Для обеспечения допустимых значений нормируемых параметров воздуха в обслуживаемой зоне помещений для которых количество подаваемого воздуха должно выявляться (согласно СНиП) расчетным путем, воздухообмен следует определять из условий ассимиляции избыточных вредностей (теплоты, влаги и СО2).
Поскольку в помещениях гражданских зданий основной вредностью являются избытки явной теплоты, определение расхода воздуха G, кг/ч первоначально должно основываться на обеспечении нормируемой температуры внутреннего воздуха в теплый, переходный и холодный периоды года:
GВЕНТ. = (3,6*QИЗБ.Я.)/(КЭ*сР*(tО.З. — tПР)
QИЗБ.Я — избытки явной теплоты, Вт;
сР — массовая теплоемкость воздуха кДж/кг °С;
tО.З. — tПР = tО.З. — tО = ?t — рабочая разность температур воздуха: в зоне пребывания людей (обслуживаемой или рабочей зоне) и приточного воздуха, °С;
КЭ — коэффициент эффективности воздухообмена:
КЭ = (tУХ — tПР) / (tО.Э. — tПР)
tУХ — температура воздуха, удаляемого из помещения, °С.
Чем выше КЭ, тем требуется меньший воздухообмен для обеспечения нормируемых параметров воздуха. Поэтому коэффициент КЭ по санитарно-гигиеническим условиям в помещении должен отражать степень совершенства организации воздухообмена. Он был назван коэффициентом эффективности воздухообмена.
В помещениях гражданских зданий избытки теплоты образуются от небольших по мощности источников, конвективные потоки от которых, как правило, не соизмеримы по скорости с вентиляционными течениями. В этом случае градиент температуры по высоте помещения должен быть незначительным, а величина коэффициента КЭ в уравнении должна приближаться к единице. При этом температура воздуха, уходящего из помещения практически будет соответствовать температуре внутреннего воздуха, т.е. tB = t03 = tУХ. Последующие исследования подтвердили это положение.
По результатам исследования вентиляции помещений в которых схема движения воздуха устанавливается приточными струями, были получены следующие значения коэффициента КЭ для основных способов подачи воздуха (при типовом решении по удалению воздуха):
— струями, истекающими в направлении к ОЗ под углом;
— с высоты не выше 4 м КЭ = 1,15-1,0;
— с высоты более 4 м КЭ=1,05-1,0.
— сверху-вниз струями
— настилающимися КЭ = 1,05-0,95
— вертикальными коническими КЭ = 1,05-1,0
— струями, затухающими вне ОЗ (сосредоточенная подача) КЭ = 1,0.
Соотношение полученных значений коэффициента воздухообмена с распределением локальных значений температуры в объеме обслуживаемой зоны еще не установлено. Поэтому считается, что для необустроенных помещений с традиционной геометрией и формой, характерными тепло- и влаговыделениями воздухообмен можно определить при значении КЭ =1, т.е. по уравнению:
GВЕНТ = (3,6*QИЗБ.Я) / (сР*(tВ — tПР)
Температура воздуха в помещении tB, °С нормируется по перепадам года и принимается так:
— для теплого периода года при проектировании вентиляции в помещениях с избытками явной теплоты — максимальную из допустимых температур, а при отсутствии избытков явной теплоты — экономически целесообразную в пределах допустимых температур;
— для холодного периода года и переходных условий при проектировании вентиляции для ассимиляции избытков теплоты — экономически целесообразную в пределах допустимых температур, а при отсутствии избытков теплоты — максимальную из допустимых температур; при проектировании отопления — максимальную из допустимых температур.
Следует отметить, что в производственных помещениях (цехах) в которых конвективные потоки по мощности (скорости, массе) соизмеримы с вентиляционными потоками, значения коэффициента КЭ = 1,3.,.1,9, что следует учитывать при расчете воздухообмена.
Температура приточного воздуха на входе в помещение tПР (t0), °С принимается:
в теплый период года при необработанном наружном воздухе, имеющего температуру tН.ВЕНТ, с учетом его нагрева в вентиляторе и сети:
tПР = tН.ВЕНТ. + ?tС
?tС принимается согласно СНиП. Для зрительных залов ?tС = 0,5 — 0,7°С;
в холодный и переходный периоды года tПР обосновывается санитарно-гигиенической оценкой тепловых ощущений человеком по данным СНиП. Для этого рассчитываются отклонения температуры и скорости от расчетных значений при входе в обслуживаемую зону на оси потока. Последние не должны превышать допустимых значений. Используется метод последовательных приближений при задаваемой температуре tПР для определения воздухообмена.
За расчетный воздухообмен для механической вентиляции принимается наибольшая величина из трех периодов года, если запрещен естественный приток наружного воздуха в теплый период года, а при использовании естественного притока — максимальная величина из холодного и переходного периодов года.
Воздухообмен для механической вентиляции может быть рассчитан по теплому периоду года (с проверкой расхода воздуха, требуемого для переходного периода), если во время работы вентиляции отопление отключается (например, зрительные залы) или запроектировано постоянно действующее дежурное отопление. Теплый период года, как правило, также является расчетным при больших избытках явной теплоты за счет воздействия солнечной радиации.
Количество наружного воздуха, подаваемого на разбавление газообразных вредностей GХ, кг/ч, в частности С02 , в гражданских зданиях:
GX = GСО2 / (ХВ — ХПР)
ХВ и ХПР — предельно допустимая концентрация С02 в помещении и фоновая в наружном воздухе, г/кг
Концентрация СО2 в воздухе, г/кг
Воздухообмен в помещении без естественного проветривания, должен быть не менее GНАР, кг/ч, определенного по формуле:
GНАР = v*p*n
v — расход наружного воздуха на одного человека, м3/ч*чел.
При пребывании людей в помещении непрерывно до 3 ч. v=20 м3/ч*чел. Для отдельных помещений гражданских зданий v=60 м3/x*чел.;
р — плотность наружного воздуха, кг/м3;
n — число людей в помещении.
Для проектирования вентиляции принимается максимальный воздухообмен GПРОЕКТ, кг/ч, определенный по формулам (4 последние формулы)
При применении рециркуляции воздуха в холодный период года количество воздуха, забираемого из помещения GРЕЦ, кг/ч
GРЕЦ = GПРОЕК — GНАР
GНАР — максимальный воздухообмен из 2-х последних формул кг/ч.
При известном проектном воздухообмене GПРОЕК (соответствующий ему период года — расчетный) для нерасчетного периода года температура приточного воздуха tПР 0C
tПР = tВ — (3,6*QИЗБ.Я.)/(сР*GПРОЕК)
Если проектный воздухообмен GПРОЕК определен по холодному или переходному периоду года, следует уточнить температуру воздуха в помещении в теплый период:
tВ = tПР + (3,6*QИЗБ.Я)/(сР*GПРОЕК)
При известном проектном воздухообмене, для всех периодов года с помощью I — d диаграммы выявляют относительную влажность воздуха в помещении.
В системах вентиляции при необработанном наружном воздухе, относительная влажность внутреннего воздуха при больших влаговыделениях может превысить допустимые значения, регламентируемые для влажных помещений. Для таких помещений при определении проектного воздухообмена используется графо-аналитический метод расчета с применением I — d диаграммы. Для теплого периода года расход воздуха GПРОЕК, кг/ч
GПРОЕК = GВЛ / (dВ — dПР)
или
GПРОЕК = (3,6*QИЗБ) / (IВ — IПР)
dВ и IВ — влагосодержание, г/кг и теплосодержание, кДж/кг внутреннего воздуха;
dПР и Iпр — влагосодержание, г/кг и теплосодержание, кДж/кг приточного воздуха.
Параметры приточного воздуха dПР и IПР определяются на пересечении луча процесса Е = 3,6*QИЗБ/GВЛ проведенного из точки состояния внутреннего воздуха с линией влагосодержания наружного воздуха dH.
