Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,560

Круглогодичное обеспечение вентилирования жилых зданий

Феоктистов А.Ю. Юдин Р.И.

Преобладающая часть эксплуатируемых в настоящее время жилых зданий в нашей стране имеет естественную вентиляцию с притоком наружного воздуха через конструкции и заделку окон и балконных дверей.

При естественной вентиляции воздухообмен осуществляется из-за разницы давления снаружи и внутри здания.

Под неорганизованной естественной системой вентиляции понимается воздухообмен в помещении, происходящий за счет разности давлений внутреннего и наружного воздуха и действий ветра через не плотности ограждающих конструкций, а также при открывании форточек, фрамуг и дверей.

Организованной естественной вентиляцией называется воздухообмен, происходящий за счет разности давлений внутреннего и наружного воздуха, но через специально устроенные приточные и вытяжные проемы, степень открытия которых регулируется.

Внутри жилых домов предусмотрена только естественная вытяжная вентиляция, которая «представлена» в кухне, туалете и ванной комнате в виде решеток. Однако работает внутридомовая вытяжка только в том случае, когда есть приток воздуха. Проект вентиляционной системы в старых зданиях изначально сделан с расчетом на деревянные рамы. Воздух не может уйти «своим ходом», оставив в здании вакуум. Если не поступает через окна «новый» воздух, то и «старый» остается на прежнем месте. А это чревато серьезными последствиями.

Существуют экологические организации, санитарные ведомства которые исследуют качество воздуха: содержание кислорода, углекислого газа, бактерий и прочего. Очень часто их вызывают сами жильцы, когда выясняется, что в квартире или в целом подъезде «поселилась» серьезная проблема. Например, заплесневели стены, или еще хуже - серьезно заболели люди. По оценкам специалистов, когда количество плесени достигает определенного уровня, патогенными бактериями обильно насыщается воздух, что несет серьезную угрозу людям. А наличие плесе- ни ‒ это следствие высокой влажности и плохой вентиляции. Вследствие этого необходимо устанавливать приточный клапан вытяжную установку.

Пути интенсификации - увеличение разряжения в помещении - дефлекторы, механическое побуждение вытяжной вентиляции, «облегчение» притока воздуха - клапана.

Клапан инфильтрации воздуха КИВ-125 является самостоятельным приточным вентиляционным устройством и не предназначен для установки в оконные конструкции. Это позволяет устанавливать клапан практически на любых объектах, не затрагивая конструкцию окон и не влияя на теплотехнические, звукоизоляционные и другие характеристики оконных конструкций.

По сравнению с проветривателями и клапанами, устанавливаемыми в окна, КИВ 125 имеет ряд преимуществ:

  • не нарушает конструкции стеклопакета;
  • не усложняет установку окон и не увеличивает их стоимость;
  • может устанавливаться в любое время, даже после ремонта;
  • возможна поэтапная установка;
  • не ухудшает внешний вид окна;
  • не загромождает светопрозрачные поверхности;
  • может располагаться в любом месте наружной стены;
  • клапан КИВ можно устанавливать в помещениях, не имеющих окон.

Дефлекторы вентиляционные применяются для усиления тяги в вертикальных шахтах путем использования ветрового напора, как в многоквартирных жилых домах, так и на производствах, в административных зданиях и крупных хозяйственно-бытовых сооружениях. Основное назначение дефлекторов - защита вентиляционного оборудования от атмосферных осадков. Механизм действия дефлектора основан на естественной тяге: поток ветра создаёт в цилиндре зону пониженного давления, действующую, как вытяжная система. Материал дефлекторов - листовая холоднокатаная и рулонная сталь.

Но так как ветер не постоянен, целесообразно использовать Кришной вентилятор.

Задачей работы является определения требуемых перепадов давления в вытяжных шахтах естественной вентиляции и построение графиков зависимости требуемых перепадов давлений в шахте от этажа, а так же зависимость требуемых перепадов давления в шахте от наружной температуры по этажам. Если dP = 0, то его можно регулировать приточным клапаном. Если dP = 0, то необходимо использовать вытяжную установку

Имеется 5-этажный жилой дом с однокомнатными квартирами AxB и Hэт.

Зная размеры комнаты, находится площадь комнаты:

S = AB.

Кратность воздухообмена в жилых помещениях равна К = 3 м³/ч на 1 м². Зная кратность воздухообмена в помещении, находим требуемый воздухообмен:

Lтр = SK.

Зная требуемый воздухообмен в помещении 1-го этажа, выполняем гидравлический расчёт вытяжных шахт.

1. Находим расход в вытяжной шахте на её каждом участке:

L2-3 = L1 эт + L2 эт.

2. Зная требуемую скорость в вытяжной шахте v = 0,2-0,4 м/с и расходы, на участках вытяжной шахты находим фактическую скорость в шахте:

По формуле находим фактическую скорость воздуха на всех участках вытяжной шахты.

3. Для дальнейших расчётов находим число Рейнольдса:

где

4. Далее находится коэффициент трения λ по формуле:

где - находится для каждого участка шахты.

5. Находим потери давления на трения по формуле:

6. Найдя коэффициенты местных сопротивлений, рассчитываем сумму потерь давления на трение и местные сопротивления по формуле:

7. Далее находим потери давления температурного напора по формуле:

8. Найдя по рис. 3 требуемое статическое давление развиваемое клапаном, находим разряжения в комнате по формуле:

Все конечные полученные перепады давлений сводим в таблицу.

Перепады давлений по этажам в зависимости от температуры

Этаж

dP

Этаж

dP

Этаж

dP

Этаж

dP

Этаж

dP

tн

tв

1

30,83

2

24,28

3

17,97

4

11,06

5

4,51

-27

20

16,264

12,2855

8,54097

4,20944

0,221909

-11

20

1,1224

-0,1841

-1,2566

-2,916

-4,23152

8

20

-3,4646

-4,0392

-4,8493

-5,0685

-5,634

15

18

-5,3902

-5,5478

-5,4737

-5,9808

-6,14725

20

23

-5,3003

-5,3658

-5,3761

-5,7626

-5,99026

25

28

-7,3989

-7,2029

-6,7805

-6,9524

-6,7386

30

30

На основе полученных данных построим график зависимости требуемых перепадов давления от этажа здания (рис. 1), и зависимость требуемых перепадов давления от температуры наружного воздуха по этажам (рис. 2).

 

Рис. 1. График зависимости требуемых перепадов давления от этажа

Проведя анализ полученных данных, получим, то, что максимальная температура, при которой будет организован воздухообмен при tн = -11°С, но с регулированием приточного клапана в зависимости от графика. При tн = -11°С следует использовать вытяжную установку, чтобы сохранить требуемый воздухообмен.

Для того чтобы подобрать вытяжную установку нам необходимо:

1. Найти разность давлений развиваемого тепловым напором и сопротивления в вытяжной шахте на трение и местные сопротивления:

2. Зная требуемое статическое разряжение в помещении развиваемое клапаном и разность давления dP найдем давление развиваемое вентилятором:

3. Выбираем наибольшее значение dP′, и поэтому значению подбираем вентилятор. А для балансировки участков устанавливаем регулируемые воздухораспределительные устройства.

По найденному значению мы подбираем вытяжную установку.

На основе полученных графиков мы можем установить систему автоматизации для приточных клапанов и вытяжной установки, чтобы сохранить требуемый воздухообмен.

Делая вывод из проведённой работы, становится ясно, что в однокомнатной квартире пятиэтажного жилого дома с установленными пластиковыми окнами невозможно организовать требуемый воздухообмен с помощью естественной вентиляции. Необходимо использовать механическую вентиляция, с системой регулировки.

 

Рис. 2. Зависимость требуемых перепадов давления от температуры наружного воздуха по этажам

 

Рис. 3. Требуемое статическое давление, создаваемое клапаном

Список литературы

  1. Еремкин А.И. Тепловой режим зданий: учебное пособие / А.И. Еремкин, Т.И. Королева. - Ростов н/Д: Феникс, 2008.
  2. ГОСТ 21.602.79 СПДС Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Рабочие чертежи / Госстрой СССР. - М.: Изд-во, 1980.
  3. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004.
  4. СНиП 23-01-99 Строительная климатология / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2003.
  5. СНиП 41.01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004.
  6. СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004.

Библиографическая ссылка

Феоктистов А.Ю., Юдин Р.И. Круглогодичное обеспечение вентилирования жилых зданий // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 6. – С. 58-60;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=30375 (дата обращения: 21.08.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252