Воздушные оазисы схема. Виды систем вентиляции и их назначение. Особенности приточных и вытяжных систем

К группе санитарно-технических мероприятий относится применение коллективных средств защиты: Локализация тепловыделений, Теплоизоляция горячих поверхностей, экранирование источников либо рабочих мест, воздушное душирование, воздушные завесы, воздушные оазисы, общеобменная вентиляция или кондиционирование воздуха.

Локализация тепловыделений

Уменьшению поступления теплоты в цех способствуют мероприятия, обеспечивающие герметичность оборудования. Плотно подогнанные дверцы, заслонки, блокировка закрытия технологических отверстий с работой оборудования – все это значительно снижает выделение теплоты от открытых источников. Выбор теплозащитных средств в каждом случае должен осуществляться по максимальным значениям эффективности с учетом требований эргономики, технической эстетики, безопасности для данного процесса или вида работ и технико-экономического обоснования.

Теплозащитные средства должны обеспечивать облученность на рабочих местах не более 350 Вт/м 2 и температуру поверхности оборудования не выше 308 К (35 °С) при температуре внутри источника до 373 К (100 °С) и не выше 318 К (45 °С) при температурах внутри источника выше 373 К (100 °С).

Теплоизоляция горячих поверхностей

Теплоизоляция поверхностей источников излучения (печей, сосудов и трубопроводов с горячими газами и жидкостями) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает как общее тепловыделение, так и радиационное.

Кроме улучшения условий труда тепловая изоляция уменьшает тепловые потери оборудования, снижает расход топлива (электроэнергии, пара) и приводит к увеличению производительности агрегатов. Следует иметь в виду, что тепловая изоляция, повышая рабочую температуру изолируемых элементов, может резко сократить срок их службы, особенно в тех случаях, когда теплоизолируемые конструкции находятся в температурных условиях, близких к верхнему допустимому пределу для данного материала. В таких случаях решение о тепловой изоляции должно быть проверено расчетом рабочей температуры изолируемых элементов. Если она окажется выше предельно допустимой, защита от тепловых излучений должна осуществляться другими способами.

Конструктивно теплоизоляция может быть (см. рис. 3,1) мастичной, оберточной, засыпной, из штучных изделий и смешанной.

Мастичная изоляция осуществляется нанесением мастики (штукатурного раствора с теплоизоляционным наполнителем) на горячую поверхность изолируемого объекта. Эту изоляцию можно применять на объектах любой конфигурации.

Оберточную изоляцию изготавливают из волокнистых материалов – асбестовой ткани, минеральной ваты, войлока и др. Устройство оберточной изоляции проще мастичной, но на объектах сложной конфигурации ее труднее закреплять. Наиболее пригодна оберточная изоляция для трубопроводов.

Засыпную изоляцию применяют реже, так как необходимо устанавливать кожух вокруг изолируемого объекта. Эту изоляцию используют в основном при прокладке трубопроводов в каналах и коробах, там, где требуется большая толщина изоляционного слоя, или при изготовлении теплоизоляционных панелей.

Смешанная изоляция состоит из нескольких различных слоев. В первом слое обычно устанавливают штучные изделия. Наружный слой изготавливают из мастичной или оберточной изоляции. Целесообразно устраивать алюминиевые кожухи снаружи теплоизоляции. Затраты на устройство кожухов быстро окупаются вследствие уменьшения тепловых потерь на излучение и повышения долговечности изоляции под кожухом.

При выборе материала для изоляции необходимо принимать во внимание механические свойства материалов, а также их способность выдерживать высокую температуру. Обычно для изоляции применяют материалы, коэффициент теплопроводности которых при температурах 50 – 100 °С меньше 0,2 Вт/(м о С). Асбест, слюду, торф, землю используют в качестве теплоизоляционных материалов в их

естественном состоянии, Но большинство теплоизоляционных материалов получают в результате специальной обработки естественных материалов, они представляют собой различные смеси.

При высоких температурах изолируемого объекта применяют многослойную изоляцию: сначала ставят материал, выдерживающий высокую температуру (высокотемпературный слой), а затем уже более эффективный материал по теплоизоляционным свойствам.

Толщину высокотемпературного слоя выбирают с учетом того, чтобы температура на его поверхности не превышала предельную температуру следующего слоя.

Экранирование источников либо рабочих мест

Теплозащитные экраны применяют для локализации источников лучистой теплоты, уменьшения облученности на рабочих местах и снижения температуры поверхностей, окружающих рабочее место. Ослабление теплового потока за экраном обусловлено его поглотительной и отражательной способностью. В зависимости от того, какая способность экрана более выражена, различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны (см. рис. 3.1),

По степени прозрачности экраны делят на три класса:

1) непрозрачные;

2) полупрозрачные;

3) прозрачные.

К первому классу относят металлические водоохлаждаемые и футерованные асбестовые, альфолиевые, алюминиевые экраны; ко второму – экраны из металлической сетки, цепные завесы, экраны из стекла, армированного металлической сеткой; все эти экраны могут орошаться водяной пленкой. Третий класс составляют экраны из различных стекол: силикатного, кварцевого и органического, бесцветного, окрашенного и металлизированного, пленочные водяные завесы, свободные и стекающие по стеклу, вододисперсные завесы.

Воздушное душирование

При воздействии на работающего теплового облучения интенсивностью 0,35 кВт/м 2 и более, а также 0,175 – 0,35 кВт/м 2 при площади излучающих поверхностей в пределах рабочего места более 0,2 м 2 применяют воздушное душирование (подачу воздуха в виде воздушной струи, направленной на рабочее место). Воздушное душирование устраивают также для производственных процессов с выделением вредных газов или паров и при невозможности устройства местных укрытий.

Охлаждающий эффект воздушного душирования зависит от разности температур тела работающего и потока воздуха, а также от скорости обтекания воздухом охлаждаемого тела. Для обеспечения на рабочем месте заданных температур и скоростей воздуха ось воздушного потока направляют на грудь человека горизонтально или под углом 45°, а для обеспечения допустимых концентраций вредных веществ ее направляют в зону дыхания горизонтально или сверху под углом 45°.

Воздушные завесы

Воздушные завесы предназначены для защиты от прорыва холодного воздуха в помещение через проемы здания (ворота, двери и т.п.). Воздушная завеса представляет собой воздушную струю, направленную под углом навстречу холодному потоку воздуха. Она выполняет роль воздушного шибера, уменьшая прорыв холодного воздуха через проемы. Воздушные завесы необходимо устанавливать у проемов отапливаемых помещений, открывающихся не реже, чем один раз в час либо на 40 мин. единовременно при температуре наружного воздуха -15 °С и ниже.

Количество и температуру воздуха для завесы определяют расчетным путем, причем температура нагрева воздуха для воздушных завес водой принимается не более 70 °С, для дверей – не более 50 °С.

Воздушные оазисы

Воздушные оазисы предназначены для улучшения метеорологических условий труда (чаще отдыха на ограниченной площади). Для этого разработаны схемы кабин с легкими передвижными перегородками, которые затапливаются воздухом с соответствующими параметрами.

Общеобменная вентиляция или кондиционирование воздуха

Общеобменной вентиляции отводится ограниченная роль – доведение условий труда до допустимых с минимальными эксплуатационными затратами. Это вопрос подробно рассмотрим в следующих разделах.

Лекция: Классификация систем вентиляции и принцип их действия

При разработке системы вентиляции в первую очередь определяют ее тип. Классификация типов вентиляционных систем производится на основе следую-щих основных признаков:

естественная или искусственная система вентиляции.

Б) По назначению:

приточная или вытяжная система вентиляции.

В) По зоне обслуживания:

местная или общеобменная система вентиляции.

Г) По конструкции:

канальная или бесканальная система вентиляции.

На рисунке 1 представлена классификация систем вентиляции.

Рисунок 1 – Классификация систем вентиляции

А) По способу перемещения воздуха:

естественная и искусственная система вентиляции

Естественная вентиляция создается без применения электрооборудования

(вентиляторов, электродвигателей) и происходит вследствие естественных фак-торов:

Вследствие разности температур наружного (атмосферного) воздуха и воз-духа в помещении, так называемой аэрации;

Рисунок 2 – Схема потока воздуха

Вследствие разности давлений « воздушного столба» между нижним уров-нем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем – вытяжным устройст-вом (дефлектором), установленным на кровле здания;

1 – приточные решетки; 2 – вытяжные решетки; 3 – вентиляционная шахта

Рисунок 3 – Общий вид естественной вентиляции

В результате воздействия, так называемого ветрового давления.

Рисунок 4 – Вентиляция под действием ветрового давления

Естественная вентиляция

Естественная вентиляция представляет собой перемещение воздуха следую-щими способами:

А) Аэрация – естественное движение воздуха вследствие разницы между температурой в помещении и температурой атмосферного (наружного) воздуха. Этот способ применим в цехах с усиленным выделением тепла, но при условии, что концентрация пыли и вредных веществ в приточном воздухе находится в пределах допустимой нормы. Аэрация не применима, если условия технологии производства требуют предварительной обработки приточного воздуха, а так же в случаях образования тумана или конденсата, вызванного притоком.

Б) Конвекция – происходит вследствие разницы давления воздуха между верхним и нижним уровнями (вытяжным оборудованием, установленным на крыше здания и помещением). Как известно, в помещениях воздух теплее, чем снаружи, поэтому более легкий воздух из помещений вытесняется более тяже-лым наружным.

В) Ветровое давление – давление ветра повышено со стороны здания, об-ращенной к ветру и, соответственно, понижено с подветренной стороны. В про-емы здания с наветренной стороны поступает атмосферный воздух и выходит с подветренной.

Преимущества систем естественной вентиляции в том, что они достаточно просты, не требуют расхода электроэнергии и приобретения сложного обору-дования.

Однако недостатком является то, что эффективность систем естественной вентиляции напрямую зависит от переменчивых факторов (скорости и направле-ния ветра, температуры) и относительно небольшого давления.

Механическая вентиляция

Механическая вентиляция представляет собой систему различного вентиля-ционного оборудования и приборов, которая подает и удаляет воздух из поме-щения независимо от переменчивости условий окружающей среды. В случаях необходимости возможна обработка воздуха, как, например, очистка, увлажне-ние, подогрев, что в системах естественной вентиляции практически исключено. На работу механических систем вентиляции может затрачиваться достаточно

большое количество электроэнергии.

Следует заметить, что зачастую на практике применяют одновременно и естественную, и механическую вентиляцию, или так называемую смешанную. В каждом отдельно взятом проекте индивидуально подбирается наиболее выгод-ный тип вентиляции.

Естественная (гравитационная) системы вентиляции

Естественная вентиляция может быть:

а) вытяжной без организованного поступления воздуха (канальная система);

б) приточно-вытяжной с организованным поступлением воздуха (система аэрации, а в некоторых случаях и канальная).

Канальная система вентиляции .

Канальная система вентиляции применяется преимущественно в жилых и общественных зданиях с небольшим воздухообменом помещений (не более однократного в 1ч) и с неорганизованным притоком воздуха через неплотности окружающих поверхностей, оконные фрамуги и открытые форточки.

1 – решетка жалюзийная; 2 – окно; 3 – шахта вытяжная

Рисунок 4, а – Схема канальной вытяжной системы вентиляции

с естественной циркуляцией

Воздух перемещается по каналам под действием разности давлений и снару-жи помещения.

На рисунке 4 показана схема канальной вытяжной системы вентиляции без организованного притока воздуха, а на рисунке 4, б – схема канальной приточно-вытяжной системы вентиляции с организованным притоком воздуха и калори-ферным тепловым побуждением. Вентиляционный воздух в этих системах пере-мещается или по вертикальным каналам, заложенным в толще стен, или по при-ставным каналам. Вертикальные каналы на чердаке объединяют в сборные ка-налы, по которым удаляемый воздух через вытяжную шахту выходит в атмо-сферу.

В канальной приточно-вытяжной системе вентиляции (рисунок 4, б ) на-ружный воздух поступает через воздухоприемную камеру, размещенную в под-вальном этаже и оборудованную калорифером (воздухоподогревателем). Подо-гретый в камере до необходимой температуры воздух по каналам и через при-точные отверстия с установленными в них жалюзийными решетками поступает в помещения. Из помещений загрязненный воздух уходит по вытяжным каналам, вытяжные отверстия которых тоже снабжены жалюзийными решетками, оттуда воздух поступает в сборные каналы и далее через вытяжную шахту удаляется в атмосферу.

Для повышения располагаемого давления в канальной системе вентиляции часто прибегают к установке над вытяжной шахтой насадка – дефлектора.

1 – канал заборный; 2 – канал вытяжной; 3 – канал сборный;

4 – шахта вытяжная; 5 – канал приточный; 6 – камера для

обогрева воздуха

Рисунок 4, б – Схема канальной приточно-вытяжной системе вентиляции

Естественная вытяжка через чердак

Ни одну вентиляцию, хоть из подвала, хоть из помещения, хоть из канали-зационного стояка нельзя выводить на чердак.

Вентиляция подвала – сама по себе. Вентиляция канализационного стояка – сама по себе. Вентиляция от кухонной плиты – сама по себе. Никогда и ни при каких обстоятельствах, и ни в каком сочетании нельзя их совмещать.

Вентиляция из остальных помещений (санузел, ванная, кухня, кладовка и пр.) может быть объединена, если она принудительная и вентилятор выше точки соединения воздуховодов. Если вентиляция естественная, то нельзя объединять кухню с санузлом и надо исключить горизонтальные участки воздуховодов и различные колена – таковых быть не должно, иначе тяги не будет.

а

б

Рисунок 5, а и б – Виды естественной вытяжки через чердак

Аэрация

Организованная естественная вентиляция производственных помещений, при которой проветривание производится непрерывно и осуществляется без устройства воздуховодов, каналов или коробов, а количество воздуха регулиру-ется степенью открытия специальных фрамуг, называется аэрацией.

Наружный воздух через воздухозаборное устройство поступает в приточную камеру, расположенную в подвале. В приточной камере воздух нагревается воздухонагревателем до температуры, с которой должен поступить в помещение. Нагретый в камере воздух поступает в приточные каналы, из которых выходит в вентилируемые помещения через жалюзийные решетки.

Рисунок 6 – Аэрация здания под воздействием гравитационного давления

Загрязненный воздух из помещений поступает через жалюзийные решетки в вытяжные каналы, по которым он поднимается в сборный канал на чердаке. Из сборного канала загрязненный воздух выбрасывается наружу через вытяжную шахту. Для усиления тяги иногда в вытяжной шахте устанавливается дополни-тельный воздухонагреватель или на вытяжной шахте устанавливается дефлектор.

Аэрация в холодное время года устраивается на фабриках и заводах, где основной вредностью являются избытки тепла, как, например, в кузнечных, ли-тейных, термических, прокатных и других цехах.

В теплое время года аэрация может быть весьма широко применяема для вентиляции большинства промышленных предприятий. Аэрация не применяется на предприятиях, где в теплое время года для технологического процесса необ-ходима обработка наружного воздуха (увлажнение, охлаждение или очистка от пыли). К таким относятся предприятия пищевой промышленности, предприятия по производству медицинских препаратов, электроламп, ткацкие, прядильные и др.

Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, если по усло-виям технологии производства требуется предварительная обработка приточного воздуха или если приток наружного воздуха вызывает образование тумана или конденсата.

В помещениях с большими избытками тепла воздух всегда теплее наружно-

го. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет из него менее

плотный теплый воздух.

При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воз-духа, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентиля-тор.

В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха со-здается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через деф-лектор должен быть не менее 3 метров. При этом рекомендуемая длина горизон-тальных участков воздуховодов не должна быть более 3м, а скорость воздуха в воздуховодах – не превышать 1 м/с. Воздействие ветрового давления выражается в том, что на наветренных (обращенных к ветру) сторонах здания образуется повышенное, а на подветренных сторонах, а иногда и на кровле пониженное давление (разрежение).

Если в ограждениях здания имеются проемы, то с наветренной стороны ат-мосферный воздух поступает в помещение, а с заветренной выходит из него, причем скорость движения воздуха в проемах зависит от скорости ветра, обдува-ющего здание, и соответственно от величин возникающих разностей давлений.

Достоинства и недостатки естественной системы вентиляции

Система естественной вентиляции просты и не требуют сложного обору-дования и расхода электрической энергии. Однако зависимость эффективности этих систем от перемещенных факторов (температуры воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое располагаемое давление не позволяют ре-шить с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции т.к. естественная вентиляция не всегда может обеспечить нужный воздухообмен.

Достоинствами естественных системы вентиляции являются дешевизна, простота монтажа и надежность, вызванная отсутствием электрооборудования и движущихся частей. Благодаря этому, такие системы широко применяется при строительстве типового жилья и представляют собой вентиляционные короба, расположенные на кухне и санузлах.

Обратной стороной дешевизны естественных систем вентиляции является сильная зависимость их эффективности от внешних факторов – температуры воз-духа, направления и скорости ветра и т.д. Кроме этого, такие системы в принци-пе нерегулируемы и с их помощью не удается решить многие задачи в области вентиляции.

Механическая вентиляция

В механических системах вентиляции используют оборудования и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автомати-ка и др.) позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими. Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в требуемом коли-честве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т.д.), что практически невозможно в системах с ес-тественным побуждением.

Следует отметить, что в практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, т.е. одновременно естественную и механическую вен-тиляцию.

В каждом конкретном проекте определяется, какой тип вентиляции является наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении, а также экономически и технически более рациональным.

Местная – Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух по-дают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вы-тяжная вентиляция).

Местная приточная вентиляция

Имеет несколько разновидностей:

- Воздушные души

Воздушный душ представляет собой сосредоточенный приток чистого воз-духа с большой скоростью к рабочим местам, снижая в их зоне температуру ок-ружающего воздуха. Они должны подавать чистый воздух к постоянным рабо-чим местам, снижать в их зоне температуру окружающего воздуха и обдувать рабочих, подвергающихся интенсивному тепловому облучению.

Рисунок 7 – Души воздушные

Воздушный поток, направляемый на работающего для обеспечения ком-фортного самочувствия или улучшения условий труда. Воздушные души приме-няют для избавления от лучистого перегрева работников, подвергающихся воз-действию теплового облучения (кузнецов, горновых). С этой целью воздух на-правляют на облучаемые участки тела горизонт, либо наклонными (сверху вниз) струями. В стесненных условиях воздух иногда подают на строго фиксирован-ные рабочие места и вертикальными струями сверху вниз. Воздушный душ ис-пользуют также для улучшения условий труда на фиксированных рабочих мес-тах в районах с жарким климатом и снижения загазованности на рабочих местах, если невозможно сооружение укрытий технологического оборудования или местной локализующей вентиляции. Выбор сочетания температуры и подвиж-ности воздуха на рабочем месте определяется требованием обеспечения ком-фортного самочувствия человека. Нежелательное воздействие на организм по-вышенной интенсивности теплового облучения или подвижности воздуха может быть устранено соответствующим подбором параметров воздуха «температура – скорость». При интенсивном тепловом облучении целесообразно обдувание струей с более низкой температурой, чем у окружающего воздуха. С целью уменьшения загазованности рабочего места требуется повышенная по срав-нению с помещением температура воздушного потока. Базовые температуры воздуха рабочей зоны для работы легкой I и средней ІІ категорий тяжести приняты равными плюс +28, тяжелой – плюс +26°С. Повышенные скорости воз-духа на рабочем месте позволяет применять более высокие температуры, что по-зволяет в теплый период года использовать сравнит, недорогой способ адиабат-ного охлаждения воздуха.

Воздушные души предпочтительнее осуществлять наружным воздухом, об-рабатываемым в стационарных системах воздушного дотирования. Воздух по-дается патрубками специальными конструкции, создающими воздушный поток с равномерной скоростью и температурой. Патрубок позволяет изменять направ-ление потока в горизонтальных и вертикальных плоскостях, создавая оптималь-ные условия охлаждения облучаемых частей тела человека. Существующие конструкции душирующих патрубков являются разновидностью весьма удачной конструкции этого устройства, предложенная проф. В.В. Батуриным. Патрубок Батурина состоит из скошенного диффузора с переходом от круглого сечения на квадратное. Плоскость выходного отверстия составляет 45° с осью диффузора. Параллельно выходному отверстию расположена регулируемая решетка из на-правляющих лопаток, позволяющая изменять угол наклона воздушного потока относительно горизонта. В передвижных установках душирующий агрегат обыч-но выполняют в виде вентилятора осевого, установленного на станине. Дально-бойность струи увеличивается конфузором, поджимающим поток, а охлаждаю-щий эффект – распылением воды в воздушный поток. Испаряясь, капельки воды создают дополнительное адиабатное охлаждение.

- Воздушные оазисы

Воздушные оазисы представляют собой участки помещений, которые отде-лены от остальных помещений переносными перегородками высотой до 3 м (обычно, 2…2,5 метра). В эти отделенные участки подается воздух с более низ-кой температурой.

Рисунок 8 – Оазис воздушный

- Воздушные завесы

Воздушные завесы предназначены для изменения направления воздушных потоков или для создания воздушных перегородок.

1 – каналы подвода воздуха; 2 – решетка;

3 – вентилятор; 4 – воздухозаборник

Рисунок 9 – Пример воздушной завесы

Воздушные завесы предназначены для разделения зон с разной температу-рой по разные стороны открытых проемов рабочих окон, входных дверей и во-рот. За счет выдува высокоскоростного воздушного потока образуется «невиди-мая дверь», которая не дает теплому воздуху выходить наружу и не впускает хо-лодный воздух в помещение. Таким образом улучшается внутренний темпера-турный комфорт, исчезают сквозняки, значительно снижаются теплопотери, а следовательно и затраты на обогрев.

Рисунок 10 – Процесс происходящий в завесе

Для улучшения внутреннего климата и дополнительного обогрева поме-щений имеется выбор моделей, как с электрическими элементами, так и с тепло-обменниками с подводом горячей воды для догрева выходящего из завес возду-ха. При закрытых дверях воздушная завеса может работать как тепловентилятор. Летом в районах с теплым климатом воздушная завеса в равной степени является энергосберегающим оборудованием, которое обеспечивает значительное сниже-ние затрат на кондиционирование помещений и поддержание низкой температу-ры в холодильных камерах.

У ворот и проемов складских помещений рекомендуется устраивать завесы шиберующего типа, именно их мы и будем рассматривать ниже. Основными узлами такой воздушной завесы являются воздуховод, вентилятор, калорифер, воздуховод равномерной раздачи, щелевая насадка. Главный элемент конструк-ции – это воздуховод равномерной раздачи, снабженный щелевой насадкой с направляющими пластинами, через которую воздушная струя направляется под некоторым углом к плоскости ворот (рисунок 11).

а ) б)

в ) г )

а – снизу вверх; б – сверху вниз;

в – завеса боковая односторонняя;

г – завеса боковая двухсторонняя

Рисунок 11 – Схемы воздушных завес шиберующего типа с разным направлением струи

Местная приточная вентиляция применяется чаще всего у печей, ворот, между цехами и т.д.

Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная. В произ-водственных помещениях при выделении вредностей (газов, влаги, теплоты и т.п.) обычно применяют смешанную систему вентиляции – общую для устра-нения вредностей во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и при-ток) для обслуживания рабочих мест. Местную вытяжную вентиляцию приме-няют, когда места выделений вредностей в помещении локализованы и можно не допустить их распространение по всему помещению. Местная вытяжная венти-ляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вред-ных выделений: газов, дыма, пыли и частично выделяющегося от оборудования тепла. Для удаления вредностей применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, бортовые отсосы, завесы, укрытия в виде кожухов у станков и др.).

Основные требования, которыми они должны удовлетворять:

Место образования вредных выделений по возможности должно быть пол-ностью укрыто.

Конструкция местного отсоса должна быть такой, чтобы отсос не мешал нормальной работе и не снижал производительность труда.

Вредные выделения необходимо удалять от места их образования в направ-лении их естественного движения (горячие газы и пары надо удалять вверх, хо-лодные тяжелые газы и пыль – вниз).

Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, зонты). Объемы воздуха опреде-ляются расчетом.

Открытого типа (бортовые отсосы). Отвод вредных выделений дости-гается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха.

Система с местными отсосами.

Местная вытяжная вентиляция

Местная вытяжная вентиляция применяется в тех случаях, когда участки помещений с выделением вредных веществ локализованы и есть возможность предотвратить распространение загрязнений по всему помещению. Для удаления вредных веществ применяют местные отсосы, которые должны удовлетворять предъявляемым требованиям: место образования загрязнений должно быть пол-ностью укрыто, конструкция местного отсоса не должна мешать работе, загряз-нения необходимо удалять в направлении их естественного движения (тяжелый газ и пыль – вниз, легкий газ и пар – вверх).

Конструкции местных отсосов условно делят на три группы:

Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы)

1 – стол; 2 – окно; 3 – заслонка; 4 – шахта

вытяжная; 5 – регулятор

Рисунок 12 – Шкаф вытяжной

а б

а – у щелевого отверстия при выпуске через него продуктов горения;

б – у отверстия, снабженного дверкой при выпуске продуктов горения

через газовые окна

Рисунок 13 – Зонты-козырьки у нагревательных печей

Зонты-козырьки у нагревательных печей: а) – у щелевого отверстия при выпуске из него продуктов горения; б) – у отверстия, снабженного дверкой при выпуске продуктов горения через газовые окна. Объем воздуха определяется при помощи расчетов.

Отсосы открытого типа (бортовые)

Рисунок 14 – Бортовые отсосы

Бортовые отсосы. Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха.

Бортовые отсосы применяют для предотвращения поступления вредных вы-делений с поверхности растворов в ваннах, где происходят процессы травления, обезжиривания и металлопокрытия.

Основная причина выноса вредностей из ванн – конвективный поток возду-ха, формирующийся над зеркалом испарения. Принцип действия бортового отсо-са: удаляемый через бортовой отсос воздух формирует спектр всасывания, на-кладывающийся на конвективную струю и создающий результирующее скорост-ное поле, направленное к воздухоприемному отверстию бортового отсоса.

Рисунок 15 – Виды бокового отсоса

Различают однобортовые отсосы, когда щель отсоса расположена вдоль од-ной из длинных сторон ванны, двухбортовые, когда щели расположены у двух противоположных сторон, и угловые – при расположении щелей у двух соседних сторон.

Односторонний бортовой отсос применяется при ширине ванны 600 мм, при этом для опрокинутых бортовых отсосов расчетная ширина ванны измеряется от бортового отсоса до противоположного борта ванны. В случае простых бортовых отсосов ширина измеряется от борта до борта ванны. Двухсторонний бортовой отсос используют при ширине ванны 1200мм. В случае простых бортовых отсо-сов расчетная ширина ванны измеряется от борта до борта, для опрокинутых – между кромками бортовых отсосов внутри ванны. Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха.

Бортовой отсос называют простым, когда воздухо-приемные щели располо-жены в вертикальной плоскости, и опрокинутым, когда щель расположена гори-зонтально, параллельно зеркалу ванны. Опрокинутые бортовые отсосы обеспечи-вают одинаковую с обычным эффективность улавливания вредностей при мень-шем расходе воздуха.

Простые отсосы следует применять при высоком стоянии уровня раствора в ванне, когда расстояние от зеркала раствора до кромки щели отсоса составляет менее 80…150мм; опрокинутые при более низком стоянии уровня раствора (D = 150…300мм и более).

Рисунок 16 – Виды бокового отсоса

Местные отсосы

Система вентиляции с местными отсосами изображена на рисунке 17. Ос-новными элементами такой системы являются местные отсосы – укрытия (МО), всасывающая сеть воздуховодов (ВС), вентилятор (В) центробежного или осево-го типа, ВШ - вытяжная шахта.

Рисунок 17 – Схема местной вытяжной вентиляции

В большинстве случаев местные вытяжные системы вентиляции очень эф-фективны, так как с их помощью происходит удаление загрязняющих веществ непосредственно из того места, где они образовались, сводя к минимуму воз-можность распространения в помещении.

Приточная и вытяжная система вентиляции

Приточная система вентиляции служит для подачи свежего воздуха в поме-щения. При необходимости, подаваемый воздух нагревается и очищается от пы-ли. Вытяжная вентиляция, напротив, удаляет из помещения загрязненный или нагретый воздух. Обычно в помещении устанавливается как приточная, так и вы-тяжная вентиляция. При этом их производительность должна быть сбалансиро-вана, иначе в помещении будет образовываться недостаточное или избыточное давление, что приведет к неприятному эффекту «хлопающих дверей».

Рисунок 18 – Приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением

Общеобменная система вентиляции

Местная вентиляция предназначена для подачи свежего воздуха на опреде-ленные места (местная приточная вентиляция) или для удаления загрязненного воздуха от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиля-ция). Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделения вред-ностей локализованы и можно не допустить их распространения по всему поме-щению. В этих случаях местная вентиляция достаточно эффективна и сравни-тельно недорога. Местная вентиляция используется, преимущественно, на произ-водстве. В бытовых же условиях применяется общеобменная вентиляция.

Исключением являются кухонные вытяжки, которые представляют собой местную вытяжную вентиляцию.

Рисунок 19 – Вытяжная вентиляция

Общеобменная вентиляция, в отличие от местной, предназначена для осу-ществления вентиляции во всем помещении. Общеобменная вентиляция так же может быть приточной и вытяжной . Приточную общеобменную вентиляцию, как правило, необходимо выполнять с подогревом и фильтрацией приточного воздуха. Поэтому такая вентиляция должна быть механической (искусственной). Общеобменная вытяжная вентиляция может быть проще приточной и выпол-няться в виде вентилятора, установленного в окне или отверстие в стене, по-скольку удаляемый воздух не требуется обрабатывать. При небольших объемах вентилируемого воздуха устанавливают естественную вытяжную вентиляцию, которая заметно дешевле механической.

Рисунок 20 – Общеобменная вентиляция

Под вентиляцией следует понимать целый комплекс мероприятий и агрегатов, предназначенных для обеспечения требуемого уровня воздухообмена в обслуживающихся помещениях. То есть главной функцией всех систем вентиляции является поддержка метеорологических параметров на допустимом уровне. Любую из существующих вентиляционных систем можно описать по четырем основным признакам: ее назначению, методу перемещения воздушных масс, зоне обслуживания и основным конструкционным особенностям. И начинать изучение существующих систем следует с рассмотрения назначения вентиляции.

Основные сведения о назначении воздухообмена

Главным назначением систем вентиляции является замена воздуха в различных помещениях. В жилых, бытовых, хозяйственных и производственных помещениях воздух постоянно загрязняется. Загрязнители могут быть абсолютно разными: от практически безобидной домашней пыли до опасных газов. Помимо этого, его «загрязняют» влага и чрезмерное количество тепла.

Четыре основные схемы организации воздухообмена при общеобменной вентиляции: а — сверху вниз, б — сверху вверх, в — снизу вверх, г — снизу вниз.

Важно изучить назначение систем воздухообмена и подобрать наиболее подходящую для конкретных условий. Если выбор будет сделан неправильно и вентиляции окажется недостаточно либо же много, это приведет к выходу из строя оборудования, порче имущества в помещении и, конечно же, негативно отразится на здоровье человека.

В настоящее время существует довольно много различных по своему исполнению, назначению и прочим особенностям систем вентиляции. По методу осуществления воздухообмена существующие конструкции можно разделить на конструкции приточного и вытяжного типа. В зависимости от зоны обслуживания, их делят на местные и общеобменные. А по конструктивным особенностям вентиляционные установки бывают бесканальными и канальными.

Вернуться к оглавлению

Назначение и основные особенности естественной вентиляции

Естественная вентиляция устраивается практически в каждом жилом и хозяйственном помещении. Наиболее часто она применяется в городских квартирах, дачах и прочих местах, где нет необходимости в устройстве систем вентиляции более высокой мощности. В подобных воздухообменных системах воздух перемещается без применения дополнительных механизмов. Это происходит под воздействием разных факторов:

1. Из-за разной температуры воздуха в обслуживаемом помещении и вне его.
2. Из-за разного давления в обслуживаемой комнате и месте монтажа соответствующего вытяжного устройства, которое обычно размещается на крыше.
3. Под воздействием «ветрового» давления.

Естественная вентиляция бывает неорганизованной и организованной. Особенностью неорганизованных систем является то, что замена старого воздуха новым происходит благодаря разному давлению наружного и внутреннего воздуха, а также действию ветра. Воздух уходит и приходит сквозь неплотности и щели оконных и дверных конструкций, а также при их открытии.

Особенностью организованных систем является то, что обмен воздуха происходит благодаря разности давления воздушных масс снаружи помещения и в нем, но в данном случае для воздухообмена устраиваются соответствующие проемы с возможностью регулирования степени открытия. При необходимости система дополнительно оснащается дефлектором, созданным для уменьшения давления в воздушном канале.

Преимуществом воздухообмена естественного типа является то, что подобные системы максимально просты в разработке и устройстве, имеют доступную цену и не требуют применения дополнительных устройств и подключения к электросети. Но использовать их можно лишь там, где не нужна постоянная производительность вентиляции, т.к. работа подобных систем полностью зависит от различных внешних факторов вроде температуры, скорости движения ветра и т.д. Дополнительно возможность использования таких систем ограничивает сравнительно малое располагаемое давление.

Вернуться к оглавлению

Основные особенности и назначение механического воздухообмена

Для работы подобных систем применяются специальные приборы и оборудование, благодаря которым воздух может перемещаться на довольно большие расстояния. Такие системы обычно устанавливаются на производственных площадках и в прочих местах, где нужна постоянная высокопроизводительная вентиляция. Устанавливать подобную систему дома, как правило, бессмысленно. Такой воздухообмен потребляет довольно много электричества.

Большим преимуществом механического воздухообмена является то, что, благодаря ему, можно наладить постоянную автономную подачу и удаление воздуха в требуемых объемах, вне зависимости от внешних погодных условий.

Такой воздухообмен эффективнее, чем естественный, еще и из-за того, что при необходимости подающийся воздух можно предварительно очищать и доводить до нужного значения влажности и температуры. Механические системы воздухообмена работают с применением различного оборудования и приборов, таких как электродвигатели, вентиляторы, пылеуловители, шумоподавители и пр.

Выбирать наиболее подходящий тип воздухообмена для конкретного помещения нужно еще на этапе проектирования. При этом обязательно должны учитываться санитарно-гигиенические нормы и технико-экономические требования.

Вернуться к оглавлению

Особенности приточных и вытяжных систем

Назначение вытяжного и приточного воздухообмена понятно из их названий. Местную приточную вентиляцию создают для притока чистого воздуха к требуемым местам. Обычно он предварительно подогревается и очищается. Вытяжная же система нужна для отведения от определенных мест загрязненного воздуха. В качестве примера подобного воздухообмена можно привести кухонную вытяжку. Она отводит воздух от наиболее загрязняемого места — электрической или газовой плиты. Чаще всего такие системы организуются на промышленных площадках.

Вытяжные и приточные системы применяются в комплексе. Их производительность необходимо балансировать и настраивать с учетом возможности поступления воздуха в другие прилегающие помещения. В некоторых ситуациях выполняется установка только вытяжной либо же только приточной воздухообменной системы. Для подачи чистого воздуха в помещение извне организовываются специальные проемы либо же устанавливается приточное оборудование. Существует возможность организации общеобменной вытяжной и приточной вентиляции, которая будет обслуживать все помещение, и местной, благодаря которой будет меняться воздух в конкретном месте.

При организации местной системы воздух будет удаляться от наиболее загрязняемых мест и подаваться на определенные заданные участки. Это позволяет наладить воздухообмен наиболее эффективно.

Местные приточные вентиляционные системы принято делить на воздушные оазисы и души. Функцией душа является подача свежего воздуха к рабочим местам и уменьшение его температуры в месте притока. Под воздушным оазисом следует понимать такие места обслуживаемого помещения, которые ограждены перегородками. В них подается охлажденный воздух.

Помимо этого, в качестве местного приточного вентилирования могут устраиваться воздушные завесы. Они позволяют создавать своего рода воздушные перегородки либо же менять направление воздушных потоков.

Устройство местной вентиляции требует гораздо меньших денежных вложений, чем организация общеобменной. На разного рода производственных площадках в большинстве случаев организуется воздухообмен смешанного типа. Так, для отвода вредных выделений налаживается общеобменная вентиляция, а рабочие места обслуживаются при помощи местных систем.

Назначением местной вытяжной системы воздухообмена является отведение вредных для человека и механизмов выделений от конкретных участков помещения. Подходит для тех ситуаций, когда распространение таких выделений по всему пространству помещения исключено.

В производственных помещениях благодаря местной вытяжке обеспечивается улавливание и отведение различных вредных веществ. Для этого применяются специальные отсосы. Помимо вредных примесей, вытяжные вентиляционные установки отводят некоторую часть тепла, образующегося во время работы оборудования.

Подобные системы воздухообмена очень эффективны, т.к. дают возможность удаления вредных веществ прямиком с места их образования и предотвращают распространение таких веществ по всему окружающему пространству. Но и они не лишены недостатков. К примеру, если вредные выделения рассредоточены по большому объему или площади, эффективно удалить их такая система будет не в состоянии. В подобных ситуациях применяются вентиляционные системы общеобменного типа.

В холодный период года в производственных помещениях следует предусматривать отопление. Отопительные приборы размещают, как правило, под световыми проемами в местах, доступных для осмотра, ре­монта и очистки. Длину отопительного прибора выбирают от назначе­ния помещения. Например, в школах, больницах длина отопительного прибора должна быть, как правило, не менее 75 % длины светового проема.

По назначению отопление, помимо основного, может быть местным и дежурным.

Местное отопление предусматривается, например, в неотапливае­мых помещениях для поддержания температуры воздуха, соответствую­щей технологическим требованиям в отдельных помещениях и зонах, а также на временных рабочих местах при наладке и ремонте оборудо­вания.

Дежурное отопление предусматривается для поддержания темпера­туры воздуха в помещениях отапливаемых зданий, когда они не использу­ются, и в нерабочее время. При этом температура воздуха принимается ниже нормируемой, но не ниже 5 °С, обеспечивая восстановление норми­руемой температуры к началу использования помещения или к началу работы. Специальные системы дежурного отопления допускается проектировать при экономическом обосновании.

По конструктивному выполнению отопительные системы бывают водяные; паровые; воздушные; электрические; газовые. Применение тех или иных отопительных систем определяется назначением производ­ственного помещения.

Рассмотрим достоинства и недостатки этих видов отопления.

Достоинствами печного отопления являются: малая стоимость отопительного устройства, малая затрата металла, возможность использования любого местного топлива, высокий тепловой КПД современных конструкций печей. Недостатками - высокая пожар­ная опасность, затрата физического труда на топку печей, большие площади для хранения топлива, большая площадь помещения, за­нимаемая печью, неравномерность температуры в помещении в те­чение суток, опасность отравления оксидом углерода.

Достоинствами водяного отопления считаются: большая теплоемкость теплоносителя (воды), малая площадь поперечного сечения труб, ограниченная температура отопительных приборов, рав­номерность температуры внутри помещения, бесшумность и долговечность системы. Недостатками этого вида отопления являются: большой расход металла, значительные гидростатические давления, инерционность регулирования теплопередачи, возможность размораживания (повреждения) системы при прекращении нагрева теплоносителя.

Среди достоинств парового отопления можно назвать: легкоподвижный теплоноситель с малой тепловой инерцией быстро прогревает помещение, небольшое гидростатическое давление в системе отопле­ния. Недостатки - это высокая температура отопительных приборов (чаще всего более 100 °С), высокая коррозия металлической системы отопления, большой шум при запуске пара в систему отопления.

Достоинствами воздушного отопления являются: возможность быстрого изменения температуры в помещении, равномерность температуры в пространстве помещения, пожарная безопасность, совмещение отопления с общей вентиляцией помещения, вынос отопительных приборов из отапливаемых помещений. Недостат­ками - большие размеры воздуховодов, увеличение нерациональ­ных потерь тепла за счет выброса воздуха через вытяжные про­емы вентиляции, большой расход теплоизоляционных материалов при конструировании воздуховодов.

К достоинствам электрического отопления можно отнести: малые затраты на устройство системы, простота передачи энергии, высо­кий тепловой КПД, отсутствие устройств для переработки и использо­вания топлива, простота автоматизации процессов теплопередачи, отсутствие загрязнения атмосферы продуктами сгорания топлива. Недостатками являются высокая стоимость электрической энергии, высокая температура нагревательных элементов и их пожарная опасность.

Газовое отопление может использоваться в паровых и водяных котлах, а также при печном отоплении. Достоинствами газового отопления является в ряде случаев сравнительно низкая стоимость горючего газа по сравнению с другими видами топлива.

Принципы расчета отопления. Задачей расчета отопления является определение баланса тепло­вой мощности между суммарными выделениями тепла в помеще­нии, включая тепло отопительных приборов, и суммарными поте­рями тепла, включая потери через наружные ограждения здания (сте­ны, окна, пол, крышу и т.п.).

Этот баланс можно выразить соотношением

Q от ³Q å пот – Q å выд, (3.6)

где Q от – тепловая мощность отопительных приборов, Вт;

Q å пот – суммарные потери тепла в помещении, Вт;

Q å выд – суммарные выделения тепла нагретого оборудования, приборов в промышленных зданиях, а в общественных зданиях – людей, Вт.

Суммарные выделения тепла нагретого оборудования, как правило, определяются из технической документации на оборудования или технологический процесс.

Наиболее сложным является расчет возможных потерь тепла через ограждающие поверхности помещений (здания, пассажирс­кий подвижной состав, кабины управления и т.п.).

Суммарные тепловые потери через ограждения (стены, потолок, оконные проемы и т.п.) определяются из соотношения:

(3.7)

где К тепл i – коэффициент теплопередачи материала i-й ограждающей кон­струкции, Вт/м 2 °С или Вт/м 2 К;

t в, t н – соответственно температуры внутри помещения (определяется по ГОСТ 12.1.005–88 или санитарным нормам) и снаружи здания (определяется как средняя за наиболее холодный месяц года из метеорологичес­ких наблюдений для данной местности), °С или К;

S i – площадь i-й ограждающей конструкции, м 2 .

Необходимая суммарная поверхность нагревательных приборов F н. п определяется исходя из теплового баланса (3.6):

, (3.8)

где К пр - коэффициент теплопередачи материала теплового прибора (для металлов К пр = 1), Вт/м 2 °С;

t г - температура нагревательного элемента теплового прибора, материала (например, горячей воды), °С;

t в - нормируемая температура внутри помещения, °С;

b остыв - коэффициент остывания воды в трубопроводах.

Зная общую площадь необходимых отопительных приборов и площадь нагревательной поверхности одного выбранного отопитель­ного прибора для данного производственного помещения, опреде­ляют общее число отопительных приборов выбранной конструкции.

Теплоизоляция поверхностей источников излучения (печей, сосудов, трубопроводов с горячими газами и жидкостями) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает как общее тепловыделение, так и радиационное.

Конструктивно теплоизоляция может быть мастичной, оберточной, засыпной, из штучных изделий и смешанной. Мастичная теплоизоляция осуществляется нанесением мастики (штукатурного раствора с теплоизоляционным наполнителем) на горячую поверхность изолируемого объекта. Очевидно, эту изоляцию можно применять на объектах любой конфигурации. Оберточную изоляцию изготовляют из волокнистых материалов: асбестовой ткани, минеральной ваты, войлока и др. Наиболее пригодна оберточная теплоизоляция для трубопроводов. Засыпную теплоизоляцию применяют при прокладке трубопроводов в каналах и коробах, там, где требуется большая толщина изоляционного слоя, или при изготовлении теплоизоляционных панелей. Теплоизоляцию штучными ила формованными изделиями, скорлупами применяют для об­легчения работ. Смешанная изоляция состоит из нескольких различных слоев. В первом слое обычно устанавливаются штучные изделия. На­ружный слой изготовляется из мастичной или оберточной изоляции.

Теплозащитные экраны применяют для локализации источников лучистой теплоты, уменьшения облученности на рабочих местах и сниже­ния температуры поверхностей, окружающих рабочее место. Ослабле­ние теплового потока за экраном обусловлено его поглотительной и отражательной способностью. В зависимости от того, какая способность экрана более выражена, различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. По степени прозрачности экраны делят на три класса:

1)непрозрачные: металлические водоохлаждаемые и футерированные асбестовые, альфолиевые, алюминиевые экраны;

2) полупрозрачные: экраны из металлической сетки, цепные завесы,экраны из стекла, армированного металлической сеткой (все эти экранымогут орошаться водяной пленкой);

3) прозрачные: экраны из различных стекол (силикатного, кварцевого и органического, бесцветного, окрашенного и металлизированного), пленочные водяные завесы.

Воздушное душирование - подача воздуха в виде воздушной струи, направленной на рабочее место -применяют при воздействии на работающего теплового облучения интенсивностью 0,35 кВт/м 2 и более, а также 0,175...0,35 кВт/м 2 при площади излучающих поверхностей в пределах рабочего места более 0,2 м 2 . Воздушное душирование устраивают также для производственных процессов с выделением вредных газов или паров и при невозможности устройства местных укрытий.

Охлаждающий эффект воздушного душирования зависит от раз­ности температур тела работающего и потока воздуха, а также от скорости обтекания воздухом охлаждаемого тела. Для обеспечения на рабочем месте заданных температур и скоростей воздуха ось воздушного потока направляют на грудь человека горизонтально или под углом 45 °, а для обеспечения допустимых концентраций вредных веществ ее направляют в зону дыхания горизонтально или сверху под углом 45 °.

В потоке воздуха из душирующего патрубка должны быть по возможности обеспечены равномерная скорость и одинаковая температура.

Расстояние от кромки душирующего патрубка до рабочего места должно быть не менее 1 м. Минимальный диаметр патрубка принимают равным0,3 м; при фиксированных рабочих местах расчетную ширину рабочейплощадки принимают равной 1 м. При интенсивности облучения свыше 2,1 кВт/м 2 воздушный душ не может, обеспечить необходимого охлаждения. В этом случае необ­ходимо предусматривать теплоизоляцию, экранирование или воздушное душирование. Для периодического охлаждения рабочих устраивают радиационные кабины, комнаты отдыха.

Воздушные завесы предназначены для защиты от прорыва холод­ного воздуха в помещение через проемы здания (ворота, двери и т.п.). Воздушная завеса представляет собой воздушную струю, направленную под углом навстречу холодному потоку воздуха (рис. 3.2). Она играет роль воз­душного шибера, уменьшая прорыв воздуха через проемы. Согласно СНиП 02.04.91 воздушные завесы необходимо устраивать у проемов отапливаемых помещений, открывающихся не реже чем один раз в час либо на 40 мин единовременно при температуре наружного воздуха минус 15 °С и ниже. Количество и температуру воздуха определяют расчетным путем.

Рис. 3.2. Воздушно-тепловая завеса

L 0 , м 3 /с, проника­ющего в помещение при отсутствии тепловой завесы, определя­ется как

L 0 = HBV вет , (3.9)

где Н, В - высота и ширина проема, м; V вет - скорость воздуха (ветра), м/с.

Количество холодного наружного воздуха L н ap , м 3 /с, проника­ющего в помещение при устройстве воздушной тепловой завесы, определяется по формуле

(3.10)

где воздушная завеса принимается как шибер с высотой h .

В этом случае количество воздуха, необходимое для воздушной тепловой завесы, м 3 /с:

(3.11)

где j - функция, зависящая от угла наклона струи и коэффици­ента турбулентной структуры; b - ширина щели, расположенной снизу проема.

Скорость выхода струи воздуха из щели V ш, м/с, определяется по формуле

(3.12)

Средняя температура воздуха t ср, °С, проникающего в помеще­ние,

(3.13)

где t вн, t нар – температура внутреннего и наружного воздуха, °С.

Применяют несколько основных схем воздушных завес. Завесы с нижней подачей (рис. 3.3 а ) наиболее экономичны по расходу воздуха и рекомендуются в том случае, когда недопустимо понижение темпера­туры вблизи проемов. Для проемов небольшой ширины рекомендуется схема на рис. 3.3 б . Схему с двусторонним боковым направлением струй (рис. 3.3 в ) используют в тех случаях, когда возможна остановка транс­порта вворотах.

Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещениях и на рабочих местах в соответствии со СНиП (Строительными нормами).

Системы вентиляции обеспечивают поддержание допустимых метеорологических параметров в помещениях различного назначения.

При всем многообразии систем вентиляции, обусловленном назначением помещений, характером технологического процесса, видом вредных выделений и т. п., их можно классифицировать по следующим характерным признакам:

1. По способу создания давления для перемещения воздуха: с естественным и искусственным (механическим) побуждением.
2. По назначению: приточные и вытяжные.
3. По зоне обслуживания: местные и общеобменные.
4. По конструктивному исполнению: канальные и бесканальные.

Естественная вентиляция.

Перемещение воздуха в системах естественной вентиляции происходит:

• вследствие разности температур наружного (атмосферного) воздуха и воздуха в помещении, так называемой аэрации;
• вследствие разности давлений "воздушного столба" между нижним уровнем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем - вытяжным устройством (дефлектором), установленным на кровле здания;
• в результате воздействия так называемого ветрового давления.

Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, если по условиям технологии производства требуется предварительная обработка приточного воздуха или если приток наружного воздуха вызывает образование тумана или конденсата.

В помещениях с большими избытками тепла воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет из него менее плотный теплый воздух.

При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воздуха, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентилятор.

В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков воздуховодов не должна быть более 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах - не превышать 1 м/с.

Воздействие ветрового давления выражается в том, что на наветренных (обращенных к ветру) сторонах здания образуется повышенное, а на подветренных сторонах, а иногда и на кровле, - пониженное давление (разрежение).

Если в ограждениях здания имеются проемы, то с наветренной стороны атмосферный воздух поступает в помещение, а с заветренной - выходит из него, причем скорость движения воздуха в проемах зависит от скорости ветра, обдувающего здание, и соответственно от величин возникающих разностей давлений.

Системы естественной вентиляции просты и не требуют сложного дорогостоящего оборудования и расхода электрической энергии. Однако зависимость эффективности этих систем от переменных факторов (температуры воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое располагаемое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции.

Механическая вентиляция.

В механических системах вентиляции используются оборудование и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматика и др.), позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими. Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в требуемом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.), что практически невозможно в системах с естественным побуждением.

Следует отметить, что в практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, т. е. одновременно естественную и механическую вентиляцию.

В каждом конкретном проекте определяется, какой тип вентиляции является наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении, а также экономически и технически более рациональным.

Приточная вентиляция.

Приточные системы служат для подачи в вентилируемые помещения чистого воздуха взамен удаленного. Приточный воздух в необходимых случаях подвергается специальной обработке (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.).

Вытяжная вентиляция.

Вытяжная вентиляция удаляет из помещения (цеха, корпуса) загрязненный или нагретый отработанный воздух.

В общем случае в помещении предусматриваются как приточные, так и вытяжные системы. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений. В помещениях может быть также предусмотрена только вытяжная или только приточная система. В этом случае воздух поступает в данное помещение снаружи или из смежных помещений через специальные проемы или удаляется из данного помещения наружу, или перетекает в смежные помещения.

Как приточная, так и вытяжная вентиляция может устраиваться на рабочем месте (местная) или для всего помещения (общеобменная).

Местная вентиляция.

Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

Местная приточная вентиляция.

К местной приточной вентиляции относятся воздушные души (сосредоточенный приток воздуха с повышенной скоростью). Они должны подавать чистый воздух к постоянным рабочим местам, снижать в их зоне температуру окружающего воздуха и обдувать рабочих, подвергающихся интенсивному тепловому облучению.

К местной приточной вентиляции относятся воздушные оазисы - участки помещений, отгороженные от остального помещения передвижными перегородками высотой 2–2,5 м, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой.

Местную приточную вентиляцию применяют также в виде воздушных завес (у ворот, печей и пр.), которые создают как бы воздушные перегородки или изменяют направление потоков воздуха. Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная. В производственных помещениях при выделении вредностей (газов, влаги, теплоты и т. п.) обычно применяют смешанную систему вентиляции - общую для устранения вредностей во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и приток) для обслуживания рабочих мест.

Местная вытяжная вентиляция.

Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделений вредностей в помещении локализованы и можно не допустить их распространение по всему помещению.

Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и частично выделяющегося от оборудования тепла. Для удаления вредностей применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, бортовые отсосы, завесы, укрытия в виде кожухов у станков и др.). Основные требования, которым они должны удовлетворять:

• Место образования вредных выделений по возможности должно быть полностью укрыто.
• Конструкция местного отсоса должна быть такой, чтобы отсос не мешал нормальной работе и не снижал производительность труда.
• Вредные выделения необходимо удалять от места их образования в направлении их естественного движения (горячие газы и пары надо удалять вверх, холодные тяжелые газы и пыль - вниз).
• Конструкции местных отсосов условно делят на три группы:
• Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, зонты, см. рис. 1). Объемы воздуха определяются расчетом.
• Открытого типа (бортовые отсосы). Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха (рис. 2).

Система с местными отсосами изображена на рис. 3.

Основными элементами такой системы являются местные отсосы - укрытия (МО), всасывающая сеть воздуховодов (ВС), вентилятор (В) центробежного или осевого типа, ВШ - вытяжная шахта.

При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливания пылевыделений удаляемый из цеха воздух, перед выбросом его в атмосферу, должен быть предварительно очищен от пыли. Наиболее сложными вытяжными системами являются такие, в которых предусматривают очень высокую степень очистки воздуха от пыли с установкой последовательно двух или даже трех пылеуловителей (фильтров).

Местные вытяжные системы, как правило, весьма эффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно от места их образования или выделения, не давая им распространиться в помещении. Благодаря значительной концентрации вредных веществ (паров, газов, пыли), обычно удается достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта при небольшом объеме удаляемого воздуха.

Однако местные системы не могут решить всех задач, стоящих перед вентиляцией. Не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами. Например, когда вредные выделения, рассредоточенны на значительной площади или в объеме; подача воздуха в отдельные зоны помещения не может обеспечить необходимые условия воздушной среды, тоже самое если работа производится на всей площади помещения или ее характер связан с перемещением и т. д.

Общеобменные системы вентиляции - как приточные, так и вытяжные, предназначены для осуществления вентиляции в помещении в целом или в значительной его части.

Общеобменные вытяжные системы относительно равномерно удаляют воздух из всего обслуживаемого помещения, а общеобменные приточные системы подают воздух и распределяют его по всему объему вентилируемого помещения.

Общеобменная приточная вентиляция.

Общеобменная приточная вентиляция устраивается для ассимиляции избыточного тепла и влаги, разбавления вредных концентраций паров и газов, не удаленных местной и общеобменной вытяжной вентиляцией, а также для обеспечения расчетных санитарно-гигиенических норм и свободного дыхания человека в рабочей зоне.

При отрицательном тепловом балансе, т. е. при недостатке тепла, общеобменную приточную вентиляцию устраивают с механическим побуждением и с подогревом всего объема приточного воздуха. Как правило, перед подачей воздух очищают от пыли.

При поступлении вредных выделений в воздух цеха количество приточного воздуха должно полностью компенсировать общеобменную и местную вытяжную вентиляцию.

Общеобменная вытяжная вентиляция.

Простейшим типом общеобменной вытяжной вентиляции является отдельный вентилятор (обычно осевого типа) с электродвигателем на одной оси (рис. 4), расположенный в окне или в отверстии стены. Такая установка удаляет воздух из ближайшей к вентилятору зоны помещения, осуществляя лишь общий воздухообмен.

В некоторых случаях установка имеет протяженный вытяжной воздуховод. Если длина вытяжного воздуховода превышает 30–40 м и соответственно потери давления в сети составляют более 30–40 кг/м2, то вместо осевого вентилятора устанавливается вентилятор центробежного типа.

Когда вредными выделениями в цехе являются тяжелые газы или пыль и нет тепловыделений от оборудования, вытяжные воздуховоды прокладывают по полу цеха или выполняют в виде подпольных каналов.

В промышленных зданиях, где имеются разнородные вредные выделения (теплота, влага, газы, пары, пыль и т. п.) и их поступление в помещение происходит в различных условиях (сосредоточенно, рассредоточенно, на различных уровнях и т. п.), часто невозможно обойтись какой-либо одной системой, например, местной или общеобменной.

В таких помещениях для удаления вредных выделений, которые не могут быть локализованы и поступают в воздух помещения, применяют общеобменные вытяжные системы.

В определенных случаях в производственных помещениях, наряду с механическими системами вентиляции, используют системы с естественным побуждением, например, системы аэрации.

Канальная и бесканальная вентиляция.

Системы вентиляции имеют разветвленную сеть воздуховодов для перемещения воздуха (канальные системы) либо каналы (воздуховоды) могут отсутствовать, например, при установке вентиляторов в стене, в перекрытии, при естественной вентиляции и т. д. (бесканальные системы).

Таким образом, любая система вентиляции может быть охарактеризована по указанным выше четырем признакам: по назначению, зоне обслуживания, способу перемешивания воздуха и конструктивному исполнению.

Системы вентиляции влючают группы сомого разнообразного оборудования:

1. Вентиляторы.

• осевые вентиляторы;
• радиальные вентиляторы;
• диаметральные вентиляторы.

2. Вентиляторные агрегаты.

• канальные;
• крышные.

3. Вентиляционные установки:

• приточные;
• вытяжные;
• приточно-вытяжные.

4. Воздушно-тепловые завесы.

5. Шумоглушители.

6. Воздушные фильтры.

7. Воздухонагреватели:

• электрические;
• водяные.

8. Воздуховоды:

• металлические;
• металлопластиковые;
• неметаллические.
• гибкие и полугибкие;

9. Запорные и регулирующие устройства:

• воздушные клапаны;
• диафрагмы;
• обратные клапаны.

10. Воздухораспределители и регулирующие устройства воздухоудаления:

• решетки;
• щелевые воздухораспределительные устройтва;
• плафоны;
• насадки с форсунками;
• перфорированные панели.