Определение требуемого воздухообмена. Основы расчета естественной и механической вентиляции

Для определения требуемых воздухообменов применяют различные методики, выбор которых зависит от реальних условий труда и характеристики помещений:

1. Если в помещении выполняются работы не связанные с выделением вредных веществ, то в этом случае воздухообмен определяется по удельному воздухообмену на одного работающего:

,

гдеN – количествоработающих в помещениичеловек,

L₁ – удельныйвоздухообмен, м³/час на 1-го человека, которыйпринимается по следующимданным: до 20 человек – >= 30 м³/час на одного человека; от 20 до 40 человек – >= 20 м³/час на одного человека; свыше 40 человек – допускаетсяпроветривание.

2. Еслиосновнойвредностью в помещенииявляетсяизбыточное тепло (освещение, производительноеоборудование), то расчетпроисходит по формуле:

,

где – разностьинтенсивноститеплопоступлений и интенсивноститеплопотерь,

c – удельнаятеплоемкостьвоздуха,

– плотностьвоздуха,

– разность температур удаляемого и приточноговоздуха.

3. Если в помещениивыделяютсявредныевеществаилипыль, то воздухообменможетбытьопределен по формуле:

,

гдеG – интенсивностьпоступлениявредныхвеществ в помещение (определяется по справочникам),

k₁ – концентрацияданнойвредности в приточномвоздухе (k₁=<0,3 ПДК рабочейзоны),

k₂ – концентрацияданнойвредности в удаляемомвоздухе (k₂=ПДК).

4. В некоторыхслучаях для административных, культурно-зрелищныхобъектоввоздухообменопределяется по обменууглекислогогаза:

,

– интенсивностьвыделенияCO₂ в помещении . Эта величина зависит от возраста людей и от характеравыполняемойработы. Например, при тяжелойработевзрослыйчеловеквыделяет , а при легкой – , в состояниипокоя – . Для детей, в состояниипокоя – ;

k₁ – зависит от видаместности: для сельской – , для поселков и мелкихгородов , для средних и крупных ;

k₂ – допустимаяконцентрацияCO₂,для жилых зданий , для учреждений .

Для расчетовестественноговоздухообмена за счет теплового напораопреде­ляютвысотурасположенияплоскостиравных давлений воздухавнутри и внепоме­щения — нейтральную зону, относительнокоторойбудутраспределятьсядавлениявовходных и выходныхвентиляционныхустройствахпроизводственногопомеще­ния (форточки, фрамуги, фонари и т. п.),

(1) или , (2)

гдеH_вв, Н_вн — расстояние вниз и вверх от нейтральнойзоны, м; Н — расстояниемежду центрами входных и выходныхустройств, м; fnp, fвт—суммарныеплощадиприточных и вытяжныхотверстий, м²; — плотностьнаружного и уходящеговоздуха, кг/м³.

Внутреннееизбыточноедавление по направлению вверх от выбраннойгори­зонтальнойплоскостиувеличивается на ivшчинур_изб.пр = H_вн( ), а по на­правлению вниз уменьшается на величину Ризб.ух⁼Нвв( ) . Здесь — средняяплотностьвоздуха в помещении, зависящая от среднейтемпературыtср.п, равной

(3)

где — температура воздуха в рабочейзоне, нормируемая ГОСТ 12.1.005 — 76; t_ух — температура уходящегоизпомещениявоздyxa.

Избыточноедавление в приточных и вытяжныхотверстияхравнодинамическо­му напору, за счеткотороюнаружныйвоздухпоступает в помещениеилипроисхо­дитвыбросизнегозагрязненноговоздyxa, а именно

Ризб.пр=Нвн( н - ср.п) = ( н/2 пр). (4)

Откуда

, (5)

где пр—скоростьвоздуха в приточныхустройствах.

Количествовоздуха, котороепоступит за счетестественной тяги, составляет

L_np=3600 _npf_np , ( 6)

где _пр — коэффициентрасходавоздуха, зависящий от углараскрытияфорточек (фрамуг) . При = 30° = 0,56, при = 45" = 0,48.

Аналогичноопределяютскорость и количествоуходящегоизпомещенийвоздуха.

Чтобыуменьшитьощущениесквозняка, площадинижнихотверстий (фрамуги, форточки) рекомендуетсяпринимать на 20% большеплощадейверхних (аэрационныефонари). Ветровоедавление на форточки и фрамуги определяют

Рв=±К_аРдин.в= ± Ka( _H/2) , (7)

где _дин.в - динамическийнапор, создаваемыйветром, Па;

_B— скоростьветра, м/с;

к_а—аэродинамическийкоэффициентздания, зависящий от егоконструкции. Знак

« + » означает, чтопомещениенаходится с наветреннойстороныздания по отношению к господствующемуветру, а знак «-» — с подветреннойстороны.

При расчете механической вентиляциина планах помещений наносят трассу воздуховодов вентиляционной системы, намечают места установки вентиляционного оборудования и составляют расчетную схему

На каждомучасткевентиляционнойсистемыуказываютегодлинуl и расходвоздухаL. Все участкинумеруют. Затемприступают к аэродинамическомурасчетусистемы, которыйсостоит в определениисечениявоздуховодов и потерьдавления на каждомучастке. При расчетахследуетиметьввиду, чтоскоростивоздуха на участкахдолжны плавно уменьшаться по мере отдаления от вентилятора.

Потеридавления в системевоздуховодовопределяют ,

где – потеридавления на участке от трения о стенкивоздуховода, Па;

– потеридавления на местныесопротивления на участке, Па.

Величина потерь на трение ,

где – коэффициентшероховатостивоздуховода;

l, d – длина и диаметрвоздуховода, м;

- плотностьвоздуха, ;

– скоростьвоздуха, м/с.

Для упрощениярасчетоввводятудельныепотеридавл. на 1м трубопровода – R_уд.

Диаметрвоздуховодавыбираютисходяизколичествавоздуха и егоскорости на участке. Потеридавления на участкедлинойl. .