Лекция 6 ИСЗС

Вентиля́ция (от лат. ventilatio — проветривание) — процесс удаления отработанного воздуха из помещения и замена его наружным.
Про­ветривание помещения может быть естественным: неорганизованным и организованным, а также искусствен­ным.
Для любого естественного проветривания помещения необходимым яв­ляется наличие или разности темпе­ратур воздуха помещения и наруж­ного, или воздействия ветра, или совместного их действия, вызывающее гравитацию воздуха помещения.

При неорганизованном проветри­вании, которому способствуют форточ­ки, оконные и дверные проемы, ка­мины, а также различные неплот­ности в строительных конструкциях, воздухообмен помещения получается естественным, произвольным, нерегу­лируемым.
В этом случае параметры воздушной среды помещения неуправ­ляемы.
Но так как в помещениях чаще всего должна создаваться определен­ная воздушная среда, отвечающая санитарно-гигиеническим или техноло­гическим требованиям, возникает не­обходимость в организованном воз­духообмене, т. е. в замене воздуха расчетного регулируемого количества.

Системы вентиляции и кондиционирования воздуха – один из видов инженерных систем зданий и сооружений, обеспечивающих (аналогично системам отопления) создание в помещении таких микроклиматических условий (температуры, влажности и подвижности воздуха) и санитарно гигиенических условий, которые необходимы как для нормального самочувствия людей, так и для эффективного осуществления технологических процессов.

Вентиляция обеспечивает санитарно-гигиенические условия воздушной среды в помещении, благоприятные для здоровья и самочувствия человека, отвечающие требованиям санитарных норм, технологических процессов, строительных конструкций зданий, технологий хранения и т. д.

Санитарно-гигиенические основы вентиляции и кондиционирования воздуха.
При помощи систем вентиляции и кондиционирования воздуха устраняется воздействие таких вредных факторов, как:
избыточные тепловыделения в помещениях;
избыточное влагосодержание воздуха;
газы и пары химических веществ общетоксического и раздражающего действия;
токсичная и нетоксичная пыль;
радиоактивные вещества.

Основное назначение вентиляции — борьба с вредными выделениями в помещении. К вредным выделениям относятся:
избыточное тепло;
избыточная влага;
различные газы и пары вредных веществ;
пыль.
Избыточные выделения в помещениях имеют место как от самих людей (особенно в местах их скопления) так и от технологического оборудования.

Как известно, взрослый человек в спокойном состоянии и при комфортных микроклиматических условиях выделяет ≈ 115 Вт. теплоты, из которых ≈ 20% - за счёт конвекции, ≈ 55 % - излучением и ≈25 % - с испарением. Количество теплоты, выделяемой человеком, изменяется в зависимости от физической нагрузки и микроклиматических условий в помещении.
В производственных помещениях источниками тепловыделений являются нагревательные печи, станки, технологическое оборудование, эл.двигатели, трубопроводы с теплоносителями и др.

Источниками избыточного влагосодержания воздуха могут быть как сами люди (при умеренной температуре воздуха и небольшой физической нагрузке человек выделяет ≈ 40÷ 75 г./ч. водяных паров; при высокой температуре среды выделение влаги может возрасти до 150 г/ч и более), так и различное технологическое оборудование.

Газы и пары, вредно воздействующие на организм человека (аммиак, оксид углерода, сероводород, углеводороды и т.п.), могут, выделятся в воздух помещений при осуществлении различных технологических процессов.
Сам человек, в состоянии покоя, вдыхает и выдыхает ≈ 500 литров воздуха, при дыхании, состав воздуха изменяется - содержание кислорода понижается от ≈ 20,9 % до ≈ 16,4 % , а содержание углекислого газа повышается от ≈ 0,03% до ≈ 3,6 %.

Пыль, содержащаяся в воздухе при повышенных её концентрациях оказывает вредное воздействие на организм человека.
Глубоко проникая в дыхательные пути пыль, может вызывать тяжёлые хронические заболевания - например, силикоз и др. Особенно опасны повышенные концентрации в воздухе токсических пыли (двуокиси кремния, асбеста, свинца и его соединений и др.).
Радиоактивные вещества, попадающие в воздух, обладают повышенной токсичностью и при больших концентрациях могут вызывать радиоактивное поражение людей и животных.

Основы вентиляции
Неотъемлемой частью всякого здания, предназначенного для трудовой деятельности и отдыха человека, являются устройства, создающие благоприятный внутренний климат.
Средства климатизации зданий и помещений могут быть как архитектурного, так и инженерного порядка. К последним относятся такие области строительной техники, как отопление (охлаждение) и вентиляция с соответствующим тепло- и холодоснабжением.

Поскольку отоп­ление и вентиляция служат для создания и поддержания определенных параметров и состава внутреннего воздуха зданий, т. е. их климата, то обе эти области иногда практически невозможно от­делить друг от друга.

Часто при традиционном, хотя и несколько условном, разделе­нии функций отопления и вентиляции под задачами последней по­нимают поддержание в помещениях состава и состояния воздуха, соответствующих гигиеническим требованиям, требованиям особен­ностей технологии производства, условиям хранения и облагора­живания продукта, сохранности оборудования и строительных кон­струкций.

Таким образом, системой вентиляции может быть назва­на совокупность устройств, обеспечивающих необходимое состоя­ние воздушной среды в помещении или здании и исключающих за­грязнение наружного воздуха выбросами из зданий.

Высокопроизводительный труд и комфортный отдых людей воз­можен при организации в помещениях микроклимата, соответству­ющего гигиеническим нормативам.
Микроклимат помещений в большой мере определяется метеорологическими условиями, ко­торые характеризуются комплексом таких физических факторов внутренней среды, как температура, влажность и скорость движе­ния воздуха и инфракрасное излучение (радиационная теплоот­дача).

При поступлении в воздух помещений тепла, пыли, вредных газов, водяных паров и паров других жидкостей в количествах, создающих концентрации их выше определенных пределов, гигие­нические показатели воздуха снижаются и избыточные примеси и тепло становятся вредными выделениями, т. е. вредностями.
Ис­точником выделения вредностей в жилых и общественных помеще­ниях являются в основном люди, а в производственных — и люди, и производственные процессы.

Количество выделяемого человеком тепла зависит от характе­ра выполняемой им работы и метеорологических условий. Для нор­мального самочувствия человека необходим постоянный отвод вы­деляемого им тепла. Так, в состоянии покоя при температуре окру­жающего воздуха 18° С одетый человек теряет около 116 Вт яв­ного и скрытого тепла. При выполнении легкой, средней и тяже­лой физической работы энергетические затраты возрастают соот­ветственно до 170, 300 и более 300 Вт. Кроме тепла в воздух по­мещений поступают такие продукты жизнедеятельности челове­ческого организма, как углекислый газ и водяные пары.

Отдача организмом явного тепла в основном зависит от разности темпе­ратур между поверхностью тела и поверхностью окружающих предметов (радиацией) и окружающего воздуха (конвекцией).
Скрытое тепло, отводимое испаряющейся на человеке влагой, за­висит от параметров окружающего воздуха: температуры, влаж­ности, подвижности.
Различное сочетание метеорологических фак­торов может вызвать одинаковое отведение тепла от человека, т. е. обладать одинаковым охлаждающим эффектом. Одинаковый охлаждающий эффект имеют такие метеорологические условия: t =20°С, φ=50%, υ=0,17 м/с и t =24°С, φ = 50%, υ = 1 м/с.

Одинаковую работоспособность и самочувствие, имеют люди при t = 33° С, φ =96% и t =38° С, φ =65% (при одинаковой скорости движения воздуха). Нормируемые температуры внутреннего возду­ха являются комфортными в том случае, если они равны темпера­турам ограждений. Так, в жилых комнатах (или при легкой рабо­те) температура воздуха 18° С комфортна при такой же темпера­туре ограждений; но при температуре стен 24° С (панельное отоп­ление) оказывается достаточной температуры воздуха 11—12° С.

Гигиенические требования к вентиляции направлены на под­держание необходимых метеорологических условий и чистоты воз­духа, которая определяется безвредной концентрацией вредностей.
Оптимальные и допустимые метеоусловия и состав воздушной сре­ды в рабочей зоне жилых, общественных и производственных по­мещений установлены санитарными нормами и нор­мами проектирования.

Состав и свойства влажного воздуха
Поскольку задачей вентиляции является поддержание в поме­щениях определенного качества воздуха, необходимо рассмотреть характеризующие его показатели. Одним из показателей качества воздуха является его химический состав. Кроме того, в атмосфер­ном воздухе всегда присутствуют посторонние частицы: пыль, взве­шенные микроорганизмы, различного рода частицы типа элемен­тарных. Так как в состав воздуха входит водяной пар, его приня­то называть влажным. Содержание водяного пара в воздухе изме­ряется в абсолютных или относительных величинах.

Состав и свойства влажного воздуха
Абсолютная влажность воздуха представляет собой количество водяных паров (кг), содержащихся в 1 м3 воздуха. Увеличивая содержание водяных паров в воздухе, можно достичь полного на­сыщения, а затем и перенасыщения, вызывающего образование ту­мана и конденсацию избытка водяного пара. Температура воздуха, при которой наступает полное насыщение, называется температу­рой насыщения или температурой точки росы.

Состав и свойства влажного воздуха
Относительная влажность выражается отношением абсолютной влажности воздуха к его абсолютной влажности при полном насы­щении при данной температуре:
В процессах обработки и изменения воздуха в вентиляции коли­чество сухого воздуха остается неизменным, поэтому показатели тепловлажностного состояния влажного воздуха относят к 1 кг его сухой части.