Естественная вентиляция производственных помещений

Естественная вентиляция может быть неорганизованной (инфильтрация) и организованной (аэрация). При неорганизованной вентиляции воздух поступает в помещение и удаляется из него через неплотности в наружных ограждениях, а также через окна, форточки и другие проемы.

С инженерной точки зрения, интерес представляет организованный воздухообмен. Он осуществляется при наличии в помещении световых фонарей с открывающимися створками, через которые происходит вытяжка воздуха, и окон в боковых стенках, работающих на приток.

В холодных цехах (не имеющих избыточных тепловыделений) воздухообмен осуществляется под действием ветра, в горячих цехах (с избыточным тепловыделением) – под суммарным действием ветра и разности давлений наружного и внутреннего воздуха.

Воздухообмен считается организованным потому, что он позволяет осуществлять заранее заданное направление движения и расход воздуха, а также регулировать эти параметры в соответствии с внутренними и внешними условиями.

Типовые схемы аэрации показаны на рис. 3.8, где цифрами 1 и 3 обозначены отверстия для приточного воздуха, а цифрами 2 и 4 – отверстия, работающие на вытяжку.

Рис. 3.8. Типовые схемы аэрации

Для аэрации обычно делают отверстия в продольных стенах здания: нижний ряд (для притока воздуха в теплый период) – на уровне не более 1,8 м; верхний ряд (для притока в холодный и переходный период) – на уровне не менее 4 м. На кровле здания устанавливается, как правило, аэрационный фонарь, через который воздух выходит из здания.

Естественный воздухообмен возникает под действием теплового напора, ветрового напора или того и другого одновременно.

Величина теплового напора определяется разностью плотностей воздуха снаружи и внутри помещения, а также расстоянием между приточными и вытяжными вентиляционными отверстиями:

h_т=Нg(ρ₁-ρ₂), Па (3.7.)

где Н – расстояние между центрами приточных и вытяжных отверстий, м; ρ₁ и ρ₂ – плотность воздуха снаружи и внутри помещения соответственно, кг/м³; g – ускорение свободного падения, м²/с.

Плотность воздуха можно определить по формуле:

ρ=0,465Р_а/(273+t), (3.8.)

где Р_а – атмосферное давление, мм рт. ст.; t – температура воздуха, ^оС.

Величина ветрового напора определяется по формуле:

, Па (3.9.)

где К – коэффициент аэрации, зависящий от расположения здания по отношению к направлению господствующего ветра; W – максимальная скорость господствующего ветра, м/с.

Значения К выбираются по таблицам. Так, при расположении здания под прямым углом к направлению господствующего ветра коэффициент аэрации составляет 0,8¸0,85 и – 0,45 соответственно с наветренной и подветренной сторон; при расположении здания под углом 60^о 0,7 и – 0,35; под углом 45^о 0,55 и – 0,3.

При единовременном действии теплового и ветрового напора общая величина естественной тяги:

h_е=h_т+h_n (3.10.)

Скорость движения воздуха в вентиляционном проеме определяется по формуле:

, м/с (3.11.)

Площадь проема, через который должно пройти необходимое количество воздуха (Q, м³/с) определяется по формуле:

, м² (3.12.)

где j - коэффициент расхода; при открытых на 90^о створах j=0,65; на 30^о - j=0,32.

Расчет естественного воздухообмена производственного помещения осуществляется в следующем порядке:

1. Определяются необходимые для расчета исходные данные (назначение и размеры помещения, его расположение относительно направления господствующего ветра; температура наружного воздуха и максимальная скорость ветра; коэффициенты аэрации К и расхода j).

2. Выбирается схема аэрации, т.е. определяется, какие отверстия будут работать на приток, какие – на вытяжку.

3. Определяется необходимое количество воздуха для проветривания помещения.

4. Распределяется воздухообмен между отверстиями. Для схемы, когда в здании имеется три отверстия (рис. 3.8.а) воздухообмен между отверстиями распределяется следующим образом: Q₁/Q₂=1; Q₁=Q₃=Q₂/2

Для схемы, представленной на рис. 3.8.б воздухообмен распределяется так: Q₁=Q₃; Q₂=Q₄; Q₁+Q₃=Q₂=Q₄.

5. Определяется величина естественной тяги и вычисляются площади вентиляционных проемов.