2.4. Определение эффективности естественной вентиляции – аэрации

Удаление теплоизбытков от технологического оборудования (Q) в «горячих» помещениях [Q  84 кДж/(м³ч)] осуществляется, чаще всего, за счет организованной системы естественной вентиляции- аэрации. Для осуществления аэрации на крыше здания размещают специальные конструкции- аэрационные фонари или дефлекторы, через которые нагретый воздух удаляется из помещения за счет теплового и ветрового напоров.

Оценка эффективности аэрации проводится путем сравнения реальной площади вытяжных отверстий в аэрационном фонаре (S_р) или диаметра дефлектора (Д_р) с их нормативными значениями (S_н, Д_н ).

Нормативную площадь аэрационного фонаря в м² находят по формуле:

S_н =L_уд/(3600rw), (2.18)

где L_уд –объем воздуха, который должен удаляться через аэрационный фонарь в течение часа по санитарным нормам, м³/ч, (см. ф-лу 2.13);

r – коэффициент, учитывающий активную площадь аэрационных фонарей и принимающий значения от 0,16 до 0,65;

w –средняя скорость движения воздуха в плоскости аэрационного фонаря, м/с.

w=(2H_уg/)^1/2, (2.19)

где H_у –давление в верхней части помещения, обеспечивающее удаление воздуха через аэрационный фонарь, кгс/м²;

g – ускорение силы тяжести, м/с²;

- плотность при температуре удаляемого воздуха, кг/м³.

При нулевом балансе воздуха (приток равен вытяжке):

H_у =H_т /2; и H_т=h (_п - _у), (2.20)

где Н_т – тепловой напор, обеспечивающий поступление и удаление воздуха с помощью системы аэрации, кгс/м²;

h – расстояние от середины приточных до середины вытяжных отверстий, м. Для ориентировочных расчетов h можно принять равным на 1-2 м менее высоты здания;

_п; _у - плотности соответственно приточного и удаляемого воздуха, кг/м³.

Плотности воздуха с учетом температуры приточного и удаляемого воздуха рассчитывают по формуле 2.16.

В небольших производственных зданиях используют канальную аэрацию, при которой некачественный воздух удаляется через вентиляционные каналы, предусмотренные в стенах помещения. Для усиления вытяжки из каналов на крыше здания устанавливают дефлекторы – устройства, создающие тягу как за счет теплового напора, так и за счет обдувания их ветром. Производительность дефлектора пропорциональна его диаметру (Д, м) и может быть найдена по формуле:

Д = 0,0188(L_у /w_п)^1/2, (2.21)

где L_у – нормативный объем воздуха, который должен быть удален с помощью данного дефлектора, м³/ч;

w_п – скорость воздуха в патрубке дефлектора, м/с. Эту скорость принимают равной 20 - 40% от средней скорости ветра для местности, где расположено помещение. Для Ивановской области средняя скорость ветра равна 3,5 м/с [10].

2.5. Определение эффективности местных вытяжных устройств

При фиксированном расположении источников загрязнения воздуха в помещении более эффективной и экономичной является система местной вытяжной вентиляции (зонты, бортовые отсосы, вытяжные шкафы и т.п.), позволяющая удалять 80-90% газов, паров и пыли от мест их выделения. Нормативный объем воздуха, который должен быть удален местной вытяжной системой, (L_ум, м³/ч) можно найти по формуле:

L _ум =3600w_н S, (2.22)

где w_н – нормативная скорость воздуха в плоскости местного отсоса, м/с. Она зависит от степени токсичности вещества, удаляемого с помощью данного отсоса, и принимается равной: 1,5 м/с для веществ 1-го класса опасности (КО), 1 - 2-го, 0,7- 3-го и 0,5 - 4-го КО. Для удаления тяжелых частиц (капель краски, песка, окалины и т. п.) эта скорость принимается от 2 до 5 м/с, для удаления тепла и влаги – 0,2 – 0,3 м/с.

S - площадь сечения местного отсоса, через которую удаляется загрязненный воздух, м².

Ориентировочно нормативный объем воздуха (L_зу, м³/ч), который необходимо удалить от заточных, шлифовальных и обдирочных станков, рассчитывается в зависимости от диаметра круга (d_к, мм ): при d_к  250мм - L_зу =2d_к, м³/ч; при d_к = 250-600мм - L_зу =1,8d_к ; при d_к  600мм - L_зу=1,6d_к, м³/ч.

В помещении поддерживается определенный баланс воздуха, который может быть нулевым (приток равен вытяжке), положительным ( приток больше вытяжки) и отрицательным ( приток меньше вытяжки). Разница в объемах подаваемого и удаляемого воздуха с учетом систем местной вентиляции не должна превышать 10-15%.