Воздухообмен в помещении. Выбор расчетного воздухообмена

 

Воздухообмен в помещениях , м³/ч, определяются отдельно для теплого и холодного периодов года и переходных условий при плотности приточного и удаляемого воздуха 1,2 кг/м³ по следующим формулам

 

а) по избыткам явной теплоты

 

;                      (1)

 

б) по избыткам полной теплоты

 

;                       (2)

 

в) по избыткам влаги (водяного пара)

 

;                               (3)

 

В помещениях с избыточной влагой (театрах, столовых, банях, прачечных и др.) необходимо делать проверку достаточности воздухообмена для предупреждения образования конденсата на внутренней поверхности наружных ограждений при расчетных параметрах Б наружного воздуха в холодный период года;

г) по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ

 

.                            (4)

 

Если в помещениях выделяется одновременно несколько вредных веществ, обладающих эффектом суммации действия, необходимо определять воздухообмен суммируя расходы воздуха, рассчитанные по каждому из этих веществ;

д) по нормируемой кратности воздухообмена

 

;                                             (5)

 

е) по нормируемому удельному расходу приточного воздуха

 

;                                              (6)

 

,                                             (7)

 

где  – расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м³/ч;

 – избыточный явный и полный тепловой потоки в                  помещение, Вт;

 – 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;

 – 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 из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, г/кг;

 – влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение, г/кг;

 – 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;

 – расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, мг/ч;

 – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом соответственно из обслуживаемой или рабочей зоны помещения и за ее пределами, мг/м³;

 – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м³;

 – объем помещения, м³; для помещений высотой 6 м и более следует принимать V_p = 6A;

 – площадь помещения, м²;

 – количество человек (посетителей), рабочих мест, единиц оборудования;

 – нормируемая кратность воздухообмена, ч^–1;

 – нормируемый расход приточного воздуха на 1 м² пола помещения, м³/(ч·м²);

 – нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 чел., м³/ч, на одно рабочее место, на одного посетителя или единицу оборудования.

За расчетное значение воздухообмена следует принять большую из величин, полученных по формулам (1) – (7).

В том случае, когда отсутствуют в данном помещении местные отсосы, т.е. , формулы для расчета воздухообмена (1) – (5) значительно упрощаются:

а) по избыткам явной теплоты

 

;                                     (8)

 

б) по избыткам полной теплоты

 

;                                     (9)

 

в) по избыткам влаги (водяного пара)

 

;                                (10)

 

г) по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ

 

,                                          (11)

 

где  – избытки углекислого газа в помещении, л/ч, определяется по таблице 1 и умножается на количество людей;

 – содержание СО₂ в воздухе, удаляемом из помещения, л/м³; (  – представляет собой предельно-допустимую концентрацию (ПДК) СО₂ в воздухе помещения), табл.2;

 – содержание СО₂ в приточном воздухе, л/м³, (табл.2).

 

Таблица 1

Выделения человеком (мужчиной) углекислого газа СО₂ , г/ч, влаги W г/ч, явной и полной теплоты , , Вт

Категория работы		Температура окружающего воздуха, °С
		10			15			20			25			30
Покой	40	140	165	30	120	145	30	90	120	40	60	95	50	40	95	75
Легкая	45	150	180	40	120	160	55	100	150	75	65	145	115	40	145	150
Средней тяжести	60	165	215	70	135	210	110	105	205	140	70	200	185	40	200	230
Тяжелая	90	200	290	135	165	290	185	130	290	240	95	290	295	50	290	355

Для женщин в расчетах вводится коэффициент k = 0,85, для детей – k = 0,75 на все выделения.

 

Таблица 2

 

Содержание СО₂ во внутреннем  и наружном воздухе

Наименование	– (ПДК СО2)
	л/м3	г/м3

 

1	2	3
В местах постоянного пребывания людей (жилые комнаты)	1,0	1,8
В местах периодического пребывания людей (учреждения)	1,25	2,3
Тоже, кратковременного пребывания	2,0	3,0
В детских комнатах и больницах	0,7	1,16

 

Продолжение таблицы 2

1	2		3
Месторасположение здания	(содержание в приточном воздухе)
	л/м3	г/м3
В сельской местности	0,33	0,6
В малых городах	0,4	0,73
В больших городах	0,5	0,91

 

Температура воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения, определяется по формуле

 

                                 (12)

 

где  – температура внутреннего воздуха в рабочей зоне, °С;

 – градиент температур, выбирают по таблице 3 в зависимости от удельных избытков явной теплоты в помещении , Вт/м³;

 – высота помещения, м;

 – высота рабочей зоны в помещении: = 2 м (люди стоят), = 1,5 м (для дошкольных учреждений и для помещений, в которых люди работают сидя).

 

Таблица 3

 

Градиент температур

Удельные избытки явной теплоты, Вт/м3	более 23	11,5-23	менее 11,5
Градиент , °С/м	0,8-1,5	0,3-1,2	0-0,5
Примечание: меньшие значения принимаются в холодный период, большие – в теплый период.

 

Нормируемую температуру  и относительную влажность  воздуха в обслуживаемой зоне жилых, общественных и административно-бытовых помещений принимают по табл.2 [2]. По этим значениям на I-d диаграмме строится точка В, характеризующая параметры воздуха в рабочей (обслуживаемой зоне помещения).

Температура приточного воздуха , зависящая от периода года, способа подачи, температуры воздуха в рабочей зоне, устанавливается расчетом приточных струй. В случае ассимиляции избытков теплоты в помещении минимальная температура приточной струи  на входе в рабочую зону  в холодный период года определяется по формуле

 

,                                  (13)

 

где  – допустимое отклонение температуры струи от нормируемой температуры в рабочей зоне при ассимиляции избытков теплоты, для жилых, общественных и административно-бытовых помещений. Принимаются такие допустимые значения:

        при подаче воздуха на высоте до 2м от пола;

         при подаче воздуха от 2 до 3 м;

        при подаче воздуха в выше 3 м.

В теплый период года параметры приточного воздуха принимаются равными параметрам наружного воздуха.

Параметры наружного воздуха (температура и энтальпия) определяются в соответствии с указаниями п.5.14 [1] по приложению Е [1]: для холодного периода года – параметры Б, для теплого периода – параметры А. По принятым параметрам наружного воздуха на I-d диаграмме строится точка Н, характеризующая наружный воздух.

Точка П, характеризующая параметры приточного воздуха в холодный период года, будет находиться в месте пересечения линий  и . Для этой точки находим значение энтальпии  и влагосодержания .

Точка У, характеризующая параметры удаляемого воздуха, строится на I-d диаграмме на пересечении линий  и , и для полученной точки определяются значения энтальпии  и влагосодержания .

Избытки или недостатки явной и полной теплоты в помещении, Вт, определяются по формуле

 

,        (14)

 

где  - теплопоступления от людей; определяемые по формуле

 

,                                       (15)

 

где  () – выделения явной (полной) теплоты одним человеком (мужчиной), Вт, определяемые в зависимости от температуры помещения по табл.1;

N – число людей в помещении;

– коэффициент снижения выделений.

 – тепловыделения от оборудования, Вт (от одной плиты, установленной в кухне общественного здания, ориентировочно принимать равным  = 3000 Вт; от тепловыделяющего оборудования прачечных  = 2000 Вт);

 – теплопоступления от осветительных приборов, Вт, рассчитываются в зависимости от мощности осветительных установок  (принимается из задания), кВт, и доли теплоты, поступающей в помещение

 

,                               (16)

 

Значение  для люминесцентных светильников принимают 0,4 – 0,7 и ламп накаливания 0,8 – 0,9.

 – теплопоступления от солнечной радиации, значение которого приводится в задании (учитывается в теплый период года);

 – потери теплоты помещением, Вт, определяются по удельной тепловой характеристике здания , Вт/м^{3 о}С, значения которой приведены в таблице 3.1 [3] (учитывается в холодный период года).

 

,                               (17)

 

где  - объем здания по наружному обмеру, м³;

 - температура внутреннего воздуха (табл. 2.2 [2]);

 - температура наружного воздуха по параметрам Б;

 - поправочный коэффициент на наружную температуру:

 

tн	-10	-15	-20	-25	-30
	1,45	1,29	1,17	1,08	1,0

 

Выделение влаги в помещении одним человеком определяется по таблице 1. Поступление влаги от оборудования прачечных принимать ориентировочно 1 кг/ч, влаговыделения от варочных котлов по таблице 3.7 [3].

Воздухообмен заданных помещений, рассчитанный по формулам (8)-(11) не должен быть меньше минимального количества наружного воздуха, определенного нормами приложение Ф [1]: где люди находятся кратковременно (зрительные залы, магазины и т.д.) минимальная санитарная норма наружного воздуха на одного человека составляет = 20 м³/ч; для остальных помещений общественных и административных зданий = 60 м³/ч.

За расчетный воздухообмен для каждого периода года принимается наибольший из определенных по теплоизбыткам, влаговыделениям, газовыделениям или минимальной санитарной норме.

Величины воздухообменов помещений, рассчитанных по избыткам вредностей для теплого и холодного периодов года, заносятся в таблицу 4.

Величины воздухообменов остальных помещений, рассчитанных по коэффициентам кратности воздухообменов или нормируемому расходу приточного воздуха, заносятся в таблицу 6. Если суммарные воздухообмены по притоку и вытяжке для одного этажа не совпадают, количество воздуха, необходимого для полного баланса на этаже подается или удаляется из общего коридора. Исключение составляют жилые здания, вытяжка из помещений которых по существующим нормам компенсируется естественным притоком через окна. В помещениях с постоянным пребыванием людей суммарный по этажу объем приточного воздуха должен превышать вытяжку приблизительно на 10 %.

Таблица 4