Основы расчета вентиляции

Расчет вентиляции проводят в последовательности:

1) определяют необходимый воздухообмен в помещении;

2) выбирают вид вентиляции – естественная, механическая или совмещенная;

3) определяют схему воздухообмена в помещении (места удаления и притока воздуха);

4) конструируют схемы вентиляционных систем исходя из схемы воздухообмена помещений;

5) подбирают оборудование для обработки воздуха (для очистки от загрязнений, для нагрева, при необходимости – для увлажнения или осушки);

6) проводят расчет потерь давления при транспортировке воздуха;

7) выбирают оборудование для транспортировки воздуха – вентиляторы для механических систем вентиляции, для систем естественной вентиляции при необходимости подбирают дефлекторы.

Исходными данными для расчета воздухообмена в помещениии являются:

1) нормируемые микроклиматические параметры воздуха рабочей зоны помещения на постоянных и непостоянных рабочих местах во время трудовой деятельности (температура, влажность, скорость движения воздуха, содержание вредных веществ, ионизация и др.) в зависимости от назначения помещения;

2) расчетные параметры наружного воздуха;

3) виды вредных выделений в помещении и их количество (тепло, влага, вредные вещества и др.);

4) размеры и форма помещения, расположение рабочих мест.

Параметры воздуха рабочей зоны помещения принимаются по нормативным документам в зависимости от назначения помещения и вида работ, выполняемых в нем.

Допустимые и оптимальные параметры воздуха рабочей зоны в помещениях в зимний и в летний период должны обеспечиваться системами вентиляции и кондиционирования воздуха в пределах расчетных климатических параметров наружного воздуха. Параметры наружного воздуха при проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха следует принимать в соответствии с нормами (СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», СНиП 23-01-99 «Строительная климатология») в зависимости от периода года и места расположения объекта.

Для теплого периода года:

- для систем вентиляции, воздушного душирования и кондиционирования третьего класса – параметры «А» (температура, °С, наружного воздуха обеспеченностью 0,95; удельная энтальпия, кДж/кг; скорость ветра – минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, но не менее 1 м/с);

- для систем кондиционирования первого класса – параметры «Б» (температура наружного воздуха обеспеченностью 0,99; удельная энтальпия; скорость ветра – минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, но не менее 1 м/с);

- для систем кондиционирования второго класса следует принимать температуру наружного воздуха для теплого периода года на 2°С и удельную энтальпию на 2 кДж/кг ниже установленных для параметров Б.

Для холодного периода года для систем вентиляции, воздушного душирования, систем кондиционирования – параметры «Б» (температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92; удельная энтальпия; скорость ветра – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, но не менее 1 м/с).

Для переходных условий года параметры наружного воздуха следует принимать:

- для систем вентиляции – температуру 8 °С и удельную энтальпию 22,5 кДж/кг; допускается принимать параметры, определяемые в пределах использования неподогретого наружного воздуха для притока;

- для систем кондиционирования – параметры, при которых кондиционер не расходует теплоту и холод.

Количество воздуха, необходимое для обеспечения нормативных параметров воздушной среды в рабочей зоне, следует определять расчетным методом отдельно для холодного, теплого и переходного периодов, учитывая неравномерность поступления и распределения вредных веществ, тепла и влаги в объеме помещений, в частности:

- в помещениях с тепловыделениями расчет ведется по избыткам явного тепла;

- в помещениях с тепло- и влаговыделениями расчет ведется по избыткам явного тепла, влаги, скрытого тепла с учетом необходимого предупреждения конденсации влаги на поверхностях строительных конструкций и оборудования;

- в помещениях с одновременным выделением в воздух нескольких вредных веществ расчет ведется по тому веществу, которое требует наибольшего расхода воздуха для обеспечения его ПДК (при однонаправленном действии вредных веществ расход воздуха определяется по каждому веществу с последующим их суммированием);

- в помещениях с одновременным выделением вредных веществ, тепла и влаги расчет ведется по каждому виду производственных выделений.

Также производится расчет расхода приточного воздуха для обеспечения норм взрывопожарной безопасности.

Для проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха используются результаты расчета с наибольшим расходом вентиляционного воздуха.

Количество выделяющихся в помещениях вредных веществ, тепла и влаги принимают по данным технологической части проекта, нормам технологического проектирования или паспорта на технологическое оборудование.

При отсутствии необходимых сведений проводятся исследования по оценке валовых выделений вредных веществ, тепла и влаги от технологического оборудования, работающего с полной нагрузкой в натурных или лабораторных условиях. Допускается использование результатов натурных исследований на аналогичных предприятиях или данных, полученных путем расчетов, что должно быть отражено в проекте. Отдельные расчетные зависимости для определения количества выделяющихся в помещениях тепла, влаги и вредных веществ приведены в разделах 5.3 и 5.4.

Определение количества воздуха, необходимого для обеспечения регламентированных параметров воздушной среды в рабочей зоне по кратности воздухообмена, не допускается, за исключением случаев, обоснованных нормативными документами, утвержденными в установленном порядке

При проектировании естественной и механической вентиляции в производственных помещениях расход наружного воздуха на одного работающего следует принимать в соответствии с СП 2.2.1.1312-03 «Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий», см. табл. 5.2.

Таблица 5.2

Минимальный расход, м³/ч, наружного воздуха на одного человека

Расчет расхода приточного воздуха

Расход воздуха L (при плотности приточного и удаляемого воздуха, равной 1,2 кг/м ):

а) по избыткам явной теплоты:

, м³/ч, (5.1)

где – расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м³/ч; Q – избыточный явный тепловой поток в помещение, Вт; c – теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/(м³·°С); – температура воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения, удаляемого системами местных отсосов, и на технологические нужды, °С; – температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, °С; – температура воздуха, подаваемого в помещение, °С; в формуле (5.1) – составляющая теплоты, удаляемой вместе с воздухом местных отсосов и технологических нужд;

б) по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ:

, м³/ч , (5.2)

где – расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м³/ч; – расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, мг/ч; – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом из обслуживаемой или рабочей зоны помещения, мг/м³; – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом за пределами обслуживаемой или рабочей зоны помещения, мг/м³; – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м³; в формуле (5.2) – масса веществ, удаляемых вместе с воздухом местных отсосов и технологических нужд.

При одновременном выделении в помещении нескольких вредных веществ, обладающих эффектом суммации действия, воздухообмен следует определять суммируя расходы воздуха, рассчитанные по каждому из этих веществ;

в) по избыткам влаги (водяного пара):

, м³/ч , (5.3)

где – расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м³/ч; W – избытки влаги в помещении, г/ч; – влагосодержание воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, г/кг; – влагосодержание воздуха, удаляемого за пределами обслуживаемой или рабочей зоны помещения, г/кг; – влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение, г/кг; в формуле (5.3) – часть влаги, удаляемой вместе с воздухом местных отсосов и технологических нужд.

Для помещений с избытком влаги следует проверять достаточность воздухообмена для предупреждения образования конденсата на внутренней поверхности наружных ограждающих конструкций при расчетных параметрах «Б» наружного воздуха в холодный период года;

г) по избыткам полной теплоты:

, м³/ч ; (5.4)

где – расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м³/ч; – избыточный полный тепловой поток в помещение, Вт; – удельная энтальпия воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, кДж/кг; – удельная энтальпия воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, кДж/кг; – удельная энтальпия воздуха, подаваемого в помещение, кДж/кг; в формуле (5.4) – часть полной теплоты, удаляемой вместе с воздухом местных отсосов и технологических нужд;

д) по нормируемой кратности воздухообмена:

, м³/ч, (5.5)

где – объем помещения, м³ (для помещений высотой 6 м и более следует принимать , где A – площадь помещения, м²); n – нормируемая кратность воздухообмена, ч^-1;

е) по нормируемому удельному расходу приточного воздуха:

, м³/ч; (5.6)

, м³/ч, (5.7)

где A – площадь помещения, м²; k – нормируемый расход приточного воздуха на 1 м² пола помещения, м³/(ч м²); N – число людей (посетителей), рабочих мест, единиц оборудования; m – нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 чел., на 1 рабочее место, на 1 посетителя или единицу оборудования, м³/ч,

В формулах (5.1—5.4) параметры воздуха , , следует принимать равными расчетным параметрам в обслуживаемой или рабочей зоне помещения (минимальные из допустимых параметров в соответствии с разд. 2 СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»), – равной ПДК в рабочей зоне помещения.

Расход воздуха для обеспечения норм взрывопожарной безопасности следует определять по формуле (5.2). При этом в формуле (5.2) и следует заменить на , мг/м³, где – нижний концентрационный предел распространения пламени по газо-, паро- и пылевоздушной смесям).