«

Мар 03

Схемы воздухораспределения (схемы организации воздухообмена). Расчет

Находясь в помещении все могут понять по ощущениям, комфортно им или нет. Но мало кто знает как создали такие условия. Многие люди даже не задумываются в каком направлении движется воздух в помещении где они находятся, если им там комфортно. Чтобы создать эти условия, нужно подобрать правильную схему воздухораспределения. А ведь это совсем не просто! Нужно учесть, что пыль в цеху не должна попадать людям на лицо, что зоны с загрязнением не должны загрязнять «чистые зоны», что тепло от еды поднимается вместе с теплым воздухом вверх, что нужно избежать сквозняков и многие другие аспекты. Прежде всего, от вида приточных устройств и их размещения и зависит эффективность вентиляционной системы. В статье постараемся рассмотреть существующие схемы воздухообмена, в каких помещениях их лучше применять.

Основные схемы организации воздухообмена

Микроклимат в помещении создают системы воздухораспределения. Другими словами это привычные нам вентиляционные системы. Кондиционированный воздух внутрь поступает в виде турбулентной струи с большей или меньшей температурой чем в помещении. Однако струи бывают компактные (в них векторы скоростей параллельные) и веерные (векторы направлены под углом). Основная задача воздухораспределения обеспечить нормируемую скорость и температуру потока на границе рабочей зоны. Поэтому производят расчет развития струи приточного воздуха.

Расчетная схема приточной струи

Воздухораспределение подбирается в соответствии СНиП 4 1 -0 1 -2 0 0 3, Рекомендациями по расчету воздухораспределения 1988 или Пособием 1.91 к СНиП 2.04.05-91. Существуют и более современные пособия для конкретных зданий. Можете также воспользоваться специально созданными под это программами.

Существует четыре основные схемы организации воздухообмена. Они дополняются в связи с нормируемыми требованиями. Прежде всего схема воздухообмена выбирается согласно СНиПам и СН по проектированию сооружений разного предназначения.

Схема воздухообмена «снизу вверх»

Такой способ относится к вытесняющим. Из названия выплывает, что приточные решетки находятся в нижней части помещения. Воздушные массы могут подаваться компактной струей сразу в рабочую зону (в помещениях с избыточными тепловыделениями более 23 Вт/м3). Забор воздушных масс предусматривается сверху. Поэтому схему можно использовать, например, начиная от термического цеха и заканчивая офисами и кафе.

Виды схем

Основное ее преимущество это попадание воздуха в область дыхания незагрязнённым. К недостаткам данной схемы можно отнести нормативные требования к микроклимату в рабочей зоне. Необходимо соответствовать всем параметрам и подаваться со скоростью 0,1 м/с.

Воздухозаборные элементы обязательно размещаются в потолочной части при больших теплоизбытках, вредных и горючих газов, паров. Когда высота помещения до 6 м —  не меньше однократного воздухообмена должно составлять удаление воздуха. Если выше 6 м — не меньше 6 м3/ч на 1 м2 пола.

Возможен приток воздуха за границами рабочего места из-под пола, например, зачастую делают в сварочных цехах и театрах. Напольное воздухораспределение сейчас популяризируется, ведь воздуховоды размещены в подпольном пространстве. Это позволяет дизайнеру организовать рабочее пространство не учитывая размещение воздуховодов.

Схема воздухораспределения «сверху вверх»

Естественно здесь и приточные и вытяжные воздухораспределители находятся в верхней части помещения. Часто используется при проектировании вентиляции дома, общественных и административных зданий.Редко, но все же применяется данная схема в промышленной вентиляции, например, в прядильном зале. Ее еще называют перемешивающей. 

Схема сверху вверх

Поступивший воздух никак не может избежать смешивания с внутренним. Поэтому она невыгодна при удалении избыточного тепла. Ведь часть теплоизбытков так и не удалиться вытяжными системами. Градиент температуры равен 0, но не всегда. Поэтому при расчетах принято принимать Δtрасч. = 5-10 °С. 

Схема воздухообмена «сверху вниз»

Еще одна вытесняющая схема. Например, это может быть как компактная струя, что подается горизонтально под потолком и настилается на него (зачастую для помещений до 4 м высотой). И просто компактная струя, подающаяся вертикально, веерный или комбинированный поток.

подача сверху

Такие схемы воздухораспределения используются для торговых, административных, и производственных зданий. Вытяжные решетки должны размещаться в местах, не пересекающихся подающимся потоком, с наибольшей температурой и концентрацией вредных веществ.

Это наиболее распространенная система вентиляции. Может использоваться, например, в театральных залах с балконами, концертных залах. Кроме того уместна и в «чистых» помещениях, окрасочных камерах и зданиях с токсичностями плотностью большей чем у воздуха.

Схема воздухораспределения «снизу в низ»

Эта схема подойдет при отсутствии теплоизбытков. Воздух подается и отводится из нижней части помещения, то есть, свежий воздух подается непосредственно в зону дыхания. Но, с другой стороны, отводится воздух также с нижней части, и потоки перемешиваются. Более того, при данной схеме заменяется не весь воздух. Часть старого перемешивается с приточным, и остается в помещении. Поэтому при выделении токсичных элементов, такую схему применять нельзя.

Подача снизу вниз

В нормативных документах существуют требования, которые дополняют их. В связи с этим создается еще четыре схемы организации воздухообмена называющиеся «комбинированными»:

  • «сверху и снизу вверх». Например, гальванических цехах и других помещениях с поступлением влаги.
  • «снизу и сверху в низ». Например, в кинозалах.
  • «сверху в низ и верх». Например, в сварочном цеху, где требуется удаление 2/3 воздуха снизу цеха и 1/3 сверху; а также в концертных залах без балконов.
  • «снизу  в низ и верх». Например, в малярных цехах и аккумуляторных, в которых не допускается скопление газов в верхней части из-за опасности взрыва.

Прежде всего, исходя из выбранной воздухообменной схемы подбирается вид воздухораспределителя. Конечно от этого зависит определение расстояния к входу воздушной струи в рабочую зону и ее параметры в этой точке. В результате, согласно справочникам, подбираются формулы определяющие температуру и скорость воздушного потока на выходе из зoны.

Расчет воздухораспределения

Прежде чем приступать к расчетам, нужно разобраться с параметрами вoздушной струи. Прежде всего предполагается, что под прямой струей могут быть рабочие места, ведь границы зоны возможно узнать только после расчета воздухораспределения. 

Причем летом температура на оси струи будет ниже температуры окружающего воздуха, зимой будет выше. Таким образом, зная схемы воздухообмена нужно определить каким исходным данным уделить особое внимание. Впоследствии, на их основе выбрать один из вариантов расстановки воздухораспределителей. 

Исходные данные расчётов

 За основу берутся данные, полученные при расчётах вoздухообмена, а также требования стрoительных нoрм.

Основные исходные данные для расчета воздухораспределения:

  • во-первых, выбранная схeма воздухoобмена, и oпределенный для нее воздухoобмен Lin ;
  • во-вторых, длина, ширина и высота помещения в метрах;
  • в-третьих, количество воздушного притока L0 = Lin в м3/с;
  • температyра приточного вoздуха t0 = tin, °C;
  • нормирyемая температуpа вoздуха twz обдуваемой зoны, °C;
  •  нормирyемая скорoсть вoздуха Vwz в вентилируемой зoне, м/с.

Однако, бывают случаи, когда нужны дополнительные данные:

  • концентрирование вредных веществ в приточном воздухе в мг/м3;
  • предельно допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества в рабочей зоне Swz в мг/м3;
  • количество удаляемого местными отсосами воздуха, м3/с.

Расчет воздухораспределения происходит в такой последовательности:

  • Первым делом определяется схема. При выборе учитываются размеры комнаты, архитектурные особенности и нормативные требования. 

Коэффициент стеснения

  • Нахождение нормируемой разницы температур и скoростей вoздуха.
  • Определение количества воздухораспределителей, их вида.
  • Определяется шаг размещения воздухораспределителей. 
  • Определение значения избыточной темпeратуры и скорoсти вoздуха в притoчной стрyе в тoчке вхождения струи в рабoчую зoну.

Разница температур

  • Сопоставление расчетных и нормируемых значений.
  • Проверка акустики.

Расчетный пример наведем ниже.

Пример расчета

В заключении, можем только посоветовать при выборе схемы воздухообмена учитывать все возможные факторы. Использование нормативных документов только облегчит вашу работу. Кроме того, в рекомендациях по проектированию для определенных помещений, указаны рекомендуемые схемы воздухораспределения. Эти данные полученные в результате испытаний и детального изучения. 

Понравилась статья? Поделись об этом с друзьями!

Добавить комментарий

Добавить сайт в закладки