Охрана Труда

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Главная Промышленная санитария Вентиляция Принципы устройства естественной вентиляции

Принципы устройства естественной вентиляции

При естественной вентиляции смена воздуха происходит под влиянием теплового и ветрового напора. Действие теплового и ветрового напора проявляется преимущественно одновременно.

Воздухообмен в производственных зданиях может быть орга­низованным и неорганизованным. Организованный воздухооб­мен включает в себя регулирование кратности воздухообмена и скорости

движения воздуха. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий предусматривают устройство организованного воздухообмена во всех производственных помещениях с кубатурой на одного работающего менее 20 м3, при этом возду­хообмен должен быть в количестве не менее 30 м3/час на одного работающего. В помещениях с кубатурой на одного работающего от 20 до 40 м3, воздухообмен должен быть в количестве не ме­нее 20 м3/час на одного работающего.

Организованный воздухообмен обычно создается управляе­мым проветриванием или дефлекторами. Неорганизованный воз­духообмен (инфильтрация) в помещениях происходит через не­плотности ограждающих конструкций (окна, двери, пористость ограждающих конструкций и т. д.).

Согласно санитарным нормам, неорганизованный приток на­ружного воздуха для возмещения вытяжки в холодный период года допускается в объеме не более однократного воздухообмена в час.

Организованная естественная вентиляция — аэрация. В про­изводственных помещениях аэрация осуществляется обычно че­рез световые фонари, окна или через специальные          шахты или проемы. Крат­ность воздухообмена, а также направление воз­душного потока при аэра­ции можно регулировать величиной открытия проемов в соответствии с теп­ловым и ветровым напо­рами.

Причиной движения воздуха в помещении яв­ляется разность весов столбов наружного и внутреннего воздуха (располагаемый напор). Этот напор расходуется на преодоление сопротивления движению воздуха внутри здания.

Равенство давлений воздуха снаружи и внутри производ­ственного помещения имеет место лишь в некоторой горизонталь­ной плоскости, между полом и потолком. Эта плоскость назы­вается зоной равных давлений (рис. 7).

Обозначим через P1 вес столба воздуха высотою Н1 — от центра нижних отверстий до плоскости равных давлений. Оче­видно, разность давлений на уровне центра нижних отверстий будет

∆ P1 = H1γн - H1γв = H1 (γн - γв) кг/м2

Схема распределения давлений

Рис. 7. Схема распределения давлений.

1 — вытяжка; 2 — приток.

Аналогично разность давлений на уровне центра верхних отверстий

∆ P2 = H2 (γн - γ) кг/м2.

При этом давление в помещении выше наружного.

Общая величина всего располагаемого напора будет

∆ P = ∆ P1 +∆ P2 = H1 (γн - γв) + H2 (γн - γв).

но так как

H1 + H2 = H, то ∆ P = H (γн - γ) кг/м2.

На основании приведенной формулы можно заключить, что для создания большего теплового напора необходимо увеличивать расстояние между приточными и вытяжными отверстиями, что достигается в большинстве случаев устройством фонарей.

Схема аэрации многопролетного цеха

Рис. 8. Схема аэрации многопролетного цеха: а) активизированный профиль; б), в) аэрационная вышка.

Большое значение имеет правильное размещение приточных отверстий. Рекомендуется в теплые периоды года обеспечить при­ток свежего воздуха в нижнюю зону помещения с таким расчетом, чтобы свежий воздух поступал на рабочие места (рис. 8).

В холодное время, во избежание простудных заболеваний, рекомендуется обеспечить приток воздуха на высоте 4—6 м от пола; при этом наружный воздух, доходя до рабочих мест.

Действие ветра. При наличии ветра на наветренных сторонах здания возникают избыточные давления, а над кровлей (с углом подъема более 45°) и на подветренной стороне возникает разрежение (рис. 10).

Схема аэрации многопролетного цеха

Рис. 10. Схема обтекания здания ветром.

Разность давлений делает возможным вход воздуха через все открытые проемы наветренной стороны и выход через отверстия и проемы подветренной стороны.

Величину наибольшего давления, которое создается потоком воздуха при внезапном его торможении, можно определить по формуле

Pд = υ2 * γн - 2g кг/м2,

где Рд— динамическое (скоростное) давление в кг/м2;

υ — скорость ветра в м/сек;

γн — удельный вес атмосферного воздуха в кг/м3;

g — ускорение земного притяжения в м/сек2.

Как показывают исследования, повышение давления на навет­ренной стороне здания обычно лежит в пределах от 0,75 Рд до 0,85 Рд .

Величина разрежения на подветренной стороне здания лежит и пределах от 0,40 Рд до 0,45 Рд.

Разность давлений с наветренной и подветренной стороны знания превышает скоростное давление ветра на 15—30%.

Профиль фонаря оказывает серьезное влияние на эффектив­ность действия аэрации. Получивший в свое время широкое рас­пространение М-образный профиль фонаря не дает возможности использовать разрежение у кромки срыва потока и часть отработанного воздуха возвращается обратно в рабочую зону. Следовательно, эффективность аэрации зави­сит также и от проветривания межфонарного пространства.

Эти недостатки устранены в фонаре систе­мы В. В. Батурииа-Бранта (рис. 11), в кото­ром вследствие расположения фрамуг в непо­средственной близости к зоне повышенного давления разрежение в районе фрамуг значи­тельно лучше, чем в М-образном профиле; кро­ме того, межфонарное пространство загряз­няется в значительно меньшей степени.

Основным способом регулирования служит изменение площади открытия приточных отвер­стий. Величина воздухообмена регулируется ко­личеством и степенью открытия приточных фрамуг.

Общая площадь открытых фрамуг определяется по объему воздуха, который должен поступать в помещение и удаляться от него.

Объем воздуха, проходящего через отверстие, снабженное створным переплетом, можно определить по формуле

Lnp = Fμυ * 3600 м3/час,

где F — площадь проема в м;

υ — расчетная скорость в м/сек;

μ – коэффициент  расхода; для открытых проемов или при створных переплетах, открытых на угол 90°, μ = 0,65, на 4-5° — μ = 0,44 и на 30° — μ = 0,32.

Предложены различные конструкции азрационных фонарей. Экспериментальная проверка их эффективности производилась в Центральном на­учно-исследовательском институте промышленных сооружений (см. работу

Разновид­ности аэрационных фонарей

Рис. 11. Разновид­ности аэрационных фонарей.

Скорость движения воздуха в проеме можно определить по формуле

υ = √ 2g * ∆P / γ  м/час,

где P – разность давлений в кг/м2;

γ —удельный вес воздуха в кг/м3;

g— ускорение земного притяжения; g = 9,81 м/сек2.

Для быстрого и легкого открытия и закрытия створок, осо­бенно когда они больших размеров или их большое количество, рекомендуется устраивать специальные механические приводы для открывания створок. Механические приводы необходимо снабжать автоматическими остановами для удержания створных переплетов в любом положении.

При отсутствии фонарей, а также для местных отсосов и с целью использования ветра для вытяжки или усиления тепловой тяги, на вытяжные трубы ставятся дефлек­торы.

На рис. 12 изображен звездообразный дефлектор. Он представляет собою верти­кальную коробку с боковыми стенками, об­разующими звезду с нечетным числом узких вертикальных щелей (обычно 7). Этот де­флектор при безветрии ухудшает естествен­ную тягу в трубе, а при сильном ветре через щели его может заноситься дождь или снег. Круглый дефлектор ЦАГИ (рис. 13) не имеет этих недостатков и из многочисленных конструкций дефлекторов является лучшим по аэродинамическим показателям и наибо­лее простым в изготовлении. Этот дефлектор представляет собою цилиндрическую обечайку, укрепленную над вытяжной трубой, уширенной вверху. Тяга в трубе создается разрежением, образующимся при обтекании обечайки ветром.

Преимущества и недостатки естественной вентиляции. Основ­ными преимуществами естественной вентиляции являются:

1) Отсутствие расхода электроэнергии па перемещение воздуха.

2) Небольшая стоимость устройства и эксплуатации.

3) Простота устройства и эксплуатации.

4) Отсутствие затрат тепла на подогрев воздуха, так как по­ступающий воздух подогревается за счет избытков тепла в поме­щении.

Звездообразный дефлектор

Рис. 12 Звездообразный дефлектор.

Наряду с преимуществами, естественная вентиляция имеет и серьезные недостатки, главными из которых являются:

1) При наличии небольших избытков тепла в помещении и отсутствии возможностей подогрева воздуха температура воздуха в рабочей зоне в зимнее время может сильно понизиться, что может вызвать простудные заболевания.

2) Влажность воздуха устанавливается в рабочем помещении в зависимости от состояния наружного воздуха.

3) Ограничиваются возможности очистки удаляемого воздуха от пыли.

4) Отсутствует возможность распределения приточного воз­духа на определенные ра­бочие места.

Перечисленные недо­статки естественной вен­тиляции вызывают необ­ходимость устройства в производственных пред­приятиях механической вентиляции.


 

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или авторизируйтесь пожалуйста на сайте.