1. Вентиляция
1.1 Общие сведенеияи назначение
Для жизнедеятельности человека большое значениеимеет качество воздуха. От него зависит самочувствие, работоспособность и в конечномитоге здоровье человека. Качество воздуха определяется его химическим составом,физическими свойствами, а так же наличием в нем посторонних частиц. Современныеусловия жизни человека требуют эффективных искусственных средств оздоровления воздушнойсреды. Этой цели служит техника вентиляции.
Вообще вентиляцией (от лат. ventilatio – проветривание),согласно общепринятому определению, называют регулируемый воздухообмен в помещении,а также устройства, которые его создают. Назначением вентиляции является поддержаниехимического и физического состояния воздуха, удовлетворяющее гигиеническим требованиям,т. е. обеспечение определенных метеорологических параметров воздушной среды и чистотывоздуха. К факторам, вредное действие которых устраняется с помощью вентиляции,относятся: избыточная теплота (конвекционная, вызывающая повышение температуры воздуха,и лучистая); избыточные водяные пары – влага; газы и пары химических веществ общетоксичногоили раздражающего действия; токсичная и нетоксичная пыль; радиоактивные вещества.1.2Общие требования и показатели микроклимата
Санитарные правила устанавливают гигиеническиетребования к показателям микроклимата жилых, общественных и рабочих мест производственныхпомещений с учетом интенсивности энерготратпроживающих и работающих, временивыполнения работы, периодов года и содержат требования к методам измерения и контролямикроклиматических условий.
Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранениетеплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимоготеплового состояния организма.Показателями, характеризующими микроклиматв помещениях, являются:
— температура воздуха;
— температура поверхностей;
— относительная влажность воздуха;
— скорость движения воздуха;
— интенсивность теплового облучения.
При проектировании, строительствеи эксплуатации жилых зданий, предприятий коммунально-бытового обслуживания, учрежденийобразования, культуры, отдыха, спорта руководствуются требованиями Санитарно-эпидемиологическихправил и нормативов СанПиН 2.1.2.1002-00«Санитарно-эпидемиологические требованияк жилым зданиям и помещениям».
Особое внимание уделяется к производственнымпомещениям. Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимальноготеплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальноеощущение теплового комфорта пребывания в течение 8-часовой рабочей смены при минимальномнапряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья,создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительнымина рабочих местах.
При проектировании, строительстве и эксплуатациипроизводственных помещений руководствуются санитарными правилами нормами СанПиН2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».
Оптимальные величины показателей микроклиматанеобходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняютсяработы операторского типа, связанные с нервно-эмоциональным напряжением (в кабинах,на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительнойтехники и др.). Перечень других рабочих мест и видов работ, при которых должны обеспечиватьсяоптимальные величины микроклимата определяются Санитарными правилами по отдельнымотраслям промышленности и другими документами, согласованными с органами Государственногосанитарно-эпидемиологического надзора в установленном порядке.
При проектировании зданий и сооружений согласноСНиП 41-01-2003 следует предусматривать технические решения, обеспечивающие:
а) нормируемые метеорологические условия и чистотувоздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых, общественных, а также административно-бытовыхзданий предприятий;
б) нормируемые метеорологические условия и чистотувоздуха в рабочей зоне производственных, лабораторных и складских помещений в зданияхлюбого;
в) нормируемые уровни шума и вибраций от работыоборудования и систем теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования,а также от внешних источников шума. Для систем аварийной вентиляции и систем противодымнойзащиты при работе или опробовании в помещениях, где установлено это оборудование,допускается шум не более 110 дБА, а при импульсном шуме — не более 125 дБА;
г) охрану атмосферного воздуха от вентиляционныхвыбросов вредных веществ;
д) ремонтопригодность систем отопления, вентиляциии кондиционирования
е) взрывопожаробезопасность систем отопления,вентиляции и кондиционирования.
1.3 Классификация систем вентиляции
При всем многообразии систем вентиляции, обусловленномназначением помещений, характером технологического процесса, видом вредных выделенийи т.п., их можно классифицировать по следующим характерным признакам: по способусоздания давления для перемещения воздуха, по назначению, по зоне обслуживания ипо конструктивному исполнению.
По способу перемещения удаляемого из помещений и подаваемого в помещения воздуха различаютвентиляцию естественную (неорганизованную и организованную) и механическую(искусственную).
Под неорганизованной естественной вентиляциейпонимают воздухообмен в помещениях, происходящий под влиянием разности давленийнаружного и внутреннего воздуха и действия ветра через неплотности ограждающих конструкций,а также при открывании форточек, фрамуг и дверей. Воздухообмен, происходящий также под влиянием разности давлений наружного и внутреннего воздуха и действия ветра,но через специально устроенные в наружных ограждениях фрамуги, степень открытиякоторых с каждой стороны здания регулируется, является вентиляцией естественной,но организованной. Этот вид вентиляции называется аэрацией.
Механической или искусственной вентиляцией называется способ подачи воздуха в помещение илиудаления из него с помощью вентилятора. Такой способ воздухообмена является болеесовершенным, так как воздух, подаваемый в помещение, может быть специально подготовленнымв отношении его чистоты, температуры и влажности.
Вентиляцию с механическим побуждением (механическуювентиляцию) следует предусматривать:
а) если метеорологические условия и чистота воздухане могут быть обеспечены вентиляцией с естественным побуждением (естественной вентиляцией);
б) для помещений и зон без естественного проветривания.
Системы механической вентиляции, автоматическиподдерживающие в помещениях метеорологические условия на уровне заданных независимоот изменяющихся параметров внешней воздушной среды, называются системами кондиционированиявоздуха.
По способу организации воздухообмена в помещениях вентиляция может быть общеобменной, местной(локализующей), смешанной, аварийной ипротиводымной. По назначениюсистемы вентиляции подразделяются на приточные и вытяжные. Системы вентиляции, удаляющиезагрязненный воздух из помещения, называются вытяжными. Системы вентиляции,обеспечивающие подачу в помещение наружного воздуха, подогреваемого в холодный периодгода, называются приточными. Вытяжные системы вентиляции в зависимости отместа удаления вредных выделений, а приточные — от места подачи наружного воздухаподразделяются на общеобменные, местные и смешанные.
Общеобменная вентиляция предусматривается для создания одинаковых условийвоздушной среды (температуры, влажности, чистоты воздуха и его подвижности) во всемпомещении, главным образом в рабочей зоне. Когда какие-либо вредные вещества распространяютсяпо всему объему помещения или нет возможности или нет возможности уловить их в местахвыделения. Общеобменная вентиляция может быть как приточной, так и вытяжной,а чаще приоточно-вытяжной, обеспечивающей организованный приток и удалениевоздуха.
При местной вытяжной вентиляциизагрязненный воздух удаляется прямо из мест его загрязнения. Местная приточнаявентиляция применяется в тех случаях, когда свежий воздух требуется лишь в определенныхместах помещения (на рабочих местах). Примером такой вентиляции может служить воздушныйдуш – струя воздуха, направленная непосредственно на рабочее место.
Смешанные системы, применяемые главным образом в производственных помещениях,представляют собой комбинации общеобменной вентиляции с местной.
Аварийные вентиляционные установки, согласно СНиП 41-01-2003, предусматривают в помещениях, в которыхвозможно внезапное неожиданно выделение вредных веществ в количествах, значительнопревышающих допустимые. Эти установки включают только в том случае, если необходимобыстро удалить вредные выделения.
Противодымная вентиляция предусматривается для обеспечения эвакуации людейиз помещений здания в начальной стадии пожара.
Вопрос о том, какую из перечисленных систем вентиляцииследует устраивать, решается в каждом отдельном случае в зависимости от назначенияпомещения, характера вредных выделений, возникающих в нем. И схемы движения воздушныхпотоков внутри здания.
Подробную информацию о технических решениях поприменению видов вентиляции и о требованиях к проектированию систем вентиляции можнонайти в СНиП 41-01-2003, п. 7.
1.4 Естественная вентиляция
Канальными системами естественной вентиляцииназываются системы, в которых подача наружного воздуха или удаление загрязненногоосуществляется по специальным каналам, предусмотренных в конструкциях здания, илиприставным воздуховодам. Воздух в этих системах перемещается вследствие разностидавлений наружного и внутреннего воздуха.
Вытяжная естественная канальная вентиляция осуществляетсяпреимущественно в жилых и общественных зданиях для помещений, не требующих воздухообменабольше однократного. В производственных зданиях согласно СНиП 2.04.05 – 86 естественнуювентиляцию следует проектировать, если она обеспечит нормируемые условия воздушнойсреды в помещениях и если она допустима по технологическим требованиям.
Вытяжная естественная канальная вентиляция состоитиз вертикальных внутренних или приставных каналов с отверстиями, закрытыми жалюзийнымирешетками, сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты. Для усиления вытяжкивоздуха из помещений на шахте часто устанавливают специальную насадку – дефлектор.Загрязненный воздух из помещений поступает через жалюзийную решетку в канал. Поднимаетсявверх, достигая сборных воздуховодов, и оттуда выходит через шахту в атмосферу.Вытяжка из помещений регулируется жалюзийными решетками в вытяжных отверстиях, атак же дроссель-клапанами или задвижками, устанавливаемыми в сборном воздуховодеи в шахте.
В жилых зданиях массовой застройки традиционновыполняется естественная вытяжная вентиляция. В начале массового жилищного строительстваприменялась вентиляция с индивидуальными каналами от каждой вытяжной решетки, которыесоединялись с вытяжной шахтой непосредственно или через сборный канал на чердаке.В зданиях до четырех этажей эта схема применяется до сих пор. В высоких домах дляэкономии места через каждые четыре — пять этажей несколько вертикальных каналовобъединялось одним горизонтальным, от которого далее воздух направлялся к шахтепо одному вертикальному каналу.
В настоящее время принципиальным решением системестественной вытяжной вентиляции многоэтажных зданий является схема, включающаяв себя вертикальный сборный канал — «ствол» — с боковыми ответвлениями- «спутниками». Воздух поступает в боковое ответвление через вытяжноеотверстие, расположенное в кухне, ванной комнате или туалете и, как правило, в междуэтажномперекрытии над следующим этажом перепускается в магистральный сборный канал. Такаясхема значительно компактнее системы с индивидуальными каналами, может быть аэродинамическиустойчивой и отвечает требованиям противопожарной безопасности.
1.5 Механическая вентиляция
Системы механической вентиляции по сравнениюс естественной более сложны в конструктивном отношении и требуют больших первоначальныхзатрат и эксплуатационных расходов. Вместе с тем они имеют ряд преимуществ. К основнымих достоинствам относятся: независимость от температурных колебаний наружного воздухаи его давления, а также скорости ветра; подаваемый и удаляемый воздух можно перемещатьна значительные расстояния; воздух, подаваемый в помещение, можно обрабатывать (нагреватьили охлаждать, очищать, увлажнять и осушать). Вследствие этого механическая вентиляция,как приточная, так и вытяжная, получила весьма широкое применение, особенно в промышленности.
Приточные системы механической вентиляции состоятиз следующих конструктивных элементов: 1) воздухоприемного устройства, через котороенаружный воздух поступает в приточную камеру; 2) приточной камеры с оборудованиемдля обработки воздуха и подачи его в помещения; 3) сети каналов и воздуховодов,по которым воздух вентилятором распределяется по отдельным вентилируемым помещениям;4) приточных отверстий с решетками или специальных приточных насадок, через которыевоздух из проточных каналов поступает в помещения; 5) регулирующих устройств в видедроссель-лапанов или задвижек, устанавливаемых в воздухоприемных устройствах, наответвлениях воздуховодов и в каналах.
Вытяжные системы механической вентиляции обычносостоят из следующих элементов: 1) жалюзийных решеток и специальных насадков, черезкоторые воздух из помещений поступает в вытяжные каналы; 2) вытяжных каналов, покоторым воздух, извлекаемый из помещений, транспортируется в сборный воздуховод;3) сборных воздуховодов, соединенных с вытяжной камерой; 4) вытяжной камеры, в которойустановлен вентилятор с электродвигателем; 5) оборудования для очистки воздуха,если удаляемый воздух сильно загрязнен; 6) вытяжной шахты, служащей для отвода ватмосферу воздуха, извлекаемого из помещений; 7) регулирующих устройств (дроссель-клапанови задвижек).
Отдельные приточные и вытяжные системы механическойвентиляции могут не иметь некоторых из перечисленных элементов. Например, приточныесистемы вентиляции не всегда комплектуются фильтрами для очистки воздуха.
В настоящее время в общественных и производственныхзданиях устраивают преимущественно механическую вентиляцию, в которой воздух перемещаетсяпо сети воздуховодов и другим элементам системы с помощью радиальных и осевых вентиляторов,приводимых в действие электродвигателями.
Системы механической общеобменной вытяжной вентиляцииследует предусматривать для помещений складов с выделением вредных газов и паров,предусматривая резервную систему механической вытяжной вентиляции на требуемый воздухообмен,размещая местное управление системой при входе. Допускается предусматривать системыобщеобменной вентиляции с естественным побуждением при выделении вредных газов ипаров 3-го и 4-го классов опасности, если они легче воздуха.
2.Обзор литературы
2.1 Учебная,научная, научно-техническая литература
В IV разделе учебника«Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция» авторы, К. В. Тихомиров и Э.С. Сергеенко,рассматривают основные вопросы по вентиляции зданий, системам кондиционированиявоздуха, а также приводят основные понятия по холодо-снабжению. Так же приводятсяосновные положения проектирования систем теплогазоснабжения и вентиляции, расчетыих отдельных элементов.
Доктор технических наук, профессор В. Н. Богословскийв учебном издании «Вентиляция» рассматривает теоретические основы вентиляции и даетпрактические рекомендации по проектированию и эксплуатации вентиляционных системв жилых, общественных и промышленных зданиях и сооружениях. Автор излагает физическуюсущность явлений и процессов, связанных с вентиляцией, приводит краткое описаниевентиляционного оборудования. Так же в учебнике приводятся способы расчета системвентиляции и даны рекомендации по подбору оборудования. Книга является учебникомдля студентов специальности «ТГСиВ» строительных вузов. Она может быть полезна инженерам,занимающимся проектированием, монтажом, наладкой и эксплуатацией систем вентиляциив жилых, общественных и промышленных зданиях и сооружениях.
В справочнике проектировщика «Внутренние санитарно-техническиеустройства» кандидат технических наук Н. Н. Павлова приводит основные сведения,необходимые для проектирования систем вентиляции воздуха. Автор дает расчет системкондиционирования воздуха и аэрации промышленных зданий, а также воздуховодов ипневмотранспорта. Справочник предназначается для инженерно-технических работниковпроектных и строительных организаций.
2.2 Периодическая литература
В ходе выполнения курсовой работы были рассмотреныстатьи из журнала «АВОК», в котором содержится информация широкого кругаспециалистов об инженерных, нормативных и социальных проблемах энергосбережения,о новом оборудовании и материалах, о современных системах отопления, вентиляции,кондиционирования воздуха, о крупнейших российских и зарубежных производителях данногооборудования, о новых нормативных документах и стандартах, о развитии систем индивидуальногои централизованного теплоснабжения зданий, о строительной теплофизике и теплозащитныхкачествах ограждающих конструкций зданий и сооружений.
В журнале затронуты важные проблемы естественнойвентиляции. В статье «Возможности естественной вентиляции в городских условиях»говорится, что в связи с массовым применением в жилищном строительстве герметичныхокон со стеклопакетами появились и специфические проблемы, достаточно редкие в предыдущиегоды. Резкое снижение притока свежего воздуха через притворы современных окон делаетпрактически неработоспособной систему естественной вентиляции. В связи с этим появляетсядухота, увеличивается относительная влажность воздуха, происходит выпадение конденсатана окнах и стенах. Автор статьи, В.П. Харитонов, рассказывает о решениях этой проблемыпри помощи современных методов, например, такого, как комбинированная схема вентилирования.
М.А. Малахов в статье «Естественно-механическиесистемы вентиляции» рассказывает о естественно-механической системе вентиляции эжекторноготипа, которые используются при проектировании зданий повышенной этажности. Предложеннаясистема является универсальным решением для жилых зданий массового строительства,она малозатратна и экономична в эксплуатации по расходу электроэнергии, а такжепозволяет выполнить реконструкцию существующих зданий с теплыми чердаками. Авторприводит в публикуемой статье данные по расчету и конструированию эжекторных установок.
2.3 Нормативная литература
Оформление курсовой работы выполнялось в соответствиис нормативными документами. Основными источниками служили ГОСТы ЕСКД, СТО ЮУрГУ21-2008.
ЕСКД — комплекс стандартов, устанавливающих взаимосвязанныенормы и правила по разработке, оформлению и обращению конструкторской документации,разрабатываемой и применяемой на всех стадиях жизненного цикла изделия (при проектировании,изготовлении, эксплуатации, ремонте и др.). ГОСТ ЕСКД 2.105-95 устанавливает общиетребования к выполнению текстовых документов на изделия машиностроения, приборостроенияи строительства.
СТО ЮУрГУ 21-2008 — стандарт содержит требованияк содержанию и оформлению курсовых и выпускных квалификационных работ.
В ходе изучения вопроса о вентиляции были использованыСНиПы и СанПиНы.
Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4.548-96«Гигиеническиетребования к микроклимату производственных помещений» предназначены для предотвращениянеблагоприятного воздействия микроклимата рабочих мест, производственных помещенийна самочувствие, функциональное состояние, работоспособность и здоровье человека.
Санитарно-эпидемиологические правила и нормативыСанПиН 2.1.2.1002-00 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиями помещениям» устанавливают санитарные требования, которые следует соблюдатьпри проектировании, реконструкции, строительстве, а также содержании эксплуатируемыхжилых зданий и помещений, предназначенных для постоянного проживания, за исключениемгостиниц, общежитий, специализированных домов для инвалидов, детских приютов, вахтовыхпоселков.
СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»распространяются на системы теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционированиявоздуха в помещениях зданий и сооружений. Нормы содержат требования санитарной,экологической, пожарной безопасности при пользовании, а также требования надежностии энергосбережения к системам теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционированиявоздуха зданий и сооружений.