Аэрация промышленных зданий

Аэрацией зданий называется организованный и управляемый естественный воздухообмен через открывающиеся фрамуги в окнах и вентиляционно-световые фонари с использованием теплового и ветрового давлений.

Аэрация широко применяется в производственных зданиях с большими теплоизбытками и позволяет осуществлять воздухообмены, достигающие миллионов кубических метров в 1 ч.

Гравитационное давление, в результате которого воздух поступает в помещение и выходит из него, образующееся за счет разности температур наружного и внутреннего воздуха, регулируется различной степенью открытия фрамуг и фонарей. Разность этих давлений на одном и том же уровне называется внутренним избыточным давлением и обозначается ρизб; при этом ρизб может быть как положительной, так и отрицательной величиной (рис. 14.12).

Очевидно, что превышение наружного давления над внутренним (при отрицательном значении ρизб) обусловливает поступление воздуха через отверстие в наружном ограждении внутрь помещения, а превышение внутреннего давления над наружным (при положительном значении ρизб), наоборот, — выход его из помещения. Если ρизб > = 0, то движения воздуха через отверстие не будет. Плоскость, где внутреннее избыточное давление равно нулю, называется нейтральной зоной.

Расстояния от нейтральной зоны до середины вытяжного и приточного отверстий обратно пропорциональны квадратам площадей отверстий; при этом нейтральная зона располагается ближе к большему отверстию.

Если F1 = F2, то h1=h2=h/2. Следовательно, при равных отверстиях нейтральная зона находится посредине.

Заметим, что нейтральная зона в помещении может быть только при действии одних теплоизбытков; при ветре или ветре с теплоизбытками она резко смещается вверх и исчезает.

Связь между расходом воздуха, который протекает через отверстие, имеющее площадь F, и разностью давлений внутри и снаружи однопролетного цеха выражается формулой

где G — массовый секундный расход воздуха, кг/с; μ — коэффициент расхода, зависящий от условий истечения; ρ— плотность воздуха в исходном состоянии, кг/м3; ΔР —разность давлений внутри и снаружи помещения в данном отверстии, Па.

Ориентировочное количество воздуха L, м3/ч, выходящего из цеха через 1 м2 отверстия с учетом только теплового давления и при условии равенства площадей отверстий в стенах и фонарях и коэффициенте расхода μ = 0,6 можно определить по упрощенной формуле

где h — расстояние между центрами нижних и верхних отверстий, м; Δt—разность температур средней (по высоте) в помещении и наружной температурой, град.

Если значение μ будет иным, то для получения удельного воздухообмена нужно выражение для L (14.9) разделить на 0,6 и умножить на повое значение μ:

Аэрация с использованием ветрового давления основана на том, что на наветренных поверхностях здания возникает избыточное давление, а на заветренных сторонах— разрежение (рис, 14.13).

Ветровое давление на поверхности ограждения определяют из выражения

где k — аэродинамический коэффициент, показывающий, какая доля динамического давления ветра преобразуется в давление на данном участке ограждения или кровли. Значения k определяют обычно путем обдувания воздухонепроницаемых моделей здания потоком воздуха в аэродинамической трубе. Можно полагать в среднем для наветренной стороны k=+0,8, а для заветренной k=—0.6.

Большая роль в осуществлении аэрации зданий принадлежит инженеру-строителю. В связи с этим приводим наиболее важные рекомендации архитектурно-планировочного и конструктивного характера по аэрации производственных зданий.

1.В многопролетных цехах как приток, так и вытяжку воздуха целесообразно осуществлять преимущественно через открывающиеся фрамуги фонарей, в однопролетных цехах — приток через проемы в наружных стенах, а вытяжку — через фонари. Для регулирования поступления и выхода воздуха открывающиеся фрамуги и створки фонаря снабжаются специальными механизмами, управляемыми с пола.

2.При проектировании многопролетных производственных зданий необходимо учитывать количество и характер вредных веществ, выделяющихся в каждом пролете, и в связи с этим принимать решение о профиле крыши, форме фонаря, взаимном расположении их и высоте пролетов. При неудачном решении этих вопросов нельзя применять аэрацию, так как воздух на крыше перегрет и оказывается сильно загрязненным газами и пылью.

3.Проемы в зданиях со значительными теплоизбытками и выделениями вредных газов следует располагать по периметру зданий так, чтобы они прилегали к наружной стене наибольшей протяженности.

4.Для обеспечения достаточного притока чистого воздуха наилучшим планировочным решением является конструкция цехов с открытыми продольными наружными стенами, т. е. без пристроек. Бытовые помещения во многих случаях целесообразно размещать в торцах здания.

5.Большое значение при аэрации цеха имеет его высота. Для цехов с большими тепловыделениями высота их должна быть не меньше 10 и.

6.В зданиях, где аэрация осуществляется в летнее я зимнее время года, для подачи наружного воздуха зимой приточные отверстия должны быть размешены на высоте не менее 4 м от пола. При низких наружных температурах часть объема вентиляционного воздуха рекомендуется вводить в помещение вентилятором с подогревом его до 10—12 °С.

В цехах небольшой высоты подача не подогретого воздуха допускается на отметке ниже 4 м, но при условии устранения непосредственного воздействия холодного воздуха на работающих, например с помощью козырьков, направляющих воздух вверх.

7.При аэрации воздух из цехов должен удаляться через не задуваемые фонари, а также через шахты круглого и квадратного сечений, снабженные дефлекторами.