Главная > Идеи > Виды вентиляции, ее устройство. Установка вентиляции. Типы естественной и механической вентиляции воздуха


Виды вентиляции, ее устройство. Установка вентиляции. Типы естественной и механической вентиляции воздуха




Общая информация


Слово «вентиляция» происходит от латинского «ventilatio», что в переводе означает проветривание. Под ней понимают регулируемый с помощью технических средств воздухообмен с целью создания наиболее благоприятных и комфортных условий для человека в жилых, производственных и других помещениях.

Обычно в любых помещениях за счет неплотности окон, дверей и прочих ограждений всегда происходит инфильтрация наружного воздуха, то есть происходит естественный воздухообмен, который принято называть неорганизованным. Вентиляция представляет собой организованный воздухообмен с применением различных технических средств — приточно-вытяжных установок , вентиляторов , систем чиллер-фанкойл и так далее.

К основным характеристикам воздухообмена можно отнести такие параметры как объем и кратность воздухообмена. Под объемом понимают количество воздуха в кубических метрах, поступаемого в помещение в течение часа. Минимальной нормой воздухообмена на одного взрослого человека считается 30 м³/час, на ребенка — 20 м³/час.

Кратность воздухообмена — это сколько раз меняется воздух в замкнутом помещении в течение часа. В зависимости от типа и назначения помещения устанавливаются нормы кратности воздухообмена. Так, например, для жилых комнат рекомендована кратность 0,5-1,0, а в кухнях воздух должен меняться более интенсивно и рекомендованная кратность составляет 3,0. Для производственных помещений данный показатель может сильно отличаться в зависимости от типа производства или деятельности, осуществляемых в данных помещениях.

При кратности воздухообмена менее 0,5 в час, человек начинает чувствовать себя некомфортно, появляется ощущение духоты, снижение работоспособности и т.д.

Эффективность вентиляции

Показывает, насколько быстро происходит удаление отработанного воздуха из помещения и определяется процентным отношением концентрации вредных примесей в вытяжном воздухе к концентрации вредных примесей в помещении.

Эффективность определяет качество воздухообмена и показывает, насколько вентиляционная система способна обеспечивать комфортные условия по чистоте воздуха. Данный показатель воздухообмена напрямую зависит от геометрии помещения, взаимного расположения приточных и вытяжных каналов, плотности и распределения источников вредных примесей и т. д.

Еще одним параметром определяющим качество является коэффициент воздухообмена.

— это процентный показатель скорости замещения воздуха в помещении, который можно определить по формуле:

Данный параметр зависит от условий раздачи воздуха в помещении, расположения и геометрических параметров диффузоров, расположения источников тепла и т.д. На сегодняшний день различают два типа воздухообмена в закрытом помещении — вентиляция перемешиванием и вытеснением.

Вентиляция вытеснением позволяет получить значение эффективности свыше 100%, тогда как, перемешиванием — не более 100%. Коэффициент воздухообмена может достигать значения от 50 до 100% при использовании вытеснения, и не превышает 50% при перемешивании.

Является наиболее эффективным методом воздухообмена на промышленных объектах. Помимо промышленных объектов данный тип весьма популярен в устройстве, так называемых, систем комфортной вентиляции. При правильно рассчитанной схеме данный метод воздухообмена позволяет достигать наиболее высоких показателей качества воздуха.

Данный вид воздухообмена работает по следующему принципу: воздух подается на нижний уровень и течет в рабочую зону с минимальной скоростью. Под рабочей зоной подразумевают часть комнаты или помещения занимаемую или используемую людьми. Как правило, рабочей зоной считают пространство, отстоящее на 50 см от стен и оконных проемов и от 10 до 180 см над полом.

Помимо рабочей зоны различают прилегающую зону. Прилегающая зона — это пространство вокруг приточного диффузора, где воздух имеет свою локальную скорость. Комфортная вентиляция подразумевает, что скорость воздуха около диффузора не должна превышать 0,2м/с.

Для работы принципа вытеснения приточный воздух, подаваемый в рабочую зону, должен иметь немного меньшую температуру, чем воздух помещения. Для комфортных систем температура подаваемого воздуха должна быть на 1-3°С ниже комнатной температуры, а для промышленных зданий или специальных систем на 1-5°С. Если же температура приточного воздуха будет слишком низкой относительно температуры основного воздуха помещения, то возникает риск возникновения конвекционных потоков.

Вентиляция вытеснением имеет ряд преимуществ и недостатков.

Преимущества:

Недостатки:

  • приточные диффузоры такой вентиляционной системы требуют более широких площадей для размещения;
  • приточные диффузоры могут быть случайно загромождены и эффективность значительно снизится;
  • прилегающая зона значительно расширяется;
  • вертикальный температурный градиент вырастает.

Под вертикальным температурным градиентом понимают разницу температур приточного воздуха и воздуха под потолком. Оптимальная разница температур для жилых помещений должна находиться в пределах 2-3°С.

При проектировании вентиляции по принципу вытеснения важно учитывать взаимное расположение отопительных устройств, а также их мощность. От этого зависит динамика воздушных потоков внутри помещения. Приточный воздух, подаваемый из диффузоров в рабочую зону снизу, может смешиваться с посторонними течениями воздуха, в связи с чем происходит неравномерный нагрев воздушных слоев по высоте и в некоторых случаях смещение теплого воздуха вниз. На практике это означает, что воздухообмен вытеснением сменился на перемешивание.

При смешивании приточный воздух подается одним или несколькими потоками в рабочую зону и вовлекает в движение большие объемы воздуха внутри помещения. Рабочая зона находится в зоне возвратного потока, где скорость воздуха составляет примерно 70% от скорости приточного потока.

Вентиляция перемешиванием имеет ряд характеризующих ее параметров.

Длина струи - это расстояние от источника-распределителя до того сечения воздушной струи, где скорость ядра потока падает до 0,2м/с.

Эжекция — это процесс смешения двух каких-либо сред, в котором одна среда, находясь под давлением, оказывает воздействие на другую и увлекает ее в требуемом направлении. В нашем же вопросе под эжекцией понимают способность диффузоров подмешивать в струю приточного воздуха прилегающий воздух помещения.

К одним из приточных устройств с высокой степенью эжекции можно отнести диффузоры струйного типа, где воздух, проходя на большой скорости сквозь сопла, закручивается. Такие диффузоры применяются для устройств перемешивания, тогда как вытеснение использует приточные устройства с низкой степенью эжекции.

Для того, чтобы снизить эффект сквозняков при температуре приточного воздуха ниже температуры воздуха помещения, диффузоры должны иметь как можно большую степень эжекции.

Настилающий эффект . В случае если приточное отверстие вентиляции находится слишком близко от плоской поверхности, струя приточного воздуха стремится отклониться в сторону этой поверхности и течь непосредственно по ее плоскости. Данный эффект достигается благодаря разряжению атмосферы между приточной струей и ограничивающей плоской поверхностью, а так как нет возможности подмеса воздуха в приточную струю, то она отклоняется в сторону этой поверхности.

Если воздухообмен требует создания настилающего эффекта, то приточное отверстие должно располагаться на расстоянии не более 30 см от ограничивающей поверхности.

Скорость воздуха и температура . Одним из немаловажных факторов ощущения комфорта в помещении является отсутствие сквозняков. Данный эффект достигается при скорости движения воздуха менее 0,18 м/с и его температуре в пределах 20…22°С. При этом скорость движения воздуха в помещении зависит от таких факторов как геометрия помещения, температура воздуха в рабочей зоне, назначение помещения, интерьер и т. д.

Препятствия . При проектировании вентиляции необходимо учитывать наличие физических препятствий. К физическим препятствиям можно отнести потолочные светильники, перекрытия, ярусы (если потолок многоярусный) и др. Струя приточного воздуха с большой долей вероятности способна обогнуть препятствие, если оно не превышает 2% от высоты потолка.

Вентиляция аудиторий

Аудитории и учебные классы являются специфическими помещениями — большая рабочая зона, высокие потолки, значительное количество людей. Обновление воздушных масс подобных помещений требует особого похода. Одним из наиболее распространенных способов воздухообмена таких помещений является организация подвода приточного воздуха под сидячие места. Делается это с расчетом на то, что приточный воздух будет нагреваться и под воздействием тепла подниматься вверх. Однако на практике это не всегда срабатывает.

Воздух склонен вести себя как жидкость, и перед тем как устремиться вверх, стекает вниз и накапливается, а уже потом поднимается вверх и устремляется к вытяжным отверстиям. В связи с этим, иногда, целесообразно размещать диффузоры во фронтальной части аудиторий и учебных классов. Проиллюстрировать это можно следующим образом:

Несмотря на теоретические расчеты и компьютерное моделирование поведения потоков воздуха, на практике добиться реальной вентиляции вытеснением довольно трудно, необходимо учитывать ряд таких факторов, как количество и взаимное расположение диффузоров, наличие и место положения источников тепла, интерьер комнаты и прочие факторы. На практике это означает, что замещение воздуха вытеснением фактически является перемешиванием.

Некоторые эксперименты с размещением и геометрией диффузоров показали, что вентиляция перемешиванием может быть весьма удовлетворительной. Так, например, перемешивание воздуха показало хорошие результаты, когда вытяжные отверстия располагаются в задней части помещения (непосредственно над дверью). Однако при расположении вытяжных отверстий в других частях помещения приводило к образованию короткозамкнутых потоков.

Если аудитория имеет входную дверь в задней части помещения, то вентиляция этой части особенно важна. Воздухообмен в задней части помещения не дает возможности образовывать стену теплого и отработанного воздуха.

Естественная вентиляция

Обуславливается разницей температур наружного и внутреннего воздуха, а также силой ветра. Работает это следующим образом. Ветровые потоки воздействуют на одну сторону здания, оказывая на нее давление и вгоняя свежий воздух в помещение. Тогда как с противоположной стороны здания создается разреженная атмосфера и отработанный воздух из помещения стремиться вырваться наружу.
Естественная вентиляция в значительной степени зависит от структуры строительного материала стен здания. Такие материалы как дерево и бетон хорошо пропускаю воздух и способны обеспечить достаточный воздухообмен в помещениях. А вот бетон, масляная краска, штукатурка значительно снижают воздухопроницаемость.

Для того чтобы естественная вентиляция была более эффективной, прибегают к использованию окон, форточек, фрамуг, позволяющих беспрепятственно проникать наружному воздуху внутрь помещения. Одним из распространенных методов устройства воздухообмена в квартирах являются вытяжные вентиляционные каналы, как правило, располагающиеся в кухнях, ванных комнатах, туалетах. Данные каналы из комнат ведут на крышу здания, где заканчиваются специальными насадками — дефлекторами, за счет ветра усиливающими эффект обновления воздушных масс.

Однако в больших жилищных системах (например, в многоэтажках) вентиляция квартир с помощью вентиляционных каналов не всегда эффективна. Иногда происходит так называемое «опрокидывание тяги», когда вместо удаления отработанного воздуха из помещения происходят обратные процессы — через каналы в помещение поступает наружный воздух вместе с пылью и посторонними запахами.

В этом случае целесообразно в вентиляционные каналы устанавливать вентиляторы. Однако слишком мощные вентиляторы, установленные в одной квартире, могут выгонять воздух не только на крышу, но и в соседние квартиры.

Механическая вентиляция

Одним из современных и наиболее эффективных способов организованного воздухообмена в помещении является механическая вентиляция. Она при помощи электродвигателей, вентиляторов, воздухонагревателей, фильтров, автоматики и т.д. позволяет транспортировать воздух на значительные расстояния.

Однако, в отличие от естественной вентиляции, механическая требует затрат электроэнергии, иногда довольно значительных. Данный вид систем позволяет осуществлять качественный воздухообмен в помещениях независимо от объемов удаляемого и приточного воздуха, кроме того, работа такой системы не зависит от погодных условий. Также к положительным моментам механической системы вентиляции можно отнести то, что она позволяет производить обработку приточного воздуха — подогрев или охлаждение, осушение воздуха или увлажнение воздуха, фильтрацию и т.д., что практические невозможно при естественном воздухообмене.

На практике часто используют смешанную вентиляцию — и механическую, и естественную. Каждый конкретный проект определяет необходимость в санитарно-гигиеническом отношении, техническом плане и экономической целесообразности какому типу воздухообмена отдать предпочтение.

Вентиляторы

Вентиляторы являются основным элементом систем механического воздухообмена. По определению, вентиляторы — это машины, предназначенные для транспортирования газов с невысокой степенью сжатия по сети воздуховодов или просто из одного помещения в другое (или на/с улицы).

По типу и конструктивным особенностям вентиляторы делятся на осевые, центробежные и тангенциальные. В зависимости от потребностей выбирается тип вентилятора , его производительность, конструктивное исполнение и другие технические характеристики.

Приточно-вытяжная вентиляция

В общем случае вентиляция должна быть и приточной и вытяжной. При этом, производительность обоих видов должна быть сбалансирована, с учетом вероятности поступления воздуха из смежных помещений или его удаления в таковые. Сбалансированный приточно-вытяжной воздухообмен позволяет в значительной степени снизить фактор сквозняков и избежать эффекта «хлопающих дверей».

Однако, на практике, зачастую используют либо приточную (тогда воздух удаляется из помещения через неплотности проемов, окна, форточки, фрамуги), либо вытяжную (когда удаляется теплый и загрязненный воздух, а приток свежего производится естественным путем).

Приточная вентиляция

Производится посредством приточных установок. Вентиляционная приточная установка служит для подачи свежего воздуха в помещение взамен удаляемого.

Приточная установка в современном исполнении может быть как моноблочной, так и наборной. Моноблочные системы имеют большую монтажную готовность и не требуют специальных навыков и знаний при их установке, однако имеют большую стоимость, чем наборные системы приточной вентиляции. Для установки моноблочной системы достаточно закрепить установку на стене и подвести к ней сеть воздуховодов и электропитание.

Приточная установка в качестве основных узлов имеет калорифер, вентиляторы, систему фильтрации и электроавтоматику для управления и контроля.

Если к качеству воздуха предъявляются особые требования, то приточный воздух может подвергаться дополнительной обработке, такой как нагрев, охлаждение, осушение воздуха , увлажнение воздуха , очистка с помощью фильтров и т.д. Приточные установки бывают как промышленного назначения (используются на промышленных объектах), так и бытового.

Вытяжная вентиляция

Является прямо противоположным явлением приточной и предназначена для удаления отработанного воздуха из жилых, производственных и других помещений. Различают общеобменную (осуществляющую воздухообмен для всего помещения) и местную (устанавливаемую непосредственно на рабочем месте).

Как правило, вытяжная вентиляция оправдывает себя на промышленных объектах, когда необходимо удалять избыточное тепло и вредные примеси либо из всего объема воздуха помещения, либо только из определенных мест. Однако, для квартир также может использовать вытяжные установки — на кухнях, в ванных комнатах, туалетах. Работа вытяжной установки может быть основана как на принципе естественного воздухообмена, так и иметь механическое побуждение движения воздуха, например, используя вентиляторы.

Местная вентиляция

В случае если приточный воздух подается на определенные места в помещении, или наоборот отработанный воздух отводится из таковых мест, то вентиляция называется местной. Различают местную приточную и местную вытяжную.

Местная приточная — требует меньших затрат при эксплуатации, чем общеобменная. В основном применяется в производственных помещениях, где необходим интенсивный воздухообмен (местные отсосы и приток) для обслуживания рабочих мест с целью снижения концентрации излишков влаги, теплоты, газов, вредных примесей, пыли и т. д. Как правило, применяется в совокупности с общеобменной.

Местная вытяжная — применяется в тех случаях, когда источники выделения вредных веществ, теплоты и других выделений в помещении локализованы, и можно не допустить загрязнение воздуха во всем помещении. Она позволяет добиваться хорошего санитарно-гигиенического эффекта при небольших объемах удаляемого воздуха за счет того, что удаление вредных веществ происходит непосредственно из мест их образования или выделения и возможность их распространения в воздухе ограничивается.

Если же производственные работы ведутся на всей площади помещения, и грязный воздух распространяется на значительной площади или в значительном объеме, тогда она неэффективна, и требуются другие решения для обеспечения необходимых условий воздушной среды.

Общеобменная вентиляция

Предназначена для воздухообмена во всем помещении, либо в значительной его части. Обещеобменные вытяжные системы равномерно удаляют воздух из помещения, в то время как общеобменная приточная обеспечивает подачу свежего воздуха и равномерное его распределение по всему объему пространства помещения.

Общеобменная приточная — используется для разбавления вредных концентраций примесей в воздухе помещения, которые не были удалены при помощи систем местной вентиляции. Она также помогает поддерживать нормы свободного дыхания человека в рабочей зоне.

Если тепловой баланс отрицательный, то есть температура в помещении ниже температуры внешнего воздуха, то общеобменная приточная вентиляция устраивается с механическим побуждением движения приточного воздуха (например, используют вентиляторы) и его подогревом. При этом количество воздуха, подаваемого подобной системой, должно быть достаточным для компенсации удаляемого.

Общеобменная вытяжная — простейший тип — это обычные вентиляторы, как правило, осевого типа, которые располагаются в оконном проеме, форточке или в отверстии стены. Такой воздухообмен способен удалять воздух только из зоны расположенной непосредственно возле вентилятора и осуществляет лишь общий воздухообмен.

Иногда общеобменная вытяжная вентиляция использует для транспортирования воздушных масс воздуховоды. Однако при относительно длинной трассе воздуховодов возникает потеря давления и эффективность воздухообмена снижается. Наиболее простым решением в данной ситуации является установка более мощного осевого вентилятора или используются вентиляторы центробежного типа.

В зависимости от типа и назначения помещения выбирается та или иная система вентиляции. В каждом конкретном случае следует учитывать, что загрязняет воздух — пыль, избыточное тепло, тяжелые газы, легкие газы, влага, пары и т.д., а также характер распределения загрязняющих веществ в объеме помещения (сосредоточенное распределение, рассредоточенное, разноуровневое и т.д.) В ряде случаев рационально использовать вытяжные каналы в полу здания, а иногда наоборот — переносить их в верхнюю часть помещения.

Как правило, в помещении любого назначения невозможно обойтись одной системой вентиляции, например, только приточной или только вытяжной. Наиболее эффективной системой воздухообмена является общеобменная приточно-вытяжная с механическим побуждением.

Канальная и бесканальная вентиляция

Вентиляционная система может иметь как бесканальное, так и канальное исполнение. Бесканальная не имеет сети воздуховодов, и воздухообмен происходит через какие-либо отверстия в стенах — окна, форточки, фрамуги и т.д. Канальная же подразумевает наличие вентиляционных каналов, по которым воздух транспортируется и подается (или наоборот отводится) в определенные места. При этом бесканальная, более проста и дешева при монтаже и эксплуатации, но имеет и более низкую эффективность по сравнению с канальной системой.

Подготовка воздуха

В ряде случаев недостаточно простого воздухообмена в помещении. Если к качеству воздуха предъявляются особые требования, то на помощь приходит дополнительное оборудование.

Летом, когда воздух более теплый и влажный, целесообразно прибегнуть к применению систем кондиционирования, которые позволяют помимо осуществления процесса воздухообмена производить обработку воздуха — его фильтрацию и охлаждение. К такому оборудованию можно отнести бытовые сплит-системы кондиционирования, системы чиллер-фанкойл, промышленные кондиционеры и т.д.

Зимой воздух более холодный и сухой, и для его подготовки помимо фильтрации можно использовать подогрев и увлажнение воздуха.

Если вентиляция квартир является вопросом относительно несложным, то существует ряд специфических помещений, где качество воздуха требует более внимательного подхода.

В качестве таких помещений можно выделить бассейны. Большое количество воды, как следствие, интенсивное испарение и последующая конденсация влаги требуют постоянного осушения воздуха в помещении бассейна. Обычно, грамотно спроектированная вентиляция в достаточной мере справляется с данным вопросом, но в ряде случаев требуется применение осушителей воздуха. Помимо бассейнов осушители воздуха широко применяются для осушения рабочей атмосферы в аквапарках, прачечных, складах и подвалах, в фармацевтической и пищевой промышленностях, для сушки гигроскопических материалов и т.д. В качестве главного недостатка данного вида климатического оборудования можно выделить тот фактор, что осушители воздуха не обеспечивают притока свежего воздуха, а лишь обрабатывают воздух, имеющийся в помещении.

По большому счету, все климатическое оборудование можно разделить на бытовое, полупромышленное и промышленное.

Как правило, бытовое оборудование имеет малую и среднюю мощность, в то время как промышленное — более высокую.

Для обработки значительных объемов воздуха в помещении используют промышленные кондиционеры , увлажнители воздуха, осушители и прочее климатическое оборудование.

Промышленные кондиционеры по аналогии с бытовыми могут иметь как моноблочное исполнение, так и являться сплит-системой (состоят из наружного и внутренних блоков).

Иногда в специфических помещениях требуется дополнительное увлажнение воздуха. В этом случае используют промышленные увлажнители . Примеры применения промышленных увлажнителей — базовые и серверные станции (сухой воздух более склонен к накоплению статического электричества и вызывает угрозу пробоя), библиотеки и музеи (при низкой влажности картины коробятся, а краска трескается), типографии (краска плохо совмещается), текстильная промышленность (сухой воздух снижает прочность пряжи и провоцирует ее обрывы), склады древесины (при пересыхании древесина склонна к короблению и растрескиванию), жилые помещения (поддержание здорового и комфортного уровня влажности) и т. д.

Местные приточные системы вентиляции осуществляют подачу свежего воздуха непосредственно на рабочее место или к месту отдыха. В зоне действия системы создаются условия, отличающиеся от условий во всем помещении и удовлетворяющие поставленным требованиям. К местной приточной вентиляции относятся воздушные души т оазисы. Воздушный душ представляет собой местный, направленный на человека, поток воздуха. В зоне действия воздушного душа создаются условия отличные от условий во всем объеме помещения. При помощи воздушного душа могут быть изменены такие параметры как: подвижность человека; температура; влажность; концентрация той или иной вредности. Наиболее часто воздушный душ применяется в горячих цехах, на рабочих местах подверженных тепловому излучению.

К местной приточной вентиляции относятся и воздушные оазисы  участки помещений, отгороженные от остального помещения передвижными перегородками высотой 2,0  2,5 метра, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой.

Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная.

Общеобменная вытяжная вентиляция

Вытяжная вентиляция используется для удаления из производственного или жилого помещения (цеха, корпуса) загрязненного или нагретого отработанного воздуха. В случае оборудования помещений только вытяжной системой вентиляции организованно производится удаление воздуха из помещений. Приток осуществляется неорганизованно или через неплотности в строительных конструкциях, либо через отверстия специально для этих целей предусмотренные.

Вытяжная вентиляция (рис. 2) состоит из очистительного устройства 1, вентилятора 2, центрального 3 и отсасывающих воздуховодов 4.

В отличие от приточных систем вентиляции, в помещениях, имеющих только вытяжные системы, давление устанавливается ниже атмосферного или ниже, чем в соседних помещениях.

При наличии в помещении только вытяжной системы вентиляции, так же как и в случае приточной вентиляции, происходит перетекание воздуха из зоны повышенного давления в зону пониженного. Таким образом, исключается или затрудняется движение воздуха в обратном направлении. Системами вытяжной вентиляции оборудуются наиболее «грязные» помещения, когда нужно предотвратить или сократить распространение из них воздуха в соседние помещения.

Рис. 2. Схема системы вытяжной вентиляции

Местная вытяжная вентиляция

Местную вытяжную вентиляцию применяют в ситуации, когда места выделения 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, взвесей и частично выделяющегося от оборудования тепла. Для удаления вредностей применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, бортовые отсосы, 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 производительности 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).

Воздух, удаляемый из помещения при местной вытяжной вентиляции, 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 при небольшом объеме удаляемого воздуха достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта.

Введение

Вентиляция - главный элемент в создании благоприятного климата, призванный для подачи свежего воздуха с улицы и удаления загрязненного воздуха из помещений.

Воздух в помещениях - важный фактор, влияющий на здоровье, и, как следствие, на трудоспособность людей, в находящихся этих помещениях.

Вентиляция является одной из важнейших систем обеспечения нормальных условий жизнедеятельности человека. Если она действует совместно с другими климатическими системами, то в помещениях поддерживается комфортный микроклимат. Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещении и на рабочих местах в соответствии со строительными нормами. Речь идет о свежем воздухе, который должен поступать в помещение. Именно с этой целью в помещениях устанавливают системы вентиляции.

Во всех зданиях предусмотрены центральные вентиляционные стояки, ответвлением на каждом этаже через которые организуются естественные вытяжки из кухни и санузлов, а счет чего организуется простейший естественный воздухообмен в помещении: воздух уходит через вентиляционные решетки, а с улицы постепенно попадает через окна, двери, различные негерметичные стыки и т.п.

Для решения проблем вентиляции помещений различного назначения от квартир до производственных помещений существует большое количество вентиляционных систем, где необходимый объем циркуляции воздуха обеспечивается за счет вентиляторов различной мощности, помимо этого в таких системах обычно присутствуют дополнительные секции обработки воздуха: нагрев, фильтрация можно добавить увлажнение, охлаждение и т.п. по необходимости.

Вентиляцию характеризуют объем и кратность воздухообмена. Объемом вентиляции называется количество воздуха которое поступает в помещение в течении часа.

Классификация систем вентиляции

Четыре основных способа классификации систем вентиляции:

· По способу создания давления для перемещения воздуха:

o с естественным

o с искусственным приводом

· По назначению:

o приточные

o вытяжные

· По зоне обслуживания:

o местные

o общеобменнные

· По конструктивному исполнению:

o канальные

o бесканальные

Виды вентиляции

· Естественная вентиляция

· Механическая вентиляция

· Приточная вентиляция

· Вытяжная вентиляция

· Приточно-вытяжная вентиляция

· Общеобменная и местная вентиляция

Естественная вентиляция

Естественная вентиляция создается, как можно догадаться естественным путем, без применения вентиляционного оборудования, а только за счет естественного воздухообмена, отличия температуры в помещении и на улице и потоков ветра. За счет изменения атмосферного давления в зависимости от этажа, на котором расположено помещение. Естественные системы вентиляции легко монтируются и сравнительно не дорогие по стоимости. Но такие системы вентиляции вплотную зависят от климатических условий, вследствие чего они не способны решить весь объем возлагаемый на вентиляцию помещения.

Рисунок 1. Схема естественной вентиляции жилого помещения.

Механическая вентиляция

Принудительная замена отработанного воздуха в помещении на свежий называют механической вентиляцией. При этом используются специальное оборудование, позволяющее подводить и отводить воздух из помещений в требуемом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды.

При необходимости вентиляционные системы воздух подвергается различным видам обработки (нагреванию, очистке, осушению, охлаждению, увлажнению и т.д.), что практически невозможно реализовать в системах с естественной вентиляцией.

На практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, совмещающую в себе 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. Механическая вентиляция может устраиваться как на локальном рабочем месте (местная), так и для всего помещения в целом (общеобменная).

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

Приточная вентиляция

Приточная система вентиляции служит для подачи в вентилируемые помещения чистого воздуха в замен удаленного загрязненного. Приточный воздух в необходимых случаях подвергается специальной обработке (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.).

Вытяжная вентиляция

Вытяжная вентиляция удаляет из помещения загрязненный 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.

Местная вентиляция

Местная приточная вентиляция

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

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

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).

Рисунок 2.

Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда вредности дым, газы, пыли, и частично тепло выделяются локализовано, например от станка на производстве или от плиты на кухне. Такая вентиляция улавливает и отводит вредности, позволяя предотвратить их распространение по всему помещению, к местной вытяжной вентиляции относятся местные отсосы- укрытия в виде шкафов или кожухов у станков, вытяжные зонты, бортовые отсосы и прочее. К местной вентиляции также относятся воздушные завесы - воздушные щиты которые не дают воздуху проникнуть из одного помещения в другое, или с улицы в помещение.

Основные требования, которым местная вытяжная вентиляция должна 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). Объемы воздуха определяются расчетом.

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

ПРЕИМУЩЕСТВА: 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.

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

Общеобменная вентиляция

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, расположенный в окне или в отверстии стены. Такая установка удаляет воздух из ближайшей к вентилятору зоны помещения, осуществляя лишь общий воздухообмен.

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.

Необходимость качественной вентиляции в помещении.

Чистый воздух является одним из важнейших условий существования жизни как таковой. Однако в воздухе всегда содержатся примеси, количество которых зависит от многих причин. Для снижения загрязненности наружного воздуха принимаются различные меры.

В то же время для повышения качества воздуха в помещениях делается очень немного. И это несмотря на то, что во всех частях света большую часть времени люди проводят в помещении. Например, жители Северной Европы проводят в помещении до 90 % времени.

Воздух в помещении изначально загрязнен примесями, содержащимися в наружном воздухе. Поэтому газ, который мы вдыхаем, является смесью наружного воздуха и примесей, выделяемых строительными материалами, машинами, людьми, животными и другими источниками загрязнения, находящимися в помещении. Современные дома обычно отличаются плотной изоляцией, поэтому внутри зданий быстро накапливаются загрязняющие вещества, если для их удаления не используются специальные системы.

Где бы ни находились люди -- на работе, в школе или дома, при вдыхании очищенного воздуха их самочувствие и работоспособность улучшаются. Результаты исследований показывают, что с улучшением вентиляции в офисе уменьшается количество заболеваний (а, значит, и отпусков по болезни) среди персонала. Это подчеркивает необходимость улучшения качества воздуха.

Качество воздушной среды неразрывно связано с вентиляцией. Уменьшение количества кислорода и увеличение количества углекислого газа вызывают состояние духоты в помещениях. Повышенная концентрация углекислого газа приводит к кислородному голоданию мозга, сердечной недостаточности, удушью. Повышенная концентрация в воздухе пыли, табачного дыма и других загрязнителей отравляет организм человека. Неприятные запахи создают дискомфорт или раздражают нашу нервную систему, снижают трудоспособность. Повышенная скорость воздуха вызывает ощущение сквозняка, а пониженная приводит к застою воздуха в различных частях помещений, что вызывает ускоренное размножение бактерий и плесени. Находясь в помещении, мы ощущаем на себе воздействие любого из этих факторов. Именно в результате отсутствия циркуляции воздуха, плохого проветривания и недостаточного притока свежего воздуха в доме создаются условия, при которых вредные вещества могут действовать на человека, представляя непосредственную угрозу его здоровью.

Быстрыми темпами растет количество людей, страдающих различными видами аллергии. Даже наука не в состоянии объяснить причину столь широкого распространения этого заболевания. Очень важным фактором является внутренняя среда помещения -- это признано всеми. Таким образом, снижение заболеваемости аллергией напрямую связано с повышением качества вентиляционной системы.

Сегодня практически не существует препятствий для улучшения качества воздуха в помещении. В этой области выработаны современные требования, которые должны неукоснительно выполняться. Вряд ли найдется человек, который станет отрицать важность исследований влияния качества воздуха на наше здоровье и самочувствие. В правительственном отчете о состоянии здравоохранения и окружающей среды (№ SOU 1996: 124) сформулирована основная задача государственной комиссии по изучению данного вопроса: «Должна быть исключена возможность заболевания или ухудшения самочувствия из-за низкого качества внутренней среды помещения».

Вентиляция является одной из основных инженерных систем современных зданий. Если в жилых строениях она еще не так популярна, как требуют нормы, то в общественных и промышленных сооружениях ее проектируют и устраивают практически повсеместно.

Рассмотрим подробнее, какие бывают виды вентиляции, как проходит классификация этих систем и чем они отличаются?

Современные системы вентиляции бывают разных типов и в зависимости от своего предназначения разделяются на несколько подгрупп. Это разделение проводится по нескольким параметрам: направление движения воздуха, метод приведения воздушных масс в движение, обслуживаемая территория.

Вентиляция в доме

Какая бывает вентиляция в помещениях по направлению движения воздуха? По этому параметру системы разделяются на две большие группы:

  • приточные;
  • вытяжные.

Еще существует вентиляция и классификация ее по тому фактору, что приводит воздух в движение. По этому параметру их разделяют на:

  • с естественным побуждением (естественные);
  • с механическим побуждением (механические, принудительные).

Также существует разделение вентиляции и виды которой разнятся, в зависимости от обслуживаемой зоны. По этому принципу вентиляционные системы разделяются на:

  • общеобменные:
  • местные (локальные).

Все рассмотренные типы вентиляционных систем могут применяться как раздельно, так и совместно в одном здании или даже помещении.

Также системы можно классифицировать на канальные и бесканальные, в зависимости от того, используются ли в них воздуховоды или воздух движется через отверстия в стенах или вентиляторы без подсоединенных труб.

Разберем подробнее все виды и подтипы систем вентиляции помещения, чем они отличаются и каковы их задачи.

Естественная вентиляция

Как уже говорилось, естественная вентиляция является одной из популярных разновидностей современных систем. Этот тип вентиляции помещений подразумевает то, что воздух приводится в движение естественными факторами. Точнее, это разница давлений между внутренним объемом и наружной атмосферой. Для функционирования ее необходимо чтобы давление на улице было немного меньше, чем внутри помещения. Если такой фактор возникает, начинается движение воздуха через специально устроенные вентиляционные каналы.

Естественная вентиляция

Ярким примером такой вентиляции является устройство вытяжных каналов в стенах многоэтажных и частных домов. Основной положительный фактор применения естественной вентиляции – дешевизна. Для нее нет необходимости применять дорогостоящее оборудование и организовать подключение к электричеству. Воздухообмен происходит сам по себе. Но нужно иметь в виду, что существуют и негативные стороны применения такой системы. В первую очередь это зависимость от параметров атмосферы.

Вентиляция – это совокупность устройств и мероприятий для обеспечения нормального воздухообмена в помещениях. Системы вентиляции поддерживают допустимые метеорологические параметры в помещениях различного назначения.
Вентиляционные системы делят на несколько типов:

  • по способу циркуляции воздуха : естественные и принудительные (механические);
  • по назначению : приточные и вытяжные;
  • по зоне обслуживания : общеобменные и местные;
  • по конструкции : канальные и бесканальные.

Естественная вентиляция

В системах воздухообмена с естественной тягой перемещение воздуха происходит вследствие различных факторов:

  • разности температуры атмосферного и комнатного воздуха (аэрация);
  • разности давлений "воздушного столба" между нижним уровнем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем - вытяжным устройством, установленным на кровле здания;
  • в результате «ветрового» давления.

Системы естественной вентиляции помещений не требуют больших вложений в вентиляционное оборудование, легки в установке и не нуждаются в электроэнергии для своей работы. Однако их работа зависит от переменных факторов, таких как, температура воздуха или направление и скорость ветра. К тому же небольшое располагаемое давление ограничивает их эксплуатацию.

Механическая вентиляция

Механические системы вентиляции работают на базе вентиляционного оборудования и различных приборов, позволяющих перемещать воздух на значительные дистанции. Их работа может требовать весьма значительных затрат электроэнергии.

Однако существенным плюсом механических вентиляционных систем является то, что они могут подавать и удалять воздух в необходимом количестве автономно, независимо от условий окружающей среды. При необходимости воздух можно подвергать обработке (очистке, нагреву, охлаждению).

Одной из попыток совместить преимущества естественной и механической вентиляционных систем стала создание так называемых смешанных систем. Типичным примером такой системы является вентиляция Аэрэко .

Тип вентиляции, оптимально подходящей к конкретному помещению, определяется еще на стадии проектирования, исходя из санитарно-гигиенических условий, а также на основании экономических и технических соображений.

Приточная и вытяжная вентиляция

Для подачи свежего воздуха в помещения взамен удаленного используют приточную вентиляцию. В необходимых случаях приточный воздух подвергается предварительной обработке.

Системы вытяжной вентиляции удаляют отработанный воздух из помещений. В состав вытяжки, как правило, входят вентиляционные решетки и вытяжные вентиляторы, а также воздуховоды, формирующие сеть вентиляционных каналов, по которым происходит удаление воздуха наружу.

На практике, приточные и вытяжные вентиляционные системы используются в паре. При этом их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения. Также встречается только приточная система вентиляции в помещении, или только вытяжная. Воздух в помещение поступает снаружи через специальные проемы или смонтированные приточные устройства .

Приточная и вытяжная системы могут быть организованы и на рабочем месте (местная ) и для всего помещения (общеобменная ).

Местная вентиляция

При местной вентиляции воздух подается на определенные места (местная приточная система ), а удаляется только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная система ).

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

Местная приточная вентиляция

Системы местного притока делятся на воздушные души и воздушные оазисы. Задача воздушного душа – подавать чистый воздух к рабочим местам, а также снижать температуру воздуха в зоне притока. Воздушные оазисы – это участки помещений, изолированные перегородками, куда подается воздух с пониженной температурой.

В качестве местной приточной вентиляции также используются воздушные завесы, которые создают как бы воздушные перегородки или изменяют направление потоков воздуха.

Местная вентиляция требует значительно меньше затрат, чем общеобменная. В производственных помещениях часто применяют смешанный тип вентиляции – общеобменную для устранения вредных выделений во всем помещении, и местную вентиляционную систему для обслуживания рабочих мест.

Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная. В производственных помещениях при выделении вредностей (газов, влаги, теплоты и т. п.) обычно применяют смешанную систему воздухообмена - общую для устранения вредностей во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и приток) для обслуживания рабочих мест.

Местная вытяжная вентиляция

Вентиляционные системы данного типа применяются для удаления вредных выделений из локальных зон помещения, когда их распространения по всей площади можно избежать. В производственных помещениях местная вытяжная вентиляция обеспечивает улавливание и отвод вредных веществ (газов, пыли, дыма и т.д.) с помощью отсосов (укрытий в виде шкафов, зонтов, бортовых отсосов, завес).

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

Местная вытяжная система 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.).

Местные вытяжные системы вентиляции весьма эффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно с места образования, не допуская их распространения по всему помещению.

Однако и они не могут решить всех задач – например, удаления выделений, рассредоточенных на значительной площади или в объеме. В таком случае используют общеобменные типы вентиляционных систем.

Общеобменная вентиляция

Общеобменная вентиляция предназначена для обеспечения воздухообмена во всем помещении или в его значительной части. Общеобменные вытяжные системы равномерно удаляют воздух из всего помещения, а приточные системы подают чистый воздух, распределяя его по всей площади.

Общеобменная приточная вентиляция

Система устраивается для ассимиляции избыточного тепла и влаги, разбавления вредных концентраций паров и газов, которые не были удалены местной или общеобменной вытяжной вентиляцией. Она также обеспечивает соблюдение расчетных санитарно-гигиенических норм и свободное дыхание в рабочей зоне.

При недостатке тепла приточную вентиляцию общеобменного типа организуют с механическим побуждением и подогревом приточного воздуха. Перед подачей воздух очищают от пыли.

Общеобменная вытяжная вентиляция

Самым простым типом вытяжной общеобменной вентиляции является вентилятор (как правило, осевой), расположенный в окне или в отверстии стены. Он удаляет воздух из ближайшей к нему зоны, осуществляя общий воздухообмен.

Иногда система имеет вытяжной воздуховод. Если длина вытяжного воздуховода превышает 30-40 м и соответственно потери давления в сети составляют более 30-40 кг/м2, то осевой вентилятор заменяют центральным.

В промышленных зданиях редко удается обойтись одной вентиляционной системой (местной или общеобменной) из-за разнородных вредных выделений и различных условий их поступления в помещение. В таких случаях оптимальным вариантом является устройство общеобменной вытяжной системы вентиляции.

В определенных случаях могут использоваться естественные системы на основе аэрации наряду с механической вентиляцией.

Канальная и бесканальная вентиляция

Вентиляционные системы могут иметь разветвленную сеть воздуховодов для перемещения воздуха (канальные системы). Также вентиляционные каналы могут отсутствовать (бесканальные системы), если вентилятор установлен в стене (перекрытии), при естественной вентиляции и т.д.

Любая система вентиляции характеризуется четырьмя признакам: назначением, зоной обслуживания, способу перемещения воздуха и конструктивному исполнению.