Zbog temperaturne razlike pod dejstvom gravitacionog pritiska, spoljašnji vazduh kroz ogradu prodire u prostorije nižih spratova; na vjetrovitoj strani, djelovanje vjetra povećava infiltraciju; sa vjetrom - smanjuje ga.

Unutrašnji vazduh sa prvih spratova ima tendenciju da prodre u gornju prostoriju (struje kroz unutrašnja vrata i hodnike koji su povezani sa stepeništem).

Iz prostorija gornjih spratova, zrak izlazi kroz negustinu vanjskih ograda izvan zgrade.

Prostorije srednjih spratova mogu biti u mešovitom režimu. Efekat dovodne i izduvne ventilacije je superponiran na prirodnu razmjenu zraka u zgradi.

1. U nedostatku vjetra, gravitacijski pritisak različitih veličina će djelovati na površine vanjskih zidova. Prema zakonu održanja energije, prosječni pritisak po visini unutar i izvan zgrade će biti isti. U odnosu na prosječan nivo u donjem dijelu zgrade, pritisak stuba toplog unutrašnjeg vazduha biće manji od pritiska stuba hladnog spoljašnjeg vazduha sa spoljne površine zida.

Gustina nultog nadpritiska naziva se neutralna ravan zgrade.

Slika 9.1 - Prikaz dijagrama nadpritiska

Vrijednost viška gravitacionog pritiska na proizvoljnom nivou h u odnosu na neutralnu ravan:

(9.1)

2. Ako zgradu duva vjetar, a temperature unutar i izvan zgrade su jednake, onda će se na vanjskim površinama ograde stvoriti porast statičkog pritiska ili vakuuma.

Prema zakonu održanja energije, pritisak unutar zgrade sa istom propusnošću biće jednak prosečnoj vrednosti između povećanog na privetrenoj strani i nižeg na strani vetra.

Apsolutna vrijednost viška tlaka vjetra:

, (9.2)

gdje je k 1 ,k 2 - aerodinamički koeficijenti, respektivno, sa vjetrovite i zavjetrinske strane zgrade;

Dinamički pritisak na zgradu strujom zraka.

Za izračunavanje infiltracije zraka kroz vanjsku ogradu, razlika u tlaku zraka izvan i unutar prostorije, Pa, je:

gdje je Hsh visina otvora ventilacijskog okna od nivoa tla (oznaka lokacije uvjetne nulte točke pritiska);

H e - visina centra građevinskog elementa koji se razmatra (prozor, zid, vrata, itd.) od nivoa tla;

Koeficijent koji se uvodi za pritisak brzine i uzimajući u obzir promjenu brzine vjetra od visine zgrade, promjena brzine vjetra od vanjske temperature zavisi od površine;

Pritisak vazduha u prostoriji, određen iz uslova održavanja ravnoteže vazduha;

Prekomjeran relativni pritisak u prostoriji zbog djelovanja ventilacije.

Na primjer, za upravne zgrade zgrada istraživačkih instituta i sl. tipična je uravnotežena dovodna i izduvna ventilacija u radnom režimu ili potpuno gašenje ventilacije u neradno vrijeme Pv = 0. Za takve zgrade je približna vrijednost:

3. Za procjenu uticaja zračnog režima zgrade na toplinski režim koriste se pojednostavljene metode proračuna.

Slučaj A. U višespratnoj zgradi u svim prostorijama, napa je u potpunosti kompenzirana dovodom ventilacije, dakle = 0.

Ovaj slučaj obuhvata zgrade bez ventilacije ili sa mehaničkom dovodnom i odvodnom ventilacijom svih prostorija sa jednakim protokom za dovod i odvod. Pritisak je jednak pritisku u stepeništu i hodnicima koji su direktno povezani sa njim.

Vrijednost pritiska unutar pojedinih prostorija je između pritiska i pritiska na vanjskoj površini ove prostorije. Pretpostavljamo da zbog razlike, zrak uzastopno prolazi kroz prozore i unutrašnja vrata okrenuta prema stepeništu, i hodnicima, početni protok zraka i pritisak unutar prostorije može se izračunati po formuli:

gdje - karakteristike propusnosti područja prozora, vrata iz sobe koja gledaju na hodnik ili stepenište.

Opis:

Trendovi u modernoj gradnji stambenih zgrada, kao što su povećanje spratnosti, zaptivanje prozora, povećanje površine stanova, postavljaju teške zadatke pred dizajnere: arhitekte i stručnjake iz oblasti grijanja i ventilacije kako bi osigurali potrebnu mikroklimu. u prostorijama. Vazdušni režim savremenih zgrada, koji određuje proces razmene vazduha između prostorija među sobom, prostorija sa spoljnim vazduhom, formira se pod uticajem mnogih faktora.

Vazdušni režim stambenih zgrada

Obračunavanje uticaja režima vazduha na rad ventilacionog sistema stambenih zgrada

Tehnološka shema mini-stanice za pripremu vode za piće niske produktivnosti

Na svakoj etaži dionice nalaze se po dva dvosobna stana i po jedan jednosobni i trosobni apartman. Jednosobni i jedan dvosobni stanovi su jednostrano orijentisani. Prozori drugog dvosobnog i trosobnog stana gledaju na dvije suprotne strane. Ukupna površina jednosobnog stana je 37,8 m 2, jednostranog dvosobnog stana - 51 m 2, dvostranog dvosobnog stana - 60 m 2, trosobnog stana - 75,8 m 2. Zgrada je opremljena nepropusnim prozorima sa propusnošću vazduha od 1 m 2 h/kg pri razlici pritisaka D P o = 10 Pa. Da bi se obezbedio protok vazduha u zidovima prostorija iu kuhinji jednosobnog stana, ugrađuju se dovodni ventili kompanije "AEREKO". Na sl. 3 prikazuje aerodinamičke karakteristike ventila u potpuno otvorenom položaju iu 1/3 zatvorenom položaju.

Ulazna vrata u stanove također su prilično čvrsta: s propusnošću zraka od 0,7 m 2 h / kg pri razlici tlaka D P o = 10 Pa.

Stambeni objekat opslužuju prirodni ventilacioni sistemi sa dvostranim povezivanjem satelita na šaht i neregulisanim izduvnim rešetkama. U svim stanovima (bez obzira na njihovu veličinu) ugrađeni su isti ventilacijski sistemi, jer u objektu koji se razmatra, čak iu trosobnim stanovima, razmjena zraka nije određena brzinom dotoka (3 m 3 / h po m 2 stambenog prostora), ali po stopi odvoda iz kuhinje, kupatila i toaleta (ukupno 110 m 3/h).

Proračuni zračnog režima zgrade rađeni su uzimajući u obzir sljedeće parametre:

Spoljna temperatura vazduha 5 °C - projektna temperatura za ventilacioni sistem;

3,1 °C - srednja temperatura grejnog perioda u Moskvi;

10,2 °C je prosječna temperatura najhladnijeg mjeseca u Moskvi;

28 °C - projektna temperatura za sistem grijanja sa brzinom vjetra od 0 m/s;

3,8 m/s - prosječna brzina vjetra za period grijanja;

4,9 m/s je izračunata brzina vjetra za odabir gustine prozora u različitim smjerovima.

Vanjski vazdušni pritisak

Pritisak u vanjskom zraku čine gravitacijski pritisak (prvi član formule (1)) i pritisak vjetra (drugi član).

Pritisak vjetra je veći na visokim zgradama, što se u proračunu uzima u obzir koeficijentom k dyn, koji zavisi od otvorenosti prostora (otvoreni prostor, niske ili visoke zgrade) i visine samog objekta. Za kuće do 12 spratova uobičajeno je smatrati k dyn konstantnom u visini, a za više građevine povećanje vrijednosti k dyne po visini zgrade uzima u obzir povećanje brzine vjetra s rastojanjem od tla. .

Na vrijednost tlaka vjetra privjetrene fasade utječu aerodinamički koeficijenti ne samo vjetrovitih, već i zavjetrinih fasada. Ovakvo stanje se objašnjava činjenicom da je apsolutni pritisak na zavjetrinskoj strani zgrade na nivou zrakopropusnog elementa najudaljenijeg od zemljine površine, kroz koji se zrak može kretati (ušće izduvnog okna na zavjetrinskoj fasadi ) se uzima kao uslovni nulti pritisak, R konv.

R uvjetno \u003d R atm - r n g H + r n v 2 s z k dyn / 2, (2)

gdje je cz aerodinamički koeficijent koji odgovara zavjetrinskoj strani zgrade;

H je visina iznad tla gornjeg elementa kroz koju se zrak može kretati, m.

Ukupni nadtlak koji nastaje u vanjskom zraku u tački na visini h zgrade određen je razlikom između ukupnog pritiska vanjskog zraka u ovoj tački i ukupnog uvjetnog tlaka P konv:

R n \u003d (R atm - r n g h + r n v 2 s z k dyn / 2) - (R atm - r n g H +

R n v 2 s s k dyn / 2) \u003d r n g (H - h) + r n v 2 (s - s s) k dyn / 2, (3)

gdje je c aerodinamički koeficijent na proračunatoj fasadi, uzet prema .

Gravitacijski dio tlaka raste sa povećanjem razlike između temperatura unutrašnjeg i vanjskog zraka, o čemu zavise gustoće zraka. Za stambene zgrade sa praktično konstantnom temperaturom unutrašnjeg vazduha tokom čitavog perioda grejanja, gravitacioni pritisak raste sa smanjenjem temperature spoljašnjeg vazduha. Zavisnost gravitacionog pritiska u spoljašnjem vazduhu od gustine unutrašnjeg vazduha objašnjava se tradicijom da se unutrašnji gravitacioni višak (iznad atmosferskog) pritiska odnosi na spoljašnji pritisak sa predznakom minus. Time se, takoreći, varijabilna gravitaciona komponenta ukupnog pritiska u unutrašnjem vazduhu izvlači iz zgrade, pa stoga ukupni pritisak u svakoj prostoriji postaje konstantan na bilo kojoj visini ove prostorije. U tom smislu, P int se naziva uslovno konstantnim pritiskom vazduha u zgradi. Tada ukupan pritisak u spoljašnjem vazduhu postaje jednak

R ext \u003d (H - h) (r ext - r int) g + r ext v 2 (c - c z) k dyn / 2. (4)

Na sl. 4 prikazuje promjenu pritiska po visini zgrade na različitim fasadama u različitim vremenskim uslovima. Radi jednostavnosti prikaza, jednu fasadu kuće nazvat ćemo sjevernom (gornju prema planu), a drugu južnom (donju na planu).

Unutrašnji vazdušni pritisak

Različiti pritisci vanjskog zraka po visini zgrade i na različitim fasadama će uzrokovati kretanje zraka, a u svakoj prostoriji sa brojem i formirat će se vlastiti ukupni nadpritisci P in, i. Nakon što je promjenljivi dio ovih pritisaka - gravitacijski - povezan sa vanjskim pritiskom, model bilo koje prostorije može biti tačka koju karakteriše ukupni nadpritisak P in, i, u koju zrak ulazi i izlazi.

Radi kratkoće, u daljem tekstu, ukupni višak spoljnih i unutrašnjih pritisaka će se nazivati ​​spoljnim i unutrašnjim pritiscima, respektivno.

Uz kompletan prikaz problema vazdušnog režima zgrade, osnovu matematičkog modela čine jednačine materijalnog bilansa vazduha za sve prostorije, kao i čvorovi u ventilacionim sistemima i jednačine uštede energije (Bernoullijeva jednačina) za svaki vazdušnopropusni element. Vazdušni balansi uzimaju u obzir protok vazduha kroz svaki vazdušnopropusni element u prostoriji ili čvoru ventilacionog sistema. Bernulijeva jednačina izjednačava razliku pritisaka na suprotnim stranama vazdušnopropusnog elementa D P i,j sa aerodinamičkim gubicima koji nastaju kada protok vazduha prolazi kroz vazdušnopropusni element Z i,j .

Stoga se model vazdušnog režima višespratnice može predstaviti kao skup međusobno povezanih tačaka, koje karakterišu unutrašnji P in, i i spoljašnji P n, j pritisci, između kojih se kreće vazduh.

Ukupni gubitak pritiska Z i,j tokom kretanja vazduha obično se izražava kroz karakteristiku otpora propusnosti vazduha S i,j elementa između tačaka i i j. Svi prozračni elementi omotača zgrade - prozori, vrata, otvoreni otvori - mogu se uslovno svrstati u elemente sa konstantnim hidrauličkim parametrima. Vrijednosti S i,j za ovu grupu otpora ne zavise od troškova G i,j. Karakteristična karakteristika puta ventilacionog sistema je varijabilnost karakteristika otpora armatura, u zavisnosti od željenih brzina protoka vazduha za pojedine delove sistema. Zbog toga se karakteristike otpora elemenata ventilacionog trakta moraju odrediti iterativnim procesom, u kojem je potrebno povezati raspoložive pritiske u mreži sa aerodinamičkim otporom trakta pri određenim brzinama protoka vazduha.

Istovremeno, gustine vazduha koji se kreće kroz ventilacionu mrežu u ograncima uzimaju se prema temperaturama unutrašnjeg vazduha u odgovarajućim prostorijama, a duž glavnih delova okna - prema temperaturi vazdušne mešavine. u čvoru.

Dakle, rešavanje problema vazdušnog režima zgrade se svodi na rešavanje sistema jednačina vazdušnih bilansa, gde se u svakom slučaju zbir uzimaju svi vazdušnopropusni elementi prostorije. Broj jednačina jednak je broju prostorija u zgradi i broju čvorova u ventilacionim sistemima. Nepoznate u ovom sistemu jednačina su pritisci u svakoj prostoriji i svakom čvoru ventilacionog sistema R v, tj. Pošto su razlike u pritisku i brzine protoka vazduha kroz prozračne elemente međusobno povezane, rešenje se pronalazi korišćenjem iterativnog procesa u kojem se brzine protoka prvo postavljaju i prilagođavaju kako se pritisci rafinišu. Rješenje sistema jednačina daje željenu distribuciju pritisaka i protoka u cijeloj zgradi i zbog svoje velike dimenzije i nelinearnosti moguće je samo numeričkim metodama uz korištenje računara.

Vazdušnopropusni elementi zgrade (prozori, vrata) povezuju sve prostorije zgrade i vanjski zrak u jedinstven sistem. Položaj ovih elemenata i njihove karakteristike otpornosti na propuštanje zraka značajno utiču na kvalitativnu i kvantitativnu sliku distribucije protoka u zgradi. Dakle, pri rješavanju sistema jednačina za određivanje pritisaka u svakoj prostoriji i čvoru ventilacione mreže, uzima se u obzir uticaj aerodinamičkih otpora vazdušnopropusnih elemenata ne samo u omotaču zgrade, već iu unutrašnjim ogradama. Prema opisanom algoritmu, Katedra za grijanje i ventilaciju Moskovskog državnog univerziteta građevinarstva razvila je program za proračun zračnog režima zgrade, koji je korišten za izračunavanje režima ventilacije u stambenoj zgradi koja se proučava.

Kao što proizilazi iz proračuna, na unutrašnji pritisak u prostorijama utiču ne samo vremenski uslovi, već i broj dovodnih ventila, kao i promaja izduvne ventilacije. Kako je ventilacija ista u svim stanovima u kući koja se razmatra, pritisak u jednosobnim i dvosobnim stanovima je manji nego u trosobnim. Sa otvorenim unutrašnjim vratima u stanu, pritisci u prostorijama orijentisanim na različite strane praktično se ne razlikuju jedni od drugih.

Na sl. 5 prikazane su vrijednosti promjena tlaka u stanovima.

Razlike pritisaka na zrakopropusne elemente i protok zraka koji prolazi kroz njih

Raspodjela protoka u stanovima nastaje pod uticajem razlika pritisaka na različitim stranama vazdušnopropusnog elementa. Na sl. 6, na planu posljednjeg sprata, strelicama i brojevima su prikazani pravci kretanja i protok vazduha u različitim vremenskim uslovima.

Prilikom ugradnje ventila u dnevne sobe, kretanje zraka se iz prostorija usmjerava na ventilacijske rešetke u kuhinjama, kupatilima i toaletima. Ovaj smjer kretanja je očuvan i u jednosobnom stanu, gdje je ventil ugrađen u kuhinju.

Zanimljivo je da se smjer kretanja zraka nije promijenio kada je temperatura pala sa 5 na -28 °C i kada se pojavio sjeverni vjetar brzine v = 4,9 m/s. Eksfiltracija nije primećena tokom cele grejne sezone i pri bilo kom vetru, što ukazuje da je dovoljna visina šahta od 4,5 m. Čvrsta ulazna vrata u stanove sprečavaju horizontalno strujanje vazduha iz stanova zavetrine fasade u stanove zavetrine fasade. . Uočava se mali, do 2 kg/h, vertikalni preljev: zrak izlazi iz stanova donjih spratova kroz ulazna vrata, a ulazi u stanove gornjih. Budući da je protok zraka kroz vrata manji od dozvoljenog standardom (ne više od 1,5 kg / h m 2), propusnost zraka od 0,7 m 2 h / kg može se smatrati čak i pretjeranom za zgradu od 17 katova.

Rad ventilacionog sistema

Mogućnosti ventilacionog sistema testirane su u projektovanom režimu: na 5°C na spoljašnjem vazduhu, mirni i otvoreni prozori. Proračuni su pokazali da su, počevši od 14. sprata, troškovi izduvnih gasova nedovoljni, pa se poprečni presjek glavnog kanala ventilacione jedinice treba smatrati potcijenjenim za ovu zgradu. U slučaju zamjene ventila ventilima, troškovi se smanjuju za oko 15%. Zanimljivo je da na 5°C, bez obzira na brzinu vjetra, kroz ventile ulazi 88 do 92% zraka koji se uklanja ventilacionim sistemom u prizemlju i od 84 do 91% na gornjem spratu. Na temperaturi od -28 °C, dotok kroz ventile kompenzuje izduv za 80-85% na donjim spratovima i 81-86% na gornjim spratovima. Ostatak zraka ulazi u stanove kroz prozore (čak i sa propusnošću zraka od 1 m 2 h / kg pri razlici tlaka D P o \u003d 10 Pa). Pri temperaturi spoljašnjeg vazduha od -3,1 °C i niže, protok vazduha koji se uklanja ventilacionim sistemom i vazduha koji se dovodi kroz ventile premašuje projektovanu izmenu vazduha u stanu. Stoga je potrebno regulirati protok i na ventilima i na ventilacijskim rešetkama.

U slučaju potpuno otvorenih zaklopki pri negativnoj vanjskoj temperaturi, protok zraka ventilacije u stanovima na prvim spratovima višestruko premašuje proračunate. Istovremeno, potrošnja zraka za ventilaciju gornjih katova naglo opada. Stoga su samo pri vanjskoj temperaturi od 5 °C rađeni proračuni za potpuno otvorene ventile u cijeloj zgradi, a pri nižim temperaturama ventili donjih 12 spratova su bili pokriveni za 1/3. Ovo je uzelo u obzir činjenicu da se klapna automatski kontroliše vlažnošću u prostoriji. U slučaju velikih razmjena zraka u stanu, zrak će biti suh i ventil će se zatvoriti.

Proračuni su pokazali da se pri temperaturi vanjskog zraka od -10,2 °C i niže, preko cijelog objekta obezbjeđuje prekomjerno odvođenje gasova kroz ventilacioni sistem. Pri vanjskoj temperaturi zraka od -3,1 °C, proračunski dotok i odvod u potpunosti se održavaju samo na donjih deset spratova, a stanovi na gornjim spratovima - sa bliskim proračunskom odvodu - imaju dotok vazduha kroz ventile pomoću 65–90%, u zavisnosti od brzine vjetra.

nalazi

1. U višespratnim stambenim zgradama sa jednim usponom prirodnog izduvnog sistema za ventilaciju od betonskih blokova po stanu, po pravilu se podcjenjuju poprečni presjeci debla kako bi se omogućilo prolaz zraka za ventilaciju na vanjskoj temperaturi od 5 °C.

2. Projektovani ventilacioni sistem, kada je pravilno instaliran, radi stabilno na odvodu tokom celog perioda grejanja bez „prevrtanja“ sistema ventilacije na svim spratovima.

3. Zaklopke za dovod moraju nužno biti podesive kako bi se smanjio protok vazduha tokom hladne sezone grejnog perioda.

4. Da bi se smanjila potrošnja izduvnog vazduha, poželjno je u sistem prirodne ventilacije ugraditi automatski podesive rešetke.

5. Kroz guste prozore u višespratnicama dolazi do infiltracije koja u objektu koji se razmatra dostiže i do 20% protoka izduvnih gasova i koja se mora uzeti u obzir pri gubitku toplote zgrade.

6. Norma gustoće ulaznih vrata u stanove za zgrade od 17 katova provodi se s otporom na prodiranje zraka vrata od 0,65 m 2 h / kg pri D P = 10 Pa.

Književnost

1. SNiP 2.04.05-91*. Grijanje, ventilacija, klima. Moskva: Strojizdat, 2000.

2. SNiP 2.01.07-85*. Opterećenja i uticaji / Gosstroy RF. M.: GUP TsPP, 1993.

3. SNiP II-3-79*. Građevinska toplotna tehnika / Gosstroy RF. M.: GUP TsPP, 1998.

4. Biryukov S. V., Dianov S. N. Program za proračun zračnog režima zgrade // Sat. članci MGSU: Moderne tehnologije opskrbe toplinom i plinom i ventilacije. M.: MGSU, 2001.

5. Biryukov S. V. Proračun sistema prirodne ventilacije na računalu // Sat. izvještaji sa 7. naučno-praktične konferencije 18–20. aprila 2002: Aktuelni problemi građevinske termofizike / RAASN RNTOS NISF. M., 2002.

Procesi kretanja zraka unutar prostorija, njegovo kretanje kroz ograde i otvore u ogradama, duž kanala i zračnih kanala, strujanje zraka oko zgrade i interakcija zgrade sa okolnim zrakom objedinjeni su općim konceptom zraka. režim zgrade. Kod grijanja se uzima u obzir toplinski režim zgrade. Ova dva režima, kao i režim vlažnosti, usko su povezani jedan s drugim. Slično toplotnom režimu, kada se posmatra vazdušni režim zgrade razlikuju se tri zadatka: unutrašnji, regionalni i eksterni.

Unutrašnji zadatak vazdušnog režima uključuje sledeća pitanja:

a) proračun potrebne razmene vazduha u prostoriji (određivanje količine štetnih emisija koje ulaze u prostorije, izbor performansi lokalnih i opštih ventilacionih sistema);

b) određivanje parametara unutrašnjeg vazduha (temperatura, vlažnost, brzina kretanja i sadržaj štetnih materija) i njihova distribucija po zapremini prostorija sa različitim opcijama dovoda i odvođenja vazduha. Odabir optimalnih opcija za dovod i uklanjanje zraka;

c) određivanje parametara vazduha (temperature i brzine) u mlaznim strujama stvorenim dovodnom ventilacijom;

d) proračun količine štetnih emisija koje izlaze ispod zaklona lokalnih izduvnih gasova (difuzija štetnih emisija u struji vazduha i u prostorijama);

e) stvaranje normalnih uslova na radnim mestima (tuširanje) ili u posebnim delovima prostorija (oaze) izborom parametara dovodnog vazduha.

Granični zadatak vazdušnog režima objedinjuje sljedeća pitanja:

a) određivanje količine vazduha koja prolazi kroz spoljašnje (infiltracija i eksfiltracija) i unutrašnje (prelivanje) kućišta. Infiltracija dovodi do povećanja gubitka topline u prostoriji. Najveća infiltracija je uočena na nižim spratovima višespratnih zgrada i u visokim industrijskim prostorijama. Neorganizovano strujanje vazduha između prostorija dovodi do zagađenja čistih prostorija i širenja neprijatnih mirisa po celoj zgradi;

b) proračun površina otvora za aeraciju;

c) proračun dimenzija kanala, vazdušnih kanala, šahtova i drugih elemenata ventilacionih sistema;

d) izbor metode obrade vazduha – davanje određenih „uslova“: za dotok – to je grejanje (hlađenje), ovlaživanje (sušenje), uklanjanje prašine, ozoniranje; za haubu - ovo je čišćenje od prašine i štetnih plinova;

e) razvoj mjera zaštite prostorija od prodora hladnog vanjskog zraka kroz otvorene otvore (spoljna vrata, kapije, tehnološke otvore). Za zaštitu se obično koriste zračne i zračno-termalne zavjese.

Vanjski zadatak vazdušnog režima uključuje sljedeća pitanja:

a) određivanje pritiska koji vjetar stvara na zgradu i njene pojedinačne elemente (na primjer, deflektor, fenjer, fasade itd.);

b) proračun maksimalno moguće količine emisije koja ne dovodi do zagađenja teritorije industrijskih preduzeća; određivanje ventilacije prostora u blizini zgrade i između pojedinačnih objekata na industrijskoj lokaciji;

c) izbor lokacija za usisne i izduvne šahtove ventilacionih sistema;

d) proračun i predviđanje zagađenja atmosfere štetnim emisijama; provjera adekvatnosti stepena prečišćavanja zagađenog zraka koji se emituje.

Osnovna rješenja za ventilaciju ind. zgrada.

42. Zvuk i buka, njihova priroda, fizičke karakteristike. Izvori buke u ventilacionim sistemima.

Buka - nasumične fluktuacije različite fizičke prirode, koje karakterizira složenost vremenske i spektralne strukture.

U početku se riječ buka odnosila isključivo na zvučne vibracije, ali je u modernoj nauci proširena i na druge vrste vibracija (radio, električna energija).

Buka - skup aperiodičnih zvukova različitog intenziteta i frekvencije. Sa fiziološke tačke gledišta, buka je svaki štetni percipirani zvuk.

Klasifikacija buke. Šumovi koji se sastoje od nasumične kombinacije zvukova nazivaju se statističkim šumom. Zvukovi u kojima prevladava bilo koji ton, uhvaćeni uhom, nazivaju se tonskim.

U zavisnosti od sredine u kojoj se zvuk širi, konvencionalno se razlikuju strukturna ili strukturna i vazdušna buka. Strukturalna buka nastaje kada oscilirajuće tijelo dođe u direktan kontakt s dijelovima strojeva, cjevovoda, građevinskih konstrukcija itd. i širi se kroz njih u obliku valova (uzdužnih, poprečnih ili oboje u isto vrijeme). Vibrirajuće površine prenose vibracije na čestice zraka u blizini, formirajući zvučne valove. U slučajevima kada izvor buke nije povezan ni sa jednom konstrukcijom, buka koju on emituje u vazduh naziva se vazdušna.

Prema prirodi pojave, buka se uslovno deli na mehaničku, aerodinamičku i magnetnu.

Prema prirodi promjene ukupnog intenziteta tokom vremena, buka se dijeli na impulsivnu i stabilnu. Impulsna buka ima brz porast zvučne energije i brz pad, nakon čega slijedi duga pauza. Za stabilnu buku, energija se malo mijenja tokom vremena.

Prema trajanju djelovanja buke se dijele na dugotrajne (ukupno trajanje neprekidno ili sa pauzama od najmanje 4 sata po smjeni) i kratkotrajne (trajanje manje od 4 sata po smjeni).

Zvuk, u širem smislu, je elastični talas koji se širi uzdužno u medijumu i stvara mehaničke vibracije u njemu; u užem smislu - subjektivno opažanje ovih vibracija od strane posebnih čulnih organa životinja ili ljudi.

Kao i svaki val, zvuk karakterizira amplituda i frekvencijski spektar. Obično osoba čuje zvukove koji se prenose kroz zrak u frekvencijskom rasponu od 16-20 Hz do 15-20 kHz. Zvuk ispod opsega ljudskog sluha naziva se infrazvuk; više: do 1 GHz - ultrazvukom, od 1 GHz - hiperzvukom. Među zvučnim zvukovima treba izdvojiti i fonetske, govorne zvukove i foneme (od kojih se sastoji usmeni govor) i muzičke zvukove (od kojih se sastoji muzika).

Izvor buke i vibracija u ventilacionim sistemima je ventilator u kome se odvijaju nestacionarni procesi strujanja vazduha kroz impeler i u samom kućištu. To uključuje pulsiranje brzine, formiranje i izbacivanje vrtloga iz ventilatorskih elemenata. Ovi faktori su uzrok aerodinamičke buke.

E.Ya. Yudin, koji je proučavao buku ventilacionih instalacija, ističe tri glavne komponente aerodinamičke buke koju stvara ventilator:

1) vrtložna buka - posledica stvaranja vrtloga i njihovog periodičnog prekida kada vazduh struji oko elemenata ventilatora;

2) buka od lokalnih nehomogenosti strujanja koja nastaju na ulazu i izlazu iz točka i dovode do nestalnog strujanja oko lopatica i fiksnih elemenata ventilatora koji se nalaze u blizini točka;

3) rotaciona buka - svaka pokretna lopatica točka ventilatora je izvor poremećaja vazduha i formiranja vrtloga. Udio buke rotacije u ukupnoj buci ventilatora je obično zanemarljiv.

Vibracije konstruktivnih elemenata ventilacijske jedinice, često zbog lošeg balansiranja kotača, uzrok su mehaničke buke. Mehanička buka ventilatora obično ima udarni karakter, primjer za to je kucanje u prazninama istrošenih ležajeva.

Ovisnost buke o obodnoj brzini radnog kola za različite karakteristike mreže za centrifugalni ventilator sa naprijed zakrivljenim lopaticama prikazana je na slici. Iz slike proizilazi da je pri perifernoj brzini većoj od 13 m/s mehanička buka kugličnih ležajeva „maskirana“ aerodinamičkom bukom; pri nižim brzinama dominira buka ležaja. Pri perifernoj brzini većoj od 13 m/s, nivo aerodinamičke buke raste brže od nivoa mehaničke buke. Centrifugalni ventilatori sa nazad zakrivljenim lopaticama imaju nešto niži nivo aerodinamičke buke od ventilatora sa napred zakrivljenim lopaticama.

U ventilacionim sistemima, osim ventilatora, izvori buke mogu biti i vrtlozi nastali u elementima vazdušnih kanala i u ventilacionim rešetkama, kao i vibracije nedovoljno krutih zidova vazdušnih kanala. Osim toga, moguća je strana buka iz susjednih prostorija kroz koje zračni kanal prolazi kroz zidove zračnih kanala i ventilacijskih rešetki.

Vazduh u zatvorenom prostoru može da promeni svoj sastav, temperaturu i vlažnost pod uticajem velikog broja faktora: promena parametara spoljašnjeg (atmosferskog) vazduha, oslobađanja toplote, vlage, prašine itd. Kao rezultat ovih faktora, unutrašnji zrak može poprimiti nepovoljne uslove za ljude. Kako bi se izbjeglo prekomjerno pogoršanje kvalitete zraka u zatvorenom prostoru, potrebno je izvršiti izmjenu zraka, odnosno promijeniti zrak u prostoriji. Dakle, glavni zadatak ventilacije je osigurati razmjenu zraka u prostoriji kako bi se održali projektni parametri zraka u zatvorenom prostoru.

Ventilacija je skup mjera i uređaja koji obezbjeđuju izračunatu razmjenu zraka u prostorijama. Ventilacija (VE) prostorija se obično obezbjeđuje uz pomoć jednog ili više posebnih inženjerskih sistema - ventilacijskih sistema (VES), koji se sastoje od različitih tehničkih uređaja. Ovi uređaji su dizajnirani za obavljanje specifičnih zadataka:

• grijanje zraka (grijači zraka),
• čišćenje (filteri),
• vazdušni transport (vazdušni kanali),
• indukcija pokreta (ventilatori),
• raspodjela zraka u prostoriji (razdjelnici zraka),
• otvaranje i zatvaranje kanala za kretanje vazduha (ventili i kapci),
• smanjenje buke (prigušivači),
• smanjenje vibracija (izolatori vibracija i fleksibilni konektori) i još mnogo toga.

Pored upotrebe tehničkih uređaja za normalno funkcionisanje ventilacije, potrebna je implementacija nekih tehničkih i organizacionih mjera. Na primjer, da bi se smanjio nivo buke, potrebno je pridržavati se normaliziranih brzina zraka u zračnim kanalima. BE treba da obezbedi ne samo razmenu vazduha (VO), već proračunata razmena vazduha(RVO). Dakle, BE uređaj zahtijeva obaveznu idejni projekat, tokom kojeg se utvrđuje RVO, dizajn sistema i načini rada svih njegovih uređaja. Stoga BE ne treba brkati sa ventilacijom, što je neorganizovana izmjena zraka. Kada korisnik otvori prozor u dnevnoj sobi, to još nije ventilacija, jer se ne zna koliko je zraka potrebno, a koliko ga zapravo ulazi u prostoriju. Ako su, međutim, napravljeni posebni proračuni, pa je utvrđeno koliko zraka treba dopustiti u datu prostoriju i pod kojim uglom treba otvoriti prozor da tačno ta količina uđe u prostoriju, onda možemo govoriti o ventilaciji. uređaj sa prirodnom indukcijom kretanja zraka.

Pitanje 46. (+ Pitanje 80). Koja pitanja rješava unutrašnji zadatak vazdušnog režima?

Procesi kretanja vazduha unutar prostorija, njegovo kretanje kroz ograde i otvore u ogradama, kroz kanale i vazdušne kanale, strujanje vazduha oko zgrade i interakcija zgrade sa okolnim vazduhom su kombinovani opštim konceptom. klimatizacija zgrade. Kada se posmatra vazdušni režim zgrade, postoje tri zadatka: interni, regionalni i eksterni.

Unutrašnji zadatak vazdušnog režima uključuje sledeća pitanja:

a) proračun potrebne razmene vazduha u prostoriji (određivanje količine štetnih emisija koje ulaze u prostorije, izbor performansi lokalnih i opštih ventilacionih sistema);

b) određivanje parametara unutrašnjeg vazduha (temperatura, vlažnost, brzina i sadržaj štetnih materija) i njihov raspored po zapremini prostorija sa različitim opcijama dovoda i odvođenja vazduha. Odabir optimalnih opcija za dovod i uklanjanje zraka;

c) određivanje parametara vazduha (temperature i brzine) u mlaznim strujama stvorenim dovodnom ventilacijom;

d) proračun količine štetnih emisija koje izlaze ispod zaklona lokalnih izduvnih gasova (difuzija štetnih emisija u struji vazduha i u prostorijama);

e) stvaranje normalnih uslova na radnim mestima (tuširanje) ili u posebnim delovima prostorija (oaze) izborom parametara dovodnog vazduha.

Pitanje 47. Koja pitanja rješava granični problem vazdušnog režima?

Granični zadatak vazdušnog režima objedinjuje sljedeća pitanja:

a) određivanje količine vazduha koja prolazi kroz spoljašnje (infiltracija i eksfiltracija) i unutrašnje (prelivne) ograde. Infiltracija dovodi do povećanja gubitka topline u prostoriji. Najveća infiltracija je uočena na nižim spratovima višespratnih zgrada i u visokim industrijskim prostorijama. Neorganizovano strujanje vazduha između prostorija dovodi do kontaminacije čistih prostorija i širenja neprijatnih mirisa po celoj zgradi;

b) proračun površina otvora za aeraciju;

c) proračun dimenzija kanala, vazdušnih kanala, šahtova i drugih elemenata ventilacionih sistema;

d) izbor metode obrade vazduha – davanje određenih „uslova“: za dotok – to je grejanje (hlađenje), ovlaživanje (sušenje), uklanjanje prašine, ozoniranje; za haubu - ovo je čišćenje od prašine i štetnih plinova;

e) razvoj mjera zaštite prostorija od prodora hladnog vanjskog zraka kroz otvorene otvore (spoljna vrata, kapije, tehnološke otvore). Za zaštitu se obično koriste zračne i zračno-termalne zavjese.

Pitanje 48. Koja pitanja rješava vanjski zadatak vazdušnog režima?

Vanjski zadatak vazdušnog režima uključuje sljedeća pitanja:

a) određivanje pritiska koji vjetar stvara na zgradu i njene pojedinačne elemente (na primjer, deflektor, fenjer, fasade itd.);

b) proračun maksimalno moguće količine emisije koja ne dovodi do zagađenja teritorije industrijskih preduzeća; određivanje ventilacije prostora u blizini zgrade i između pojedinačnih objekata na industrijskoj lokaciji;

c) izbor lokacija za usisne i izduvne šahtove ventilacionih sistema;

d) proračun i predviđanje zagađenja atmosfere štetnim emisijama; provjeru dovoljnosti stepena prečišćavanja emitovanog zagađenog zraka.

Slično termalnom, razlikuju se 3 zadatka kada se razmatra W.R.Z.

Interni

Regionalni

Eksterni.

Interni zadaci uključuju:

1. proračun potrebne izmjene zraka (određivanje broja štetnih emisija, učinak lokalne i opće ventilacije)

2. određivanje parametara vazduha u zatvorenom prostoru, sadržaja štetnih materija

i njihovu distribuciju po zapremini prostorija sa različitim shemama ventilacije;

izbor optimalnih shema za dovod i uklanjanje zraka.

3. određivanje temperature i brzine vazduha u mlazovima stvorenim dotokom.

4. izračunavanje količine opasnosti iznesenih iz tehnoloških skloništa

oprema

5. stvaranje normalnih uslova za rad, tuširanje i stvaranje oaza, izborom parametara dovodnog vazduha.

Problem granica je:

1. određivanje protoka kroz vanjske ograde (infiltracija), što dovodi do povećanja gubitka topline i širenja neugodnih mirisa.

2. proračun otvora za aeraciju

3. proračun dimenzija kanala, vazdušnih kanala, šahtova i drugih elemenata

4. izbor načina obrade prelivnog vazduha (grejanje, hlađenje, čišćenje) za odvod - čišćenje.

5.proračun zaštite od prodora vazduha kroz otvorene otvore (vazdušne zavese)

Vanjski zadaci uključuju:

1. određivanje pritiska koji stvara vjetar na zgradu

2. proračun i određivanje ventilacije prom. web stranice

3. izbor lokacija za usisne i izduvne šahte

4. proračun MPE i provjera dovoljnosti stepena prečišćavanja

1. Lokalna izduvna ventilacija. Lokalne sukcije, njihova klasifikacija. Aspiratori, zahtjevi i proračun.

Prednosti lokalne izduvne ventilacije (LEV)

Uklanjanje štetnih sekreta direktno sa mesta njihovog oslobađanja

Relativno mali protok vazduha.

U tom smislu, MVV je najefikasniji i najekonomičniji način.

Glavni elementi MVI sistema su

2 - kanalna mreža

3 - ventilatori

4 - uređaji za čišćenje

Osnovni zahtjevi za lokalno usisavanje:

1) lokalizacija štetnih sekreta na mjestu njihovog nastanka

2) uklanjanje zagađenog vazduha izvan prostorija sa visokim koncentracijama je mnogo veće nego kod opšte ventilacije.

Zahtjevi koji se primjenjuju na MO dijele se na sanitarne i tehnološke.

Sanitarno-higijenski zahtjevi:

1) maksimalna lokalizacija štetnih sekreta

2) uklonjeni vazduh ne sme da prođe kroz disajne organe radnika.

Tehnološki zahtjevi:

1) mesto nastanka štetnih emisija treba da bude pokriveno u meri u kojoj to tehnološki proces dozvoljava, a otvoreni radni otvori treba da budu minimalne veličine.

2) MO ne bi trebalo da ometa normalan rad i smanjuje produktivnost rada.

3) Štetni sekreti, po pravilu, treba da se udalje od mesta nastanka u pravcu svog intenzivnog kretanja. Na primjer, vrući plinovi idu gore, hladni gasovi se spuštaju.

4) MO dizajn treba da bude jednostavan, da ima nisku aerodinamičku otpornost, da se lako montira i demontira.

MO klasifikacija

Konstrukcijski, MO su dizajnirani u obliku različitih skloništa za ove izvore štetnih emisija. Prema stepenu izolovanosti izvora od okolnog prostora, MO se mogu podeliti u tri grupe:

1) otvoren

2) poluotvorena

3) zatvoreno

MO otvorenog tipa uključuju vazdušne kanale koji se nalaze izvan izvora štetnih emisija iznad njih ili sa strane ili ispod, primjeri takvih MO su izduvni paneli.

Poluotvorena skloništa uključuju skloništa unutar kojih se nalaze izvori opasnosti. Sklonište ima otvoren radni otvor. Primjeri takvih skloništa su:

Nape

Ventilacijske komore ili ormari

Oblikovani zakloni od rotirajućih ili reznih alata.

Potpuno zatvoreni usisnici su kućište ili dio aparata koji ima mala curenja (na mjestima gdje kućište dolazi u dodir sa pokretnim dijelovima opreme). Trenutno se neke vrste opreme izrađuju sa ugrađenim MO (to su farbarske i sušare, mašine za obradu drveta).

Otvori MO. Otvorenim MO se pribjegavaju kada je nemoguće koristiti poluotvorene ili potpuno zatvorene MO, što je određeno posebnostima tehnološkog procesa. Najčešći MO otvorenog tipa su kišobrani.

Kišobrani na izvlačenje.

Ispušne haube nazivaju se otvori za zrak napravljeni u obliku skraćenih peramida smještenih iznad izvora štetnih emisija. Aspiratori se obično koriste samo za protok štetnih materija zarobljenih prema gore. To se događa kada se štetni sekreti zagriju i formira se trajni temperaturni tok (temperatura >70). Haube se naširoko koriste mnogo više nego što zaslužuju. Kišobrane karakteriše činjenica da postoji razmak između izvora i ulaza vazduha, prostor nezaštićen od okolnog vazduha. Kao rezultat toga, okolni zrak slobodno struji prema izvoru i odbija tok štetnih emisija. Kao rezultat toga, kišobrani zahtijevaju značajne količine, što je nedostatak kišobrana.

Kišobrani su:

1) jednostavan

2) u obliku vizira

3) aktivna (sa prorezima oko perimetra)

4) sa puhanjem zraka (aktivirano)

5) grupa.

Kišobrani su raspoređeni i s lokalnom i mehaničkom izduvnom ventilacijom, ali glavni uvjet za korištenje potonje je prisutnost snažnih gravitacijskih sila u protoku.

Za rad kišobrana, morate se pridržavati sljedećeg

1) količina vazduha koji usisava kišobran mora biti najmanje ona koja se ispušta iz izvora i dodaje se na putu od izvora do kišobrana, uzimajući u obzir uticaj bočnih strujanja vazduha.

2) Vazduh koji struji ka kišobranu mora imati zalihu energije (uglavnom toplotnu dovoljnu da savlada gravitacione sile)

3) Dimenzije kišobrana moraju biti veće od dimenzija medija koji curi /

4) Neophodno je imati organizovan protok kako bi se izbeglo prevrtanje propuha (za prirodnu ventilaciju)

5) Efikasan rad kišobrana je u velikoj mjeri određen uniformnošću presjeka. Zavisi od ugla otvaranja kišobrana α. α =60 zatim Vc/Vc=1,03 za okrugli ili kvadratni presjek, 1,09 za pravougaoni presjek α=90 1,65 Preporučeni ugao otvaranja je α=65, pri čemu se postiže najveća uniformnost polja brzine.

6) Dimenzije pravougaonog kišobrana u smislu A = a + 0,8h, B = b + 0,8h, gdje je h udaljenost od opreme do dna kišobrana h<08dэ, где dэ эквивалентный по площади диаметр источника

7) Zapremina odvodnog vazduha se određuje u zavisnosti od toplotne snage izvora, a pokretljivost vazduha u prostoriji Vn pri maloj toplotnoj snazi ​​vrši se prema formulama L=3600*F3*V3 m3/h gde je f3 usisna površina, V3 je brzina usisavanja. Za netoksične sekrecije V3=0,15-0,25 m/s. Za toksične, treba uzeti V3 = 1,05-1,25, 0,9-1,05, 0,75-0,9, 0,5-0,75 m/s.

Sa značajnim oslobađanjem topline, volumen zraka koji usisava kišobran određuje se formulom L 3 \u003d L k F 3 / F n Lk - volumen zraka koji se diže do kišobrana s konvektivnim mlazom Qk je količina konvektivne topline koja se oslobađa sa površine izvora Q k = α k Fn(t n -t c).

Ako je proračun kišobrana napravljen za maksimalno oslobađanje štetnosti, onda ne možete organizirati aktivni kišobran, već se snaći s običnim kišobranom.

1. Usisne ploče i bočne usisa, karakteristike i proračun.

U onim slučajevima kada iz strukturnih razloga koaksijalni usis ne može biti lociran dovoljno blizu iznad izvora, te je stoga učinak usisavanja pretjerano visok. Kada je potrebno skrenuti mlaz koji se diže iznad izvora topline kako štetne emisije ne bi dospjele u zonu kretanja radnika, za to se koriste usisne ploče.

Strukturno, ovi lokalni usisnici se dijele na

1 - pravougaona

2 - ravnomerne usisne ploče

Postoje tri vrste pravokutnih usisnih ploča:

a) jednostrano

b) sa sitom (za smanjenje volumetrijskog usisavanja)

c) kombinovani (sa usisavanjem u stranu i prema dolje)

zapremina vazduha koju uklanja bilo koja ploča određena je formulom gdje je c koeficijent. ovisno o dizajnu panela i njegovoj lokaciji u odnosu na izvor topline, Qk je količina konvektivne topline koju izvor oslobađa, H je udaljenost od gornje ravni izvora do centra usisnih otvora panela, B je dužina izvora.

Kombinovani panel se koristi za uklanjanje toplotnog toka koji sadrži ne samo gasove, već i okolnu prašinu, 60% se uklanja na stranu, a 40% nadole.

U zavarivačkim radnjama se koriste uniformne usisne ploče, a kosi paneli se široko koriste kako bi se osiguralo odstupanje baklje štetnih materija od lica zavarivača. Jedna od najčešćih je ploča Chernoberezhsky. Usisni otvor je napravljen u obliku mreže, otvorena površina utora je 25% površine ploče. Pretpostavlja se da je preporučena brzina vazduha u otvorenom delu proreza 3-4 m/s. Ukupna potrošnja zraka izračunava se prema specifičnoj potrošnji od 3300 m/h po 1 m2 usisne ploče. Ovo je uređaj za uklanjanje vazduha zajedno sa štetnim emisijama u kupatilu gde se vrši termička obrada. Usisavanje se javlja sa strane.

razlikovati:

Jednostrano usisavanje kada se usisni otvor nalazi duž jedne od dugih strana kade.

Dvostrano, kada su utori smješteni s obje strane.

Bočno usisavanje je jednostavno kada se prorezi nalaze u vertikalnoj ravni.

Nagnut kada je utor horizontalan.

Postoje čvrsti, presječni sa puhanjem.

Što su izlučevine ogledala za kupanje toksičnije, to ih je potrebno bliže pritisnuti uz ogledalo kako štetni sekreti ne bi ušli u zonu disanja radnika. Da biste to učinili, pod jednakim uvjetima, potrebno je povećati volumen ispuštenog zraka.

Prilikom odabira vrste ugrađenog usisavanja, potrebno je uzeti u obzir sljedeće:

1) jednostavno usisavanje treba koristiti na visokom nivou stajanja rastvora u kadi, kada je rastojanje do usisnog otvora manje od 80-150 mm, pri nižem stajanju se koriste inverzni usisi, koji zahtevaju mnogo manju potrošnju vazduha.

2) Jednostrane se koriste ako je širina kade znatno manja od 600 mm, ako je više, onda dvostrane.

3) Ako se prilikom puhanja u kadu spuste velike stvari koje mogu poremetiti rad jednostranog usisavanja, onda koristim dvostrane.

4) Koriste se čvrste konstrukcije dužine do 1200mm, a presečne dužine preko 1200mm.

5) Koristite usisne puhalice sa širinom kade većom od 1500 mm. Kada je površina maltera savršeno glatka, nema izbočenih delova, nema operacije uranjanja.

Efikasnost hvatanja štetnih materija zavisi od ujednačenosti usisavanja po dužini otvora. Zadatak izračunavanja usisavanja na brodu svodi se na:

1) izbor dizajna

2) određivanje zapremine usisavanog vazduha

Razvijeno je nekoliko tipova usisnih proračuna na brodu:

M.M. metoda Baranov, volumetrijski protok zraka za usisavanje na brodu određuje se formulom:

gde je a tabelarna vrednost specifičnog protoka vazduha u zavisnosti od dužine kupatila, x je faktor korekcije za dubinu nivoa tečnosti u kadi, S je faktor korekcije za pokretljivost vazduha u prostoriji, l je dužina kupke.

Ugrađeno usisavanje sa puhanjem je jednostavno jednostrano usisavanje koje se aktivira zrakom uz pomoć mlaza usmjerenog na usis uz ogledalo kade tako da se oslanja na njega, dok mlaz postaje dalekosežniji i protok u njemu smanjuje, zapremina vazduha za ispuhivanje je L=300kB 2 l