Вентиляции, ее назначение и основные задачи

Воздух, находящийся внутри помещений, может изменять свой состав, температуру и влажность под действием самых разнообразных факторов: изменений параметров наружного (атмосферного) воздуха, выделения тепла, влаги, пыли и вредных газов от людей и технологического оборудования. В результате воздействия этих факторов воздух помещений может принимать состояния, неблагоприятные для самочувствия людей или препятствующие нормальному протеканию технологического процесса. Чтобы избежать чрезмерного ухудшения качества внутреннего воздуха, требуется осуществлять воздухообмен, то есть производить смену воздуха в помещении. При этом из помещения удаляется загрязненный внутренний воздух и взамен подается более чистый, как правило, наружный, воздух.

Таким образом, основной задачей вентиляции является обеспечение воздухообмена в помещении для поддержания расчетных параметров внутреннего воздуха.

Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, обеспечивающих расчетный воздухообмен в помещениях. Вентиляция (ВЕ) помещений обычно обеспечивается при помощи одной или нескольких специальных инженерных систем – систем вентиляции (СВЕ), которые состоят из различных технических устройств. Эти устройства предназначены для выполнения отдельных задач:

• нагревание воздуха (воздухонагреватели),
• очистка (фильтры),
• транспортирование воздуха (воздуховоды),
• побуждение движения (вентиляторы),
• распределение воздуха в помещении (воздухораспределители),
• открывание и закрывание каналов для движения воздуха (клапана и заслонки),
• снижение уровня шума (шумоглушители),
• снижение вибрации (виброизоляторы и гибкие вставки), и многое другое.

Кроме применения технических устройств для нормального функционирования вентиляции требуется реализация некоторых технических и организационных мероприятий. Так, для снижения уровня шума требуется соблюдение нормируемых скоростей воздуха в воздуховодах, для снижения утечек воздуха из воздуховодов качественное их изготовление и монтаж, а также использование герметизирующих материалов. Требуется обеспечить правильное управление работой СВЕ, что достигается использованием средств автоматики в совокупностьи с ручным управление и настройкой.

Особо следует отметить, что ВЕ должна обеспечивать не просто воздухообмен (ВО), а расчетный воздухообмен (РВО). Таким образом, устройство ВЕ требует обязательного предварительного проектирования, в процессе которого определяется РВО, конструкция системы и режимы работы всех ее устройств. Поэтому ВЕ не следует путать с проветриванием, которое представляет неорганизованный воздухообмен. Когда житель открывает форточку в жилой комнате, это еще не вентиляция, так как неизвестно, сколько воздуха требуется, и сколько его в действительности поступает в помещение. Если же выполнены специальные расчеты, и определено, сколько воздуха надо подать в данное помещение и на какой угол надо открыть форточку, чтобы именно такое количество его и поступало в помещение, то можно говорить об устройстве вентиляции с естественным побуждением движения воздуха.

СВЕ относятся к системам обеспечения микроклимата помещений. Общая иерархия СОМК выглядит следующим образом:

1. Ограждающие конструкции зданий (НОК);
2. Системы отопления (СО);
3. Системы вентиляции (СВЕ);
4. Системы кондиционирования воздуха (СКВ).

Таким образом, в общей иерархии СОМК СВЕ занимают место между СО и СКВ. НОК являются основой для создания микроклимата (МК). Именно за счет их и формируется определенный ограниченный объем, называемый зданием (помещением). Без НОК нет помещения и, следовательно, бессмысленно говорить о понятии МК. НОК способны защитить от или ослабить воздействие следующих факторов:

• атмосферные осадки;
• воздействие ветра;
• воздействие прямых солнечных лучей;
• резкие изменения температуры.

Лишь в отдельных случаях, при наличии тепловых поступлений в помещение, НОК способны обеспечить в холодное время требуемый температурный режим в помещении. В подавляющем большинстве случаев использования только НОК недостаточно для поддержания требуемой температуры в помещении, поэтому для этого требуется использование дополнительных систем — ОТ, СВЕ, СКВ или их сочетания.

СО является инженерной системой, предназначенной для поддержания в помещениях только требуемой температуры. Поддержание на должном уровне других параметров МК эта система обеспечить не может. Поддержание заданной температуры обеспечивается системой СО за счет дополнительного притока тепла в помещение от нагревательных приборов или за счет подачи нагретого воздуха, как правило, в режиме рециркуляции (РЦ).

СВЕ является более развитой инженерной системой. Она способна обеспечивать поддержание на требуемом уровне более широкого набора параметров воздуха:

• температура (не во всех случаях);
• подвижность (скорость);
• относительная влажность (не во всех случаях);
• запыленность;
• концентрация вредных веществ.

СВЕ, как правило, не имеет устройства для охлаждения воздуха и осушения. Поэтому в теплое время года она не всегда способна обеспечить поддержание температуры и влажности в помещении на оптимальном уровне. Учитывая это, СВЕ обычно рассчитывается на поддержание не оптимальных, а допустимых параметров внутреннего воздуха. Тем не менее, при определенных состояниях наружного воздуха, СВЕ не способна обеспечить даже допустимые параметры. Например, летом при высокой влажности наружного воздуха (около 100%) невозможно обеспечить в помещении с избытками влаги относительную влажность внутреннего воздуха в пределах 75%.

СКВ является наиболее сложной, совершенной и мощной системой, которая в комплексе с НОК способна обеспечить в помещении поддержание всех заданных параметров воздуха на требуемом уровне с заданной степенью обеспеченности (надежности).

Четкой границы между СВЕ и СКВ нет. В традиционном понимании СКВ отличается от СВЕ только наличием источника искусственного холода (холодильная машина ХМ) и воздухоохладителя той или иной конструкции. В некоторых случаях (в жарком и сухом климате) возможен промежуточный вариант испарительного (адиабатического) охлаждения воздуха без использования ХМ. В этом случае говорят о неполном кондиционировании или вентиляции с испарительным охлаждением.

Кроме того, системы СВЕ и СКВ часто выполняют роль систем воздушного отопления, подавая в помещение перегретый воздух. В этом случае говорят о воздушном отоплении, совмещенном с вентиляцией.

При выполнение основной задачи ВЕ – создание воздухообмена в помещениях здания – СВЕ связаны определенным образом с самим помещением и с наружным воздухом. Воздух при работе СВЕ перемещается из атмосферы снаружи здания внутрь его через отверстия и проемы в НОК, каналы и воздуховоды СВЕ, и поступает внутрь помещений через воздухораспределительные устройства (ВР), а затем аналогичным образом удаляется из помещения в атмосферу. Весь этот процесс объединяется понятием воздушный режим здания (ВРЗ). Вопросы, связанные с ВРЗ делят на три задачи (группы): внутреннюю, краевую и внешнюю.

Вопросы внутренней задачи касаются моментов, связанных с расчетом параметров воздуха и его движения в самом помещении:

• расчет выделения вредных веществ, тепла и влаги в помещении;
• расчет работы местных отсосов от технологического оборудования и местной приточной вентиляции (душирование);
• расчет требуемого воздухообмена, то есть количества подаваемого воздуха;
• расчет параметров воздуха в помещении, равномерности их распределения по площади или объему помещения;
• расчет параметров приточных и вытяжных струй, создаваемых вентиляционными отверстиями, решетками и воздухораспределителями.

Вопросы краевой задачи касаются моментов, связанных с расчетом движения воздуха из атмосферы в помещение через различные устройства:

• расчет инфильтрации воздуха в помещения и эксфильтрации его из помещений через неплотности в НОК (неорганизованный воздухообмен);
• расчет площади приточных и вытяжных проемов при аэрации;
• расчет размеров вентиляционных каналов и потерь давления при движении воздуха пол ним;
• выбор способа обработки воздуха и расчет требуемого вентиляционного оборудования;
• расчет воздушной завесы для защиты проемов от чрезмерного проникновения наружного воздуха.

Вопросы внешней задачи касаются моментов, связанных с расчетом движения воздуха в атмосфере и около НОК:

• расчет ветровых давлений, создаваемых на наружной поверхности НОК;
• выбор мест расположения воздухозаборных, приточных и вытяжных проемов;
• расчет максимальнодопустимого количества выбросов, не приводящего к загрязнению площадки;
• расчет концентраций вредных веществ в приземном слое, проветривания территории площадки, выбор оптимального расположения здания.