Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Романенко П.Н. Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции учебник

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

16.6 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 / 3720 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 > Следующая >>>

	Данные о воздухообмене			по зданию в целом			Таблица 8.7
	Данные о воздухообмене			по зданию в целом
			Кратность		Воздухообмен
	Название поме	Объем	обмена		Воздухообмен		Приме
		Объем	обмена				Приме
поме		помеще
поме	щения	помеще			приток,	вытяжка, чание
щения	щения	ния, Ms	+	—	приток,	вытяжка, чание
			+	—	м3/ч	мЩч
	Конструкторское
301	бюро	400	2	2	800	800
302	Зал совещаний	600	3	3	1800	1800

303	Курительная	50	—	10	—	500	По	рас
304	Лаборатория	180	—	—	1200	1500	чету
305	Коридор	—	—	—	600	—	По	ба
							лансу
Д л я	нестандартных помещений, когда нет данных о требуемых
кратностях воздухообмена,			последние	определяют		расчетом,		ука
з ы в а я	об этом в примечании. При суммировании количества							пода

ваемого и извлекаемого воздуха первого всегда получается значи

тельно	меньше, чем второго.	Недостающее	количество воздуха
д о л ж н о	проникать в здание через неплотности		или	подаваться ор
ганизованным путем. В первом		случае расход	тепла	на нагревание

подсасываемого наружного воздуха д о л ж е н быть учтен при проек тировании отопления. Во втором случае недостающее количество


нагретого воздуха подают			в коридоры, лестничные клетки и т. п.,
из которых		приточный воздух может легко попасть в те			помещения,
в которых в ы т я ж к а превышает приток. При такой подаче						в табли
це делается		примечание	«По	балансу».
Д л я	уменьшения холодных			сквозняков желательно,		чтобы	по
зданию в целом приток несколько превышал в ы т я ж к у					(хотя бы		на
10%). В	производственных		помещениях, технологические			процессы

которых сопровождаются выделением вредных газов, паров и пы

ли,	организованная в ы т я ж к а д о л ж н а		превышать приток. В этом
случае из-за р а з р е ж е н и я		в помещении	вредные выделения	не бу
дут	проникать в смежные	помещения.	Количество воздуха,	подса

сываемого снаружи через неплотности, согласно опытным данным,

обычно не превышает 1,5-кратный	обмен. Поэтому б о л ь ш а я раз
ница м е ж д у кратностью притока	и кратностью в ы т я ж к и может
быть допущена в помещениях только		с часто открывающимися
дверями (курительные, уборные	и т.	п.).

Необходимое количество воздуха д л я у д а л е н и я вредностей оп ределять по кратности воздухообмена допускается д л я помещений жилых, общественных и вспомогательных зданий по соответствую

щим г л а в а м	С Н и П , а в отдельных случаях и д л я	производствен
ных помещений в соответствии с ведомственными		нормами, согла
сованными с	Государственной санитарной инспекцией.

Г л а в а

А Э Р А Ц И Я И О С О Б Е Н Н О С Т И Г А З О О Б М Е Н А

В У С Л О В И Я Х П О Ж А Р А

Естественная

вентиляция

помещений

под

действием

гравита

ционного и ветрового давления через

специально

устраиваемые

проемы называется аэрацией. Аэрация, как правило,

предусматри

вается в производственных зданиях, имеющих

избытки тепла. П о

тем ж е законам

аэрации осуществляется

газообмен

через

оконные

и дверные проемы при проветривании

помещений, а т а к ж е

естест

венный

газообмен при

п о ж а р е (в последнем случае

имеются неко

торые

особенности).

М а т е р и а л данной

главы

в а ж е н

д л я

решения

многих

вопросов

пожарной

безопасности. По

з а к о н а м

аэрации,

например,

может

быть дано

обоснование эффективности

надежности естественной

вентиляции взрывоопасных помещений при нормальной эксплуата ции зданий . Закономерности газообмена в условиях п о ж а р а позво ляют решать вопросы по использованию естественных и механиче ских систем вентиляции для предотвращения распространения про

дуктов сгорания		в	здании, а т а к ж е создания благоприятных	усло
вий	д л я тушения		п о ж а р а .
С	помощью	общеизвестных законов аэрации не всегда		можно

решать вопросы, связанные с газообменом в помещениях при по


жаре . В условиях п о ж а р а необходимо учитывать					дополнительные
факторы, влияющие на газообмен:			весовой	расход		выгорающего
материала, скорость изменения		температуры		газов		в помещении
и др. Известно т а к ж е , что	при	малых сечениях			приточных и вы
тяжных проемов, а т а к ж е	большой		скорости	повышения темпера

туры в помещении может возникать значительное избыточное дав ление по отношению к наружному воздуху. Поэтому умение опре делять возможное давление имеет большое практическое значение.

§ 9.1. Аэрация под действием избытков тепла

Под действием избытков тепла температура воздуха внутри по мещения становится выше температуры воздуха снаружи здания, в результате чего возникает гравитационное давление . Поэтому аэрацию под действием гравитационного давления принято назы вать аэрацией под действием избытков тепла.

191

В расчетах аэрации д л я целей вентиляции помещений величина температуры газов по всему объему помещения принимается оди наковой и постоянной во времени. Скорость д в и ж е н и я воздуха в помещении принимается равной нулю. Такое допущение мало влияет на точность результатов, но значительно упрощает расчет.

Рассмотрим газообмен в помещении одноэтажного здания, в котором имеются д в а открытых проема, расположенных на разных уровнях (рис. 9.1).


Рис. 9.1. Расчетная			схема газо
обмена	под	действием		избытков
тепла		(разрез	здания)
Обозначим п л о щ а д ь сечения нижнего проема через .Fi,					а верх
него через F2- Расстояние	по	вертикали		между центрами	нижнего

и верхнего проемов обозначим через h. Температуру воздуха сна ружи здания обозначим через г ь а плотность наружного воздуха рі. Температуру воздуха внутри здания обозначим через h, а плот ность внутреннего воздуха рг-

Примем, что температура воздуха внутри помещения больше температуры наружного воздуха, тогда плотность наружного воз духа будет больше плотности воздуха, находящегося внутри по мещения, т. е. при

		4 > ^ і	р 2 < Р і -
Известно,	что	более нагретый	воздух с меньшей плотностью
через верхний проем будет у д а л я т ь с я наружу,				а менее	нагретый
н а р у ж н ы й воздух с большей плотностью через нижний					проем бу
дет поступать	в	помещение. Следовательно, на		уровне	нижнего

проема давление снаружи здания будет больше, чем внутри поме щения, а на уровне верхнего проема, наоборот, давление снаружи здания будет меньше, чем внутри помещения.

192

Обозначим величину разности давлении воздуха снаружи и

внутри здания на	уровне	центра нижнего	отверстия через	АРі, а
па уровне центра	верхнего	отверстия через	ДР2 - Н а рис. 9.1	вектор

разности давлении от центра нижнего проема отложим внутрь по мещения, я вектор разности давлении от центра верхнего проема отложим наружу здания . Концы векторов соединим между собой


прямой. З а		начало отсчета величин разности				давления		между	внут
ренним и		н а р у ж н ы м воздухом		примем	ось	наружной		стены	зда
ния	А—А. Тогда		получим эпюру разности давления				по высоте		зда
ния.	Давление,		направленное	внутрь	помещения,		будем считать

отрицательным и обозначать знаком минус, а давление, направ

ленное наружу здания, будем считать положительным и				обозна
чать знаком плюс. Из эпюры			видно, что имеется граница,	где раз
ность	давления	равна нулю,	т. е. давление воздуха внутри	здания
равно	давлению	снаружи .
Горизонтальная плоскость, расположенная на высоте, на кото
рой давление внутри помещения равно давлению снаружи				здания,
называется плоскостью равных давлений . Н и ж е плоскости				равных

давлений воздух будет поступать в помещение, а выше — удалять

ся из него.
Плоскость равных давлений на	рис. 9.1	обозначим	прямой
О—О. Уровень расположения этой	плоскости	примем за	начало

расчета положительных и отрицательных давлений . Величину аб солютного атмосферного давления иа уровне плоскости равных давлений обозначим через В. Найдем абсолютные величины давле

ния

па уровнях

нижнего и

верхнего

проемов,

внутри и

снаружи

здания .

Расстояние от плоскости равных давлений до центра

нижнего

отверстия

обозначим

через

до

центра

верхнего

отверстия

через Іі2. Тогда

давление воздуха

на

уровне

нижнего проема

внут

ри

помещения

будет

равно

B + higp2,

а снаружи здания

B + li\gç>\.

Так как на уровне нижнего проема давление воздуха снаружи зда

ния

больше,

чем

внутри, разность

давлений

может

быть

получена

как

Р1

=\В

Aigp, —

— A,gp, =

hxg

(р, -

) .

(9.1)

На уровне верхнего проема давление воздуха

внутри

помеще

ния

будет

равно

В—/î2gp2, а

снаружи В—hugpi- Н а этом

уровне

давление внутри помещения больше, чем снаружи . Тогда

разность

давлений

будет

равна:

АР., =

В —

hg9> — В -h hgPi = hg

(pi — p 2 ) .

(9.2)

Величины АРі и AP 2 представляют собой гравитационные дав ления у нижнего и верхнего проемов (под действием разности плотностей).

Гравитационные давления, определяемые по формулам (9.1) и (9.2), являются статическими давлениями . В открытом проеме ста-

13 Зак. 3!

193

тическое давление переходит в динамическое. Зависимость между этими давлениями имеет вид:

		A P = - £ f U		(9.3)
где. ay — скорость		движения воздуха в проеме, м/сек;
р — плотность		воздуха в	проеме, кг/ма.
Из	в ы р а ж е н и я	(9.3) можно	определить скорость движения	воз
духа в	проеме:

Расход воздуха в проеме можно определить по уравнению не разрывности:

	G = \>Fwp,			(9.5)
где F — площадь	сечения	проема,	л/2 ;
ц — коэффициент расхода.
Коэффициент	расхода	учитывает	потерн кинетической	энергии

воздуха при проходе через проем: трение внутреннее и внешнее, завихрения и т. п. Величина коэффициента расхода зависит преж де всего от формы кромок проема, толщины стенок и других фак торов. Определяется эта величина опытным путем и может изме няться от 0 до 1. Д л я проемов с острыми краями, в том числе и для полностью открытых оконных и дверных проемов, величина


коэффициента		расхода принимается				в	пределах	0,6—0,65.
С учетом		уравнении		(9.4)	и (9.5)		составим	формулу для се
кундного	расхода		воздуха в		общем		виде:
			G=yFV2bPf.					(9.6)
Расход	воздуха		через	нижний		проем равен:

О, = ^У2~Щр~1	= vlFlV2hlg(Pl-p2)pl,	(9.7)
а расход воздуха через	верхний проем

G 2 = ^2

Ѵ2Щр~2 = Р2 F о Vi

kl g (pi — ft) P2 •

(9.8)

Уравнения

(9.7) и

(9.8)

используем

д л я

определения

располо

жения

плоскости

равных

давлений,

т. е. д л я

определения

hi и ho-

Из

условия

газового

баланса

следует,

что G\ — G2- Приравни

вая правые

части

уравнений

(9.7)

и (9.8),

получим

Ѵ\Рі ѴГ 2 hig

(Pi — p2 )PJ

\>2F21/2 h2g ( P l — рз) p2 .

Возводя

обе части

равенства в к в а д р а т

и с о к р а щ а я одинаковые

величины,

найдем

І Ѵ Л 2

А І Р І =

\>22F2*h2p2 •

(9-9

194

Из

рис.

9.1

видно,

что

Л| + Л2 = Л.

(9.10)

Подставляя

значение

Ііо = Іі—/іл

в выражение

(9.9)

решая от

носительно

величины

Iii,

получим

lh = ~

-Г 1

(9Л1>

,и -і"

F\ pi

Аналогично

м о ж н о

получить

/ / , = .

р2

(9.12)

-I" 1

\Н2

рі

Уравнения (9.11) и (9.12) показывают, что расположение пло

скости

равных

давлений

зависит от отношения

приточных

и вы

тяжных проемов в квадрате, а

т а к ж е

от

отношения

плотностей

наружного

н внутреннего

воздуха.

Подставляя значение Іі\ в уравнение

(9.7), получим

выражение

для секундного

расхода приточного или удаляемого воздуха:

G=ViF^F,

f f f 1

: ^ 1 ;

•

кг/сек.

(9.13)

Произведение / t g ( p i — р 2 ) называется располагаемым пли пол

ным гравитационным

давлением . Обозначим его через

АРѵр,

тогда

Л / У = : Л £ ( Р » — Р з ) -

(9.14)

Подставляя

Д / ^

в уравнение (9.13), окончательно

получим

0 = ѵ № і ] / Г

, і а ^ ^

р 2

(9.15)

Формулы (9.13) и (9.15) позволяют определять газообмен

в по

мещениях при заданных

проемах с учетом

только

гравитационного

давления . По этим ж е формулам можно

определять

газообмен при

высокой

температуре

газов

помещении.

Д л я

упрощения

расчетов

газообмена

в условиях

высоких

тем

ператур

по уравнению (9.13)

составлена

номограмма (рис. 9.2). По

этой ж е номограмме

можно

определить

расположение

плоскости

равных

давлений. Порядок

пользования

номограммой

показан

стрелками.

Из номограммы

видно, что

при

сечениях

вытяжных

проемов,

равных или меньше приточных, газообмен в помещении с повыше

нием	температуры вначале увеличивается, достигает максималь
ной	величины, а затем постепенно снижается. Это явление можно

13*

195

объяснить тем, что при высоких температурах приточный воздух значительно увеличивается в объеме и потерн давления в вытяж ном проеме начинают превышать гравитационное давление в нем. Номограмма т а к ж е показывает, что увеличение температуры газов в помещении выше 200° С мало влияет на газообмен.

Рис.	9.2.	Номограмма	для определения расхода газов				и	плоскости
равных		давлений при	аэрации	в	условиях	высоких	температур по
			формуле		(9.13)
Д л я	определения		площади	сечения		приточных		и вытяжных

проемов при известном газообмене в условиях низких и высоких температур з а д а ю т с я наиболее выгодным расположением плоскос-

196

ти равных давлении, т. е. величинами Іі\ и 1ъ . Тогда из									выражений
(9.7)	н	(9.8)	находят
			/ I —	—	,		— )		(9.16)
				\|Х,	У 2 llxg (р,		— р 2 ) Рі
									(9.17)
			§ 9.2. Аэрация			под действием		ветра
При действии ветра с наветренной стороны здания									возникает
избыточное давление воздуха,						а с	подветренной стороны — разре
жение.
Пример распределения ветрового давления вокруг									о г р а ж д а ю
щих конструкций зданий показан на рис. 9.3. Здесь									избыточное
давление		обозначено знаком				+ , а разрежение знаком —. Н а п р а в
ление	ветра		показано	стрелкой,			скорость	ветра обозначена че

рез до„.

197

где Р — избыточное давление			или разрежение у наружного ограж
дения	здания,	н/м2;
полное	динамическое		давление ветра, н/м'г;
К— аэродинамический коэффициент.
Аэродинамический		коэффициент К показывает, какую часть со

ставляет избыточное давление пли разрежение у наружного

ограждения здания от полного ветрового		давления . Коэффициент
Д' в основном зависит от формы здания		и определяется опытным
путем. Д л я типовой формы	здания величины аэродинамических
коэффициентов приведены	в справочной	литературе .

При большой скорости ветра, когда наступает турбулентное дви

жение	(Re>2300), распределение давлений у о г р а ж д а ю щ и х	конст
рукций	не зависит от размера здании . Это позволяет для	каждой
формы	здания определять аэродинамические коэффициенты на

модели, выполненной геометрически подобной натурному зданию . Модели зданий ч а щ е всего выполняются в виде деревянных брус


ков с нанесенными на них точками, у которых определяются					аэро
динамические		коэффициенты.
Если у открытых проемов одного и того же помещения					возни
кает различное давление, то в			помещении	под действием	ветра
происходит	газообмен.
Рассмотрим газообмен в помещении через два проема, распо
ложенных	с противоположных		сторон здания . Схема помещения
и направление		ветра показаны	на рис.	9.4.

Рис. 9.4. Расчетная схема газообмена под действием ветра (разрез здания)

Исходными данными д л я определения газообмена являются аэродинамические коэффициенты у открытых проемов К\ и К2, пло щади сечения проемов Fi и F2, а т а к ж е скорость ветра wB. Темпе ратура воздуха внутри помещения в этом случае принимается рав ной температуре наружного воздуха. Поэтому равными принима ются и плотности воздуха.

198 .

Д а в л е н и е воздуха у открытых проемов снаружи здания опреде ляем по формуле (9.18):

Р , = / Ч - Р 1 П - ;

(9.19)

Р2

К і ^

(9.20)

Д а в л е н и е

воздуха

внутри

помещения

неизвестно.

Обозначим

его

через

Р х

. Однако

известно, что для

осуществления

газообмена

в помещении величина Рх

д о л ж н а

быть

больше Р2

меньше Р\.

Тогда

разность давлений

у первого

проема будет

равна:

ДР 1

Р , - Р Л ,

(9.21)

второго

проема

Д Р 2

РХ

Р.,.

(9.22)

Расход воздуха в первом и втором проемах, согласно уравнению (9.6), будет равен:

			Gx-^F^f2^P^\					(9.23)
	G, =			y2F2V2AP2p		.		(9.23 а)
Так	как G\ = G2,	то
	! VTKPJ				= \>2F2		VYXPtf ,
или
		Р 1 а / ? і 2 А / , і			= И 2 8 / ? 2 2		Д Л .	(9-24)
Подставля я значения			АР, и Д Р 2			нз выражений (9.21)		и (9.22)
и решая	относительно		Рх,	получим
	п	_		tfFi'Pi	+	МЪ*Р» .		( 9 2 5 )
Н а й д е н н ое значение			Р ѵ- подставляем				в в ы р а ж е н и я	(9.21) и
(9.22)

А-Р2 = - à ^ A	~ •	(9-27)
и № 2	+ 1

199

<<< < Предыдущая 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 / 3720 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ