Система ве1 вентиляция что это

Условные обозначения систем вентиляции

Обычно при нумерации вентиляционных систем сильно не заморачиваешься и пишешь П1, В1, ВЕ1, ДУ1. А потом получаешь замечание от экспертизы.

Сделал небольшую шпаргалку по условным обозначениям вентиляционных систем согласно ГОСТ 21.602-2016.

4.5 Системам и установкам систем вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления присваивают обозначение, состоящее из марки, принимаемой по таблице 1, и порядкового номера системы (установки) в пределах марки.

4.6 Элементам систем присваивают обозначения, состоящие из марки, принимаемой по таблице 2, и порядкового номера элемента в пределах марки.

Допускается индексация стояков систем отопления прописными буквами в пределах обозначения стояка.

При необходимости элементам систем, не включенным в таблицу 2, присваивают обозначения, состоящие из обозначения системы по 4.5 и через дефис порядкового номера элемента в пределах системы.

Источник

Устойчивость работы систем естественной вентиляции многоквартирных жилых зданий

Г. Я. Волов, канд. техн. наук, директор ОДО «Энерговент» (Минск), energovent@open.by

Общеизвестно, что в последнее время в связи с новыми требованиями к на- ружным ограждающим конструкциям зданий понизилась устойчивость работы естественной вентиляции. В статье приводится математическая модель системы естественной вентиляции 9-этажной секции многоквартирного жилого здания, анализируются основные случаи потери устойчивости работы данной системы.

Системы естественной вентиляции – наиболее распространенные системы вентиляции многоквартирных жилых зданий, которые повсеместно используются вплоть до сегодняшних дней. Понятны основные причины, которые легли в основу применения таких систем в практике строительства: простота и практически полное отсутствие эксплуатационных затрат.

Разработки В. В. Батурина, П. Н. Каменева, И. Ф. Ливчака, В. Е. Константиновой, М. М. Грудзинского и др. позволили понять и правильно применить основные механизмы работы систем естественной вентиляции. Однако хорошо известны и недостатки таких систем, которые проявились в домах постройки 50–80-х годов прошлого века. Это и проникновение запахов из нижележащих этажей на вышележащие, и повышенная инфильтрация, особенно в холодный период года и в ветреную погоду, и зависимость воздухообмена от температуры наружного воздуха и высоты этажа, на котором располагается квартира. Для решения проблем дискомфорта, да и в рамках борьбы за энергосбережение, появились эффективные окна (оконные блоки) с высоким термическим сопротивлением и исключительно низкой воздухопроницаемостью. Также нашли свое применение механические вытяжки над кухонными плитами и бытовые вытяжные вентиляторы в санитарных узлах (ванных комнатах). Появление новых герметичных окон и местной вытяжной вентиляции привело как к устранению вышеизложенных проблем, так и к появлению новых: критическому уменьшению воздухообмена квартир, росту относительной влажности выше допустимой, опрокидыванию вентиляции в каналах-спутниках. Эти проблемы не были отражены в классических разработках, и поэтому представляют интерес такие современные исследования, в которых анализируются новые проблемы. Можно отметить работы А. Д. Кривошеина [1], Е. Г. Малявиной [2] и др. Особенно следует отметить работы А. Д. Кривошеина в части выявления неустойчивости работы систем естественной вентиляции и опрокидывания вентиляции в рамках применяемых для расчета математических моделей.

Насколько можно понять (в статьях не всегда подробно приводятся алгоритмы расчетов), все вышеперечисленные авторы описывали воздушные потоки в зданиях в виде графовой структуры, узлами которой являются отдельные помещения. При этом придерживались следующих допущений: а) воздух является несжимаемой средой (отсюда и закон сохранения массы в узлах) и б) поведение здания квазистационарное (при каждом из граничных условий ищется одно стационарное решение), а динамический переход (переходной процесс) – это переход из одного стационарного состояния в другое. Можно говорить о третьем допущении: постоянстве и одинаковости температур воздуха в помещениях, но оно кажется не столь критичным. Для специалистов по вентиляции XX, да и начала XXI века, эти допущения кажутся вполне приемлемыми, и их применение всегда приводило к правильным результатам. Увы, это не совсем так, и виднейшие специалисты это достаточно хорошо понимали (см., например, классическую работу В. М. Эльтермана [3]). Приведу простой пример «нарушения» закона сохранения массы в узле (напомню, что узлом в рассматриваемых работах считалось целое помещение). Пусть в помещении работает естественная система приточно-вытяжной вентиляции, при этом в помещении поддерживается давление воздуха Р1. Включили достаточно мощный вытяжной вентилятор, который начал отсасывать из помещения воздух, и через некоторое время давление снизилось до значения Р2 и перестало падать. Вот именно в переходном процессе, когда давление падало с Р1 до Р2, и «нарушается» закон сохранения в узле, т. к. по закону Клайперона – Менделеева с уменьшением давления при постоянных объеме и температуре падает масса, т. е. часть воздуха из помещения (узла) ушла. Именно последнее и не допускали предыдущие теоретические подходы. Второе допущение о том, что система при заданных граничных условиях может иметь только одно стационарное состояние, противоречит опыту работы систем вентиляции многоэтажных зданий: при одних и тех же граничных условиях (габариты здания, степень открытости окон и дверей, наружные температуры, ветер и т. д.) система может иметь не только одно, но и два устойчивых состояния с «нормальной» (т. е. не «опрокинутой») или опрокинутой циркуляцией. Об этом никто уже и не спорит, но теоретического объяснения этому факту предыдущие работы не дают (в работе А. Д. Кривошеина появляется опрокидывание циркуляции при определенных граничных условиях, но при этих же условиях у него невозможно наличие нормальной вентиляции). Мы используем два закавыченных термина («нормальная» и «опрокинутая» вентиляция), предполагая, что специалисты по вентиляции понимают, о чем тут речь.

Не секрет, что математическое моделирование использовалось как основной инструмент получения информации всеми указанными выше авторами. Математическое моделирование сводилось, сводится и будет сводиться к составлению и решению систем алгебраических уравнений. Наиболее простые процессы (стационарные) не используют для своего описания уравнения, в которые входит время (дифференциальные), но для более тонкого (динамического) описания они необходимы. Почему я назвал уравнения алгебраическими? Только потому, что решение систем уравнений проводится численными методами, в которых дифференциальные уравнения заменяются алгебраическими, т. е. мы не решаем задачу в квадратурах, когда необходимо получить функцию, а не число.

В последние несколько десятков лет, благодаря развитию ЭВМ, появились программы динамического математического (имитационного) моделирования. Самым, наверное, известным представителем таких программ является Simulink (член семейства Matlab). В практике вентиляции нашли применение (за пределами СНГ) такие программы, как BLAST (EnergyPlus) и в особенности TRNSYS. Автор настоящей статьи использует программу МОДЭН (версия 3.23) [4]. Все вышеперечисленные программы позволяют вводить дифференциальные уравнения в свои системы и решать их различными известными методами. В программе, используемой автором, для решения систем уравнений реализован метод Зейделя.

Целью статьи является не анализ и сравнение программ, а выполнение анализа динамической работы системы естественной вентиляции простой секции 9-этажного дома. Хотя основной задачей является рассмотрение системы естественной вентиляции, именно в таком режиме системы работают большее время в году, но мы понимаем, что в современных жилых домах присутствуют вытяжные вентиляторы как в квартирах, так и на дефлекторах; хотя они и включаются эпизодически, системы уже нельзя в полной мере назвать естественными.

Секция дома, которая рассматривается в статье, содержит не только систему вентиляции, но и систему отопления. Роль системы отопления в предыдущих моделях [5] не учитывалась, но, как показала практика, именно эта система часто влияет на решение жильца по вопросу проветривания квартиры. Система вентиляции состоит из двух систем – сборных вентиляционных шахт (ВЕ1 и ВЕ2), оканчивающихся дефлекторами и каналами-спутниками на каждом этаже (рис. 1). Система ВЕ1 имеет на каждом канале-спутнике вентилятор с местным отсосом (имитируем кухонную вытяжку), а ВЕ2 имеет только вытяжную решетку (имитируем ванну и туалет без вытяжного вентилятора). Система отопления состоит из одного П-образного проточного стояка (без замыкающих участков). На каждом этаже по два окна; хотя комнаты и разделены перегородкой с дверью, но аэродинамическое сопротивление стены мы не учитываем (двери полностью открыты). Межэтажные перекрытия полностью герметичны (с этим можно и поспорить, но такая у нас модель). Ветер всегда дует со стороны системы ВЕ1. Теплопотери в доме только через окна и стены. Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) оснащен автоматикой и позволяет имитировать различные режимы подачи теплоты в систему отопления. Нормированный воздухообмен в одной такой квартире (на этаже) примем равным 60 м 3 /ч. Система уравнений, описывающая модель, содержит 4 515 уравнений.

В статье достаточно трудно воспроизвести динамику работы системы. Для этого мы будем проводить с моделью здания вычислительные эксперименты (опыты), меняя определенные параметры. При моделировании мы используем два типа окон, которые назовем «старые» и «новые». «Старые» – окна в деревянных переплетах с высокой воздухопроницаемостью в закрытом состоянии, «новые» – современные стеклопакеты с низкой воздухопроницаемостью. «Новые» окна при необходимости можно открывать, тогда их воздухопроницаемость становится равной воздухопроницаемости «старых» закрытых окон. Последовательность проведения и параметры экспериментов (серия 1) приведены в табл. 1.

Параметры экспериментов серии 1

Эксперимент 1 отражает состояние здания постройки 1950–70-х годов в эти же периоды эксплуатации. Воздухообмены в помещениях (рис. 2) значительные, хотя и сильно разнятся по этажам, но близки к проектным. Температура по этажам в пределах +21 – +26 0 C, т. е. несколько выше нормируемой. С наступлением «периода энергосбережения» теплоснабжающие организации, видя перетопы по квартирам, решили понизить график и перевести его со +105 – +70 0 C на +95 – +60 0 C.

Распределение воздухообменов (L) и температур внутреннего воздуха (Т_в) по этажам при Т_нар = –28 0 C, w = 0 м/с; 1L (Т) – график теплоносителя +105 – +70 0 C («старые» окна), 2L (Т) – график теплоносителя +95 – +60 0 C («старые» окна), 3L (Т) – график теплоносителя +95 – +60 0 C («новые» окна)

Эксперимент 2 отражает именно такой факт. Воздухообмены в квартирах практически не изменились, а вот температуры упали до +17 – +22 0 C. Привыкшие к теплу жители стали искать противоядие таким решениям. Они сами либо с помощью ЖЭС поменяли «старые» окна на «новые» – стеклопакеты.

Эксперимент 3 показал, что это привело не только к резкому росту температур в квартирах (при закрытых окнах), но и к снижению воздухообменов до очень низких значений на всех этажах, и особенно последних. Именно в таком состоянии с домом начинают происходить разные странные явления. Поскольку вытяжная вентиляция в домах недостаточная, жильцы устанавливают на кухнях механические вытяжки.

Эксперимент 4 показал (кривая 1 на рис. 3), что последовательное включение вытяжных вентиляторов в квартирах, начиная с квартир 1 этажа, не привело к изменению циркуляции в шахте ВЕ2, а дополнительное включение вентилятора при дефлекторе Д1 опрокинуло тягу в шахте! «Опрокинутая» циркуляция характеризуется в результате счета на модели отрицательными значениями расходов воздуха на участках сети, в отличие от «нормальной».

Опрокидывание вентиляции в шахте системы ВЕ2: 1 (3, 5) – последовательное включение вен- тиляторов, 2 (4, 6) – последовательное отключе- ние вентиляторов; 1 (2) – Т_нар = –28 0 C; 3 (4) – Тнар = –5 0 C; 5 (6) – Тнар = +5 0 C, w = 0 м/с

Эксперимент 5. Отключение вентиляторов в обратной последовательности (кривая 2 на рис. 3) не привело к восстановлению «нормальной» циркуляции. Нам потребовалось дополнительное включение вентилятора дефлектора Д2 (на системе ВЕ2), чтобы восстановить циркуляцию.

Эксперимент 6: те же условия, что и в эксперименте 4, но наружная температура –5 0 C (кривая 3 на рис. 3). Последовательное включение вытяжных вентиляторов в квартирах, начиная с квартир 1-го этажа, привело к изменению циркуляции в шахте ВЕ 2 уже при включении вентилятора на 8-м этаже.

Эксперимент 7. Отключение вентиляторов в обратной последовательности (кривая 4 на рис. 3) не привело к восстановлению «нормальной» циркуляции. Нам потребовалось дополнительное включение вентилятора дефлектора Д2 (на системе ВЕ2), чтобы восстановить циркуляцию.

Эксперимент 8: те же условия, что и в эксперименте 4, но наружная температура +5 0 C (кривая 5 на рис. 3). Последовательное включение вытяжных вентиляторов в квартирах, начиная с квартир 1 этажа, привело к изменению циркуляции в шахте ВЕ2 уже при включении вентилятора на 4 этаже.

Эксперимент 9. Отключение вентиляторов в обратной последовательности (кривая 6 на рис. 3) не привело к восстановлению «нормальной» циркуляции. Нам потребовалось дополнительное включение вентилятора дефлектора Д2 (на системе ВЕ2), чтобы восстановить циркуляцию.

Физическое объяснение. Наблюдаемое явление легко объяснимо: опрокидывание вентиляции связано с недостатком воздуха для работы системы ВЕ2. Созданное дефлектором Д1 и вентиляторами системы ВЕ1 разрежение преодолевает противодавление, создаваемое дефлектором Д2. После опрокидывания вентиляции дефлектор Д2 перестает создавать гравитационный напор, и восстановление циркуляции возможно только с применением дополнительного побудителя тяги в системе ВЕ2. Это наглядное подтверждение, что система естественной вентиляции при одинаковых граничных условиях может иметь два устойчивых состояния, т. е. в этом случае система, если пользоваться языком термодинамики, необратима.

Рассмотрим теперь ситуацию, связанную с опрокидыванием вентиляции в канале-спутнике системы ВЕ2 9 этажа, наблюдаемую при наличии разности отметок дефлекторов Д1 и Д2. Мы рассмотрим ситуацию при наружной температуре +5 0 C, скорости ветра 0 м/с, закрытых «новых» окнах и переменной разности отметок (Нd1 – Нd2) от 0 до 1 м (шаг 0,2 м). На рис. 4 видно, что при разности отметок от 0 до 0,6 м циркуляция в каналах «нормальная», причем расход в канале-спутнике ВЕ1 имеет тенденцию к росту, а в системе ВЕ2 – к падению. При разности отметок 0,8 м происходит опрокидывание вентиляции в канале-спутнике системы ВЕ2 и при этом наблюдается резкий рост расхода в канале-спутнике системы ВЕ1. Следует отметить, что такое поведение носит обратимый характер, т. е. если мы будем уменьшать разность отметок, то вернемся к «нормальной» вентиляции в канале-спутнике.

Зависимость воздухообмена (L) по системам в помещении 9 этажа от разности отметок дефлекторов (dН) при Т_нар = +5 0 C, w = 0 м/с и закрытых («новых») окнах

Физическое объяснение. Разность отметок дефлекторов приводит к разному гравитационному давлению, создаваемому ими. Дефлекторы создают необходимое разрежение для поступления воздуха в помещение (как на всасе вентилятора). Более высоко расположенный дефлектор Д1 создает такое разрежение в помещении 9 этажа, которое не может преодолеть дефлектор Д2. Это напоминает работу двух параллельно работающих вентиляторов, причем один имеет напор больше, чем другой, что приводит (при отсутствии обратных клапанов) к обратной циркуляции через низконапорный вентилятор.

Проведем два эксперимента (серия 2) при наружной температуре +5 0 C (табл. 2), нумерацию экспериментов для удобства продолжим. Задачей экспериментов является показ влияния скорости ветра и разности высот установки дефлекторов на воздухообмены в помещении 9 этажа при разных состояниях окон и вентилятора в помещении.

Параметры экспериментов серии 2

Эксперимент 10. В начальном состоянии 1 (рис. 5, окна закрыты, вентилятор вытяжки не работает) по каналам-спутникам ВЕ1 и ВЕ2 осуществляется «нормальная» циркуляция, включение вентилятора на вытяжке в помещении (состояние 2) приводит к опрокидыванию вентиляции в канале-спутнике ВЕ2, открытие окна (состояние 3) приводит к восстановлению «нормальной» вентиляции в канале-спутнике ВЕ2, отключение вентилятора и закрытие окна возвращает систему в исходное состояние.

Эксперимент 11. В начальном состоянии 1 (рис. 5, окна закрыты, вентилятор вытяжки не работает) в канале-спутнике ВЕ1 осуществляется «нормальная», а в ВЕ2 «опрокинутая» циркуляция, включение вентилятора на вытяжке в помещении (состояние 2) не меняет картину, открытие окна (состояние 3) приводит к восстановлению «нормальной» циркуляции в канале-спутнике ВЕ2, отключение вентилятора и закрытие окна возвращает систему в исходное состояние. Таким образом, мы еще раз убеждаемся в обратимости процессов опрокидывания вентиляции только в канале-спутнике, а также в возможности восстановления «нормальной» вентиляции даже при неблагоприятных условиях (ветер и разная высота установки дефлекторов, работающих на одно помещение) при открывании окон (или иных воздушных клапанов).

Зависимость воздухообменов в помещении 9 этажа от состояния окон и вентиляторов. Состояния: 1) окна закрыты / вентилятор отключен; 2) окна закрыты / вентилятор включен; 3) окна открыты / вентилятор включен; 4) окна закрыты / вентилятор отключен

Как мы увидели, работа системы естественной вентиляции жилых домов сильно зависит от многих факторов (наружная температура, ветер, расположение дефлекторов, температурный график системы отопления, открывание окон, работа вентиляторов), а распределение температур в квартирах (рис. 2) сильно неравномерно по этажам (эта неравномерность может быть несколько сглажена самими жильцами).

На рис. 6 приведен пример системы, которая позволяет полностью избежать всех вышеперечисленных проблем.

Механическая приточно-вытяжная вентиляция с утилизацией теплоты вытяжного воздуха

Были проведены два эксперимента (12 и 13) (окна в помещениях закрыты). Термостаты позволили поддерживать в помещениях требуемую температуру, а воздухообмены значительно подравнялись по этажам (табл. 3) и приняли значения, близкие к планируемым (60 м 3 /ч).

Воздухообмены по помещениям при применении приточно-вытяжной механической вентиляции

За пределами статьи остались (хотя построенная модель позволяет на них ответить), например, следующие интересные вопросы:

Заключение

Неустойчивая работа систем естественной вентиляции характеризуется переменным воздухообменом, создаваемым системой, неравномерностью воздухообмена и температур внутреннего воздуха по этажам, опрокидыванием вентиляции в поэтажных каналах-спутниках и целиком в вентиляционных шахтах.

Опрокидывание вентиляции в шахтах носит необратимый характер и требует включения дополнительных источников тяги, будь то вентилятор или повышенный ветровой напор.

Опрокидывание вентиляции в канале-спутнике носит обратимый характер, «нормальная» вентиляция восстанавливается после снятия условий, которые привели к опрокидыванию, либо за счет открытия окон (приточных клапанов).

Внедрение дефлекторов с вентиляторами и регулируемых приточных устройств в квартирах позволит повысить надежность систем, однако кардинальным решением может считаться только внедрение приточно-вытяжной механической вентиляции с утилизацией теплоты вытяжного воздуха.

Литература

В следующих публикациях будут рассмотрены варианты работы систем естественной вентиляции с регуляторами расхода воздуха

Поделиться статьей в социальных сетях:

Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.

Статья опубликована в журнале “АВОК” за №1’2014

Источник

ЕСТЕСТВЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

2.1. Основные положения

В соответствии с нормами проектирования, в жилых зданиях предусматривается вентиляция с естественным побуждением. Согласно [1] расчетная температура наружного воздуха равна +5 о С.

Принимается следующая схема вентиляции квартир. Отработанный воздух удаляется из кухонь и санитарных помещений вследствие перепада давления, вызванного разностью температур внутри помещения и снаружи. Приточный воздух поступает неорганизованно через неплотности наружных ограждений (в основном, оконного заполнения).

Действие ветра может улучшать или ухудшать вентиляцию помещений в зависимости от того, расположены последние на наветренной или заветренной стороне здания. Поэтому при расчете естественной вентиляции скорость ветра принимается равной нулю.

Требуемые воздухообмены (м 3 /ч) и расчетные температуры воздуха ( о С) в квартирах рассмотрены в примере 1. Они обеспечивают нормальный влажностный режим помещений (j = 30¸65 %), при котором исключается возможность образования конденсата на внутренних поверхностях наружных ограждений.

До введения новых требований по теплосбережению нормативный воздухообмен в помещениях обеспечивался за счет высокой воздухопроницаемости оконных блоков, в которых либо вовсе не было уплотнений, либо использовались 3 типа в меру воздухопроницаемых прокладок: губчатая резина, пенополиуретан, полушерстяной шнур. Окна с такими прокладками обеспечивали «дежурный вентиляционный фон» в помещениях. Его можно было регулировать заменой типа уплотняющих прокладок.

Однако, высокая герметичность современных окон делает практически неработоспособными системы естественной вентиляции. В квартирах со стеклопакетами ухудшается качество воздуха, повышается влажность, возрастает вероятность грибковых поражений строительных конструкций.

Низкая воздухопроницаемость современных окон может обеспечить поступление необходимого количества наружного воздуха только на первых этажах здания, где имеет место повышенная инфильтрация в результате наибольшего перепада давлений. Через окна квартир верхних этажей воздух из-за недостаточного перепада давлений (менее 2,5 Па) практически не поступает. Вентиляцию приходится организовывать за счет периодического открывания форточек, что создает проблемы зимой. Для решения указанных проблем в [7] рекомендуется:

· приток воздуха в помещения «герметизированных» квартир осуществлять через приточные клапаны, устанавливаемые в переплете окна или в наружной стене;

· удаление воздуха из помещений квартир верхних этажей с индивидуальными вертикальными каналами осуществлять индивидуальными бытовыми вытяжными вентиляторами на каждом отдельном канале;

· для увеличения располагаемого давления в каналах вытяжные шахты на кровле следует оборудовать дефлекторами;

· рекомендуемое сечение канала на кухне должно составлять 140´270, размер вентиляционных решеток 200´250.

2.2. Расчет систем вентиляции малоэтажных зданий

Системы вытяжной вентиляции с естественным побуждением в зданиях малой этажности (до 5 этажей) выполняются в виде индивидуальных вертикальных каналов, выходящих в общую вытяжную шахту в пределах чердака и выхода через кровлю. Из каждого помещения выводится на чердак отдельный вентиляционный канал. Объединять их в стенах запрещается во избежание перетока воздуха из одних помещений в другие. В зданиях, имеющих дымовые трубы печей, каминов, котлов, проточных газовых водонагревателей, каналы вентсистем следует примыкать к стенам дымоходов или располагать в теле общей с ними сборной вытяжной шахты, что способствует увеличению естественного напора (тяги).

Для уменьшения количества вытяжных шахт вертикальные каналы допустимо объединять горизонтальными сборными каналами (коллекторами), которые прокладывают по утеплителю чердачного перекрытия. В бесчердачных зданиях горизонтальные сборные коллекторы устраивают под потолком лестничных клеток или в подшивке коридора верхнего этажа. Рекомендуется объединять каналы от однотипных помещений и выходящих на один фасад здания. Радиус действия вентиляционных систем с горизонтальным коллектором следует принимать не более 8 м.

Особое значение для устойчивой тяги в вентканалах имеет высота вывода оголовков вентиляционных шахт над кровлей. Согласно [7] шахту необходимо выводить:

· на 0,5 м выше конька крыши при расположении их (считая по горизонтали) не более 1,5 м от конька крыши;

· в уровень с коньком крыши, если они отстоят на 1,5¸3,0 м от конька крыши;

· ниже конька крыши, но не ниже прямой, проведенной от конька вниз под углом 10° к горизонту, при расположении их от конька более 3 м.

Аэродинамический расчет систем естественной вентиляции сводится к проверке пропускной способности каналов при заданной их конструкции и расчетном располагаемом гравитационном давлении.

Пример 6. Выполнить расчет системы вентиляции ВЕ-1 трехэтажного жилого дома, фрагмент плана и разрез которго показан на рис. 14.

В здании предусмотрены окна типа ОРС с тройным остеклением с раздельноспаренными деревянными переплетами по ГОСТ 16289-86. Воздухопроницаемость окон по данным завода-изготовителя составляет G_и = 6 кг/ч на м 2 при разности давлений 10 Па.

В кухнях, оборудованных 4-х конфорочными газовыми плитами и газовыми проточными водонагревателями, а также в помещениях санузлов и ванных комнат предусматриваем индивидуальные вентиляционные каналы из керамического кирпича К-75/1/15 (ГОСТ 530-95) размером 140´140 мм. Вытяжные отверстия каналов закрываем пластмассовыми решетками РВП3 200´120 (ГОСТ 13448-82, коэффициент живого сечения h = 0,65), которые устанавливаем под потолком помещений на расстоянии 500 мм.

Вентиляционные каналы системы ВЕ-1 (рис. 14) выше перекрытия 3-го этажа объединяем общей кирпичной вытяжной шахтой высотой 2.6 м с толщиной стенок 120 мм, утепленной в пределах чердака минераловатными матами (r=200 кг/м 3 ) толщиной 80 мм (теплотехнический расчет конструкции шахты не приводится).

Узел завершения вытяжной шахты выполняем в виде прямоугольного зонта с заглушенными торцами, который устанавливаем над шахтой на штырях высотой 200 мм.

Приток воздуха в комнаты предполагаем неорганизованным за счет инфильтрации через неплотности заполнений оконных проемов, так как воздухопроницаемость окон соответствует требованиям [5].

Проверку пропускной способности каналов системы ВЕ-1 проводим при температуре наружного воздуха +5 о С. Расчет ведем в следующем порядке.

1. Расчетное гравитационное давление в указанный период различно для каналов каждого N этажа и определяется по формуле:

где — расстояние от центра жалюзийной решетки этажа до устья вытяжной шахты, м;

— ускорение свободного падения, м 2 /с;

— плотность наружного воздуха при температуре +5 о С, имеет величину 1.27 кг/м 3 ;

D Па.

При проектировании естественной вентиляции жилых зданий с воздухопроницаемостью оконных проемов G_и не менее 6 кг/ч на м 2 считают, что все располагаемое гравитационное давление расходуется только в вытяжных каналах (сопротивление входу воздуха в помещения здания не учитывается).

2. Задаваясь расчетным расходом воздуха L= 90 м 3 /ч, определяем требуемую площадь сечения канала из кухни 3 этажа:

где V_рек – рекомендуемая скорость движения воздуха по участку. В вертикальных каналах при естественной вентиляции принимается 0,5 ¸1,0 м/с (табл. 22.13 [8]).

Требуемой площади соответствуют кирпичные каналы размером 1/2´1 ( м 2 ) и 1´1 ( м 2 ) – см. таблицу 2.1 или табл.22.7 [8].

Размер в кирпичах	Размеры А´Б, мм	Площадь сечения F, м 2	, мм
1/2´1/2	140´140	0.02
1/2´1	140´270	0.038
1´1	270´270	0.073

Однако, исходя из рекомендуемой стандартизации строительства, принимаем и проверяем канал размером 1/2´1/2 ( м 2 ), аналогичный для каналов нижних этажей.

3. Фактическая скорость воздуха в канале 1/2´1/2 будет равна

м/с. (2.4)

4. Эквивалентный (по скорости) диаметр кирпичного канала определяем по табл. 2 или по формуле:

мм. (2.5)

5. Потери давления на трение в расчетном канале длиной l =3.6 м при скорости V = 1.25 м/си диаметре канала = 140 мм определяются по формуле:

Па, (2.6)

где R – потери давления на 1 м длины канала, Па/м. Значения R определяются по таблице 22.15 [8]) или по номограмме П3.1 Приложения, составленным для круглых стальных воздуховодов;

b – коэффициент учета шероховатости стенок канала (табл. 22.12 [8]). При шероховатости стенок канала из кирпича k=8 мм и скорости в канале V = 1.25 м/с значение коэффициента b = 1.53.

6. Рассчитываем потери давления в местных сопротивлениях канала. Для каждого вида местного сопротивления по таблицам 22.16¸22.44 [8] или по рис. П3.2 Приложения 3 определяем коэффициент местного сопротивления x:

При Sx=6.45 и динамическом давлении Па потери на местных сопротивлениях участка составляют

Па. (2.7)

Общие потери давления на участке равны:

Па, (2.8)

т.е. более чем в 3 раза превышают располагаемое давление =2.12 Па.

Фактически через канал кухни 3 этажа размером 1/2´1/2 будет удаляться следующее количество воздуха:

м 3 /ч, (2.9)

что меньше нормы, установленной для кухонь жилых зданий. Однако в нашем случае, дымовой канал от газового нагревателя надлежит рассматривать как дополнительный вытяжной канал с расчетной интенсивностью в нерабочем режиме 45 м 3 /ч (расчет газохода не приводится). Суммарное количество удаляемого из кухни воздуха составит 95 м 3 /ч, что соответствует нормам.

Располагаемые гравитационные давления для каналов кухонь 1¸3 этажей и результаты расчетов потерь давления в них представлены в таблице 2.2. Там же приведены расчеты каналов санузлов рассматриваемого дома.

Аэродинамический расчет вентиляционных каналов системы ВЕ-1 жилого дома

Как видно из таблицы, все каналы кухонь при заданных размерах вентканалов 140´140 мм обеспечивают нормативное удаление воздуха (при дополнительной вытяжке через дымоотводящие каналы водонагревателей).

Размеры каналов санузлов и ванных комнат соответствуют требуемому расходу удаляемого воздуха и на отдельных этажах могут требовать монтажной регулировки путем уменьшения живого сечения вытяжных решеток.

Пример 7. Рассчитать систему вытяжной вентиляции с горизонтальным коллектором ВЕ-3 в трехэтажном жилом доме. Основные конструктивные решения по устройству вентиляции показаны на рис.15.

Расчетная схема системы ВЕ-3 с указанием нагрузок и длин отдельных участков показана на рис. 15, г. Вытяжные отверстия каналов кухонь закрыты решетками 200´250, h = 0,5.

Расчет системы ведем по методике, рассмотренной в Примере 6.

1. Основное расчетное направление принимаем по участкам 1¸3, имеющим наибольшую нагрузку и наименьшее располагаемое давление. По данным Примера 6 оно составляет =2.12 Па.

Принимаем, что конструкция окон соответствует нормам по воздухопроницаемости и все располагаемое гравитационное давление расходуется только в вытяжных каналах.

2. Расчет основного направления (главной магистрали). Подбор размеров каналов на участках 1¸3 и определение потерь давления в них будем вести с таким расчетом, чтобы суммарное сопротивление по расчетному направлению не превышало на величину запаса 5¸10%, т.е.

.

При расчетном расходе воздуха L₁=90 м 3 /ч по формуле (2.3) определяем требуемую площадь сечения участка 1:

Требуемой площади соответствуют кирпичные канал 1/2´1 ( м 2 ) и канал 1´1 ( м 2 ) – см. табл. 2.1. При толщине внутренней стены в 1,5 кирпича удобнее принять размеры канала 1/2´1.

Фактическая скорость воздуха на участке 1 будет иметь следующее значение:

м/с.

Эквивалентный диаметр канала

мм.

Потери давления на трение на участке l = 0.8 м при V = 0.66 м/си диаметре канала = 185 мм определяются по формуле (2.6):

Па.

Коэффициенты местных сопротивлений на расчетном участке:

При значениях Sx=4.71 и (Па) местные потери составят:

Па.

Общие потери давления на участке 1 равны:

Па.

Результаты расчета участка 1, а также остальных участков системы сводим в таблицу 2.3.

Коэффициенты местных сопротивлений x для расчетных участков магистрали 2 и 3 следующие:

Полные потери давления по участкам 1¸3 составляют

Па,

что меньше располагаемого давления .

(допустимая величина).

3. Увязка всех остальных участков системы. Увязка при аэродинамическом расчете проводится так, чтобы потери давления от точки разветвления (тройника) до конца ответвления были равны потерям от этой же точки до конца ответвления на главной магистрали, т.е.

. (2.10)

Для расчета ответвлений применяется способ последовательного подбора. Размеры сечений ответвлений считаются подобранными, если относительная невязка потерь давления не превышает 15%.

По конструктивным соображениям и из условий типизации деталей размеры поперечного сечения ответвлений принимаются одинаковыми для однотипных помещений каждого этажа. Из-за разных значений располагаемого давления для некоторых каналов могут наблюдаться значительные избытки давления. Эти избытки можно погасить двумя способами:

· уменьшить живое сечение входной решетки;

· поставить шибер или перегородить часть сечения канала металлической пластиной.

Если не прибегать к искусственному увеличению сопротивления (дросселированию), то через каналы разных N этажей будет проходить различное количество воздуха (см. формулу 2.9).

Результаты увязки отдельных ответвлений системы сводим в табл. 2.3.

Увязка участков 4 и 5. Располагаемое гравитационное давление для канала кухни 2 этажа составляет

Па, (2.11)

где h_эт – высота этажа, м.

Располагаемое давление для расчета участков 4 и 5

Па. (2.12)

Подсчет коэффициентов местных сопротивлений –

Увязка участков 6 и 7. Располагаемое гравитационное давление для канала кухни 1 этажа

Па.

Располагаемое давление для расчета участков 6 и 7:

Па.

Подсчет коэффициентов местных сопротивлений –

Невязка давлений на участках 6¸7 является недопустимой. Дополнительное сопротивление в размере (Па) вводится при наладке системы путем уменьшения живого сечения жалюзийной решетки на канале кухни первого этажа. Для индивидуальных вытяжных каналов санузлов принимаем сечение 1/2´1/2 кирпича. Расчеты данных участков выполняются аналогично и в таблице 2.3 не приводятся.

Аэродинамический расчет вентиляционных каналов 3-этажного жилого дома

№ уч.	Рас-ход м 3 /ч	l, м	Размеры канала	V м/с	R, Па/м	b	DPтр, Па	Sz	Рд, Па	Z, Па	Rlb+Z, Па
А, мм	Б, мм	F, м 2	dэкв
Главная магистраль
0,8	0,0378	0,66	0,05	1,33	0,05	4,71	0,27	1,26	1,31
0,5	0,16	0,47	0,01	1,1	0,01	1,20	0,13	0,16	0,17
2,3	0,16	0,73	0,02	1,00	0,05	1,20	0,33	0,39	0,44
1,92
Ответвление 1 (Располагаемое давление – 3.27 Па)
3,8	0,0378	0,66	0,05	1,33	0,25	7,41	0,27	1,98	2,23
0,5	0,16	0,31	0,00	1,08	0,00	2,50	0,06	0,15	0,15
2,38
Невязка .
Ответвление 2 (Располагаемое давление – 4.89 Па)
6,8	0,0378	0,66	0,05	1,33	0,44	6,31	0,27	1,69	2,13
0,5	0,16	0,16	0,00	1,03	0,00	2,30	0,01	0,03	0,04
2,17
Невязка .

Пример 8. Рассчитать необходимое число приточных клапанов для квартир в жилом доме по Примеру 7.

В здании использованы пластиковые окна РС раздельно-спаренной конструкции с одним стеклом и стеклопакетом. Воздухопроницаемость окон по данным производителя составляет Q =12.5 м 3 /м 2 ч или G_и=15,12 кг/м 2 ч при DР =100 Па.

Фактическая воздухопроницаемость окон со стеклопакетами в помещениях верхнего этажа, для которых располагаемое давление DР =2.1 Па, составит

кг/м 2 ч. (2.13)

что в 5 раз выше нормируемой величины.

Для обеспечения нормативного воздухообмена при естественной вентиляции и низкой воздухопроницаемости наружных ограждений рекомендуется устанавливать в рамах окон жилых помещений автоматические приточные клапаны.

На российском рынке хорошо зарекомендовали себя клапаны “AIRECO” (Франция). По внешнему виду приточное устройство представляет собой небольшой пластиковый пенал под цвет окна, который устанавливается на щель 354´15 мм, прорезаемую в верхней части оконной рамы. При этом не требуется демонтировать окно или заменять стеклопакет. Регулирование количества свежего воздуха происходит автоматически, без участия жильцов и без использования электропитания. Внутри клапана находится специальный датчик – привод из специальной полиамидной ткани, реагирующей на влажность воздуха. С повышением влажности в помещении ширина щели в клапане увеличиваются, обеспечивая увеличение притока воздуха. Коэффициент местного сопротивления клапана в широком диапазоне измерения расхода практически постоянный и равен .

При использовании приточных клапанов в расчете систем естественной вентиляции необходимо учитывать сопротивление во всем воздушном тракте системы, включая потери давления в приточном клапане

, Па, (2.14)

где — потери давления, соответственно, в приточном клапане, вентканале и шахте, Па.

Для создания запаса располагаемого давления на преодоление сопротивления приточных клапанов необходимо на оголовках вентиляционных шахт установить дефлекторы ЦАГИ по сер. 5.904-51. При средней скорости ветра в Казани V_н= 4,3 м/с в период с t_н o C [3] дополнительное разрежение от дефлектора составит

Па, (2.15)

где k – аэродинамический коэффициент круглых дефлекторов ЦАГИ.

Расчет необходимого числа клапанов представлен в табл. 2.4. Режим течения воздуха в основных элементах сети (клапанах, решетках, каналах) принимался турбулентным. В этом случае взаимосвязь располагаемого перепада давлений внутри и снаружи помещений DР с расходом вентиляционного воздуха квартиры G имеет вид:

. (2.16)

, (2.17)

где l – приведенный коэффициент сопротивления трения; для кирпичных каналов при турбулентном режиме

; (2.18)

К – абсолютная шероховатость стенок каналов, мм (табл. XI.1 [8]);

G_кл – требуемый расход приточного воздуха через клапан, кг/ч, равный разности значений расчетного воздухообмена квартиры G и расхода воздуха G_ок, проникающего через неплотности окон при инфильтрации

; (2.19)

r_выт, r_пр – соответственно, плотности вытяжного (внутреннего) и приточного (наружного) воздуха при расчетных условиях, кг/м 3 ;

В таблице 2.4 коэффициенты местных сопротивлений x_выт в вытяжном тракте приведены к динамическому давлению в вытяжном канале и составляют:

Таблица 2.4

Дата добавления: 2018-11-25 ; просмотров: 1800 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник