Требования к воздушной среде зданий. Параметры среды, воздухообмен.

Газовая оболочка земли состоит из азота (75,55%) , кислорода < 3,1 % и инертных газов (1,45%) .

Кроме того, в ее состав входят пары воды и вредные вещества. Последние в основном появляются в производственных зданиях (помещениях) и являются предметом организации воздухообмена с целью исключения вредного действия этих веществ на человека.

Человек чувствует себя нормально, если вдыхаемый им воздух не содержит вредных для организма паров, газов и пыли.

Все эти вещества появляются в производственных помещениях, но если их содержание становится больше предельно допустимой концентрации (ПДК), то это становится вредно и требуется удаление их, посредством вентиляции. Концентрация вредных веществ обычно контролируется на предприятиях непрерывно или периодически. Исходя из этого, организуется воздухообмен в помещениях с помощью вентиляции.

Воздухообмен предполагает также удаление избыточного тепла и снижение температуры воздуха до нормативных параметров.

Организация воздухообмена и вентилирования помещений производственных предприятий сложный специфический вопрос, требующий выявлений возможных вредностей, установления концентрации, соответствия их концентрации ПДК с разработкой систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

В задачу вентилирования воздушной среды помещений входит удаление вредных веществ за пределы здания, подача свежего ( незагрязненного ) воздуха в помещение с целью разбавления его и снижения концентрации вредных веществ до уровня ПДК. И в том и другом случае необходимо перемещение воздуха, то есть происходит воздухообмен или вентиляция.

2. Вентиляция и кондиционирование воздуха.

Вентиляция осуществляет постоянный обмен воздуха помещения для удаления избытка тепла, влаги, вредных веществ. По способу подачи свежего и удаления загрязненного воздуха, вентиляции делится на:

- естественную

- принудительную

- смешанную

Движение воздушных потоков нанесено на схеме, рис. 13.1

Рис. 13.1 виды естественной вентиляции

а – вентиляция с использованием проемов в ограждениях; б – канальная вытяжная вентиляция

Естественная вентиляция создает необходимый воздухообмен. За счет этого создается поток воздуха снизу вверх. Удаление при естественной вентиляции происходит через специальное каналы в стенах или короба у стен. Эта система проста и дешева, но она только удаляет теплый воздух, не отчищает его, загрязняя атмосферу. В целях усиления движения воздуха вверху делают дефлекторы – специальные насадки, создающие дополнительное давление (в виде отсоса). Принудительная (механическая) вентиляция обеспечивает поддержание постоянного воздухообмена, который осуществляется с помощью механических вентиляторов, воздуховодов, воздухораспределителей. Она может быть: приточной, когда воздух забирается за пределами здания (снаружи), фильтруется, подогревается и подается в помещение вентилятором, и вытяжкой когда загрязненный воздух из помещения отсасывается.

На рис. 13.2 показаны схемы таких систем.

Рис. 13.2 Схемы механической вентиляции

а – приточная система; б – вытяжная система; 1 – воздухоприемник; 2 – воздуховод; 3 – фильтр; 4 – калорифер; 5 – вентилятор; 6 – приточное отверстие (насадка); 7 – вытяжная решетка или насадка; 8 – устройство для выброса воздуха от пыли; 9 – устройство для выброса воздуха (вытяжная шахта); 10 – заслонки для регулирования притока и вытяжки воздуха; 11 – рециркуляционный воздухопровод

Также есть приточно-вытяжная система, она совмещает обе системы в одной и позволяет делать рециркуляцию, то есть разбавлять систему воздухом (свежим), см. рис. 13.3

Рис. 13.3 Схема механической приточно-вытяжной вентиляции с рециркуляцией;

1 – воздухоприемник; 2 – воздуховод; 3 – фильтр; 4 – калорифер; 5 – вентилятор; 6 – приточное отверстие (насадка); 7 – вытяжная решетка или насадка; 8 – устройство для выброса воздуха от пыли; 9 – устройство для выброса воздуха (вытяжная шахта); 10 – заслонки для регулирования притока и вытяжки воздуха; 11 – рециркуляционный воздухопровод

Используя заслонки (10) можно создавать приток или вытяжку воздуха. Дополнительный трубопровод (11) позволяет делать рециркуляцию, т.е. менять направление воздуха потоков в системах. При концентрированном выделении вредностей на рабочем месте (например, над варочной печью на кухне) используется местная вентиляция с устройством зондов над источником вредности. Местная вентиляция в отличие от общей обеспечивает отсос воздуха у рабочего места, а не в целом из помещения. Она влияет на микроклимат непосредственно у рабочего места.

Система вентиляции способствует воздухообмену, то есть замене отработанного воздуха свежим. Этот процесс характеризует кратность обмена, то есть отношением объема воздуха замененного по отношению к объему помещения. Он позволяет, за счет замены отработанного воздуха новым, регулировать:

1. Избыток тепловыделения

2. Удалять избыток вредных газов

3. Удалять избыток влаги и пыли

Количество избыточной теплоты, влаги, газов, пыли, определяют в технологической части проекта или по нормам. В ряде случаев нормами устанавливаются нормы обмена воздуха в помещении. Под обменом при этом понимается замена загрязненного воздуха чистым . Обычно этот процесс характеризуется кратностью воздухообмена измеряемой отношениями объема поданного или удаленного к объему помещения за 1 час.

Для предприятий общественного питания установлены нормы кратности (см.5 табл. 6) для цехов мясного, рыбного, подготовки яиц – трех кратный обмен; молочных, овощных, фруктовых – 4-кратных. Для помещений раздаточной, горячих цехов обмен не менее 80м3. На человека в час. Система вытяжной вентиляции проектируется раздельно для посетителей и производственных помещений, местных отсосов от посудомоечных машин, уборных, душевых, камер пищевых отходов, охлаждаемых камер фруктов, овощей.

Для более конкретного решения вентиляционных систем и кондиционирования (приготовления воздушной смеси с требуемым параметрами температуры, влажности). технологами производится специальные расчеты, которые требуют специальных навыков и знаний.

3. Вентиляционное оборудование.

Для монтажа вентиляционных систем необходимо оборудование создающее перепад давлений – вентиляторы, воздухонагреватели и теплоутилизаторы, пылеуловители, фильтры, шумопоглотители, клапаны распределительные и т.д.

Вентиляторы – оборудование, предназначенное для перемещения воздуха и создания разности давления в нем. Различают осевые вентиляторы и центробежные.

. По величине давления три ступени: низкая – до 1кПа, средняя от 1 до 3 кПа, высокая от 3 до 12 кПа.

На рис. 13.4 показана схема этих вентиляторов.

Тип вентиляторов и их производительность принимается исходя из расходов систем и условий их работы (среда агрессивная, нормальная).

Рис. 13.4 Принципиальная схема вентиляторов.

Калориферы – приборы для подогрева подаваемого воздуха в системах обогрева помещения. Принцип работы основан на продувании воздуха через систему нагревателей с водяным или паровым теплоносителем (как в системе воздушного отопления).

На рис. 13.5 показана принципиальная схема калорифера.

Рис. 13.5 Схема работы калорифера

Воздуховоды – трубы для перемещения воздуха по системе вентиляции. Бывают круглого, прямоугольного сечения. Делают из металла, пластмасс. Соединение жесткое, гибкое, со вставками. Поперечное сечение прямоугольное, круглое.

Воздухораспределители – приборы для увлажнения воздуха, сохранения его параметров, распределения воздуха из системы вентиляции в помещении, подачи увлажненного воздуха и т.д.

В системе вентиляции устанавливают дополнительное оборудование среди них:

Пылеулавливатели предназначены для удаления пыли из воздушной массы;

Циклоны, в которых воздух подается в емкость, где создается вращательное движение потока. Пыль притягивается к стенке емкости за счет центробежных сил и скатывается вниз в приемник. На рис. 13.5 показан его вид.

Рис.13.5 Общий вид циклона

Фильтры: Оборудование для удаления пыли путем пропуска через фильтры, которые разделяются на пористые и поглощающие. Для задержки пыли на фильтрах используют и дополнительные приемы основанные на создании статических сил путем использования сил электрических зарядов частиц пыли и фильтра. Смачивая фильтрующие сетки маслом усиляют сбор пыли на фильтрах,которые в процессе аботы периодически снимаются и промываются. В последнее время для подготовки воздушных смесей используются комплексные приборы и установки ,которые называют кондиционерами. Они могут быть стационарными или сьемными.Промышленность их выпускает в различных вариантах . Все вентиляционное оборудование размещают в специальных помещениях предусматриваемых при планировке помещений здания.

4. Электроснабжение зданий.

Рассмотренное ниже оборудование зданий широко использует для его работы электрическую энергию, которая подается в здание, распределяется по помещениям и подводится с помощью электрических сетей к конкретным потребителям: приборам освещения, отопления, вентиляции, к технологическому оборудованию и т.д.

Электрическая энергия вырабатывается за пределами зданий. Основные параметры электроэнергии: напряжение, сила тока. Поставляют энергию специальные организации по договорам с потребителями.

Различают электрический ток высокого напряжения ≥ 380 вольт и бытового напряжения 220 или 127 вольт. Преобразование напряжения делают на трансформаторных подстанциях (ТП).

Силовое и технологическое оборудование работает на напряжении 380 вольт (печи, моторы) и на напряжении 220 вольт система освещения.

Электрическая мощность учитывается в ваттах (Вт, W), под которой понимается величина произведения напряжения в вольтах на силу тока в амперах W = J*U. Мощность часто измеряется в лошадиных силах (л.с.) 1 л.с. = 735,5 Вт. При подборе оборудования и затратах на его использование пользуются понятием энергия, под которой понимается работа затрачиваемая при использовании мощности во времени (в часах). Она измеряется в ватт·часах, киловатт·часах и т.д. Иногда используемую мощность измеряют в джоулях, который равен механической работе силы в размере 0,1 кгс на длине 1 метр (1 Дж = 0,1 кгс·м). Соотношение Вт·час и джоулей составляют 1 Вт·час = 3600 Дж = 3,6 кДж.

При разработке технологической части торгового предприятия определяется перечень технологического оборудования, устанавливаются его марка, мощность, что позволяет подсчитать мощность, потребляемую этим оборудованием, количество энергии, рассчитать сечение электропроводки и т.д. В пособии [5], табл.7 приведены эти сведения. Так, плита электрическая ПЭ-0,17 имеет мощность 4 кВт, шкаф жарочный ШЖЭ-0,51 – 8 кВт, сковорода электрическая СЭ-0,22 – 5кВт, мармит МСЭ-0,84 – 2,5 кВт. Затраты на освещение, работу оборудования водопроводных систем, вентиляции, кондиционирования определяются соответственно по потребляемой мощности, времени работы, одновременности включения. Коэффициент одновременности работы электрического оборудования принимается 0,8 в кафе, столовых и закусочных, в ресторанах – 0,7. Коэффициент загрузки технологического оборудования принимается для электроплит – 0,65, мармитов, тепловых шкафов, электросковородок – 0,5 и прочего оборудования – 0,3.

С учетом этих исключений расход электроэнергии определяется как сумма произведения мощности на время работы (смена, сутки), с учетом коэффициентов одновременности использования, коэффициентов загрузки питание электрической энергией по условиям надежности работы предприятия рекомендуется делать от общих трансформаторов (за исключением I-й категории надежности работы устройств – пожарной и охранной систем).

В предприятиях питания разрешается размещать встроенные пристроенные трансформаторные подстанции (ТП), в том числе и комплектные (КТП) с учетом требований пожарных и санитарных норм.

От ТП разводка идет на главный распределительный щит (ГРЩ). Помещения под эти устройства должны быть сухие, удаленные от ванных, душевых и прочих мокрых и горячих помещений. Над этими помещениями должна быть устроена надежная гидроизоляция.

Проводки для электрических сетей делаются скрытыми в штрабах или трубах, согласно специальным правилам разводки электрических сетей.

5. Дополнительное оборудование.

Предприятия общественного питания оснащаются целым рядом дополнительного оборудования, необходимого для нормальной эксплуатации.

Связь и сигнализация.

Телефонная связь определяется технологическим зданием и может быть представлена в виде телефонной станции учрежденческого типа. В ресторанах, вечерних кафе предусматриваются звукоусиливающие устройства, колонки.

Для охраны материальных ценностей предприятий свыше 300 мест предусматривается охранная сигнализация, пожарная сигнализация. Эти системы должны отвечать требованиям специальных норм. Сети этих устройств выполняются в скрытой проводке.

Автоматизация инженерного оборудования.

Это оборудование часто является составляющей частью технологического оборудования, предназначенного для поддержания параметров, обеспечивающих надежность, экономию тепла, холода, электроэнергии, противопожарные требования, сокращение обслуживающего персонала. Для размещения и удобства его монтажа в планировочной системе, в конструктивных решениях должны предусматриваться соответствующие помещения, проемы, отверстия и т.д.

Для управления системами автоматизации устраиваются щиты, пульты и другие приборы.

Грузоподъемное оборудование.

В зданиях предприятий общественного питания часто используются подъемники исходных продуктов из хранилищ, для перемещения готовых блюд в торговый зал. Для перемещения людей используются эскалаторы, лифты. Это оборудование требует энергии, ухода, ремонта, сертификации в инспекциях.

* При изучении этого раздела следует использовать литературные источники [5,7,8].