии с пожарными требованиями в жилых и общественных зданиях высотой до пяти этажей не допускается присоединять к одному вытяжному каналу помещения, расположенные в других этажах здания. В зданиях с числом этажей более пяти разрешается объединять отдельные вытяжные каналы (т. е. канал третьего с каналом пятого этажа, а канал четвертого с каналом шестого этажа,и т. д.). В бесчердачных жилых зданиях, как правило, устраивают раздельные вентиляционные вытяжные каналы от каждого этажа и выводят их выше крыши здания с выпуском воздуха через зонт в атмосферу.
Жалюзийные решетки. В вентиляционных отверстиях помещений жилых и общественных зданий для регулирования количества вытяжного или приточного воздуха устанавливают жалюзийные решетки.Наиболее широкое применение получили жалюзий- ные решетки с подвижными перьями (рис. XVII.8), состоящие из рамки, неподвижной решетки:и вертикальных клапанов-перьев. Клапаны-перья, установленные сзади решетки, приводятся в движение шнуром. Жалюзийные решетки могут иметь разнообразное художественное оформление (рис. XVII.9).Вытяжные отверстия следует располагать ближе к местам загрязнения. В общественных зданиях приточновытяжные, а в жилых зданиях вытяжные отверстия располагают обычно на расстоянии 0,5—0,7 м от потолка.
Их располагают, как правило, на расстоянии не менее 10 ж от загрязненных мест (выгребных ям, котельных, уборных и пр.).Чтобы избежать попадания загрязненного воздуха из вытяжной шахты в воздухоприемную, расположенную с ней на одной высоте, последнюю отодвигают не менее чем на 10 м по горизонтали от вытяжной шахты. В этих случаях необходимо учитывать также направление господствующих ветров в той или иной местности (СНиП II-A.6-62) и не размещать воздухозаборных устройств в возможном потоке удаляемого загрязненного воздуха. В отдельных случаях, когда воздухоприемник приходится располагать вблизи вытяжной шахты, последнюю поднимают над воздухоприемником не менее чем на 2 ж.В промышленных зданиях забор наружного воздуха чаще производится через проемы в стенах или через окна, без устройства приточных шахт.Вытяжная шахта. Вытяжные вентиляционные шахты служат для объединения вентиляционных каналов и организованного выпуска загрязненного воздуха в атмосферу. Они находят применение как при естественной, так и механической системах вентиляции.Во избежание опрокидывания тяги при ветре вытяжные шахты для выброса испорченного воздуха следует выводить выше конька крыши не менее чем на 0,5 ж. Если этого сделать нельзя, высоту шахты назначают в зависимости от ее горизонтального расстояния от конька крыши. Так, если шахта расположена на расстоянии менее 1,5 ж от конька крыши, то выброс воздуха должен быть устроен на уровне конька, а на расстоянии от 1,5 до 3 м — не ниже линии, проведенной от конька крыши вниз под углом 10° к горизонту (рис. XVII.11).Вытяжные шахты изготовляют из разных материалов (дерева, бетона, кровельной стали и др). На рис. XVII. 12 показана деревянная шахта, изготовленная из досок толщиной 40 мм. С внутренней стороны доска обиты кровельной сталью по войлоку, смоченному в глиняном растворе. С наружной стороны шахта оштукатурена по драни.В последнее время при внедрении индустриальных методов строительства зданий стали применяться стандартные бетонные шахты (рис. XVII.13).Дефлекторы. Дефлекторами называются устройства, устанавливаемые над вытяжными шахтами жилых и общественных зданий или над вытяжными трубами производственных зданий. Они применяются для усиления вытяжки воздуха из помещений. Действие дефлектора основано на использовании энергии ветра для создания разрежения на уровне выхода воздуха из вытяжной шахты или вытяжной трубы.
Применяются дефлекторы разных конструкций. Наибольшее распространение в настоящее время получили дефлекторы ЦАГИ круглой (рис. XVII.14) и квадратной формы.Дефлекторы устанавливают в местах непосредственного обдувания их ветром. От правильной установки дефлектора зависит его производительность. Так, во избежание опрокидывания тяги воздуха (т. е. задувания наружного воздуха в помещения) нельзя устанавливать дефлектор на участках, где создается подпор воздуха (например, вблизи выступающих брандмауэрных стен).
Дефлекторы подбирают по их характеристикам, установленным опытным путем. Характеристика дефлектора связывает создаваемое им разрежение со скоростью ветра.
55.Анализ формулы для определения естественного давления. Вода в системах отопления с искусственной циркуляцией движется за счет одновременного действия естественного давления, а также искусственного давления Дрн, создаваемого насосом.Естественное давление от охлаждения воды в отопительных приборах вертикальных двухтрубных систем отопления, в которых циркуляционные кольца проходят через каждый прибор, рассчитывается для любого прибора по формуле 
Для всех систем отопления естественное давление от охлаждения воды в теплопроводах Л/?е.тр рассчитывается по зависимости 
Условно принимается на уровне расположения элеватора или посередине теплогенератора, а ц. о.— в зависимости от схемы присоединения отопительного прибора к ветви. Так, в однотрубных системах отопления при присоединении отопительного прибора к ветви по проточной и проточно-регулируемой схемам (стояки I и II на рис. 4, ветви III и IV на рис. 7) ц. о. принимается посередине отопительного прибора, а при наличии замыкающего участка и крана КРП (стояк III на рис. 4 и ветвь II на рис. 7) — в точке смешения горячей воды, движущейся по замыкающему участку, и охлажденной воды, выходящей из прибора.Анализ формулы (31) показывает, что в вертикальных двухтрубных и горизонтальных системах отопления значение А/е.пр в -циркуляционных кольцах через приборы каждого этажа различно, для приборов (ветвей) выше лежащих этажей оно пропорционально увеличивается, что может привести к начальной гидравлической и тепловой разрегулировке и неудовлетворительной работе системы отопления.В вертикальных однотрубных системах отопления величина Аре.пр возрастает с увеличением количества последовательно присоединенных приборов и является общей для всех приборов стояка.Величина естественного давления от охлаждения воды в теплопроводах Аре.пр в связи с относительно малой теплоотдающей поверхностью по сравнению с поверхностью отопительных приборов по абсолютному значению, как правило, значительно меньше величины Аре.Пр- Кроме того, при нижней прокладке магистралей и для горизонтальных систем отопления естественное давление, возникающее от охлаждения воды в восходящих и нисходящих участках стояков или магистральных трубопроводов, погашается, а оставшаяся величина А/?е-тр пренебрежимо мала и в расчете Ад, может не учитываться. Для определения Аре.тр вертикальных двухтрубных и однотрубных систем отопления с верхней прокладкой распределительной магистрали на практике, учитывая сложность вычисления Аре.тр по формуле (33), пользуются вспомогательными таблицами [1, 23] или упрощенными эмпирическими формулами [10]: 
при двухтрубной системе
Поиск по сайту: