водопостачання та водовыдведення / Інженерне обладнання будинків. Кравченко В. С., Садлій Л. А., Давидчук В. І

приймають для параметрів А, що відповідає забезпеченості 70%, при цьому тривалість відхилення зростає до 400 годин. Для приміщень з підвищеними вимогами до мікроклімату проектують системи кондиціювання з параметрами Б для теплого періоду.

6.4.3. Розрахункові параметри внутрішнього повітря

Під параметрами внутрішнього повітря розуміють параметри повітря в робочій зоні приміщення, висота якої становить 1.5 м для приміщень , в яких персонал виконує роботу сидячи та 2 м - стоячи. У верхній зоні параметри не нормуються. Параметри внутрішнього повітря призначають для холодного і теплого періодів року

Для приміщень громадських будівель під час розрахунку вентиляції орієнтуються на допустимі параметри, оскільки система вентиляції не призначена для дотримання оптимальних параметрів. Найчастіше продуктивність системи вентиляції приймають сталою, розрахованою для найневигіднішого теплого періоду. В таких умовах з метою економії тепла в холодний період року приймають температуру внутрішнього повітря 180С, яка є нижнім допустимим значенням за умови, що люди перебувають в приміщенні в стані спокою без верхнього вуличного одягу. Ця температура не є оптимальною і більшості людей дещо прохолодно. Оптимальне значення - 20...220С. Значення допустимих параметрів наведені в табл.6.1.

Таблиця 6.1 Допустимі параметри внутрішнього повітря в робочій зоні

житлових та громадських приміщень, в яких люди перебувають більше 2 годин безперервно

*Для районів з tз = 25 °С і вище належить приймати температуру не вище 33 °С.

**Для громадських будівель з перебуванням людей у вуличному одязі належить

приймати температуру 14 °С%

***В районах з розрахунковою відносною вологістю зовнішнього повітря більше 75% допускається приймати відносну вологість внутрішнього повітря 75%.

300

Макси-мальна температура припливного повітря відповідно до санітарних норм становить 45°С.

6.4.5. Розрахункові параметри повітря, яке видаляється

Якщо повітря видаляється безпосередньо з робочої зони, то його параметри відповідають параметрам робочої зони. Найчастіше ж повітря видаляється з верхньої зони і його параметри будуть відрізнятися. Поділ на зони, звичайно ж, умовний, оскільки в багатьох випадках достатньо складно виділити із загальної кількості надходжень тепла інших шкідливих виділень безпосередньо в робочу зону. Крім того, повітря рідко подається в робочу зону через конструктивні складності, а надходить в верхню зону через решітки чи стелеві плафони, сприймаючи при цьому тепло і вологу верхньої зони, а не робочої. Скоріше за все, поділ приміщення на дві зони придумали, щоб підкреслити той факт, що головним піклуванням вентиляції та обслуговуваною зоною є робоча, а також врахувати підтверджене практикою існування різниці температур у робочій та верхній зонах. Тепле повітря завжди рухається вгору і у верхній зоні температура вища. Таке розшарування повітря спостерігається в будь-якому приміщенні з конвективними джерелами тепла і залежить воно не від середньої температури, а від наявності конвективних струменів. Найчастіше повітря з приміщень видаляється із верхньої зони, тому в розрахунки бажано вводити більш точне значення температури в ній. Таким чином, при поділі об’єму приміщення на дві зони розрахункова модель приміщення стає коректнішою і більшою мірою відповідає реальним умовам.

Температуру повітря, яке видаляється з верхньої зони громадських приміщень, визначають у більшості випадків з використанням поняття градієнта температури - зміни температури на 1 метр висоти приміщення вище робочої зони. Тоді температура повітря під стелею приміщення визначиться за виразом:

де Нпр – висота приміщення, м.

Величина градієнта температури залежить від надлишків теплоти та інтенсивності циркуляції повітря в приміщенні. Якщо повітря подається в приміщення з малими швидкостями, то значення градієнта буде максимальним. Якщо ж повітря надходить потужними концентрованими струменями, які порушують природний рух конвективних потоків, температура по висоті вирівнюється і значення градієнта достатньо низьке. Найбільші значення градієнта спостерігаються у випадку розосередженої подачі повітря у нижню

302

Таблиця 6.4. Рекомендовані значення градієнта температури в

приміщеннях громадських будівель

Примітка: Менші значення градієнта слід приймати при подачі повітря у верхню зону, а більші — при подачі в робочу зону.

Концентрація вуглекислого газу вважається сталою у всьому приміщенні, тому його концентрацію у повітрі, яке видаляється, приймають рівною гранично допустимій.

6.5. Шкідливі надходження в приміщення

Під терміном шкідливі надходження ( П.Зінич [10] використовує термін „шкідливості” ) у вентиляції розуміють шкідливі речовини та теплоту, які надходять в повітря приміщень і негативно впливають на самопочуття людини. На тепловий комфорт людини впливають температурні та вологісні умови в приміщенні, а на процеси дихання та обміну речовин – газовий склад повітря, тобто наявність в ньому шкідливих речовин, які змінюють нормальну роботу людського організму.

6.5.1. Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у робочій зоні

Результат негативного впливу шкідливих речовин на організм людини в цілому залежить від типу шкідливої речовини, концентрації її в повітрі та тривалості впливу. При однакових концентраціях вплив різних речовин може бути дуже різним – одні речовини викликають швидке погіршення самопочуття людини, дія ж інших може виявитись через тривалий проміжок часу. Тривалими дослідженнями медиків

303

встановлені максимальні (гранично допустимі) значення концентрацій різних речовин в робочій зоні приміщень, які не призводять до негативних наслідків для здоров'я людини. Гранично допустимою концентрацією речовини в робочій зоні ( ГДК ) є така концентрація, яка при щоденній роботі не більше 41 години за тиждень протягом всього робочого стажу не викликає захворювань чи відхилень у стані здоров'я. Значення ГДК наводяться в нормативній літературі [28,11].

Шкідливі речовини по різному впливають на організм людини: одні є кров’яною отрутою (чадний газ), інші мають подразливу дію (кислота), деякі впливають на легені ( окис кремнію, цемент і т.п. ) та викликають онкологічні захворювання ( азбест, бензол, нікель і т.п.). Якщо кілька шкідливих речовин одночасно присутні в повітрі, то сума відношень фактичних концентрацій до ГДК повинна бути меншою від одиниці.

6.5.2. Основні види шкідливих виділень та їх вплив на людину

В приміщення громадських будівель надходять: вуглекислий газ, явне тепло, волога та пов’язане з нею приховане тепло. Оскільки в приміщеннях не виконуються технологічні процеси, то надходження інших шкідливих речовин малоймовірне.

Вуглекислий газ виділяється в повітря приміщень в процесі дихання людей. Цей газ важчий за повітря і у невеликих концентраціях не шкідливий для людини. Оскільки газ виділяється при диханні, в процесі якого споживається кисень, то зростання концентрації СО2 свідчить про зменшення концентрації кисню, що погіршує самопочуття. Тому вуглекислий газ відносять до шкідливих і для нього встановлені ГДК.

На тепловий комфорт людини впливає тепло, яке виділяється в приміщенні. З точки зору теплотехніки тіло людини - це нагріте тіло з внутрішніми джерелами теплоти, температура якого повинна підтримуватись на постійному рівні 36.6° С. Тепло від тіла відводиться різними шляхами і інтенсивність його передачі залежить від параметрів внутрішнього повітря. Тепловіддача конвекцією пропорційна різниці температур тіла людини і довколишнього повітря і залежить також від рухливості повітря в приміщенні. Наявність «мертвих» зон з малою рухливістю повітря погіршує тепловіддачу конвекцією, і крім того, сприяє локальному підвищенню концентрацій шкідливих речовин. Тепловіддача випромінюванням залежить від температури довколишніх поверхонь. В літературі [10] наводяться діаграми комфортного поєднання параметрів, за якого людина відчуває комфорт. Такі параметри мікроклімату, за яких не виникає

304

напруга в механізмі терморегуляції людини, називають оптимальними параметрами. Параметри мікроклімату, за яких система терморегуляції з невеликою напругою відводить тепло, щоб підтримати нормальну температуру, називають допустимими. В інших умовах людина відчуває дискомфорт, і в деяких випадках, наприклад, при високій температурі і вологості, система терморегуляції не виконує свого завдання і настає перегрів організму.

305

6.5.3. Розрахунок надходжень шкідливих речовин від людей

Розрахунок надходжень тепла, вологи та вуглекислого газу виконується одночасно і за однією методикою та нормативною літературою. Розрахунок належить виконувати для трьох періодів з врахуванням значення температури внутрішнього повітря для кожного періоду та з використанням питомих виділень тепла, вологи та

тепла, Вт/люд; Qя , Qп - надходження явного та повного тепла від людей, Вт; mw - питомі виділення вологи однією людиною, г/(год люд); Мw - надходження вологи від людей,

г/год; v со2 - питомі виділення СО2 однією людиною, л/(чгод люд); VСО2 - надходження вуглекислого газу від людей, л/год.

Питомі надходження від людей залежать від важкості роботи та температури повітря в приміщенні. Дані для людей в стані спокою наведені в табл.6.5.

Таблиця 6.5. Питомі виділення від дорослих чоловіків у стані спокою

Примітка: Для дітей віком до 12 років значення належить приймати з коефіцієнтом 0.5, для жінок - 0.75.

6.5.4. Потрібний обмін повітря

Вентиляція призначена для видалення із приміщення шкідливих виділень за рахунок обміну повітря. Бажано, щоб ця мета досягалась з мінімальними витратами на обробку повітря, тому під час проектування системи вентиляції найважливішою задачею є встановлення мінімального обміну повітря, який забезпечував би потрібний результат із заданим коефіцієнтом забезпеченості. Цей мінімальний обмін повітря зазвичай називають потрібним обміном. Існують такі обміни повітря:

305

•повітрообмін на асиміляцію явної теплоти;

•повітрообмін на асиміляцію повної теплоти;

•повітрообмін на видалення вологи;

•повітрообмін на розбавлення шкідливих речовин, які надходять у приміщення, до ГДК ( в житлових та адміністративних будинках – за вуглекислим газом ) ;

•повітрообмін за санітарними нормами;

•повітрообмін за нормативною кратністю.

Розрахунок потрібного обміну повітря виконують для трьох розрахункових періодів - теплого, перехідного та холодного. Перед розрахунком виконують розрахункову схему приміщення, варіант якої для громадської будівлі наведено на мал. 6.1.

Мал. 6.1. Розрахункова схема приміщення

Для розрахунку потрібного обміну повітря потрібно знати параметри повітря на впуску в приміщення, в самому приміщенні та при видаленні з приміщення, а також кількість шкідливих виділень. Параметри зовнішнього повітря та на окремих стадіях обробки не принципові - при розрахунку розглядається винятково приміщення.

В основу розрахунку обміну повітря покладено положення про стаціонарність режиму вентиляції, коли всі шкідливі речовини видаляються з приміщення разом з повітрям, не відбувається їх накопичення і значення концентрацій та температур не змінюються в часі. З поняттям стаціонарного режиму пов’язане поняття балансу, тобто рівноваги. При розрахунку обміну мова йде про баланс повітря

306

Величина явного та повного тепла у формулах наведена в Вт, надходження вологи - в г/год, надходження вуглекислого газу - в л/год, значення витрат повітря - в кг/год.

Комбінуючи одне із рівнянь балансу шкідливого виділення з рівнянням балансу повітря, отримують систему з двох рівнянь, вирішуючи яку знаходять витрату повітря. Але ще до початку розрахунку всі інші величини, які входять в рівняння, потрібно визначити. Балансові рівняння за різними видами шкідливих виділень наведені в табл. 6.5.

Таблиця 6.5. Потрібні обміни повітря за шкідливими виділеннями

Врозрахунку обміну повітря за вуглекислим газом символи Сп і Свд означають концентрації вуглекислого газу в припливному повітрі та повітрі, яке видаляється.

Втрадиційній вентиляції виконують розрахунки за всіма видами шкідливих виділень, хоча при користуванні I-d діаграмою [10] з достатньою точністю можна визначити, який з них має найбільший вплив, і тоді розрахунок здійснюють лише за ним.

Потрібний обмін повітря за санітарними нормами визначається залежно від кількості людей N, які перебувають в приміщенні, та

мінімальної витрати свіжого повітря Lпит, яку потрібно подавати в приміщення на одну людину. Нормативні питомі витрати наведені в

[10,17].

В приміщеннях громадських будівель питома витрата повітря на одну людину становить 60 м3/год, а для глядацьких зал, зал засідань та інших приміщень, в яких люди перебувають до 3 годин безперервно - 20 м3/год на одну людину. Для спортивних зал без глядачів мінімальна витрата на одну людину становить 60 м3/год, якщо ж є глядачі, то розрахунок проводять окремо для спортсменів та глядачів.

Для допоміжних приміщень, в яких тепловий та повітряний режими є типовими (санвузли, склади, адмінприміщення, вестибюлі тощо), розрахунок обміну повітря здійснюється за нормативною кратністю. Кратністю обміну повітря називають відношення об’ємної витрати повітря до об’єму приміщення:

307

Кратність повітрообміну по суті – це питомий обмін повітря, віднесений до одиниці об’єму приміщення. Нормативна кратність – це питомий обмін, встановлений нормативними документами на одиницю об’єму приміщення, одиницю обладнання, одного відвідувача, одну порцію їжі, один санітарний прилад тощо. Значення нормативних кратностей встановлюються окремо для припливу та окремо для видалення повітря. Якщо в нормативних даних не наводяться значення кратності за припливом, це свідчить про те, що організовану подачу повітря в це приміщення не виконують.

В традиційній вентиляції розрахунковий обмін повітря для основних приміщень для кожного періоду року вибирають з вирахуваних для кожного шкідливого виділення та за санітарними нормами. В промислових будівлях можуть бути і інші види обмінів повітря – за місцевими відсмоктувачами, за місцевим припливом тощо. Розрахунковим приймається найбільший з потрібних обмінів повітря. Після вибору обміну повітря зазвичай визначають потрібну кратність обміну повітря.

В сучасних умовах системою вентиляції забезпечують повітрообмін за санітарними нормами, а надлишки тепла чи вологи знімають за рахунок використання спеціальних пристроїв з обробки повітря.

6.6. Рух повітря в приміщеннях

Подача розрахункової витрати припливного повітря в приміщення в багатьох випадках ще не гарантує того, що потрібний обмін повітря буде забезпечено. Ефективність вентиляційної системи та комфортні умови безпосередньо залежать від поведінки припливного повітря, конструкції розподільників повітря та взаємного розташування припливних та витяжних отворів. Вентиляція приміщень здійснюється в основному розбавленням та витісненням.

6.6.1. Вентиляція розбавленням

Використання такого методу ( загальнообмінна вентиляція чи вентиляція зосередженими струменями ) передбачає надходження в приміщення одного або кількох повітряних струменів ( потік повітря з кінцевими розмірами ) поза робочою зоною. При цьому повітряний потік підхоплює велику кількість внутрішнього повітря, яке змішується з припливним струменем. Струмінь розподіляється приміщенням, розширюється, але втрачає швидкість. Такий процес називають ежекцією підсмоктуванням внутрішнього повітря припливним струменем. Рух повітря, створений струменем, швидко поширює

308