Требования к промышленным вентиляционным системам
Независимо от того, каким образом осуществляется воздухообмен, в цехах, офисах организаций должны соблюдаться санитарные стандарты, определенные СНиП. Из ключевых положений стоит сказать о наиболее существенных:
Система вентилирования должна присутствовать на производстве любого рода: при этом не имеет значения, в какой степени загрязнена окружающая среда и сколько сотрудников работает. Обустройство вентиляционной системы не должно повлечь за собой еще одно загрязнение. В новом оборудовании подобный «вариант» исключен: данное требование относится к устаревшим установкам. Работающая система вентиляции не должна стать источником шума, превышающего санитарные нормы. На загрязненных производствах объем удаляемого воздуха должен превышать количество приточного. В помещениях, где загрязненные вещества отсутствуют (например, в кабинетах), необходимо создать обратную ситуацию. Т. е. выход меньше, приток больше. Тогда удаляемые потоки из цехов не попадут в находящиеся рядом помещения, где воздух чистый изначально. В иных случаях нужно соблюдать баланс выхода и притока. Вентиляционные установки, их монтаж регламентируются специальными пунктами СНиПа
Система может быть любой, важно лишь, чтобы предписанные санитарные нормы с ее помощью выполнялись
Проведение расчетов
Вентиляционная система выполняет большое количество разных функций, но обеспечить нормальную очистку воздуха сможет лишь достаточное количество разного оборудования. Потому во время установки нужно сделать правильный расчет местной вентиляции и производительности используемого оборудования. Надо помнить и о том, что для разных задач применяются различные виды вытяжных систем.
Местная вытяжка
Местная вытяжка
Если в промышленном помещении производятся выбросы, то их нужно всасывать в максимальной близости от основного источника. Это сможет сделать их вывод более эффективным.
Обычно источниками являются разные технологические емкости, также выбрасывать в воздух загрязненные вещества могут работающие приборы. Чтобы улавливать вредные элементы, применяют локальные вытяжки — отсосы. Как правило, они изготавливаются форме зонта и располагаются около источника газа или пара. В определенных ситуациях эти установки находятся в комплекте с вентиляционным оборудованием, в иных случаях вентиляцию промышленных зданий рассчитывают. Произвести это очень просто, зная формулу и имея определенную исходную информацию.
Чтобы выполнить расчет, нужно произвести разные замеры и определить такие показатели:
- Если этот источник выброса имеет округлую форму, то нужно узнать его диаметр (индекс d).
- Сечение источника выброса, длину сторон, размер, если у него прямоугольная форма (определяется a*b).
- Планируемая или уже находящаяся высота вытяжного оборудования над источником выброса (индекс z). Причем необходимо не забывать, что чем ближе находится вентиляция к месту загрязнения, тем эффективней улавливаются вредные элементы. Потому зонт необходимо устанавливать максимально низко над источником.
- Скорость улавливания в районе оборудования (зонта) (индекс vз).
- Скорость передвижения воздушных потоков на участке, в котором проходит выброс (индекс vв).
Методика расчета прямоугольного устройства выглядит так:
A=a+0,8z, где A — это сторона вытяжки, a — сторона источника выделений, z — требуемое расстояние от источника до вытяжной системы.
B=b+0,8z, где B — это сторона вытяжного прибора, b — сторона источника выделений, z — расстояние от источника до вытяжной системы.
D=d+0,8z, где D — диаметр вентиляционной системы, d- диаметр источника выделений, z — дистанция от источника до вытяжного оборудование.
Общеобменная система
Общеобменная система
Простейший вариант, если во время работы нет вредных загрязнений разных типов, а есть лишь те, что выделяются рабочими. Необходимое количество чистого воздуха сможет обеспечить требуемые условия для работы, соблюдение санитарных норм и чистоту рабочего процесса.
Чтобы определить требуемое количество воздуха для рабочих, можно воспользоваться формулой: L=N*m, где L — требуемый объем воздуха (м3/час), N — число сотрудников в промышленном помещении, m — расход воздуха, который требуется для одного рабочего в час.
Расход на одного рабочего является фиксированным показателем, указанным в СНиП. В правилах описано, что количество воздуха на человека составляет 30 м3/ч в проветриваемом помещении, если этой возможности нет, то нормой является 60 м3/ч.
Сложнее происходят расчеты, когда находятся разные источники выброса, тем более если они располагаются на значительной площади и в большом количестве. В таком случае локальные вытяжные системы не могут помочь полноценно избавиться от вредных элементов. Потому в промышленных помещениях зачастую прибегают к такому способу.
Выбросы рассеивают, а после избавляются при помощи общеобменной вентиляционной системы. На все вредоносные элементы устанавливаются свои ПДК (предельно допустимые концентрации), эти показатели описаны в специализированной литературе.
Рассчитать количество загрязненных элементов можно по такой формуле:
Если происходит выделение нескольких разновидностей загрязняющих элементов, то требуется определить необходимый объем чистого воздуха для всех из них, а затем суммировать. Вследствие этого получится общее необходимое количество воздуха.
Виды промышленной вентиляции
Воздухообмен в промышленных местах можно осуществить разными способами. В зависимости от организации устройства, различают три вида производственной вентиляции:
- Естественная
- Механическая (искусственная)
- Смешанная
Каждый вид имеет свои особенности и недостатки, которые следует учитывать при организации системы на производстве.
По принципу функционирования
Естественная. Основывается на природной циркуляции воздушных потоков с разными температурой, давлением, плотностью. Тяжелый холодный воздушный поток вытесняет более легкий и теплый. В промышленном помещении этот процесс может происходить через естественные зазоры, неплотности оконных дверных проемов, либо организованные приточные и вытяжные проемы, закрытые решетками, дефлекторами. Зависит от атмосферных условий, силы и направления ветра, времени года (зимой проветривание осуществляется лучше за счет сильной тяги). Данный способ подходит далеко не всем производствам, особенно там, где есть вредные выбросы от работающей техники. Может устанавливаться, например, в помещениях сельскохозяйственного направления.
Искусственная вентиляция. Если производство предполагает побочный эффект в виде токсичных теплогазовыделений, механическая вентиляция производственных помещений строго обязательна. Главная функция – отведение отработанного воздухопотока от рабочей зоны персонала, препятствие проникновению вредных паров в другие помещения, отсеки, а также подача свежего уличного воздуха (очищенного или неочищенного) общим потоком или адресно. Организовывается при помощи механических средств подачи-отведения воздушных масс (приточных, вытяжных вентиляторов, крышных установок). Является более эффективным способом очищения, циркуляции воздухопотока внутри промышленного цеха.
По принципу локализации
- Общеобменная. Рассчитана на равномерное очищение всего цеха от вредных технологических тепловыделений, нормализуя температурно-влажностный показатель, скорость движения воздуха. Быстро справляется с небольшим процентом загрязнения воздушных масс.
- Местная вентиляция. Применяется, когда есть локализация большого количества токсинов, паров, задымленности и т.д. в определенном месте. Устанавливается непосредственно над источником повышенного теплогазовыделения. Могут использоваться вытяжные зонты или гибкий воздуховод, подключенный непосредственно к оборудованию. Применяется совместно с общей вентиляционной системой в качестве дополнительного очищающего воздух оборудования.
- Аварийная. Устанавливается и применяется в дальнейшем при экстренных случаях, например, пожаре, чрезмерном выбросе ядовитых веществ промышленным оборудованием, высоком уровне задымленности и др.
По принципу направленности потока
- Установки приточной вентиляции. Принцип действия основан на вытеснении холодным притоком теплого отработанного воздуха через организованные вытяжные проемы вверху цеха. Могут быть как естественной организации, так и механической.
- Установки вытяжной вентиляции удаляют отработанный воздухопоток вместе с частицами гари, дыма, ядовитыми парами, лишним теплом и т.д. Конструктивно могут быть общими или локальными, чаще всего с принудительным побуждением, так как естественным путем удалить загрязненный воздух довольно проблематично.
- Приточно вытяжная установка применяется наиболее часто, обеспечивает необходимую циркуляцию воздушных масс внутри промышленного цеха. Чаще всего с механическим оснащением (приточные, вытяжные вентиляторы).
Этапы проектирования
Первый этап
В начальной стадии любого проекта необходимо получить техническое задание (ТЗ). Специалисты ПРОМВЕНТХОЛОД подготавливают техническое задание в соответствии с требованиями Заказчика и оказывают всестороннюю поддержку на всех этапах его разработки и согласования, а именно:
- климатические и географические особенности месторасположения объекта;
- чертежи поэтажных планов здания со спецификацией;
- назначение имеющихся помещений;
- информацию о производителях (марках) оборудования.
Второй этап
Приступаем к подготовке проектной документации в тесном взаимодействии со специалистами, разрабатывающими архитектурно-строительные и инженерные разделы проектной документации. Проектирование раздела отопления, вентиляции, кондиционирования (ОВК) выполняется с учетом климатических характеристик района строительства, функционального назначения помещений, нормативных параметров воздуха и требований технического и технологического заданий. Также в процессе проектирования будут учтены следующие параметры: инсоляция, теплопроводность ограждающих конструкций, требования технических условий ресурсоснабжающих организаций, требования Заказчика по энергоэффективности, требования СанПин.
Третий этап
Производится расчет теплопотерь, которые компенсируются с помощью системы отопления, расчет теплопритоков, которые компенсируются системой кондиционирования, а также показателей аэродинамики систем вентиляции (чтобы правильно определить размер сечения воздуховодов) и уровня шума. Затем производится расчет трассировки (разводки) трубопроводов систем отопления, кондиционирования и воздушных каналов (воздуховодов). Разрабатывается аксонометрический чертеж систем вентиляции и кондиционирования. Все эти документы проходят согласование с Заказчиком.
Четвертый этап
Производится подбор основного оборудования: отопительного котла, чиллеров, вентиляционных установок, фанкойлов, радиаторов отопления, а также вспомогательного оборудования: насосы, запорно-регулирующая арматура, соединительные трубопроводы и т.д.
Пятый этап
Разрабатывается производственное задание для монтажных бригад: задания на общестроительные, сантехнические, сварочные и электромонтажные работы.
По завершению проектных работ Заказчик получает комплект документов, включающих:
- схемы всех систем с планами, разрезами и сечениями;
- спецификации на основное и вспомогательное оборудование, а также расходные материалы;
- технико-экономическое обоснование выбора основного оборудования;
- задания на монтаж систем отопления, вентиляции и кондиционирования, а также задания для специалистов смежных разделов.
Общеобъемная вентиляция
Когда выполнен расчет местной вытяжки, виды и объемы загрязнений, можно делать математический анализ нужного объема воздухообмена. Наиболее простой вариант, когда на площадке нет технологических загрязнений, и в вычисления принимаются только человеческие выделения.
В этом случае задачей является достижение санитарных норм и чистоты производственных процессов. Необходимый объем для сотрудников вычисляется по формуле:L=N*m, где L – количество воздуха в м3/час, N – число работников, m – объем воздуха на человека в течение часа. Последний параметр нормируется СНиП и составляет 30 м3/час – в проветриваемом цеху, 60 м3/час – в закрытом.
Если вредные источники существуют, то задача вентиляционной системы снизить загрязнения до предельных норм (ПДК). Математический анализ выполняется по формуле:О = Мв (Ко — Кп), где О – расход воздуха, Мв – масса вредных веществ, выделяющихся в воздух за 1 час, Ко – концентрация вредных веществ, Кп – число загрязнений в притоке.
Так же вычисляется и приток загрязнений, для этого использую следующую формулу:L = Мв / (yпом – yп), где L – объем притока в м3/час, Мв – весовое значение вредных веществ, выделяющихся в цеху в мг/час, yпом – удельная концентрация загрязняющих веществ в м3/час, yп – концентрация загрязнений из приточного воздуха.
Расчет общеобменной вентиляции производственных помещений не зависит от его площади, здесь важны другие факторы. Математический анализ для конкретного объекта — сложен, в нем нужно учитывать множество данных и переменных, следует пользоваться специальной литературой и таблицами.
Виды воздухообмена, применяемые на производстве
В зависимости от способа воздействия воздухообмен в производственном помещении может быть представлен:
- устройством приточного типа;
- устройством вытяжного типа;
- устройством комбинированного типа.
Первый вариант заключается в естественном поступлении свежих воздушных масс в объемах, которые являются достаточными для целевой работоспособности производственных площадей.
Чаще всего такая система представлена канальными вентиляторами, способными обеспечивать принудительный доступ воздуха и естественный вынос загрязненных воздушных масс за пределы помещения.
Особенностью вентилирования вытяжного типа является удаление отработанного воздуха и замена его чистыми воздушными массами, поступающими в неорганизованном виде, посредством дверей, окон и стеновых проемов. Это основной вариант вентилирования на крупных производствах с вредными веществами, повышенной влажностью, а также высокотемпературными режимами. Самым простым устройством является установка, представленная электродвигателем и вентилятором, а также при необходимости дополненная фильтрующей системой или разветвленным воздуховодом.
Комбинированный вариант вентилирования удачно сочетает в себе поступление свежего воздуха с выведением отработанных воздушных масс посредством вытеснения или перемешивания. Второй способ заключается в установке на верхней части помещения высокоскоростных диффузоров на принудительное поступление уличного свежего воздуха и диффузионных клапанов на вывод отработанных воздушных масс. Процесс вытеснения основан на монтаже в нижней части помещения нескольких распределителей с низкой скоростью, способных обеспечивать принудительный приток чистого воздуха.
Производственное помещение, оборудованное вентиляцией
Основные элементы аэрации естественного, организованного и управляемого типа чаще всего представлены:
- Створными переплетами на вращательной оси верхнего, среднего и нижнего типа. Нижнее осевое вращение створок применяется при необходимости направить воздушный поток вверх.
- Фонарями в виде специальных конструкций кровельной части строения. Такие устройства в значительной степени повышают показатели высоты вытяжного проёма, а также направлены на усиление тепловых и ветровых потоков.
- Шахтными и трубными вытяжками, повышающими высоту вытяжного проёма, если конструкцией не предусмотрено наличие фонарей.
- Дефлекторами, повышающими показатели теплового и ветрового напора, и устанавливаемыми на вытяжных кровельных трубах или шахтах.
По характеру функционирования, вентиляция может быть представлена:
- общим обменным оборудованием, обеспечивающим полноценный воздухообмен в помещении;
- местными устройствами, осуществляющими замену воздушных масс в конкретной части помещения.
Посредством вентилирования механического типа может осуществляться общая обменная вентиляция приточного, вытяжного и комбинированного типа.
При необходимости, используются дополнительные функции вентиляционной системы, которые могут быть представлены кондиционированием, фильтрацией, подогревом или охлаждением, увлажнением или осушением, а также ионизацией воздуха.
Проведение расчетов
Вентиляционная система выполняет большое количество разных функций, но обеспечить нормальную очистку воздуха сможет лишь достаточное количество разного оборудования. Потому во время установки нужно сделать правильный расчет местной вентиляции и производительности используемого оборудования. Надо помнить и о том, что для разных задач применяются различные виды вытяжных систем.
Местная вытяжка
Местная вытяжка
Если в промышленном помещении производятся выбросы, то их нужно всасывать в максимальной близости от основного источника. Это сможет сделать их вывод более эффективным.
Обычно источниками являются разные технологические емкости, также выбрасывать в воздух загрязненные вещества могут работающие приборы. Чтобы улавливать вредные элементы, применяют локальные вытяжки — отсосы. Как правило, они изготавливаются форме зонта и располагаются около источника газа или пара. В определенных ситуациях эти установки находятся в комплекте с вентиляционным оборудованием, в иных случаях вентиляцию промышленных зданий рассчитывают. Произвести это очень просто, зная формулу и имея определенную исходную информацию.
Чтобы выполнить расчет, нужно произвести разные замеры и определить такие показатели:
- Если этот источник выброса имеет округлую форму, то нужно узнать его диаметр (индекс d).
- Сечение источника выброса, длину сторон, размер, если у него прямоугольная форма (определяется a*b).
- Планируемая или уже находящаяся высота вытяжного оборудования над источником выброса (индекс z). Причем необходимо не забывать, что чем ближе находится вентиляция к месту загрязнения, тем эффективней улавливаются вредные элементы. Потому зонт необходимо устанавливать максимально низко над источником.
- Скорость улавливания в районе оборудования (зонта) (индекс vз).
- Скорость передвижения воздушных потоков на участке, в котором проходит выброс (индекс vв).
Методика расчета прямоугольного устройства выглядит так:
A=a+0,8z, где A — это сторона вытяжки, a — сторона источника выделений, z — требуемое расстояние от источника до вытяжной системы.
B=b+0,8z, где B — это сторона вытяжного прибора, b — сторона источника выделений, z — расстояние от источника до вытяжной системы.
D=d+0,8z, где D — диаметр вентиляционной системы, d- диаметр источника выделений, z — дистанция от источника до вытяжного оборудование.
Общеобменная система
Общеобменная система
Простейший вариант, если во время работы нет вредных загрязнений разных типов, а есть лишь те, что выделяются рабочими. Необходимое количество чистого воздуха сможет обеспечить требуемые условия для работы, соблюдение санитарных норм и чистоту рабочего процесса.
Чтобы определить требуемое количество воздуха для рабочих, можно воспользоваться формулой: L=N*m, где L — требуемый объем воздуха (м3/час), N — число сотрудников в промышленном помещении, m — расход воздуха, который требуется для одного рабочего в час.
Расход на одного рабочего является фиксированным показателем, указанным в СНиП. В правилах описано, что количество воздуха на человека составляет 30 м3/ч в проветриваемом помещении, если этой возможности нет, то нормой является 60 м3/ч.
Сложнее происходят расчеты, когда находятся разные источники выброса, тем более если они располагаются на значительной площади и в большом количестве. В таком случае локальные вытяжные системы не могут помочь полноценно избавиться от вредных элементов. Потому в промышленных помещениях зачастую прибегают к такому способу.
Выбросы рассеивают, а после избавляются при помощи общеобменной вентиляционной системы. На все вредоносные элементы устанавливаются свои ПДК (предельно допустимые концентрации), эти показатели описаны в специализированной литературе.
Рассчитать количество загрязненных элементов можно по такой формуле:
Если происходит выделение нескольких разновидностей загрязняющих элементов, то требуется определить необходимый объем чистого воздуха для всех из них, а затем суммировать. Вследствие этого получится общее необходимое количество воздуха.
Приточная система
Ее назначение – «вливание» в помещения новых потоков извне. Общеобменная вентиляция монтируется там, где температура выше нормы, а вредных веществ сравнительно немного. Отработанный воздух выводится наружу посредством естественной вентиляции – по шахтам через фрамуги. Попутно потоки с грязными частицами подпирает воздух извне, нагнетаемый центробежными либо осевыми вентиляторами. Иногда, если это необходимо, с ними используют калориферы, увлажняющие и подогревающие входные потоки. Их объем регулируют посредством специальных заслонок, клапанов. Приточная система бывает двух типов:
Приточная вентиляция позволяет нагревать, осушать или наоборот, увлажнять, охлаждать подаваемый извне воздух.
1 Понятие воздухообмена
Вентиляция закрытых помещений осуществляется посредством удаления части загрязнённой атмосферы и притока свежего воздуха. Замещение бывает полным или частичным, в зависимости от системы проветривания. Исчисляется оборот газовой среды в м3/час. Существует 3 основных вида воздухообмена:
- 1. Естественная вентиляция объектов происходит из-за разницы давлений и температур внутри и снаружи замкнутого пространства, проникновением атмосферных масс через неплотности дверей и окон, утечкой через специально обустроенные вытяжные каналы.
- 2. Принудительное проветривание используют для обеспечения эффективного воздухообмена вне зависимости от явлений природы. Давление или разряжение создаётся с помощью вентиляторов и дымососов.
- 3. Сочетание первых двух способов позволяет уменьшить стоимость воздухообмена посредством снижения затрат на электроэнергию. Называется такая система комбинированной.
Проектный расчет проветривания объекта сводится к определению потребности и способам обеспечения конкретных жилых или рабочих мест нужным количеством доброкачественного кислорода. Объём воздухообмена зависит от разных факторов: выделенное тепло, влажность, содержание вредных газов, пыли, кратность, санитарные нормы. Методика расчётов в каждом случае индивидуальная. Чаще используют два последних фактора.
Интенсивность оборачиваемости газовой среды — отношение количества поступающего или удаляемого воздуха за 1 час к рабочему объёму замкнутого пространства. Кратность воздухообмена — так называют этот показатель. Числовое значение показывает, сколько раз в течение установленного периода происходит полная смена внутренней атмосферы помещения; размерность характеристики — 1/час. Определяют кратность воздухообмена по формуле: N =L/Р, где Р — объём расчётного пространства, м3.
Как рассчитать воздухообмен – приведем основные формулы
Требования к вентиляции помещений гласят, что в жилых комнатах, где отсутствует естественное проветривание, расход воздуха на одного человека должен быть не меньше 60 м³/ч. При расчете следует учитывать только тех людей, которые находятся в помещении в течение длительного времени.
Чтобы рассчитать требуемый расход, необходимо вычислить значения производительности воздухообмена по кратности и по количеству человек. Рассчитывать воздухообмен по количеству человек нужно по формуле L = N x L norm
, где
- N – количество человек;
- Lnorm – расход воздуха на человека (60 м³/ч).
Кратность воздухообмена рассчитывается по формуле L = S x H x n
, где
- L – необходимая производительность вентиляционной системы;
- S – площадь вентилируемого помещения;
- H – высота вентилируемого помещения;
- n – кратность воздухообмена согласно нормам (1-2 для жилых, 2-3 для рабочих комнат)
Произведя необходимые расчеты и выбрав большее из этих значений, можно получить величину требуемого воздухообмена помещения. Сложив значения требуемого воздухообмена всех помещений, можно получить общую производительность вентиляционной системы конкретного здания.
Естественная вентиляция расчет воздуховодов
Для прямоугольной формы воздуховодов этой концепции проветривания планируют диаметр dЭ равновесный округлому воздуховоду:
В случае использования воздуховодов сделанных не из метала, их удельные издержки давления по трению R, взятые с номограммы для стальных воздуховодов, изменяют, умножив на соответствующий коэффициент k:
- для шлакогипсовых — 1,1;
- для шлакобетонных — 1,15;
- для кирпичных — 1,3.
Избытки давления, Па, на преодоление определённых сопротивлений для разных участков вычисляется за уравнением:
- где – сумма коэффициентов противодействий на участке;
- v2/2 — динамическое напряжение, Па, взятое с нормативов.
Для создания концепции непринужденной вентиляции предпочтительно остерегаться извилистых заворотов, множественного числа задвижек и клапанов, так как утраты на местные противодействия как правило в каналах воздуховодов достигают вплоть до 91% от всех затрат.
Естественная вентиляция содержит небольшой радиус воздействия и среднюю результативность для комнат излишками тепла в которых соввем малы, что возможно относить недостаткам, а достоинством — легкость системы, невысокая цена и простота в сервисном обслуживании.
