Виды вентиляции

Вентиляционная система – комплекс специального оборудования для постоянного или периодического удаления отработанного воздуха из производственных, складских и жилых помещений. До начала 19-го столетия математических расчетов по вентиляции не существовало, микроклимат в помещениях поддерживался только за счет естественного проветривания помещений вытяжной вентиляции. Такой подход не мог гарантировать надлежащих показателей, был сопряжен с большими потерями тепловой энергии, значительно усложнял процесс воздухообмена в ночной и зимний период времени.

Теоретическое описание движения воздуха в вытяжных вентиляционных каналах впервые сделал М. В. Ломоносов, а В. Х. Фрибе создал теорию кратности воздухообмена в отапливаемых помещениях. При этом он принимал во внимание, что приток свежего и удаление отработанного воздуха делается через неплотности дверных и оконных проемов, специальных инженерных элементов в те времена не предусматривалось.

Только через несколько десятков лет ученые доказали, что обеспечить эффективную вентиляцию только за счет естественной невозможно, появились виды вентиляционных систем с принудительной подачей и удалением воздуха. В зависимости от места конкретной установки, условий работы и требуемых технических параметров общеобменная система имеет несколько типов.

Вентиляционные агрегаты выполняют следующие задачи:

1. Удаление избыточного тепла. Избыток тепла в помещениях появляется в промышленных и жилых зданиях. В промышленных зданиях избыток тепла чаще всего является следствием особенностей технологического процесса, при котором возникает необходимость нагрева того или иного сырья для получения конечной продукции. В жилых помещениях повышение температуры выше комфортных параметров происходит вследствие нагрева солнечными лучами. Специальные технические помещения могут перегреваться в результате выделения тепловой энергии мощными силовыми агрегатами, им также необходим воздухообмен.
2. Удаление избыточной влаги. Для жилых помещений такая необходимость возникает только в ванных комнатах и кухнях. Остальные жилые помещения страдают не от избытка влаги, а от ее недостатка. Что касается объектов промышленности, то необходимость корректировки воздушной среды по показателям относительной влажности зависят от особенностей технологических процессов, воздухообмен учитывает все данные по каждому этапу производства.
3. Удаление вредных химических соединений. Задача вентиляционных устройств – удаление из рабочих зон или всего объема помещения ядовитых химических соединений. Вентиляция устанавливается в химических производственных цехах, лабораториях, промышленных компаниях, использующих лакокрасочные материалы. Кроме этих помещений, вредные химические соединения нужно удалять их жилых помещений, если в них использовались химические средства уборки, есть много изделий из искусственных материалов. Вредные химические соединения образуются во время приготовления пищи в кухнях, воздухообмен в этих помещениях не может быть ниже 10.
4. Повышение уровня кислорода. Согласно требованиям норм СанПиН процентное содержание кислорода не может опускаться ниже установленных значений. Особо тщательно этот показатель контролируется в спальных помещениях. В зависимости от расхода кислорода для каждого объема рассчитывается минимальная кратность обмена воздуха вытяжной системы.
5. Удаление пыли. Пыль накапливается как в жилых, так и промышленных помещениях. В жилых комнатах пыль становиться причиной появления неприятных аллергических реакций организма. В промышленных зданиях пыль вызывает острые или хронические заболевания дыхательной системы. Вентиляционное оборудование для удаления пыли обязательно должно иметь специальные фильтры.
6. Снижения пожарной опасности, удаление горючих и взрывоопасных веществ. Вентиляционные установки для этих целей отличаются самыми высокими техническими требованиями. Они комплектуются специальным оборудованием, работают в комплексе с датчиками контроля показателей воздушной среды и т. д. Жесткие требования предъявляются в искрогашению работающего электрического оборудования и агрегатов.

Устанавливаемые вентиляционные системы могут выполнять как только одну из поставленных задач, так и работать комплексно. В зависимости от инженерных особенностей, технологических схем и принципов функционирования вентиляционные системы бывают нескольких видов.

Виды вентиляции

В настоящее время существует несколько типов вентиляции, отличающихся по способу монтажа, установленному оборудованию, принципу действия и техническим возможностям. Вентиляционные системы различают по нескольким техническим параметрам: способу циркуляции воздушных потоков, зоне обслуживания и конструктивным особенностям.

Виды вентиляции

Способы вентиляции помещений

Воздушные потоки могут иметь естественные физические причины движения внутри помещений, механические побудители или смешанный тип. Конкретные виды вентиляции определяются после инженерных расчетов, сделанных с учетом технического задания. В техническом задании на воздухообмен указывается максимальное количество индивидуальных факторов и требований.
Естественная вентиляцияПри естественной вентиляции воздух может передвигаться за счет разницы плотности воздушных потоков. Внутри помещения, как правило, воздух имеет большие значения температуры, чем снаружи. Теплый воздух с меньшей удельной плотностью поднимается вверх и через специальные каналы или естественные неплотности удаляется наружу, взамен него поступает более плотный холодный. Такой тип вентиляции имеет свои положительные и отрицательные стороны.

1. Положительные стороны естественной вентиляции. Для работы системы нет необходимости использования дополнительных энергоносителей – при современных ценах очень весомое преимущество.
2. Отрицательные стороны естественной вентиляции. Очень сложно регулировать кратность обмена воздуха. Проблемы возникают из-за того, что многие важные данные зависят только от природных условий и не регулируются человеческим фактором, воздухообмен точно не прогнозируется. Еще одна проблема – возможность появления обратной тяги. Это очень опасно, когда вентиляция установлена для обслуживания отопительных котлов.

В связи с такими особенностями функционирования, естественная вентиляция в настоящее время пользуется небольшой популярностью, преимущество отдается механической вытяжной. При новом строительстве различных зданий государственные стандарты требуют монтажа вентиляции с механическим приводом.

Естественная

Механическая вентиляцияДвижение воздушных потоков обеспечивается осевыми или центробежными вентиляторами, воздух перемещается по каналам. Технические параметры каналов и вентилятора подбираются с учетом требований к системам.

1. Преимущества механической вентиляции. Есть возможность регулировать воздушные потоки как по мощности, так и по направлению. Механический воздухообмен позволяет создавать в одном помещении отдельные зоны с различными показателями кратности обмена, исключается появления мертвых зон и сквозняков. И еще одно очень важное преимущество – механическая система может функционировать полностью автономно.
2. Недостатки механической вентиляции. Механическая система имеет два недостатка: сложность монтажа и обслуживания и энергоемкость. Для обслуживания механической системы нужны профессиональные специалисты, она требует периодических ревизий и проверок. Установленные вентиляторы могут иметь большую мощность, что негативно сказывается на себестоимости производства и содержания промышленных и жилых зданий.

Механическая

Особенности механической системыДвижение воздушных потоков обеспечивается механическим способом, что позволяет создавать системы с точно заданными параметрами. В зависимости от способа подачи и удаления воздуха механические виды вентиляции могут иметь несколько разновидностей.
ПриточнаяЭлектрический вентилятор нагнетает в помещение воздух, за счет этого повышается его давление, для выравнивания значений давления излишки выходят наружу естественным способом. Вентилятор монтируется непосредственно внутри вентилируемого помещения, в специальных технологических комнатах или снаружи. Окончательное решение по механической системе принимается после выполнения расчетов с учетом технических параметров оборудования и расположения здания. Приточная система для жилых помещений не используется.

Приточная

ВытяжнаяВентилятор устанавливается для принудительного удаления загрязненного воздуха, приток свежего выполняется через специальные вентиляционные каналы или через неплотно закрытие оконные и дверные проемы. Вытяжная вентиляция чаще всего монтируется над отдельными рабочими зонами, в закрытых шкафах лабораторий, на предприятиях пищевой и фармацевтической промышленности. В некоторых случаях вытяжная система – единственный способ обеспечить безопасные условия труда.

Вытяжная

Приточно-вытяжнаяВоздух подается и удаляется из помещений в принудительном порядке. Один вентилятор нагнетает потоки, а второй вентилятор удаляет воздух из помещений. Воздухообмен характеризуется высокой интенсивностью, может регулироваться по каждому параметру отдельно. Механическая система приточно-вытяжная система этого типа используется для вентиляции сильно загрязненных помещений, в жилых зданиях монтируется редко.

Приточно-вытяжная

Местная вентиляцияМестная вентиляция позволяет удалять загрязнения только из наиболее загрязненных зон, может иметь специальные фильтры для предупреждения загрязнения окружающей среды. По принципу действия чаще всего приточного типа. Местная вентиляция может обслуживать одно или несколько рабочих мест, работать по каждой зоне отдельно или вентилировать все одновременно. По мощности механическая система относительно небольшая, но конкретные параметры зависят от характеристик технологических процессов и особенностей планировки здания.
Местная приточная вентиляцияМестная приточная система применяется редко из-за больших сложностей с очисткой удаляемого воздуха. Чаще всего используется только для понижения температуры работающего оборудования, для очистки воздуха от вредных веществ малоэффективна. Приточная применяется в больших торговых залах и складских помещениях. Ее часто монтируются в офисных и государственных зданиях, где местная приточная система постоянно функционирующая.
Местная вытяжная системаНазначение – удаление вредных соединений из воздушной среды в небольшом объеме. Может иметь несколько вариантов всасывания воздуха: из закрытых пространств или специальными подвесными воздушными приемниками. Вторые часто устанавливаются над плитами для приготовления пищи, электролитическими ваннами и прочим оборудованием с незначительными линейными размерами.
Особые виды вентиляционных системИмеется несколько типов вентиляционных систем специального назначения:

1. Аварийная вентиляционная система. Устанавливается в помещениях, в которых возможно резкое увеличение количества вредных выбросов. Применяется в случае поломок основной общеобменной, может иметь как собственные вентиляторы, так и подключаться к уже установленному электротехническому оборудованию.
2. Противодымная. Используется в комплексе противопожарных мероприятий, повышает безопасность пребывания в помещениях людей. В большинстве случаев автономного функционирования, имеет специальные блоки слежения и управления.

Противодымная

По типу воздуховодов вентиляционные системы общеобменного типа могут быть канальными или бесканальными.
Параметры расчетов вентиляционных системРасчет вентиляционной системы – сложные инженерные работы, выполняемые только специалистами со специальным техническим образованием. Во время производства работ принимаются во внимание следующие исходные данные:

1. Кратность обмена воздуха. В зависимости от назначения помещений и характеристик технологических процессов органами санитарного надзора регламентируется минимальная кратность обмена воздуха. Показатели колеблются в широких пределах, минимальная кратность обмена оказывает решающей влияние на все остальные технические данные вентиляционной системы.
2. Показатели уровня шума. Данные определяются при максимальной нагрузке на вентиляторы общеобменной вентиляции или при максимальной скорости движения воздушных потоков. Уровень шума зависит не только от вида и мощности вентиляторов, но и от материалов изготовления каналов, способах монтажа воздуховодов и наличия специальных устройств для шумогашения. В некоторых случаях приточные вентиляторы допускается монтировать только вне пределов здания.
3. Мощность электрических двигателей вентиляторов. Показатель, оказывающий влияние на стоимость эксплуатации вентиляционной системы. Для увеличения коэффициента полезного действия работы электрических двигателей применяется комплекс сложных технических мероприятий по снижению потерь на трение воздушных потоков по каналам, точному расчету диаметров условного прохода, оптимальной планировки расположения и движения потоков.
4. Экономические показатели использования. Для снижения тепловых потерь в настоящее время широко используется рекуперация тепла. При проектировании вентиляции помещений предусматривается установка специального оборудования, предназначенного для отбора тепла из удаляемого воздуха и нагрева подаваемого. Рекуперация может работать как по подогреву, так и по охлаждению помещений, позволяет заменять дорогостоящие системы кондиционирования.

Алгоритм расчета и монтажа вентиляции помещений

Во время расчета вентиляционной системы принимаются во внимание исходные данные (техническое задание) заказчика. Заказчик должен указать необходимый воздухооборот согласно существующих условий эксплуатации помещений. В дальнейшем расчеты выполняются по такой схеме:

1. Посчитывает необходимая кратность обмена воздуха по помещениям и рабочим зонам. Минимальная кратность приточного воздуха указана в СанПиН, проектировщики руководствуются нормативными требованиями.
2. Выполняется расчет скорости движения воздушных потоков, размер и схема расположения каналов, место установки, технические данные и количество вентиляторов.
3. Составляется принципиальная схема общеобменной вентиляции помещений. Для сложных систем делается разбивка по участкам и ответвлениям, на чертежах указываются все исходные данные для монтажа.

Схема

На стадии предварительной разработки проектная документация согласовывается с заказчиком, при необходимости вносятся изменения.

Монтаж вентиляционных систем могут выполнять только специализированные компании, имеющие лицензию на выполнение такого типа работ. Вне зависимости от типа и назначения общеобменная вентиляция состоит из следующих агрегатов и элементов:

1. Вентиляторы. Могут быть центробежными и осевыми, встраиваемыми и отдельностоящими. По мощности, размерам и производительности колеблются в широких пределах.
2. Воздушные каналы. Изготавливаются из различных материалов, могут быть круглыми, квадратными или прямоугольными. Приточная площадь сечения подбирается на основании расчетных данных по скорости движения воздушных потоков.
3. Автоматические или ручные регулирующие устройства. Используются для поддержания требуемых параметров функционирования, промышленная общеобменная вентиляция чаще всего управляется в автоматическом режиме.
4. Фильтры. Устанавливаются на вентиляционные системы жилых и производственных помещений. В зависимости от исполнения могут улавливать твердые взвешенные микрочастицы или химические соединения.
5. Шумогасители. Специальное оборудование, позволяющее существенно понижать вибрации работающих механизмов. Имеют различное исполнение, монтируются как на основных каналах, так и на отводах.

Установленная вентиляция в доме

После монтажа в обязательном порядке выполняется проверка функциональности вентиляции, измеряется воздухообмен как в помещении в целом, так и над каждой рабочей зоной. Приемо-сдаточные акты подписываются членами государственной комиссии в присутствии заказчика и исполнителя. Записи по периодической проверке, ремонту и обслуживанию промышленных вентиляционных систем выполняются в специальном журнале и с подписями ответственных лиц.