Отопление и вентиляция кинотеатра
1. Исходные данные
Данный проект выполнен в соответствии с
требованиями СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Район
строительства город Смоленск. Возводимое здание - Кинотеатр на 300 мест. Здание
кинотеатра одноэтажное, стены и перегородки кирпичные, высота помещений от
уровня пола до потолка 6,4 м. Здание располагается в осях 1-4 А-Г
Для данного объекта запроектирована
приточно-вытяжная, общеобменная система вентиляции, с механическим и
естественным побуждением.
В качестве теплоносителя для калориферов
используется вода, температура воды t=130-70
0С.
2. Расчетные параметры воздуха
Согласно СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция
и кондиционирование» заданные параметры микроклимата и чистоту воздуха в
помещениях общественных зданий следует обеспечивать в пределах расчетных
параметров наружного воздуха для соответствующих районов строительства по СНиП
23-01-99* «Строительная климатология». Для систем вентиляции расчетные
параметры наружного воздуха для теплого периода года принимаются по параметру
А, а для холодного периода года по параметру Б.
Для города Смоленск расчетные параметры
наружного воздуха приведены в таблице 1.
Таблица 1
Период
года
|
Температура
t, 0С
|
I, кДж/кг
|
Скорость
ветра, м/с
|
Теплый
|
25
|
58
|
1
|
Холодный
|
-26
|
-25,6
|
6,8
|
Параметры внутреннего воздуха принимаются по
СНиП 31-06-2009 «Общественные здания и сооружения». Значения параметров сведены
в таблицу 2.
Таблица 2
Период
года
|
Температура
t, 0С
|
Относительная
влажность, %
|
Подвижность
воздуха, м/с
|
Теплый
|
28,8
|
65
|
0,5
|
Холодный
|
18
|
65
|
0,3
|
3. Выбор конструктивного решения
Проект "Отопление и вентиляция жилого
дома" в г.Вологда выполнен на основании задания и в соответствии с
действующей нормативной литературой:
СНиП 41-01-2003* Отопление, вентиляция,
кондиционирование.
СНиП 23-01-99 Строительная климатология.
Параметры наружного воздуха приняты для
г.Вологда -температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки
обеспеченность 0,92 tн = -26 C°
средняя температура отопительного периода t =
-2,4 C°
продолжительность отопительного периода 215
суток.
В кинотеатре проектируется приточно-вытяжные
общеобменные системы вентиляции с механическим и естественным побуждением.
Подача воздуха в помещения кинотеатра
осуществляется приточной системой вентиляции П1 (работающей по прямоточной
схеме).
В зрительном зале удаление воздуха
осуществляется системой В1 с помощью крышного вентилятора марки DVS730 .
Удаление воздуха из помещений кружковых и артистичекских осуществленно при
помощи системы В2, установлен крышный вентилятор DVS310EV. Для компенсации
дисбаланса в коридоре запроектирована система В3 установлен крышный вентилятор
DVS355E4.
Для удаления воздуха из других помещений
применяется вытяжная система вентиляции с естественным побуждением. Воздуховоды
систем вентиляции запроектированы круглого сечения из листовой оцинкованной
стали, толщиной 0,5, 0,7 , 0,9 мм, в зависимости от диаметра воздуховода.
Для внутренних приточных отверстий применяются
регулируемые решетки типа РР5, Р150, Р200. Для внутренних вытяжных отверстий
используются решетки типа Р200, Р150.
Для снижения шума венткамера проектируется в
помещении не имеющей общей стены с зрительным залом. При этом применяют
применение звукопоглощающей облицовки в венткамере, виброизоляция вентагрегатов
с помощью пружинных амортизаторов и использование конструкций повышенной
звукоизоляции для внутренних ограждений венткамеры.
Для очистки приточного воздуха использованы
фильтры ФяВБ, имеющие эффективность очистки 80%, из перфорированная сетка
винипласта массой 4,2 кг.
В венткамере для исключения обхода воздуха
вокруг фильтров и другие элементов системы установлены герметичные двери
Крепление воздуховодов в местах прохода около
стен, осуществляется на крепежные кронштейны с прорезиненным хомутом, в местах
прокладки под потолком крепление производиться при помощи подвесных растяжек.
Для предотвращения попадания атмосферных осадков
через воздуховоды естественной вентиляции установлены зонты в соответствии с
диаметрами воздуховодов.
Для снижения шума от вент агрегата
установленного в приточной камере, вентилятор монтируется на вибраизоляторах, и
на вибро подставку.
В местах возможного образования конденсата на
стенках воздуховода, воздуховоды утепляются мин.ватой и покрываются алюминиевой
фольгой
4. Расчет воздухообмена
.1 Расчет объемов воздуха по кратностям
Кратность воздухообмена для помещений
устанавливается по СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания и сооружения»
Объемы воздуха определяются по формуле:
де: L - расход
воздуха, м3/ч
k - кратность
воздухообмена, 1/ч
V - объем
помещения, м3
Расчет производится для каждого
помещения отдельно. Результаты расчета сведены в таблицу 3.
Таблица 3.
№
|
Наименование
|
t,0С
|
Объем,
|
Кратность
|
Кол-во
воздуха, м3/ч
|
пом.
|
помещения
|
|
м3
|
Прит.
|
Выт.
|
Прит.
|
Выт.
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
1
|
Вестибюль
|
16
|
1139
|
2
|
-
|
2278
|
-
|
2
|
Гардероб
|
16
|
25,6
|
-
|
2
|
-
|
51,2
|
3
|
Зрительный
зал на 300 мест
|
18
|
824
|
По
расчёту но не менне 20м3/ч на 1го зрителя
|
По
расчёту но не менне 20м3/ч на одного зрителя
|
8666
|
8816
|
4
|
Сцена
|
22
|
309
|
-
|
-
|
-
|
-
|
5
|
Администрация
|
18
|
66,5
|
2
|
1,5
|
133
|
99,75
|
6
|
Буфет
|
18
|
74,52
|
-
|
5
|
-
|
372,6
|
7
|
Кассы
|
18
|
9
|
3
|
-
|
27
|
-
|
8
|
Библиотека
|
18
|
104,4
|
3
|
2
|
313,2
|
208,8
|
9
|
Кружковые
|
18
|
37,2
|
2
|
2
|
74,4
|
74,4
|
9а
|
Кружковые
|
18
|
37,2
|
2
|
2
|
74,4
|
74,4
|
10
|
Артистическая
|
20
|
37,2
|
2
|
3
|
74,4
|
111,6
|
10а
|
Артистическая
|
20
|
37,2
|
2
|
3
|
74,4
|
111,6
|
11
|
Склад
инвентаря
|
15
|
25,5
|
-
|
1
|
-
|
25,5
|
12
|
Санузлы
|
16
|
47,7
|
-
|
Не
менее 100м3/ч на один унитаз
|
-
|
200
|
13
|
Венткамера
|
|
60
|
1
|
-
|
60
|
-
|
14
|
Кинопроекционная
|
18
|
36
|
3
|
3
|
108
|
108
|
15
|
Перемоточная
|
18
|
15
|
2
|
2
|
30
|
30
|
16
|
Тамбур
|
12
|
33
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Σп=3404
Σв=
1467
устанавливаем вытяжной вентилятор в коридор
производительностью 1700 м3/час. Σп=12070
Σв=
12983 Невязка составляет 3%
.2 Расчет воздухообмена основного помещения
. Расчетные параметры наружного воздуха:
ТПГ: tн
=25 0С Iн = 58 кДж/кг
ХПГ: tн
= -260С Iн = -25,6 кДж/кг
. Расчетные параметры внутреннего воздуха:
ТПГ: tн
= 28.8 0С
ХПГ: tн
= 180С
. Определяются теплопотери и теплопоступления:
а) теплопоступления от солнечной радиации:
где Fпокр -
площадь покрытия, м2
qпокр -
тепловой поток через 1 м2 покрытия, Вт/м2
Вт
б) теплопоступления от людей:
где n -
количество человек
q1 -
теплопоступления от одного человека, Вт
ТПГ: Вт
ХПГ: Вт
в) теплопоступления от освещения:
Вт
где F - площадь
пола помещения, м2
Е - общая освещенность помещения,
Люкс. Е=75-для кинотеатров.
qосв -
удельные тепловыделения от источников искусственного освещения, Вт/(м2*Лк)
hосв
- доля теплоты поступающей в помещение
г) общие теплопоступления:
ТПГ: Вт
ХПГ: Вт
д) Теплопотери через ограждения:
ХПГ : Вт
где q0 - удельная
тепловая характеристика здания, Вт/(м3*0С)
V - объем
помещения, м3
Dt - разность температур на отопление
и вентиляцию, 0С
kt -
поправочный коэффициент на расчетную температуру наружного воздуха,
определяется по табл. в зависимости от tн.
. Определение влагопоступлений:
ТПГ: кг/ч
где W1 -
влаговыделения от одного человека, кг/ч
n - количество
человек
ХПГ: кг/ч
) рассчитываются поступления СО2:
л/ч
где qCO2 -
поступления СО2 от одного человека, л/ч
Результаты сводятся в Таблицу :
Период
года
|
Теплопоступления,
Вт
|
Теплопотери
|
Теплоизбытки
|
Тепловая
напряженность
|
Влагопоступления
|
СО2,
|
|
Qл
|
Qср
|
Qосв
|
Qобщ
|
|
|
|
|
|
ТПГ
|
27900
|
2152,6
|
744
|
30797
|
-
|
30797
|
11.36
|
22,5
|
6900
|
ХПГ
|
41760
|
-
|
744
|
42504
|
13353
|
29151
|
12,43
|
12
|
6900
|
) определяем угловые коэффициенты:
ТПГ: кДж/кг
ХПГ: кДж/кг
) Определяем температуру удаляемого
воздуха:
ТПГ:
ХПГ:
где tв
-температура внутреннего воздуха, 0С
grad t - рост
температуры по высоте помещения
Н - высота помещения, м
hоб - высота
обслуживаемой зоны, м
) Расчет воздухообмена для ТПГ по I-d диаграмме
На I-d диаграмме
находим точку Н по температуре наружного воздуха tH
и энтальпии наружного воздуха JH для ТПГ. От
точки Н проводим линию с угловым коэффициентом eтпг, далее находим точку пересечения
этой линии с изотермой
tH=31.05 0С,
эту точку обозначаем У. Снимаем с I-d диаграммы
значения энтальпии и влагосодержания точек Н и У.
JПР=58 кДж/кг
dПР=12,8 г/кг
сух. воз
JУД=68 кДж/кг
dУД= 14,5
г/кг сух. воз
кг/ч
где Iуд, Iпр -
удельная энтальпия соответственно удаляемого и приточного воздуха, кДж/кг
кг/ч
где dуд, dпр - влагосодержание
соответственно в удаляемого и в приточного воздуха, г/кг
м3/ч
где Суд, Спр - концентрация СО2
соответственно в удаляемом и в приточном воздухе, л/м3
м3/ч - объемный расход по
санитарно-гигиеническим нормам.
где L1 -
удаляемый расход воздуха на одного человека по санитарно-гигиеническим нормам,
м3/ч
В качестве расчетного принимаем
максимальное значение:
м3/ч
м3/ч
Плотность приточного воздуха кг/м3
Плотность удаляемого воздуха кг/м3
м3/ч
м3/ч
) расчет воздухообмена для ХПГ:
для ХПГ в качестве расчетного
массового расхода выбираем наибольший расход воздуха по ТПГ. GХПГ=10227
WХПГ-
влагопоступление в кинозал для ХПГ
гр/кг
5. Подбор воздухораспределительных устройств
В общественных зданиях приточные и вытяжные
отверстия оформляются жалюзийными решетками. Используются приточные решетки
типа РР и вытяжные вентиляционные решетки типа Р.
Площадь живого сечения жалюзийных решеток
определяется по формуле:
м2
где L - расход
воздуха, м3/ч
Vор = 2¸6 м/с -
ориентировочная скорость воздуха в сечении решетки.
Результаты расчетов сведены в
таблицу.
6. Аэродинамический расчет систем
вентиляции
.1 Аэродинамический расчет приточной
системы вентиляции
Последовательность расчета:
) Выбирается основная магистраль, как
наиболее нагруженная и протяженная ветвь.
) Нумеруем участки магистрали.
Участки основной магистрали нумеруют, начиная с наиболее удаленного, затем
проставляют номера участков ответвлений.
) Определяется ориентировочная
площадь поперечных сечений воздуховода:
, (м2)
где L расчетный
расход на участке, м3/ч
Vор
ориентировочная скорость движения воздуха, м/с
) Определяется расчетная скорость
движения воздуха:
, (м/с)
где fф площадь
сечения принятого стандартного воздуховода, м2
) Определяются потери давления на
трения по длине:
, (Па)
где R=f(d ; V)
R удельные
потери давления на трение. Определяются по таблицам в зависимости от диаметра
воздуховода и скорости движения воздуха, Па
l длина
участка, м
β коэффициент
учитывающий шероховатость поверхности
где kэ абсолютная
шероховатость
) Определяются потери давления в
местных сопротивлениях:
, (Па)
динамическое давление, Па
- сумма коэффициентов местных
сопротивлений
) Определяются потери давления на
расчетном участке:
, (Па)
) Определяются потери давления в
системе:
, (Па)
где потери давления в вентиляционном
оборудовании, Па
) Производится увязка ответвлений.
Потери давления в ответвлении определяются:
, (Па)
Невязка потерь давления не должна
превышать 10%.
Результаты аэродинамического расчета
и расчетные схемы систем приводятся в табл. 6.1.
Расчёт В1
.2 Аэродинамический расчет
естественных систем вентиляции
Методика аэродинамического расчета
естественных систем аналогична методике расчета на приток. Отличие состоит в
следующем:
) В малых значениях рекомендуемых
скоростей движения воздуха - максимальная 1,5 м/с.
) В заданном значении располагаемого
давления:
, Па
где Н расстояние по вертикали от
центра вытяжной решетки до центра вытяжной шахты, м
g ускорение
свободного падения, м/с2
-плотности соответственно наружного
воздуха и внутреннего воздуха, кг/м3
на 5% 10%
Увязка происходит путем увеличения
расхода или диаметра.
Результаты расчета сведены в таблицу
.
5%
%
6%
8,6%
9,2%
7. Подбор вентиляционного оборудования
.1 Подбор калорифера
воздухообмен вентиляция
теплопоступление аэродинамический
Система П1.
) Определяется тепловой поток, который
необходимо передать воздуху:
, Вт
где G - массовый
расход воздуха, кг/ч
- объемный расход воздуха, м3/ч;
rн
- плотность воздуха при его начальной температуре, кг/м3 ;
с = 1,005 кДж/(кг0С) - теплоемкость
воздуха;
tк,tн -
соответственно конечная и наружная температуры нагреваемого воздуха, 0С.
, кг/ч
Вт
) Задаемся массовой скоростью
движения воздуха во фронтальном сечении воздухонагревателя:
кг/(с*м2)
) Находится требуемое живое сечение
воздухонагревательной установки по воздуху:
, м2
) Выбирается один или несколько
калориферов, суммарное значение живого сечения по воздуху которых
приблизительно равно требуемому:
КСк3-12: åf’=1.027 м2
) Уточняется массовая скорость
движения воздуха:
кг/(с*м2)
) Определяется массовый расход воды:
, кг/ч
где св = 4,187 кДж/(кг0с) -
теплоемкость воды
tг,tо -
температура воды в подающем и обратном трубопроводах
, кг/ч
) Определяется скорость воды в живом
сечении воздухонагревательной установки:
, м/с
где rн = 1000 кг/м3 - плотность воды
åfв - сечение воздухонагревательной
установки для прохода воды, м2
) Определяется коэффициент
теплопередачи:
Вт/(м2*0С);
) Определяется требуемая поверхность
нагрева калориферной установки:
, м2
где Dt - разность средних температур
теплоносителя и воздуха, 0С
, 0С
, м2
) Определяется количество рядов
калориферов по воздуху:
где åFр -
суммарная поверхность нагрева калориферов в одном ряду, м2
) Определяется действительная
поверхность нагрева калорифера:
, м2
) Определяется действительная
поверхность нагрева калорифера:
) Определяется аэродинамическое
сопротивление калорифера:
, Па
.2 Подбор воздушных клапанов
Система П1.
) По заданному расходу воздуха по
таблице подбирается тип воздушного клапана, его габаритные размеры и площадь
живого сечения для прохода воздуха:
КВУ 600*1000Б; fжс = 0,57
м2; L = 1000 мм;
Н = 570 мм; m = 35 кг.
) Определяется скорость воздуха в
живом сечении:
м/с
) Определяется аэродинамическое
сопротивление:
, Па
где - коэффициент местного
сопротивления воздуху
r
- плотность воздуха, кг/м3
V - скорость
воздуха в живом сечении, м/с
Па
7.3 Подбор жалюзийных решеток
Система П1
) По заданному расходу воздуху
воздуха подбирают одну или несколько решеток с суммарным живым сечением:
, м2
где L - общий
расход воздуха, м3/ч
Vор = 2¸6 м/с -
ориентировочная скорость воздуха в сечении решетки
м2
) Определяется количество решеток:
,
где fжс - площадь
живого сечения одной решетки
n = 8
3) Уточняется скорость движения
воздуха:
, м/с
где fжс -
фактическая площадь живого сечения, м2
м2
м/с
) Определяется аэродинамическое
сопротивление при проходе воздуха через решетку:
, Па
где x = 1,2 - коэффициент местного сопротивления воздуху,
r
- плотность воздуха, кг/м3
V - скорость
воздуха в сечении решетки, м/с
Па
Для приточной системы П1 подобраны
решетки типа СТД 5289, в количестве 8 штук, fжс = 0,06
м2, масса 1,13кг.
.4 Подбор фильтров
Система П1
Выбираются фильтры типа ФяКП:
Характеристики:
DР
= 150 Па
эффективность очистки 92%
пылеемкость фильтра 4000 г/м3
тип фильтрующего материала -
иглопробивной материал типа ФНИ
масса 8,8 кг
пропускная способность ячейки 2500
м3/ч
Определяется количество ячеек
фильтра:
≈6 исполнение3*3 (10281028) -
система П1
.5 Подбор вентиляторов
Система П1:
Подбор осуществляется по двум
характеристикам:
1) Давление, развиваемое вентилятором:
, (Па)
где kз = 1,1 -
коэффициент запаса учитывающий неучтенные потери
DРсист
- потери давления в системе, Па
, (Па)
где DРобор - потери давления в вентиляционном
оборудовании, Па
, (Па)
(Па)
(Па)
(Па)
2) Производительность вентилятора:
, (м3/ч )
где kп = 1,1 -
коэффициент учитывающий подсосы и утечки воздуха из системы
(м3/ч)
Подбирается вентилятор типа
ВЦ14-46-7,5; Nу = 7,5 кВт,
n = 960
об/мин; m=153кг
Система В1: l=8816 м3/ч
Подбирается крышный вентилятор типа DVS730
Система В2: l=845 м3/ч
Подбирается крышный вентилятор типа DVS310EV
Система В3: l=1700 м3/ч
Подбирается крышный вентилятор типа DVS355E4
7.6 Подбор воздушно-тепловой завесы
) Определяется расход воздуха:
, кг/ч
где k = 0,09 -
коэффициент учета числа проходящих людей, места забора воздуха для завесы и
типа вестибюля
mвх
= 0,65 - коэффициент расхода проема, зависящий от конструкции входа (двойные с
тамбуром).
Fвх = 1,5 м2 -
площадь одной открываемой створки наружных входных дверей
tсм = 120C -
температура смеси воздуха, поступающего в помещение при работе завесы
tн -
температура наружного воздуха для ХПГ
tз = 400С -
температура воздуха подаваемого завесой
, Па
где Ргр - гравитационное давление,
Па
, Па
Н - расчетная высота, м
, м
лк - высота этажа тамбура, м
rн
,rв -
плотности наружного и внутреннего воздуха для ХПГ, кг/м3
k1 = 0,3 -
поправочный коэффициент на ветровое давление(здание без аэрационных проемов)
Рв - ветровое давление, Па
, Па
с = -0,6 - расчетный
аэродинамический коэффициент(для заветренной стороны)
Vв - скорость
ветра, м/с
кг/м3
кг/м3
Па
, Па
Па
кг/ч
) Определяется тепловая мощность
калорифера:
, (Вт)
где tнач -
температура воздуха забираемого завесой, 0С(tнач=tсм)
(Вт)
Метеор ТВВ 15
8. НИРС
Естественная вентиляция с
побуждением
В общем потоке жалоб населения на
бытовые неудобства (недостатки в электро- и водоснабжении, отоплении, плохое
состояние кровли, стен и окон и т. п.) жалобы на вентиляцию в прошлом
практически отсутствовали, но в последние годы они стали обычным явлением,
предметом разбирательств и судебных исков. Единственная причина жалоб на
вентиляцию в нашей стране сегодня - это плохая, недостаточная вентиляция.
Специалисты говорят о плохой работе
вентиляции в двух случаях.
Во-первых, когда она не обеспечивает
нормативного воздухообмена в каждой из комнат, либо вытяжные вентиляционные
решетки работают как приточные, открывая доступ в комнату воздуху из вытяжного
коллективного канала (обратная тяга).
Во-вторых, когда вентиляция
избыточна. Например, в зимнее время воздухообмен может в несколько раз
превышать нормативное значение.
И то, и другое плохо.
Недостаточный воздухообмен губителен
для нашего здоровья, в особенности, для детей. Недостаток свежего воздуха
приводит к повышению относительной влажности, способствует созданию
болезнетворной микрофлоры в квартире, появлению плесени, грибков и насекомых,
загрязнению воздуха вредными микропримесями (продуктами жизнедеятельности
человеческого организма, газовыделениями кухни, санузлов, бытовой химии,
выделениями запахов и вредных веществ современными отделочными и мебельными
материалами, игрушками, электроприборами, факсами, принтерами, ксероксами,
компьютерами и т. п.). Большинство из нас, не говоря уже о детях, проводит дома
большую часть времени суток, и здоровая атмосфера в доме чрезвычайно важна для
семейного благополучия.
Главная причина плохой,
недостаточной вентиляции объясняется непреложным законом: нет вытяжки без
притока. В старых домах инфильтрация была достаточной и даже чрезмерной:
пожилые люди помнят, как осенью все конопатили щели в окнах ватой и заклеивали
их бумагой, весной окна очищали и отмывали; свободными в течение всего года
оставались форточки - обязательная принадлежность каждого окна. Ныне ситуация
изменилась. Современные конструкции зданий из монолитного железобетона с окнами
из стеклопакетов и с герметичными дверями квартир обладают очень низкой
воздухопроницаемостью, инфильтрация слишком мала для нормативного притока, а
без притока нет и вытяжки. Вторая причина недостаточной естественной вентиляции
- кондиционирование помещений: если температура воздуха в комнате ниже
температуры наружного воздуха, то естественная вытяжка по своей природе
невозможна, зачастую мы наблюдаем в этом случае обратную тягу.
Ухудшают работу естественной вытяжки
и другие факторы: теплые чердаки, разноуровневые секции (малоэтажная секция
оказывается в зоне аэродинамической тени), строительство многоэтажных зданий
рядом с малоэтажными, недопустимая конструкция оголовка вытяжного
вентиляционного канала, самовольное изменение жильцами конструкции
коллективного канала, установка жильцами вытяжных вентиляторов и, почти
повсеместно, отсутствие технического обслуживания и контроля состояния систем
вентиляции здания.
Избыточная вентиляция зимой приводит
к неоправданным расходам энергии на отопление. При росте цен на тепло в
несколько раз или даже до европейского уровня, а это время, вероятно, не за горами,
нам придется относиться к экономии энергии в своей квартире так же трепетно,
как это давно делают европейцы.
Тема заголовка, однако, относится
только к первому аспекту, к способам обеспечения достаточного воздухообмена,
достаточного с точки зрения медицины. Нормы воздухообмена для жилых зданий
обоснованы, утверждены и подлежат безусловному соблюдению.
Принцип действия естественной
вентиляции в ее классическом исполнении основан на разности плотности воздуха
снаружи и внутри помещения: движущая сила процесса, так называемое
гравитационное давление, прямопропорциональна разности плотностей воздуха и
высоте вытяжного «теплого» канала.
Расчет естественной вентиляции и
выбор сечения каналов проводится в соответствии с действующими нормативами для
температуры наружного воздуха 5 °С и температуры внутри помещения 20 °С. Именно
при этих температурах воздухообмен соответствует санитарным нормам.
Физическая природа естественной
вентиляции предопределяет снижение ее эффективности при температуре наружного
воздуха выше 5 °С. В жаркое время года температурный фактор в кондиционируемых
помещениях становится и вовсе отрицательным. Кроме того, для нормальной работы
естественной вентиляции необходим приток свежего воздуха (через щели в оконных
переплетах, воздушные клапаны, приоткрытые окна) и возможность свободного
перетока воздуха из комнат к вытяжным устройствам на кухне и в санузлах.
Ухудшить естественную вентиляцию может и неблагоприятное направление ветра, и
аэродинамическая тень, в которой может оказаться кровля, и засорение или
несанкционированное изменение геометрии вытяжного канала. Для многоэтажных
зданий эффективность естественной вентиляции для разных этажей различна;
критической, как правило, становится ситуация на последних двух этажах.
Однако известны способы, улучшающие
естественную вентиляцию при прочих равных условиях, но, к сожалению, не
являющиеся столь радикальными, как механическая вентиляция. Некоторые из них
чрезвычайно просты и дешевы, другие требуют затрат.
Тепловое побуждение естественной
вентиляции
Является одним из древних способов,
о нем упоминается в книгах позапрошлого века. Речь идет о подогреве вытяжных
каналов. Для обеспечения расчетного воздухообмена в течение всего лета
достаточно подогреть вентканал на 15 °С выше температуры наружного воздуха.
Частично канал подогревается теплом кухонной плиты и теплым влажным воздухом
при пользовании ванной или душем. Эта «помощь» не постоянна, но она действует
именно тогда, когда она особенно нужна. Усилить летом эффект подогрева
вытяжного канала от кухонной плиты и в то же время уменьшить перегрев кухни
можно с помощью кухонного зонта с отводом горячего воздуха и/или продуктов
сгорания по воздуховоду непосредственно в вытяжной стояк.
Достаточно просто реализовать
тепловое побуждение в частном загородном доме, коттедже и в домах с
индивидуальным тепловым пунктом. В коттедже круглогодично работает котел и его
контуры горячего водоснабжения, теплых полов и в некоторых случаях бассейна.
Существует реальная возможность использования энергии продуктов сгорания для
подогрева вытяжных каналов. Второй путь - добавить еще один автономный контур с
автоматикой для подогрева вытяжных каналов. Вопросы определения энергоемкости
этого способа и пути ее снижения, а также проектные решения рассматриваются в
мастер-классе по данной теме.
|
|
Рисунок
1. Визуализация дефлектора ASTATO
|
Рисунок
2. Дефлектор ДС710 в г. Жуковский (12 шт. на одной кровле)
|
Ветровое побуждение естественной вентиляции
Является одним из широко известных и применяемых
способов интенсификации воздухообмена. Ветровое побуждение - это использование
энергии ветра для эжекции отработанного воздуха из вентиляционных каналов. С
самого начала все дефлекторы стали делать симметричными относительно
вертикальной оси и неподвижными, т. к. вращающиеся дефлекторы (флюгарки) были
признаны непрактичными в условиях наших зим. Главное внимание уделялось
способности дефлектора создавать максимальное разрежение при одинаковой
скорости ветра и сохранять свою эффективность при наклонах скорости ветра в
вертикальной плоскости.
Дефлекторы имеют богатую и, к сожалению, забытую
историю и трудовую биографию, достойную уважения. Они применялись с середины
ХIХ века на зданиях и на транспортных средствах, испытывались в натурных
условиях и в аэродинамических трубах. Статические дефлекторы используют сейчас
в качестве устройств выброса воздуха из индивидуальных и коллективных каналов
естественной вентиляции, индивидуальных и коллективных дымоходов, каналов
выброса продуктов сгорания газа, стволов мусоропроводов. Их применяют на
зданиях любой этажности, на новостройках и реконструируемых зданиях.
Принцип действия дефлектора основан на
использовании эффекта Бернулли: чем выше скорость потока при изменении
поперечного сечения канала, тем меньше статическое давление в этом сечении.
Наиболее эффективны дефлекторы с открытой
проточной частью (тарельчатый дефлектор (Труды ЦАГИ, № 123, 1936 год),
дефлектор ASTATO, дефлектор ДС) [1-3].
Установлены два параметра эффективности дефлектора:
z - коэффициент местных потерь;- коэффициент
давления (разрежения).
Коэффициент местных потерь представляет собой
коэффициент пропорциональности в формуле Вейсбаха-Дарси и позволяет рассчитать
собственные потери давления в самом дефлекторе:
DPd = 0,5 z r
Vd2,
где Vd - скорость в дефлекторе, м/с;
r - плотность воздуха, кг/м3;
DPd - потери давления в дефлекторе, Па;
z - коэффициент местных потерь.
Для дефлекторов серии ДС коэффициент местных
потерь равен 1,4 (при длине трубы дефлектора 0,5 м).
Коэффициент давления (разрежения) С равен
отношению разности полного давления в вентиляционном канале и статического
давления снаружи него к скоростному напору ветра. Коэффициент давления
позволяет рассчитать дополнительное ветровое давление (разрежение) DPv,
создаваемое дефлектором при наличии ветра:
DPv = 0,5 C r V2,
где С коэффициент разрежения для дефлектора
серии ДС, равный 0,75 при отклонениях направления ветра от горизонтальной
плоскости не более 30° и 0,6 при отклонениях до 60°;скорость ветра, м/с;
r плотность воздуха, кг/м3.
В абсолютных цифрах эффективность дефлектора ДС
отражена в таблице для условий: температура воздуха 25 °С, относительная
влажность 50 %, плотность воздуха 1,177 кг/м3.
Статические дефлекторы серии ДС (Россия) (рис.
2, 4) и дефлекторы ASTATO (Франция) сегодня обладают наилучшими
аэродинамическими параметрами и совместимы с механическими средствами
побуждения. Дефлекторы ДС выпускаются по ТУ 4863-002-51056717-03, введенным в
действие 23 октября 2003 года и зарегистрированным Госстандартом за №
200/046008, сертификат соответствия № РОСС RU.МГ01.В01293.
10. Литература
1.
СниП 41-012003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»
.
СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»
.
СНиП 31-06-2009 «Общественные здания и сооружения»
.
Справочник проектировщика. Часть 3.Книга 2. Вентиляция и кондиционирование
воздуха».
5.
<http://refbest.ru/wievjob.php?id=33043>.
.
Amphous A., Харитонов В. П. Дефлекторы АСТАТО и проблема энергосбережения:
Материалы 3-го форума Heat&Vent. - М., 2001.
.
Одноволова О. В. Опытные образцы приточных устройств и дефлекторов для
естественной и естественно-механической вентиляции жилых зданий: Материалы 5-го
форума Heat&Vent. - М., 2003.
. Olivia Noel and oth. Natural
ventilation activated by induction // Proceedings 21st AIVC Annual Conference.
Innovations in Ventilation Technology. - 26-29 September. - 2000.
9.
Малахов М. А. Проект естественно-механической вентиляции жилого дома в Москве
// АВОК. - 2003. - № 3.
.
Fabio F., Одноволов И. Т. Полупромышленные вентиляторы фирмы VORTICE: Материалы
2-го форума Heat&Vent. - М., 2000.