Методика определения требуемых воздухообменов в помещениях

Важную роль в создании благоприятного микроклимата в помещениях играет вентиляция. Она позволяет не только поддерживать температурный режим помещения, но и бороться с различными видами вредностей. Количество воздуха, подаваемого и удаляемого системами вентиляции, должно быть минимальным, с целью сокращения расходов на его подготовку и транспортировку. Однако при этом этого воздуха должно быть достаточно для поддержания требуемых параметров микроклимата. Такое количество воздуха называется требуемым воздухообменом.

Расчет требуемого воздухообмена проводится для трех периодов года (холодного, теплого и переходного). При расчете предполагается стационарный режим вентиляции, при котором все выделяющиеся вредности удаляются из помещения вместе с удаляемым воздухом. При этом не происходит накапливания вредностей в помещении, и значения концентраций вредностей и температур имеют постоянное значение, не изменяющееся во времени. При стационарном режиме всегда наблюдается баланс. В данном случае это баланс по воздуху и по вредностям.

Баланс по воздуху описывается уравнением:

∑G = 0

Баланс по той или иной вредности описывается аналогичными уравнениями:

∑Q_изб.я = 0; ∑Q_изб.я = 0; ∑М_w = 0; ∑V_СО2 = 0.

В развернутом виде уравнение воздушного баланса выглядит следующим образом:

G_п – G_у = 0

Уравнения баланса по вредностям в развернутом виде выглядят следующим образом:

,

,

,

.

Из уравнений балансов выводятся формулы определения расчетного воздухообмена для разбавления разного вида вредностей:

,

,

,

.

Величина явного и полного тепла в приведенных формулах выражена в Вт, поступления влаги — в г/час, поступления прочих вредностей — в г/час. Значения расходов приточного и вытяжного воздуха выражены в G массовый расход, кг/час, L – объемный расход, м³/ч.

Внутренними параметрами воздуха задаются изначально из условий требуемого микроклимата.

Приточные параметры определяются следующим образом:

,

Δt_р – рабочая разность температур, принимается проектировщиком в зависимости от назначения помещения и целей решаемых системой вентиляции.

,

,

р_п – парциальное давление водяных паров в воздухе при заданных условиях,

В – барометрическое давление.

z_п – концентрация вредных веществ в приточном воздухе задается техническими условиями исходя из места расположения здания.

Параметры удаляемого воздуха определяются:

Температура удаляемого воздуха в помещениях с небольшой высотой или небольшими избытками тепла принимается равной температуре внутреннего воздуха. В помещениях со значительной высотой и удалением воздуха в верхней зоне температура возрастает по высоте здания и определяется с помощью температурного градиента:

.

Градиент температуры принимается по справочным данным исходя из теплонапряженности помещения, т.е. отношения избытков тепла на объем помещения.

,

,

р_п – парциальное давление водяных паров в воздухе при заданных

z_в – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе принимается как и во внутреннем равной ПДК_р.з.

L_р.з. – количество воздуха, удаляемого местными отсосами. Определяется предварительно исходя из характеристик местного отсоса.

На практике при инженерных расчетах энтальпию и влагосодержание воздуха не определяют теоретически (по формулам), а используют I-d диаграмму для графического определения. Подробнее о I-d диаграмме на следующей лекции.

Помимо определения воздухообмена из условий удаления различного рода вредностей, существует определение воздухообмена по санитарным нормам. Санитарные нормы установлены гигиенистами из условия разбавления углекислого газа СО₂ и нормального обеспечения кислородом человека. Санитарные нормы регламентируют воздухообмен на одного человека в зависимости от времени нахождения в помещении и вида деятельности. Например: в жилых зданиях это 30 м³/ч, для зрительных залов театров и других помещений, где человек проводит не более 3-х часов – 20 м³/ч, а для занятий спортом – 80 м³/ч.

Таким образом воздухообмен определяется во всех основных помещениях здания. Однако в любом здании имеются и вспомогательные помещения (санузлы, склады, вестибюли и т.п.). в этих помещениях требуемый воздухообмен определяется по кратности.

Кратность показывает сколько раз в течении часа воздух смениться в полном объеме помещения. Например кратность равна 2, означает, что в течении часа в данном помещении смениться в полном объеме помещения два раза. Кратность обозначается буквой «К», 1/ч.

Однако следует помнить, что при подаче воздуха в помещение он не просто вытесняет воздух из него, а перемешивается с внутренним, разбавляя вредности. Обеспечить вентиляцию в режиме чистого вытеснения воздуха из помещения крайне трудно. Поэтому вентиляция вспомогательных помещений чаще всего осуществляется в режиме перемешивания. И кратность в этом случае является удельным воздухообменом.

Нормативной кратностью называется удельный воздухообмен, установленный нормативными документами на единицу объема помещения, или на одну единицу оборудования, одного посетителя, один санитарный прибор и так далее. Значения нормативных кратностей воздухообмена устанавливаются раздельно по притоку и вытяжке и приводятся в СНиП и в справочной литературе.

В производственных помещениях расчет воздухообмена по санитарным нормам не проводится. При этом обязателен расчет по кратности для данного вида производства.

Расчетный воздухообмен для основных помещений по каждому периоду года выбирают из вычисленных ранее значений требуемых воздухообменов по каждому виду вредности, санитарным нормам, кратности.

За расчетный воздухообмен всегда принимается наибольший из требуемых воздухообменов.

После выбора расчетного воздухообмена определяется требуемая кратность:

.

ЛЕКЦИЯ 8