книги из ГПНТБ / Гусев В.М. Теплоснабжение и вентиляция учеб. для вузов
.pdfховыпускпые решетки с плавными рас |
|||||
сечками |
и |
направляющими; |
различные |
||
конструкции |
выпусков |
с вращающими |
|||
их элементами' |
(анемостат |
В. В. Лов- |
|||
цова, воздухораспределитель |
Н. С. Зер- |
||||
цалова |
п А. А. |
Рымкевича) и т. п. |
|||
В целях заданного распределения рас |
|||||
ходов воздуха в разветвленных возду |
|||||
ховодах |
целесообразно |
применение регу |
|
|
JZZZ. |
лируемых |
тройников, |
|
сконструированных |
|||||||
|
Цех |
и |
исследованных в |
ЛИСИ |
В. Р. Тау- |
||||||||
|
|
|
|
рнтом (под руководством |
автора). |
|
|||||||
Рис. 10-11. Воздушная завеса |
|
Воздушные |
завесы |
уменьшают |
вры |
||||||||
у наружных ворот |
|
|
вание холодных |
(или загрязненных) то |
|||||||||
|
|
|
|
ков |
через |
дверные |
проемы |
и |
ворота. |
||||
Завесы |
устраиваются |
с |
нижней, а |
при |
ширине |
проемов |
менее |
||||||
3—4 м il задержках |
в воротах транспорта — с |
боковой |
односто |
||||||||||
ронней |
(рис. 10—11) |
или двусторонней подачей воздуха со зна |
|||||||||||
чительной скоростью |
(12—16 м/сек). |
Воздушными |
завесами |
прак |
|||||||||
тически подается от 2500 до |
10 000 ма/ч |
воздуха |
па 1 м |
ширины |
|||||||||
открытого проема. |
Расчет воздушных завес |
сложен |
и |
ведется |
с учетом многих факторов: габаритов проема и здания, вида за весы, величины разрежения в проеме под действием разности температур сред и ветрового давления.
В отличие от завесы воздушный буфер создается сетчатым воз духораспределителем, устанавливаемым у внутренних дверей входных тамбуров (универмаги, театры и т. п.). Основная его цель — лишь подогрев ворвавшегося в тамбур наружного воздуха.
Вентилирование помещений значительно облегчается автомати зацией и герметизацией технологического оборудования, пневма тическим транспортированием отходов, гидрообеспыливанием (ув лажнением в пылящих производствах). Когда удаляемый воздух содержит особо вредные или пахучие примеси, пыль, приходится организовывать предварительную обработку выбрасываемого воз духа или выводить его в верхние слои атмосферы, устраивать вы
сокие шахты или выпускать |
с большой скоростью ( ф а к е л ь н ы й |
в ы б р о с ) . Местоположение |
и оформление выпусков должно сооб |
разовываться с господствующим направлением ветра и устранять выпадение вредностей в населенных местах или вблизи воздухозаборных устройств.
При внутренней кубатуре на одного человека более 40 м3 в по мещениях, имеющих окна, фонари, при отсутствии вредных и не приятно пахнущих веществ ограничиваются проветриванием. Если в помещениях имеются теплоизбытки и поступление холодного на ружного воздуха не будет вызывать переохлаждения людей, обра зования тумана и конденсата на ограждениях, следует ориентиро ваться на аэрацию.
Механическая приточная и вытяжная вентиляция устраива ется в тех случаях, когда невозможно применить аэрацию (нали-
180
чие газов, паров и других вредностей в наружном воздухе, т. е. не обходимость его обработки; отсутствие аэрационных проемов или невозможность установки вытяжных шахт; значительные местные выделения ядовитых, взрывоопасных веществ).
Весьма часто устраивают смешанные системы: для теплого пе
риода— аэрацию, |
для холодного — искусственную, с механиче |
ским побуждением |
приточную вентиляцию и естественную вытяжку |
через шахты или фонари1 . При незначительных выделениях вред ностей выгодно применение сосредоточенной горизонтальной по дачи приточного воздуха со значительной скоростью (зрительные залы, ангары, механосборочные цеха). При этом достигается эко номия металла до 80% по сравнению с разветвленной приточной системой.
§ 33. Вентиляция водопроводных и канализационных сооружений
Общеобменная вентиляция обычно устраивается в специфиче ских помещениях систем водоснабжения и канализации. В незаглубленных в грунт насосных, как правило, с относительно неболь шим тепловыделением от электродвигателей, осуществляется при- точно-вытяжная гравитационная вентиляция. Вытяжка — через шахты над кровлей или через верхние пояса окон; приток — в лет ний или переходный (весна и осень) периоды — через нижние пояса окон. Зимой, когда тепловыделения меньше теплопотерь че рез наружные ограждения, ограничиваются периодическим провет риванием через форточки или специально подогревают приточный воздух до температуры, несколько превышающей расчетную по мещения. В этом случае одновременно с вентиляцией будет до стигаться и эффект воздушного отопления.
В заглубленных в грунт насосных станциях теплопотерн уже менее значительны и, наоборот, имеется относительно большое из быточное тепло. Устраивается вытяжная шахта (или несколько). Подача наружного (зимой подогреваемого) приточного воздуха осуществляется через вертикальные каналы в нижнюю зону.
В залах фильтров и осветлителей может иметь место влаговыделение с открытого зеркала воды (если парциальное давление на поверхности больше такового в воздушной среде помещения). Кроме того, в этих помещениях, помимо охлаждения через на ружные ограждения, имеется и охлаждение с поверхностей водо проводного оборудования (стенок фильтров, их водяных зеркал, трубопроводов, арматуры и т. п.). Сообразно этому устраивается вентиляция с механическим побуждением, совмещенная с воздуш ным отоплением. В нерабочие часы, когда вентиляция не требу ется, с целью отопления можно переходить на полную рецирку ляцию воздуха. Подачу притока рекомендуется осуществлять на
1 Подробные новейшие рекомендации по проектированию систем вентиляцни даны в СН 245—71.
181
расстоянии 3,5—4,0 м от пола; удаление — через шахту, из верхней' зоны помещения.
В помещении хлораторной, где основной вредностью является хлор, устраивается механическая приточно-вытяжная вентиляция.
Загрязненный воздух удаляется из нижней зоны помещения |
(хлор |
|
тяжелее воздуха); свежий приточный подается на |
отметке |
около |
1,0 м от пола. Вентиляционное оборудование из-за |
агрессивности |
хлора следует выполнять из некорродируемых материалов. Анало гична схема вентиляции и для аммонизаторной.
Машинное отделение канализационных станций чаще всего располагается в одном здании с камерой решеток. Принципы уст ройства отопления и вентиляции — те же, что и для насосных во допроводных станций. В камере решеток (грабельное отделение) основной вредностью является сероводород. Принимается приточ но-вытяжная общеобменная вентиляция с механическим побужде нием. Удаление загрязненного воздуха одновременно из нижней зоны (вблизи у решеток) и из верхней. Приточный воздух реко мендуется круглогодично подавать в нижнюю (рабочую) зону на отметке 1,0 м от пола, подогревая его лишь в холодное время.
Глава 11
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ВОЗДУХА |
* |
§34. Аэрация промышленных зданий. Аэрационные фрамуги
ифонари
Рассмотрим вертикальную плоскость, проведенную через два оконных проема здания (рис. 11-1). Пусть /;в = const; £„ = const; U>ta; Y H > Y B - Это предопределяет поступление в помещение на ружного холодного воздуха через нижнее отверстие и удаление на гревшегося (более легкого) через верхнее. Возникающее давление на уровне нижнего отверстия
Рі = К (YH — Ѵв) ікгс/м2],
а на уровне верхнего
Р2 = h2 (Yh — YB) Ыгс/лг],
где hi и hi — вертикальные расстояния от .середины отверстия до уровня А—А—зоны нулевых давлений (нейтральная зона).
С другой стороны,
2^ 2g
где Vi и і>2 — средние скорости в отверстиях, |
м/сек. |
182
S]
Рис. 11-1. Гравитацион |
||
ные давления при / D > / u |
||
Рис. 11-2. Картина |
воз |
|
душных |
потоков при об |
|
дувании |
ветром |
(а) и |
распределение |
давле |
|
нии (б) |
|
|
Подставляя значения |
для Р\ и Р2 |
в |
предыдущие |
выражения, |
получим |
|
|
|
|
M Y H — V B ) = — YH и А 2 ( у н — Y B ) = — TB- |
|
|||
|
2g |
|
2g |
|
Решая эти уравнения |
с введением |
опытного коэффициента ц— |
||
= 0,65 (поджатия воздушного потока |
в отверстиях), |
имеем |
||
O l = 0 , 6 5 l / " |
^ М г н - У в ) |
[м/сек]; |
(11-1) |
|
ѵ2 = 0,65 |
I / ^ M Y H - Y |
B ) |
И / Ш С ] |
(11-2) |
УYB
Если ранее был выявлен воздухообмен (УП р и ѴВ ыТ ), необходи мые площади проемов будут:
нижнего (для притока)
|
Ѵпр |
(11-3) |
|
|
|
||
0,65-3600 |
(YH |
— YB) |
|
|
|
||
верхнего (для вытяжки) |
|
|
|
F2 = |
^ в ы т |
(11-4) |
|
/ 2ght (YH |
|||
0,65-3600 |
- YB) |
||
|
|
||
^ - - |
|
|
|
Ветер |
|
|
Рис. 11-3. Схемы аэрации для однопро- |
Рис. 11-4. Вариант |
схемы аэрации |
летного промышленного здания |
трехпролетного |
корпуса |
183
Рис. 11-5. Незадуваемыіі |
фонарь |
|||||
конструкции |
|
МІЮТ |
|
|||
/ — пстрозаіднтныіі |
щит (остекленный); |
|||||
'2 — крыша |
фонаря; |
3 — горловина; |
||||
4 — вертикальная |
стенка; |
5 — щит, |
||||
предотвращающий |
попадание |
д о ж д я |
||||
через горловину |
в |
цех; |
6 — щит от |
|||
верстия для |
выхода |
воздуха; |
7 — от |
|||
верстие |
в боковой |
|
плоскости |
Зная требуемые воздухообмены, можно варьировать с величи нами Fi и Fz, задаваясь положением зоны нулевых давлений.
Влияние ветра поясняется картиной распределения его струй и
аэродинамических давлений |
(рис. 11-2). На наветренных |
поверх |
||
ностях зданий устанавливаются положительные давления |
( + ), на |
|||
заветренных — отрицательные (—); |
последние |
обычно |
преобла |
|
дают и на боковых стенах. Величина ветрового |
давления |
|
||
PB= + |
k'^ya |
[кгс/м2], |
|
(11-5) |
где k' — аэродинамический |
коэффициент давления (по |
экспери |
ментальным продувкам моделей зданий в аэродинамической тру
бе); ѵв — расчетная скорость ветра, |
величина и направление кото |
рой должны отвечать значению /г', |
м/сек. |
При решении аэрации с учетом воздействия и теплового и вет рового давления пришлось бы учитывать их сумму. Сами выведен ные уравнения поэтому служат для приближенного выявления аэрационных проемов. Ве тер, переменный по направ лению и скорости, сейчас учитывается лишь при вы боре местоположения и конструкций открываемых окон, фонар'ей, шахт и т. п.
Приточные отверстия обычно располагают в на ружных стенах и откры вают в теплый период в нижней зоне (рис. 11-3,а);
зимой |
(рис. |
|
11-3, |
б) — |
|
в верхней (для |
догрева |
на |
|||
ружного |
воздуха, |
прежде |
|||
чем он |
достигнет |
рабочих |
|||
мест). |
|
|
|
|
|
- Удалять |
загрязненный |
||||
воздух |
следует |
только |
с |
||
заветренной |
стороны (рис. |
11-4); с обеих сторон фона рей— только при устройстве их незадуваемыми, с ветробойными щитами (рис. 11-5).
184
Достаточно просто обеспечивается поступление воздуха и его удаление через отверстия окон и фонарей, снабженных створными переплетами с ручным или электромеханическим приводом (рис. 11-6). При электродвигателе мощностью 1 кет механизм об служивает примерно 100 м2 площади проемов.
§ 35. Гравитационные системы вентиляции. Дефлекторы.
Расчет сечений каналов
Естественная вентиляция устраивается при небольших воздухообмецах главным образом в жилых и административных зданиях, в бытовых пристройках производственных цехов. Обычно это вы тяжные системы (рис. 11-7) с возмещением притока за счет не плотностей в ограждениях и через форточки, очень редко — приточ- ио-вытяжные системы. Гравитационные системы дешевы при устрой
стве |
(0,075—0,2 руб. на 1 м3 |
здания) |
и эксплуатации (около |
0,02 |
руб. |
в год на 1 м3 здания). |
Однако |
они имеют существенный |
не |
достаток: их работа зависит от наружной температуры и поступле ния неорганизованного притока.
Располагаемое давление Рі для вытяжных каналов первого
этажа |
(рис. 11-7) —разность |
весов |
столба |
воздуха высотой hi |
|
^ і = |
Аі(Ѵн — 7„); |
(11-6) |
|
для вытяжных каналов п-го этажа |
|
|
||
|
Рп = КІЧ*— Ѵв). |
(11-7) |
||
где уц |
и ув — разность плотностей |
в кг/м3 |
наружного и внутрен |
него воздуха (для гравитационной канальной системы принима
ется fH = 5°C).
Вентиляционные каналы предусматриваются в капитальных стенах, реже делаются приставными из шлакогипсовых (рис. 11-8) или шлакобетонных плит, из штукатурки по сетке, или из листо вой стали. При индустриальном строительстве используются бетон ные блоки и панели (рис. 11-9) с группами вентиляционных ка налов.
Круглые воздуховоды (экономичные по затратам материала) применяют в производственных помещениях. Если в транспорти руемом воздухе имеются химически агрессивные пары или газы, воздуховоды изготовляются из керамики, нержавеющей стали, винипласта. При устройстве каналов обязательны противопожар ные мероприятия: разделки, изоляция каналов от воздушных про слоек перекрытий.
Вентиляционные отверстия оформляются решетками (рис. 11-10) с поворотными лопатками для регулирования воздушного потока. Кроме решеток, отверстия могут быть затянуты сеткой или снаб жены шиберами из листовой стали.
Вместо деревянных вытяжных шахт сейчас широко применяют стандартные бетонные. Над шахтами часто устанавливают насад ки— дефлекторы, исключающие опрокидывание циркуляции при
185
I Рис. 11-7. Гравитационная вытяж ная система с каналами
Рис. 11-9. Вентиляционные каналы
взданиях из крупносборных эле
ментов
а — двухрядная |
сплошная вентиляционная |
|||||
панель; |
б — е е |
размещение |
(в плане); |
|||
в — общий |
вид |
аналогичной |
панели; |
/ — |
||
риски |
оси |
вентиляционного |
канала; |
2 — |
||
сварная |
сетка |
из |
арматуры |
диаметром |
||
|
|
|
4 |
мм |
|
|
|
|
Рис. 11-8. Вентиляционные |
каналы |
|
||||
а — в |
кирпичных стенах; |
б — из |
плит |
у |
каменных |
стен- о — |
||
канальі |
у |
дощатых |
перегородок; |
г — п о д ш и в к а гнпсошлаковых |
||||
панелей у |
каменных |
и деревянных конструкций; |
d—-сборный |
|||||
|
|
вытяжной |
канал |
на |
чердаке |
|
ветре. Наиболее простой дефлектор — зонт из кровельной стали. Специальный же дефлектор использует энергию ветра для создаиня разрежения в вытяжном канале, повышает его воздухопроизводительность. Наибольшее распространение сейчас имеют круг
лые, |
квадратные, восьмигранные |
дефлекторы |
ЦАГИ |
(рис. 11-11) |
|||||
или |
ВЦНИИОТ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Приближенно диаметр патрубка дефлектора |
|
|
|
||||||
|
|
d = |
0,0188 1/^~ |
[см], |
|
|
(11-8) |
||
где |
V—производительность |
дефлектора, |
м3/ч; |
ѵп — скорость в па |
|||||
трубке, м/сек. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость ѵп |
при учете |
только |
давления за |
счет |
скорости |
ветра |
|||
ѵа (без учета разности плотностей |
воздуха) |
|
|
|
|
||||
|
|
|
Г |
0.4о? |
|
|
|
|
(11-9) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
£ + 0,02f/d |
|
|
|
|
|
, где 2£ — сумма |
к. м. с. вытяжной |
шахты (при прямой |
шахте: де |
||||||
флектор £=-1,2 |
и вход в' шахту £=0,5); |
/ — длина |
патрубка |
или |
|||||
шахты, м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Формулы (11-8) и (Н-9) не учитывают всей сложности явле ний, определяющих естественный воздухообмен. Помимо гравита ционного давления, сказываются и внутренняя планировка поме щений, воздухопроницаемость наружных и внутренних ограждений здания, ветровое давление на здание.
По исследованиям В. Е. Константиновой [17], для зданий по вышенной этажности располагаемое естественное давление для вы
тяжных |
систем |
|
|
|
|
|
^ р а с п |
= Рп±АР |
[кгс/м% |
|
(11-10) |
где Рп |
— гравитационное |
давление, |
подсчитываемое по |
формуле |
|
(11-7); АР — перепад давлений наружного и внутреннего |
воздуха |
||||
на уровне середины соответствующего окна, кгс/м2 |
(табл. |
11-1). |
|||
В высотных зданиях |
необходимость экономии |
полезной пло |
щади требует объединения вентиляционных каналов (рис. 11-12). Общим принципом естественной . вентиляции является всемерное снижение сопротивления сборного канала с шахтой и увеличение
сопротивления |
ответвлений |
из помещений |
(снижение роли |
неоди |
||
наковости гравитационных |
давлений |
по этажам). Для |
этой цели |
|||
в жалюзийных |
решетках применяют |
даже |
стесняющие |
вкладыши |
||
и эжектирующее примыкание ответвлений к сборному |
каналу |
|||||
(рис. 11-13). |
|
|
|
|
|
|
Методика определения сечения каналов вентиляции аналогична применяемой для труб центрального отопления. Вначале наме чается местоположение каналов и шахт на планах здания, вычер чивается аксонометрическая схема каналов — воздуховодов. На ней наносятся номера участков, расчетные объемы воздуха. Нако нец, заполняется бланк расчета воздуховодов (табл. 11-12). Потеря
187
|
|
• I S |
|
|
|
шшшшжвшит |
|
||
|
111 DUDШ |
|||
|
П Н |
|
|
|
|
M I |
|
|
|
/ - |
шшш |
|
-/ |
|
п ш |
|
|||
ШШШ |
|
|
||
|
ЕЩЕ |
|
|
|
|
|
H |
2 |
j |
J |
S |
s s |
s ' s V |
|
Рис. |
11-10. Подвиж |
|||
|
ные жалюзи |
|
||
/ — отверстие |
в решетке; |
|||
2 — подвижные |
полосы |
|||
( ж а л ю з и ) ; 3 — рамка |
из |
уголков
Напрадление дождя ^
3
Рис. |
11-11. |
|
Схема |
РИС. Is!-13. Типы |
|
дефлектора |
|
ЦАГИ |
ответвлений к сбор |
||
/ — патрубок, |
|
соеди |
ному |
вертикаль |
|
няемый с |
|
шахтой; |
ному |
каналу |
|
2 — д и ф ф у з о р ; |
3 — |
|
|
||
зонт |
(от |
. д о ж д я ) ; |
|
|
|
4 — в н е ш н и й |
|
ци |
|
|
|
линдр |
і е ф л е к т о р а |
|
|
а) |
5) |
|
6) |
|
|
|
Щ_ |
|
|
і |
|
|
|
Ш_ |
|
|
|
|
|
|
Ш |
|
|
|
|
|
|
Ш |
|
|
|
|
|
|
UL |
|
|
|
|
|
|
І_ |
|
|
|
|
|
|
Ж |
|
|
|
|
|
|
ш |
|
|
|
|
|
|
Ж |
|
|
|
|
|
|
1зтт\ |
|
|
|
|
|
|
Рис. |
11-12. Схема вентиляционных |
|||||
каналов 16-этажного |
жилого |
дома |
||||
а — с |
перепуском |
через два |
э т а ж а ; |
|||
б — то |
же , |
через |
три; |
в — то |
же , |
че |
рез четыре; |
г — то |
ж е , |
через пять |
(ко |
||
|
|
сые |
каналы) |
|
|
II
II |
ÏÏÏ |
\ |
II |
II |
В-2
ккзоо*ш
Рис. 11-15. Планы |
второго эЧажа |
и чердака |
школы |
Рис. 11-14. Номограмма для расчета круглых воздуховодов
давления на трение в прямых каналах и в местных сопротивле ниях не должна превышать располагаемого гравитационного дав ления (невязка до 10%).
При расчете каналов удобна номограмма (рис. 11-14) для гладких круглых воздуховодов. Удельная потеря на трение для
каналов с шероховатой |
поверхностью больше, чем для глад |
ких (примерно в 2 |
раза — для каналов из шлакобетонных |
плит, в 3—5 раз — для кирпичных, в 10—15 раз —для каналов из
189