Zbog temperaturne razlike pod djelovanjem gravitacijskog tlaka, vanjski zrak kroz ogradu prodire u prostorije nižih katova; na vjetrovitoj strani djelovanje vjetra povećava infiltraciju; s vjetrom - smanjuje ga.

Unutarnji zrak s katova ima tendenciju prodiranja u gornju prostoriju (struje kroz unutarnja vrata i hodnike koji su spojeni na stubište).

Iz prostorija gornjih katova zrak izlazi kroz negustoću vanjskih ograda izvan zgrade.

Prostorije srednjih katova mogu biti u mješovitom načinu rada. Učinak dovodne i ispušne ventilacije nadograđuje se na prirodnu izmjenu zraka u zgradi.

1. U nedostatku vjetra na površine vanjskih zidova djelovat će gravitacijski pritisak različitih veličina. Prema zakonu održanja energije, prosječni tlak po visini unutar i izvan zgrade bit će isti. U odnosu na prosječnu razinu u donjem dijelu zgrade, tlak stupca toplog unutarnjeg zraka bit će manji od tlaka stupca hladnog vanjskog zraka s vanjske površine zida.

Gustoća nultog nadtlaka naziva se neutralna ravnina zgrade.

Slika 9.1 - Iscrtavanje dijagrama nadtlaka

Vrijednost viška gravitacijskog tlaka na proizvoljnoj razini h u odnosu na neutralnu ravninu:

(9.1)

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

Prema zakonu održanja energije, tlak unutar zgrade s istom propusnošću bit će jednak prosječnoj vrijednosti između povećanog na vjetrovitoj strani i nižeg na vjetrobranskoj strani.

Apsolutna vrijednost viška tlaka vjetra:

, (9.2)

gdje je k 1 ,k 2 - aerodinamički koeficijenti, s vjetrobranske 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 razine tla (oznaka mjesta uvjetne točke nultog tlaka);

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

Koeficijent koji se uvodi za tlak brzine i uzimajući u obzir promjenu brzine vjetra od visine zgrade, promjena brzine vjetra od vanjske temperature ovisi o području;

Tlak zraka u prostoriji, određen iz uvjeta održavanja ravnoteže zraka;

Prekomjeran relativni tlak u prostoriji zbog djelovanja ventilacije.

Primjerice, za upravne zgrade zgrada istraživačkih instituta i slično tipična je uravnotežena dovodno-ispušna ventilacija u radnom režimu ili potpuno isključenje ventilacije tijekom neradnog vremena Pv = 0. Za takve zgrade je približna vrijednost:

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

Slučaj A. U višekatnoj zgradi u svim prostorijama ventilacijski poklopac je u potpunosti kompenziran dotokom ventilacije, dakle = 0.

Ovaj slučaj uključuje zgrade bez ventilacije ili s mehaničkom dovodno-ispušnom ventilacijom svih prostorija s jednakim protokom za dovod i odvod. Tlak je jednak tlaku u stubištu i hodnicima koji su izravno povezani s njim.

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

gdje - karakteristike propusnosti područja prozora, vrata iz sobe okrenuta prema hodniku ili stubištu.

Opis:

Trendovi u suvremenoj gradnji stambenih zgrada, poput povećanja etažnosti, brtvljenja prozora, povećanja površine stanova, postavljaju teške zadatke projektantima: arhitektima i stručnjacima u području grijanja i ventilacije kako bi osigurali potrebnu mikroklimu. u prostorijama. Zračni režim modernih zgrada, koji određuje proces izmjene zraka između prostorija međusobno, prostorija s vanjskim zrakom, formira se pod utjecajem mnogih čimbenika.

Zračni režim stambenih zgrada

Obračunavanje utjecaja zračnog režima na rad ventilacijskog sustava stambenih zgrada

Tehnološka shema mini-stanice za pripremu pitke vode niske produktivnosti

Na svakoj etaži dionice nalaze se po dva dvosobna stana te po jedan jednosobni i trosobni apartman. Jednosobni i jedan dvosobni stanovi su jednostrano orijentirani. Prozori drugog dvosobnog i trosobnog stana okrenuti su 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 propusnosti zraka od 1 m 2 h/kg pri razlici tlaka D P o = 10 Pa. Kako bi se osigurao protok zraka u zidovima prostorija iu kuhinji jednosobnog stana, ugrađuju se dovodni ventili tvrtke "AEREKO". Na sl. Slika 3 prikazuje aerodinamičke karakteristike ventila u potpuno otvorenom položaju i u 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 \u003d 10 Pa.

Stambena kuća opslužuje se prirodnim ventilacijskim sustavima s obostranim spajanjem satelita na okno i nereguliranim ispušnim rešetkama. U svim stanovima (bez obzira na njihovu veličinu) ugrađeni su isti ventilacijski sustavi, jer u objektu koji se razmatra, čak iu trosobnim stanovima, izmjena zraka nije određena brzinom dotoka (3 m 3 / h po m 2 stambenog prostora), ali po stopi odvoda iz kuhinje, kupaonice i wc-a (ukupno 110 m 3 / h).

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

Vanjska temperatura zraka 5 °C - projektna temperatura za ventilacijski sustav;

3,1 °C - prosječna temperatura razdoblja grijanja u Moskvi;

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

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

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

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

Vanjski tlak zraka

Tlak u vanjskom zraku čine gravitacijski tlak (prvi član formule (1)) i tlak vjetra (drugi član).

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

Na vrijednost tlaka vjetra vjetrobranske fasade utječu aerodinamički koeficijenti ne samo zavjetrinih, već i zavjetrinih fasada. Ovakvo stanje se objašnjava činjenicom da je apsolutni tlak na zavjetrinskoj strani zgrade na razini zrakopropusnog elementa najudaljenijeg od površine zemlje, kroz koji se zrak može kretati (ušće ispušnog okna na zavjetrinskoj fasadi ) uzima se kao uvjetni nulti tlak, 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 točki na visini h zgrade određen je razlikom između ukupnog tlaka vanjskog zraka u ovoj točki i ukupnog uvjetnog tlaka P arv:

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 izračunatoj fasadi, uzet prema .

Gravitacijski dio tlaka raste s porastom razlike između temperatura unutarnjeg i vanjskog zraka, o čemu ovise gustoće zraka. Za stambene zgrade s praktički konstantnom temperaturom unutarnjeg zraka tijekom cijelog razdoblja grijanja gravitacijski tlak raste sa smanjenjem temperature vanjskog zraka. Ovisnost gravitacijskog tlaka u vanjskom zraku o gustoći unutarnjeg zraka objašnjava se tradicijom da se unutarnji gravitacijski višak (iznad atmosferskog) tlaka odnosi na vanjski tlak sa predznakom minus. Time se, takoreći, varijabilna gravitacijska komponenta ukupnog tlaka unutarnjeg zraka izvlači iz zgrade, te stoga ukupni tlak u svakoj prostoriji postaje konstantan na bilo kojoj visini ove prostorije. S tim u vezi, P int se naziva uvjetno konstantnim tlakom zraka u zgradi. Tada ukupni tlak u vanjskom zraku 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. Slika 4 prikazuje promjenu tlaka po visini zgrade na različitim pročeljima u različitim vremenskim uvjetima. Radi jednostavnosti prikaza, jedno pročelje kuće nazvat ćemo sjevernom (gornje prema planu), a drugo južnom (donje na planu).

Unutarnji tlak zraka

Različiti pritisci vanjskog zraka po visini zgrade i na različitim fasadama uzrokovat će kretanje zraka, te će se u svakoj prostoriji s brojem i formirati vlastiti ukupni nadtlaci P in, i. Nakon što je promjenjivi dio tih tlakova - gravitacijski - povezan s vanjskim tlakom, model svake prostorije može biti točka koju karakterizira ukupni nadtlak P in, i, u koju zrak ulazi i izlazi.

Radi kratkoće, u nastavku će se ukupni višak vanjskih i unutarnjih pritisaka nazivati ​​vanjskim i unutarnjim pritiscima.

Uz cjelovit prikaz problema zračnog režima zgrade, temelj matematičkog modela su jednadžbe materijalne ravnoteže zraka za sve prostorije, kao i čvorove u ventilacijskim sustavima te jednadžbe uštede energije (Bernoullijeva jednadžba) za svaki zrakopropusni element. Zračne bilance uzimaju u obzir protok zraka kroz svaki zrakopropusni element u prostoriji ili čvoru ventilacijskog sustava. Bernoullijeva jednadžba izjednačava razliku tlakova na suprotnim stranama zračnopropusnog elementa D P i,j s aerodinamičkim gubicima koji nastaju kada struja zraka prolazi kroz zrakopropusni element Z i,j .

Stoga se model zračnog režima višekatnice može predstaviti kao skup međusobno povezanih točaka, karakteriziranih unutarnjim P in, i i vanjskim P n, j pritiscima, između kojih se kreće zrak.

Ukupni gubitak tlaka Z i,j tijekom kretanja zraka obično se izražava kao karakteristika otpora propusnosti zraka S i,j elementa između točaka i i j. Svi prozračni elementi ovojnice zgrade - prozori, vrata, otvoreni otvori - mogu se uvjetno svrstati u elemente s konstantnim hidrauličkim parametrima. Vrijednosti S i,j za ovu grupu otpora ne ovise o troškovima G i,j . Posebnost puta ventilacijskog sustava je varijabilnost karakteristika otpora armatura, ovisno o željenim brzinama protoka zraka za pojedine dijelove sustava. Stoga se karakteristike otpora elemenata ventilacijskog trakta moraju odrediti u iterativnom postupku, u kojem je potrebno povezati raspoložive tlakove u mreži s aerodinamičkim otporom trakta pri određenim brzinama strujanja zraka.

Istovremeno, gustoće zraka koji se kreće kroz ventilacijsku mrežu u ograncima uzimaju se prema temperaturama unutarnjeg zraka u odgovarajućim prostorijama, a duž glavnih dijelova okna - prema temperaturi zračne mješavine. u čvoru.

Dakle, rješenje problema zračnog režima zgrade svodi se na rješavanje sustava jednadžbi zračnih bilanca, pri čemu se u svakom slučaju zbrajaju svi zrakopropusni elementi prostorije. Broj jednadžbi jednak je broju prostorija u zgradi i broju čvorova u ventilacijskim sustavima. Nepoznate u ovom sustavu jednadžbi su tlakovi u svakoj prostoriji i svakom čvoru ventilacijskih sustava R v, tj. Budući da su razlike tlaka i brzine protoka zraka kroz zračnopropusne elemente međusobno povezane, rješenje se pronalazi korištenjem iterativnog procesa u kojem se brzine protoka prvo postavljaju i prilagođavaju kako se tlakovi rafiniraju. Rješenje sustava jednadžbi daje željenu raspodjelu tlakova i protoka u cijeloj zgradi i zbog svoje velike dimenzije i nelinearnosti moguće je samo numeričkim metodama uz korištenje računala.

Zrakopropusni elementi zgrade (prozori, vrata) povezuju sve prostore zgrade i vanjski zrak u jedinstven sustav. Položaj ovih elemenata i njihove karakteristike otpornosti na prodiranje zraka značajno utječu na kvalitativnu i kvantitativnu sliku raspodjele strujanja u zgradi. Dakle, pri rješavanju sustava jednadžbi za određivanje tlakova u svakoj prostoriji i čvoru ventilacijske mreže, uzima se u obzir utjecaj aerodinamičkih otpora zrakopropusnih elemenata ne samo u ovojnici zgrade, već iu unutarnjim ogradama. Prema opisanom algoritmu, na Odjelu za grijanje i ventilaciju Moskovskog gradskog državnog sveučilišta građevinarstva razvijen je program za proračun režima zraka zgrade, koji je korišten za izračunavanje načina ventilacije u stambenoj zgradi koja se proučava.

Kao što slijedi iz izračuna, na unutarnji tlak u prostorijama utječu ne samo vremenski uvjeti, već i broj dovodnih ventila, kao i nacrt ispušne ventilacije. Budući da je u razmatranoj kući ventilacija jednaka u svim stanovima, u jednosobnim i dvosobnim stanovima tlak je manji nego u trosobnom stanu. S otvorenim unutarnjim vratima u stanu, pritisci u sobama orijentiranim na različite strane praktički se ne razlikuju jedni od drugih.

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

Razlike tlaka na zrakopropusnim elementima i protok zraka kroz njih

Raspodjela protoka u stanovima nastaje pod utjecajem razlika tlaka na različitim stranama zračnopropusnog elementa. Na sl. 6, na tlocrtu posljednjeg kata, strelice i brojevi pokazuju smjerove kretanja i protok zraka u različitim vremenskim uvjetima.

Kod ugradnje ventila u dnevne sobe, kretanje zraka se iz prostorija usmjerava na ventilacijske rešetke u kuhinjama, kupaonicama i WC-ima. 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 s 5 na -28 °C i kada se pojavio sjeverac brzinom v = 4,9 m/s. Eksfiltracija nije uočena tijekom cijele ogrjevne sezone i ni na jednom vjetru, što ukazuje da je visina okna od 4,5 m dovoljna. Čvrsta ulazna vrata u stanove onemogućuju horizontalno strujanje zraka iz stanova vjetrobranske fasade u stanove zavjetrine. . Uočava se mali, do 2 kg/h, vertikalni preljev: zrak izlazi iz stanova donjih etaža kroz ulazna vrata, a ulazi u stanove gornjih. Budući da je protok zraka kroz vrata manji od dopuštenog prema standardima (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 ventilacijskog sustava

Mogućnosti ventilacijskog sustava testirane su u projektiranom načinu rada: na 5 °C na vanjskom zraku, mirni i otvoreni prozori. Proračuni su pokazali da su, počevši od 14. kata, troškovi ispušnih plinova nedovoljni, pa se presjek glavnog kanala ventilacijske jedinice treba smatrati podcijenjenim za ovu zgradu. U slučaju zamjene ventilacijskih otvora s ventilima, troškovi se smanjuju za oko 15%. Zanimljivo je da pri 5 °C, bez obzira na brzinu vjetra, kroz ventile ulazi 88 do 92% zraka koji se uklanja ventilacijskim sustavom u prizemlju i od 84 do 91% na gornjem katu. Pri temperaturi od -28 °C dotok kroz ventile kompenzira ispuh za 80-85% na donjim katovima i 81-86% na gornjim katovima. Ostatak zraka ulazi u stanove kroz prozore (čak i s propusnošću zraka od 1 m 2 h / kg pri razlici tlaka D P o \u003d 10 Pa). Pri temperaturi vanjskog zraka od -3,1 °C i niže, brzine protoka zraka koji se uklanja ventilacijskim sustavom i zraka koji se dovodi kroz ventile premašuju projektiranu izmjenu zraka 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 stanova na katovima višestruko premašuje proračunate. Istodobno, potrošnja zraka za ventilaciju gornjih katova naglo pada. 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 etaža bili su pokriveni za 1/3. Pri tome je uzeta u obzir činjenica da se klapna automatski kontrolira vlagom u prostoriji. U slučaju velikih izmjena zraka u stanu, zrak će biti suh i ventil će se zatvoriti.

Proračuni su pokazali da se pri vanjskoj temperaturi zraka od -10,2 °C i nižoj, prekomjerno odvode kroz ventilacijski sustav u cijeloj zgradi. Pri temperaturi vanjskog zraka od -3,1 °C, proračunski dotok i odvod u potpunosti se održavaju samo na donjih deset etaža, a stanovi na gornjim etažama - s bliskim proračunskom odvodu - osiguravaju dotok zraka kroz ventile pomoću ventila. 65–90%, ovisno o brzini vjetra.

nalazima

1. U višekatnim stambenim zgradama s jednim usponom prirodnog ispušnog ventilacijskog sustava od betonskih blokova po stanu, u pravilu su poprečni presjeci debla podcijenjeni kako bi se omogućilo prolaz zraka za ventilaciju pri vanjskoj temperaturi od 5 °C.

2. Projektirani ventilacijski sustav, kada je pravilno instaliran, radi stabilno na odvodu tijekom cijelog perioda grijanja bez “prevrtanja” ventilacijskog sustava na svim etažama.

3. Dovodne zaklopke moraju nužno biti podesive kako bi se smanjio protok zraka tijekom hladne sezone razdoblja grijanja.

4. Kako bi se smanjila potrošnja ispušnog zraka, poželjno je u sustav prirodne ventilacije ugraditi automatski podesive rešetke.

5. Kroz guste prozore u višekatnicama dolazi do infiltracije koja u predmetnoj zgradi doseže do 20% protoka ispušnih plinova i koja se mora uzeti u obzir pri gubitku topline zgrade.

6. Norma gustoće ulaznih vrata u stanove za zgrade od 17 kata 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: Stroyizdat, 2000.

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

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

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

5. Biryukov S. V. Proračun prirodnih ventilacijskih sustava na računalu // Sat. izvješća sa 7. znanstveno-praktičnog skupa 18. – 20. travnja 2002.: Aktualni problemi građevinske toplinske fizike / RAASN RNTOS NIISF. M., 2002.

Procesi kretanja zraka unutar prostora, njegovo kretanje kroz ograde i otvore u ogradama, duž kanala i zračnih kanala, strujanje zraka oko zgrade i interakcija zgrade s okolnim zrakom ujedinjeni su općim konceptom zraka. režima zgrade. Kod grijanja se uzima u obzir toplinski režim zgrade. Ova dva režima, kao i režim vlažnosti, usko su međusobno povezani. Slično toplinskom režimu, pri razmatranju zračnog režima zgrade razlikuju se tri zadatka: unutarnji, regionalni i vanjski.

Unutarnji zadatak zračnog režima uključuje sljedeća pitanja:

a) izračun potrebne izmjene zraka u prostoriji (određivanje količine štetnih emisija koje ulaze u prostor, odabir izvedbe lokalnih i općih ventilacijskih sustava);

b) određivanje parametara unutarnjeg zraka (temperatura, vlažnost, brzina kretanja i sadržaj štetnih tvari) i njihova raspodjela po volumenu prostora s različitim mogućnostima dovoda i odvoda zraka. Odabir optimalnih opcija za dovod i uklanjanje zraka;

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

d) proračun količine štetnih emisija koje izlaze ispod zaklona lokalnih ispušnih plinova (difuzija štetnih emisija u struji zraka i u prostorijama);

e) stvaranje normalnih uvjeta na radnim mjestima (tuširanje) ili u zasebnim dijelovima prostora (oaze) odabirom parametara dovodnog zraka.

Granični zadatak zračnog režima objedinjuje sljedeća pitanja:

a) određivanje količine zraka koja prolazi kroz vanjske (infiltracija i eksfiltracija) i unutarnje (preljevne) ograde. Infiltracija dovodi do povećanja gubitka topline prostora. Najveća infiltracija uočava se u nižim katovima višekatnih zgrada i u visokim industrijskim prostorima. Neorganizirano strujanje zraka između prostorija dovodi do onečišćenja čistih prostorija i širenja neugodnih mirisa po cijeloj zgradi;

b) proračun površina otvora za prozračivanje;

c) proračun dimenzija kanala, zračnih kanala, okna i drugih elemenata ventilacijskih sustava;

d) izbor metode obrade zraka - davanje određenih "uvjeta": za dotok - to je grijanje (hlađenje), vlaženje (sušenje), uklanjanje prašine, ozoniranje; za napu - ovo je čišćenje od prašine i štetnih plinova;

e) izrada mjera zaštite prostora od prodora hladnog vanjskog zraka kroz otvorene otvore (vanjska vrata, kapije, tehnološki otvori). Za zaštitu se obično koriste zračne i zračno-toplinske zavjese.

Vanjski zadatak zračnog režima uključuje sljedeća pitanja:

a) određivanje tlaka koji vjetar stvara na zgradu i njezine pojedine elemente (na primjer, deflektor, fenjer, fasade itd.);

b) izračun najveće moguće količine emisija koja ne dovodi do onečišćenja područja industrijskih poduzeća; određivanje ventilacije prostora u blizini zgrade i između pojedinih zgrada na industrijskoj lokaciji;

c) odabir mjesta za usisne i ispušne šahte ventilacijskih sustava;

d) proračun i predviđanje onečišćenja atmosfere štetnim emisijama; provjera primjerenosti stupnja pročišćavanja zagađenog zraka koji se emitira.

Osnovna rješenja za ventilaciju ind. zgrada.

42. Zvuk i buka, njihova priroda, fizičke karakteristike. Izvori buke u ventilacijskim sustavima.

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

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

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

Klasifikacija buke. Šumovi koji se sastoje od nasumične kombinacije zvukova nazivaju se statističkim šumom. Zvukovi s prevladavanjem bilo kojeg tona, uhvaćeni uhom, nazivaju se tonskim.

Ovisno o okolišu u kojem se zvuk širi, konvencionalno se razlikuju strukturna ili strukturna i zračna buka. Strukturna buka nastaje kada oscilirajuće tijelo dođe u izravan dodir s dijelovima strojeva, cjevovoda, građevinskih konstrukcija itd. te se kroz njih širi u obliku valova (uzdužnih, poprečnih ili oboje u isto vrijeme). Vibrirajuće površine prenose vibracije na čestice zraka u blizini, tvoreći zvučne valove. U slučajevima kada izvor buke nije povezan ni s jednom građevinom, buka koju on emitira u zrak naziva se zračna.

Prema prirodi pojave, buka se uvjetno dijeli na mehaničku, aerodinamičku i magnetsku.

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

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

Zvuk, u širem smislu, je elastični valovi koji se uzdužno šire u mediju i stvaraju u njemu mehaničke vibracije; u užem smislu – subjektivno opažanje tih vibracija od strane posebnih osjetilnih 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 raspona ljudskog sluha naziva se infrazvuk; više: do 1 GHz - ultrazvukom, od 1 GHz - hiperzvukom. Među zvučnim glasovima treba istaknuti i fonetske, govorne glasove i foneme (od kojih se sastoji usmeni govor) te glazbene zvukove (od kojih se sastoji glazba).

Izvor buke i vibracija u ventilacijskim sustavima je ventilator u kojem se odvijaju nestacionarni procesi strujanja zraka kroz impeler i u samo kućište. To uključuje pulsiranje brzine, stvaranje i odbacivanje vrtloga iz elemenata ventilatora. Ovi čimbenici su uzrok aerodinamičke buke.

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

1) vrtložna buka - posljedica stvaranja vrtloga i njihovog povremenog prekida kada zrak struji oko elemenata ventilatora;

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

3) rotacijski šum - svaka pokretna lopatica kotača ventilatora izvor je poremećaja zraka i stvaranja vrtloga. Udio rotacijske buke u ukupnoj buci ventilatora obično je zanemariv.

Vibracije konstrukcijskih 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 impelera za različite karakteristike mreže za centrifugalni ventilator s naprijed zakrivljenim lopaticama prikazana je na slici. Iz slike proizlazi da je pri perifernoj brzini većoj od 13 m/s mehanička buka kugličnih ležajeva „maskirana“ aerodinamičkom bukom; pri manjim brzinama dominira buka ležaja. Pri perifernoj brzini većoj od 13 m/s razina aerodinamičke buke raste brže od razine mehaničke buke. Centrifugalni ventilatori s unatrag zakrivljenim lopaticama imaju nešto nižu razinu aerodinamičke buke od ventilatora s naprijed zakrivljenim lopaticama.

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

Unutarnji zrak može mijenjati svoj sastav, temperaturu i vlažnost pod utjecajem raznih čimbenika: promjena parametara vanjskog (atmosferskog) zraka, oslobađanja topline, vlage, prašine itd. Kao rezultat ovih čimbenika, zrak u zatvorenom prostoru može poprimiti nepovoljne uvjete za ljude. Kako bi se izbjeglo pretjerano pogoršanje kvalitete zraka u zatvorenom prostoru, potrebno je izvršiti izmjenu zraka, odnosno promijeniti zrak u prostoriji. Dakle, glavni zadatak ventilacije je osigurati izmjenu zraka u prostoriji kako bi se održali projektni parametri unutarnjeg zraka.

Ventilacija je skup mjera i uređaja koji osiguravaju izračunatu izmjenu zraka u prostorijama. Ventilacija (VE) prostora obično se osigurava uz pomoć jednog ili više posebnih inženjerskih sustava - ventilacijskih sustava (VES), koji se sastoje od različitih tehničkih uređaja. Ovi su uređaji dizajnirani za obavljanje određenih zadataka:

• grijanje zraka (grijači zraka),
• čišćenje (filtri),
• zračni prijevoz (zračni kanali),
• poticanje pokreta (ventilatori),
• raspodjela zraka u prostoriji (razdjelnici zraka),
• otvaranje i zatvaranje kanala za kretanje zraka (ventili i kapci),
• smanjenje buke (prigušivači),
• smanjenje vibracija (izolatori vibracija i fleksibilni konektori) i još mnogo toga.

Uz korištenje tehničkih uređaja za normalno funkcioniranje ventilacije potrebna je provedba nekih tehničkih i organizacijskih mjera. Na primjer, da bi se smanjila razina buke, potrebno je pridržavati se normaliziranih brzina zraka u zračnim kanalima. BE bi trebao osigurati ne samo izmjenu zraka (VO), nego izračunata izmjena zraka(RVO). Dakle, BE uređaj zahtijeva obveznu idejni projekt, tijekom kojeg se utvrđuje RVO, dizajn sustava i načini rada svih njegovih uređaja. Stoga se BE ne smije miješati s ventilacijom, što je neorganizirana izmjena zraka. Kada stanar otvori prozor u dnevnoj sobi, to još nije ventilacija, jer se ne zna koliko je zraka potrebno, a koliko zapravo ulazi u prostoriju. Ako su, međutim, napravljeni posebni izračuni, te je utvrđeno koliko zraka treba dopremati u danu prostoriju i pod kojim kutom treba otvoriti prozor da upravo ta količina uđe u prostoriju, onda možemo govoriti o ventilaciji uređaj s prirodnom indukcijom kretanja zraka.

Pitanje 46. (+ Pitanje 80). Koja pitanja rješava unutarnji zadatak zračnog režima?

Procesi kretanja zraka unutar prostora, njegovo kretanje kroz ograde i otvore u ogradama, kroz kanale i zračne kanale, strujanje zraka oko zgrade i interakcija zgrade s okolnim zrakom kombinirani su općim konceptom. klimatizacija zgrade. Kada se uzme u obzir zračni režim zgrade, postoje tri zadaće: interni, regionalni i vanjski.

Unutarnji zadatak zračnog režima uključuje sljedeća pitanja:

a) izračun potrebne izmjene zraka u prostoriji (određivanje količine štetnih emisija koje ulaze u prostor, odabir izvedbe lokalnih i općih ventilacijskih sustava);

b) određivanje parametara unutarnjeg zraka (temperatura, vlažnost, brzina i sadržaj štetnih tvari) i njihova raspodjela po volumenu prostora s različitim mogućnostima dovoda i odvođenja zraka. Odabir optimalnih opcija za dovod i uklanjanje zraka;

c) određivanje parametara zraka (temperatura i brzina) u mlaznim strujama stvorenim dovodnom ventilacijom;

d) proračun količine štetnih emisija koje izlaze ispod zaklona lokalnih ispušnih plinova (difuzija štetnih emisija u struji zraka i u prostorijama);

e) stvaranje normalnih uvjeta na radnim mjestima (tuširanje) ili u zasebnim dijelovima prostora (oaze) odabirom parametara dovodnog zraka.

Pitanje 47. Koja pitanja rješava granični problem zračnog režima?

Granični zadatak zračnog režima objedinjuje sljedeća pitanja:

a) određivanje količine zraka koja prolazi kroz vanjske (infiltracija i eksfiltracija) i unutarnje (preljevne) ograde. Infiltracija dovodi do povećanja gubitka topline prostora. Najveća infiltracija uočava se u nižim katovima višekatnih zgrada i u visokim industrijskim prostorima. Neorganizirano strujanje zraka između prostorija dovodi do onečišćenja čistih prostorija i širenja neugodnih mirisa po cijeloj zgradi;

b) proračun površina otvora za prozračivanje;

c) proračun dimenzija kanala, zračnih kanala, okna i drugih elemenata ventilacijskih sustava;

d) izbor metode obrade zraka - davanje određenih "uvjeta": za dotok - to je grijanje (hlađenje), vlaženje (sušenje), uklanjanje prašine, ozoniranje; za napu - ovo je čišćenje od prašine i štetnih plinova;

e) izrada mjera zaštite prostora od prodora hladnog vanjskog zraka kroz otvorene otvore (vanjska vrata, kapije, tehnološki otvori). Za zaštitu se obično koriste zračne i zračno-toplinske zavjese.

Pitanje 48. Koja pitanja rješava vanjska zadaća zračnog režima?

Vanjski zadatak zračnog režima uključuje sljedeća pitanja:

a) određivanje tlaka koji vjetar stvara na zgradu i njezine pojedine elemente (na primjer, deflektor, fenjer, fasade itd.);

b) izračun najveće moguće količine emisija koja ne dovodi do onečišćenja područja industrijskih poduzeća; određivanje ventilacije prostora u blizini zgrade i između pojedinih zgrada na industrijskoj lokaciji;

c) odabir mjesta za usisne i ispušne šahte ventilacijskih sustava;

d) proračun i predviđanje onečišćenja atmosfere štetnim emisijama; provjera dostatnosti stupnja pročišćavanja emitiranog onečišćenog zraka.

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

unutarnje

Regionalni

Vanjski.

Interni zadaci uključuju:

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

2. određivanje parametara zraka u zatvorenom prostoru, sadržaja štetnih tvari

i njihovu raspodjelu po volumenu prostorija s različitim shemama ventilacije;

izbor optimalnih shema za dovod i uklanjanje zraka.

3. određivanje temperature i brzine zraka u mlazovima nastalim dotokom.

4. izračun količine opasnosti izbačenih iz tehnoloških skloništa

oprema

5. stvaranje normalnih uvjeta za rad, tuširanje i stvaranje oaza, odabirom parametara dovodnog zraka.

Problem granica je:

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

2. proračun otvora za prozračivanje

3. proračun dimenzija kanala, zračnih kanala, okna i drugih elemenata

4. odabir načina obrade preljevnog zraka (grijanje, hlađenje, čišćenje) za odvod - čišćenje.

5.proračun zaštite od prodora zraka kroz otvorene otvore (zračne zavjese)

Vanjski zadaci uključuju:

1. određivanje tlaka koji stvara vjetar na zgradu

2. proračun i određivanje ventilacije prom. stranice

3. odabir mjesta za usisne i ispušne šahte

4. izračun MPE i provjera dostatnosti stupnja pročišćavanja

1. Lokalna ispušna ventilacija. Lokalna usisavanja, njihova klasifikacija. Ispušne nape, zahtjevi i izračun.

Prednosti lokalne ispušne ventilacije (LEV)

Uklanjanje štetnih izlučevina izravno s mjesta njihova oslobađanja

Relativno slab protok zraka.

U tom smislu, MVV je najučinkovitiji i najekonomičniji način.

Glavni elementi MVI sustava su

2 - mreža kanala

3 - obožavatelji

4 - uređaji za čišćenje

Osnovni zahtjevi za lokalno usisavanje:

1) lokalizacija štetnih izlučevina na mjestu njihovog nastanka

2) uklanjanje onečišćenog zraka izvan prostora s visokim koncentracijama puno je veće nego kod opće ventilacije.

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

Sanitarni i higijenski zahtjevi:

1) maksimalna lokalizacija štetnih izlučevina

2) uklonjeni zrak ne smije proći kroz dišne ​​organe radnika.

Tehnološki zahtjevi:

1) mjesto nastanka štetnih emisija treba biti pokriveno koliko god to tehnološki proces dopušta, a otvoreni radni otvori trebaju imati minimalnu veličinu.

2) MO ne bi trebao ometati normalan rad i smanjiti produktivnost rada.

3) Štetni se sekreti u pravilu trebaju udaljavati od mjesta nastanka u smjeru njihovog intenzivnog kretanja. Na primjer, vrući plinovi idu gore, hladni plinovi se spuštaju.

4) MO dizajn treba biti jednostavan, imati nisku aerodinamičku otpornost, jednostavan za montažu i rastavljanje.

MO klasifikacija

Konstrukcijski, MO su projektirani u obliku raznih skloništa za ove izvore štetnih emisija. Prema stupnju izoliranosti izvora od okolnog prostora, MO se može podijeliti u tri skupine:

1) otvoren

2) poluotvorena

3) zatvoreno

MO otvorenog tipa uključuju zračne kanale smještene izvan izvora štetnih emisija iznad njega ili sa strane ili ispod, primjeri takvih MO su ispušne ploče.

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

Dimne nape

Ventilacijske komore ili ormari

Oblikovane zaklone od rotirajućih ili reznih alata.

Potpuno zatvoreni usisnici su kućište ili dio aparata koji ima mala propuštanja (na mjestima gdje kućište dolazi u dodir s pokretnim dijelovima opreme). Trenutno se neke vrste opreme izrađuju s ugrađenim MO (to su kabine za farbanje i sušenje, strojevi za obradu drveta).

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

Kišobrani na izvlačenje.

Ispušne nape nazivaju se otvori za zrak izrađeni u obliku skraćenih peramida smještenih iznad izvora štetnih emisija. Ispušne nape se obično koriste samo za prema gore zarobljene tokove štetnih tvari. To se događa kada se štetne izlučevine zagrijavaju i stvara se trajni temperaturni tok (temperatura >70). Ispušne nape se naširoko koriste mnogo više nego što zaslužuju. Kišobrane karakterizira činjenica da između izvora i ulaza zraka postoji razmak, prostor nezaštićen od okolnog zraka. Kao rezultat toga, okolni zrak slobodno struji prema izvoru i odbija protok štetnih emisija. Kao rezultat toga, suncobrani zahtijevaju značajne količine, što je nedostatak kišobrana.

Kišobrani su:

1) jednostavno

2) u obliku vizira

3) aktivan (s utorima oko perimetra)

4) s puhanjem zraka (aktivirano)

5) grupa.

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

Za rad kišobrana potrebno je poštivati ​​sljedeće

1) količina zraka koju isisava kišobran mora biti najmanje ona koja se ispušta iz izvora i dodaje se na putu od izvora do suncobrana, uzimajući u obzir utjecaj bočnih strujanja zraka.

2) Zrak koji struji prema kišobranu mora imati zalihu energije (uglavnom toplinu dovoljnu za prevladavanje gravitacijskih sila)

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

4) Potrebno je imati organiziran protok kako bi se izbjeglo prevrtanje propuha (za prirodnu ventilaciju)

5) Učinkovit rad kišobrana uvelike je određen ujednačenošću presjeka. Ovisi o kutu otvaranja kišobrana α. α =60 zatim Vc/Vc=1,03 za okrugli ili kvadratni presjek, 1,09 za pravokutni presjek α=90 1,65 Preporučeni kut otvaranja je α=65, pri čemu se postiže najveća ujednačenost polja brzine.

6) Dimenzije pravokutnog 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) Volumen ispuštenog zraka određuje se ovisno o toplinskoj snazi ​​izvora, a pokretljivost zraka u prostoriji Vn pri maloj toplinskoj snazi ​​provodi se prema formulama L=3600*F3*V3 m3/h gdje je f3 usisno područje, V3 je brzina usisavanja. Za netoksične sekrecije V3=0,15-0,25 m/s. Za otrovne, treba uzeti V3 = 1,05-1,25, 0,9-1,05, 0,75-0,9, 0,5-0,75 m/s.

Uz značajno oslobađanje topline, volumen zraka koji isisava 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 konvekcijske topline koja se oslobađa s površine izvora Q k = α k Fn(t n -t c).

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

1. Usisne ploče i bočni usisi, značajke i proračun.

U onim slučajevima kada se iz strukturnih razloga koaksijalni usis ne može locirati dovoljno blizu 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 se ovi lokalni usisi dijele na

1 - pravokutni

2 - ravnomjerne usisne ploče

Postoje tri vrste pravokutnih usisnih ploča:

a) jednostrano

b) sa zaslonom (za smanjenje volumetrijskog usisavanja)

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

volumen zraka koji uklanja bilo koja ploča određuje se formulom gdje je c koeficijent. ovisno o dizajnu ploče i njenom položaju u odnosu na izvor topline, Qk je količina konvektivne topline koju izvor oslobađa, H je udaljenost od gornje ravnine izvora do središta usisnih rupa ploče, B je dužina izvora.

Kombinirana ploča služi za uklanjanje toplinskog toka koji sadrži ne samo plinove, već i okolnu prašinu, 60% se uklanja u stranu, a 40% prema dolje.

U radionicama za zavarivanje koriste se uniformne usisne ploče.Nagnute ploče se široko koriste kako bi se osiguralo odstupanje baklje štetnih tvari od lica zavarivača. Jedna od najčešćih je ploča Chernoberezhsky. Usisni otvor je izrađen u obliku rešetke, otvoreno područje utora je 25% površine ploče. Pretpostavlja se da je preporučena brzina zraka u otvorenom dijelu proreza 3-4 m/s. Ukupna potrošnja zraka izračunava se prema specifičnoj potrošnji jednakoj 3300 m/h po 1 m2 usisne ploče. Ovo je uređaj za uklanjanje zraka zajedno sa štetnim emisijama u kupaonici gdje se vrši toplinska obrada. Usisavanje se događa sa strane.

razlikovati:

Jednostrano usisavanje kada je usisni otvor smješten uz jednu od dugih strana kade.

Dvostrano, kada su utori smješteni s obje strane.

Bočno usisavanje je jednostavno kada su utori smješteni u okomitoj ravnini.

Nagnut kada je utor horizontalan.

Postoje čvrsti, sekcijski s puhanjem.

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

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

1) jednostavno usisavanje treba koristiti na visokoj razini stajanja otopine u kadi, kada je udaljenost do usisnog otvora manja od 80-150 mm, pri nižem stajanju se koriste inverzni usisi, koji zahtijevaju mnogo manju potrošnju zraka.

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

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

4) Koriste se čvrste konstrukcije duljine do 1200 mm, a presječne duljine veće od 1200 mm.

5) Koristite usisne puhalice s širinom kade većom od 1500 mm. Kada je površina morta savršeno glatka, nema dijelova koji strše, nema operacije uranjanja.

Učinkovitost hvatanja štetnih tvari ovisi o ujednačenosti usisavanja duž duljine razmaka. Zadatak izračunavanja usisavanja na brodu svodi se na:

1) izbor dizajna

2) određivanje volumena usisanog zraka

Razvijeno je nekoliko vrsta proračuna usisavanja na brodu:

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

gdje je a tablična vrijednost specifičnog protoka zraka ovisno o duljini kupke, x je korekcijski faktor za dubinu razine tekućine u kadi, S je korekcijski faktor za pokretljivost zraka u prostoriji, l je dužina kupke.

Ugrađeno usisavanje s puhanjem je jednostavno jednostrano usisavanje koje se aktivira zrakom uz pomoć mlaza usmjerenog na usis uz zrcalo kade tako da se na njega naslanja, a mlaz postaje dalekometniji i protok u njemu smanjuje, volumen zraka za ispuhivanje je L=300kB 2 l