Типы систем вентиляции

Вентиляция производственных зданий. Документация

В число необходимой документации при проектировании и установке системы вентилирования входят:

• базовая информация о специфике производства, конструкции помещений, зданий;
• общая схема оптимального расположения вентиляционного оборудования;
• спецификация вентсистемы;
• перечень материалов, из которых необходимо изготовить элементы будущей установки;
• документы по тепловой, противопожарной изоляции вентканалов;
• чертежи вентиляционной сети, включающие схему здания, отметки уровня напольного покрытия, размеры и диаметр вентиляционных каналов, пересечение воздуховодов с другими конструктивными элементами и отрезки их изоляции;
• отдельные чертежи важных узловых соединений, стыковок;
• схемы нестандартных креплений, если они буду использоваться;
• схемы нетипичных конструкций, элементов, узлов.

Для проведения установки вентиляционной системы необходима технологическая карта, в которой определяется перечень параметров, обязательных к выполнению:

• особенности проведения монтажных работ, связанные со спецификой производства;
• требования к транспортировке материалов, изделий, качеству проводимых работ, страховочным работам и т.д.;
• схемы производственного контроля качества проводимых работ;
• определение степени качества оборудования, материалов, технологии работ;
• перечень необходимых транспортных, материальных, технологических ресурсов;
• график выполнения установочных работ;
• технические, экономические затраты.

Проект вентиляции производственных помещений

Метеорологические условия в рабочей зоне производственных помещений котельных следует принимать по Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий, исходя из следующих категорий работ по тяжести:

легкая — в помещениях щитовых и лабораторий;

тяжелая — в котельных залах и зольных помещениях при работе котлов на твердом топливе с ручным обслуживанием топочных устройств:

средняя — в остальных помещениях.

Табл.10.2При проектировании систем отопления расчетные температуры воздуха в помещениях следует принимать по табл.10.2.

В помещениях с тепловыделениями отопление должно предусматриваться только в случаях, если избытки тепла не обеспечивают поддержания в производственной зоне температур воздуха, указанных в табл.10.2. При расчетных температурах наружного воздуха минус 15° С (параметры Б) и ниже следует дополнительно проверять баланс тепла в нижней зоне котельного зала (высотой до 4 м).

Для производственных помещений следует проектировать системы воздушного отопления. Во вспомогательных помещениях, а также в лабораториях, щитовых и мастерских допускается принимать системы отопления с местными нагревательными приборами. Предельная температура на поверхности нагревательных приборов в помещениях, где возможно выделение пыли, при установке котлов для работы на угле и сланцах не должна превышать 130° С, для работы на торфе — 110 С. В этих помещениях следует предусматривать нагревательные приборы с гладкой поверхностью, как правило, регистры из гладких труб.

Для помещений, имеющих явные избытки тепла, должна предусматриваться естественная вентиляция. При невозможности обеспечения необходимого воздухообмена за счет естественной вентиляции следует проектировать вентиляцию с механическим побуждением. Системы вентиляции, способы подачи и удаления воздуха следует принимать согласно табл.10.2.

Для помещений котельных, при наличии постоянного обслуживающего персонала, работающих на газообразном топливе, следует предусматривать не менее трехкратного воздухообмена в 1 ч, без учета воздуха, засасываемого в топки котлов для горения. Конструкция вытяжных вентиляторов, устанавливаемых в этих котельных, должна исключать возможность искрообразования.

При проектировании вентиляции помещений котельных следует предусматривать очистку воздуха, удаляемого аспирационными установками (перед выбросом в атмосферу), в соответствии с Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий.

Для помещений насосных станций жидкого топлива следует предусматривать десятикратный воздухообмен в 1 ч. Удаление воздуха из этих помещений следует предусматривать в размере 2 /₃ из нижней и 1 /₃ из верхней зон общего количества удаляемого воздуха. В помещениях насосных станций жидкого топлива с производствами категории Б следует предусматривать две приточные и две вытяжные вентиляционные установки производительностью 100% каждая; допускается применение одной приточной и одной вытяжной установки с резервными вентиляторами.

При высоте помещения менее 6 м кратность воздухообмена следует увеличивать из расчета 25% на каждый метр снижения высоты.

Температура воздуха в рабочей зоне производственных помещений, системы вентиляции, способы подачи и удаления воздуха

Вентиляция производственных помещений должна решать две главные задачи: удалять отработанный воздух и осуществлять приток свежего воздуха. Первая задача важна, так как в отработанном воздухе могут находиться вредные вещества в виде газов, тяжелых примесей, а также избыток тепла. Вторая задача определяется СНиП, чтобы не совершать нарушений технологического процесса на производстве.

Механический воздухообмен

Также воздух в таких системах можно подогревать, охлаждать и очищать. Совмещение механической и естественной систем привело к созданию смешанной вентиляции. Поэтому расчет вентиляции производственных помещений в таком случае необходим для создания эффективной и рабочей очистки воздуха.

Нагнетание воздушных потоков и вытяжка на местах

Приток свежей струи обеспечивается приточной вентиляцией. Если нужно, струя приточного воздуха может предварительно очищаться. Обратная вытяжная вентиляция производственных помещений предназначена для удаления отработанного воздуха. В комплекте вытяжки есть вытяжные вентиляторы и вентиляционные решетки, а также воздуховоды для обустройства вентиляционных каналов.

Вытяжная и приточная системы вентиляции всегда должны работать только вместе, но бывают случаи, когда рекомендовано применение только какой-то одной системы. Производственная приточно вытяжная вентиляция производственных помещений может быть местной или общеобменной. Точный расход воздуха рассчитывается по формуле Lотс = 3600Fwо, где:

• F − общая площадь проемов, м2.
• wо − средняя скорость втягивания воздуха, м/с. Скорость wо зависит от токсичности вредных выделений, типа производственной операции, а более точный расчет вытяжной вентиляции производственных помещений проводится путем экспериментов.

Что такое воздушный душ

Местная система приточной вентиляции – это воздушный оазис и воздушный душ. Система воздушного душа нагнетает чистый воздух к рабочему месту и понижает температуру в приточной зоне. Воздушный оазис – зона для подачи холодного воздуха, отчужденная перегородками. К системам местной приточной вентиляции относится воздушная завеса, образующая воздушный заслон или изменяющая направление движения воздуха. В производстве выделение вредных примесей нейтрализуется применением смешанной системы вентиляции.

Местная вытяжная вентиляция устанавливается для предотвращения распространения вредных выделений по производственным помещениям. Но она не решает все проблемы – очистить помещение от вредных примесей на большой площади местная вентиляция не сможет. Для этого есть общеобменные системы вентиляции.

Варианты обмена воздушных потоков

Действующие нормы вентиляции производственных помещений отражены в СНиП 41-01-2003 от 26.06.2003 года. Согласно этим предписаниям общеобменная вентиляция должна обеспечивать обмен воздуха во всем помещении. Правильно установленная общеобменная вентиляция производственных помещений удаляет отработанные массы по всему объему помещения, а приточное оборудование подает чистый воздух обратно.

Приточный обмен воздушных масс

Ассимиляция лишней влаги, тепла и разбавление вредных выделений и примесей – задачи приточной общеобменной вентиляции. Все это позволяет соблюдать санитарно-гигиенические нормативы и стандарты для комфортного нахождения на рабочем участке.

Если в помещении холодно, то приточная общеобменная вентиляция решает и проблемы механического побуждения, очищения и подогрева приточных воздушных масс.

Вытяжка общеобменного типа

Простейший прибор для организации общеобменной вытяжной системы вентиляции – вентилятор с воздухоотводом в окна или в вытяжной канал. При длине воздуховода больше 30-40 м и снижении давления больше 30-40 кг/м2 осевой вентилятор следует заменить на центральный. Общеобменные системы вентиляции производственных помещений часто работают в паре с другими вентиляционными системами (чаще это естественная или механическая вентиляция), так как из-за разнородности вредных примесей и разных условий их образования применение какой-то одной системы малоэффективно.

Использование вентиляционных систем предполагает в некоторых случаях для эффективного перемещения воздуха наличие сети воздуховодов, то есть канальные системы. При отсутствии вентиляционных каналов такая система называется бесканальной. Например, вентилятор устанавливается в перекрытии или в стене, при наличии системы естественной вентиляции и т.д. Любая вентиляционная система обладает 4 главными свойствами: функциональность, объем обслуживаемых площадей, способ перемещения воздушных масс и конструктивное исполнение.

Общие требования и показатели микроклимата

Санитарные правила устанавливают гигиенические требования к показателям микроклимата жилых, общественных и рабочих мест производственных помещений с учетом интенсивности энерготрат проживающих и работающих, времени выполнения работы, периодов года и содержат требования к методам измерения и контроля микроклиматических условий. Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма. Показателями, характеризующими микроклимат в помещениях, являются:

• температура воздуха;
• температура поверхностей;
• относительная влажность воздуха;
• скорость движения воздуха;
• интенсивность теплового облучения.

При проектировании, строительстве и эксплуатации жилых зданий, предприятий коммунально-бытового обслуживания, учреждений образования, культуры, отдыха, спорта руководствуются требованиями Санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.1.2.1002-00«Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям«.

Особое внимание уделяется к производственным помещениям. Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека

Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта пребывания в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах. При проектировании, строительстве и эксплуатации производственных помещений руководствуются санитарными правилами нормами СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений». Оптимальные величины показателей микроклимата необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются работы операторского типа, связанные с нервно-эмоциональным напряжением (в кабинах, на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники и др.). Перечень других рабочих мест и видов работ, при которых должны обеспечиваться оптимальные величины микроклимата определяются Санитарными правилами по отдельным отраслям промышленности и другими документами, согласованными с органами Государственного санитарно-эпидемиологического надзора в установленном порядке.

При проектировании зданий и сооружений согласно СП 60.13330.2016 (свод правил актуализированной редакции СНиП 41-01-2003) следует предусматривать технические решения, обеспечивающие:

• нормируемые метеорологические условия и чистоту воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых, общественных, а также административно-бытовых зданий предприятий;
• нормируемые метеорологические условия и чистоту воздуха в рабочей зоне производственных, лабораторных и складских помещений в зданиях любого;
• нормируемые уровни шума и вибраций от работы оборудования и систем теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования, а также от внешних источников шума. Для систем аварийной вентиляции и систем противодымной защиты при работе или опробовании в помещениях, где установлено это оборудование, допускается шум не более 110 дБА, а при импульсном шуме — не более 125 дБА;
• охрану атмосферного воздуха от вентиляционных выбросов вредных веществ;
• ремонтопригодность систем отопления, вентиляции и кондиционирования;
• взрывопожаробезопасность систем отопления, вентиляции и кондиционирования.

Ошибки при проектировании

На этапе создания проекта нередко встречаются ошибки и недоработки. Это может быть превышенный шумовой фон, обратная или недостаточная тяга, задувание (верхние этажи многоэтажных жилых домов) и другие проблемы. Часть из них можно решить и после завершения монтажа, с помощью дополнительных установок.

Яркий пример низкоквалифицированного расчета — недостаточная тяга на вытяжке из производственного помещения без особо вредных выбросов. Допустим, вентканал заканчивается круглой шахтой, возвышающейся над крышей на 2 000 – 2 500 мм. Поднимать её выше не всегда возможно и целесообразно, и в подобных случаях используется принцип факельного выброса. В верхней части круглой вентшахты устанавливается наконечник с меньшим диаметром рабочего отверстия. Создаётся искусственное сужение сечения, которое влияет на скорость выброса газа в атмосферу — она многократно увеличивается.

Пример проекта

Монтаж

Для обеспечения максимально качественной вентиляции, необходимо выполнять ее проектирование и монтаж уже на этапе строительства. Только так можно учесть все меры безопасности, правильно спроектировать вытяжные зоны.

Но случается и так, что необходим монтаж системы вентиляции в уже построенном здании. В этом случае следует учесть все условия, в которых будет эксплуатироваться система, а так же назначение самого помещения.  Выбор оборудования всегда зависит от взрыво- и пожароопасности помещения.

На выбор оборудования при монтаже вентиляции производственных помещений оказывает влияние тип производства и количество выделяемых вредных веществ, параметры самого помещения, и расчетная температура для холодного и теплого времени года.

Подведя итог хочется сказать, что такая непростая задача, как расчет, проектирование и последующий монтаж вентиляции, должны выполнять квалифицированные специалисты, у которых за плечами багаж знаний и накопленный годами опыт.

Вентиляция, созданная искусственно (механическая) на производстве

Данный вид обеспечивает поступление и удаление воздушных потоков с помощью вентиляторов. Организация механической системы требует вложения больших энергоресурсов и экономических затрат. Несмотря на это, имеет ряд преимуществ:

• Позволяет производить забор воздуха из необходимого места
• Есть возможность влиять на физические свойства: охлаждать или подогревать воздушный поток, повышать или понижать уровень влажности
• Можно осуществить подвод воздуха напрямую на рабочее место или отвод с последующей фильтрацией

Очищение загрязненного воздуха из помещений, обязательное условие на производстве. Данный фактор на строгом контроле у природоохранных организаций.

Механическая система в зависимости от конструкции, целей, и задач поставленных перед ней различается:

1. Приточная
2. Вытяжная
3. Приточно-вытяжная

В производственных местах воздушная система подбирается исходя из нужд и специфики места эксплуатации.

Как можно классифицировать системы промышленной вентиляции

Системы промышленной вентиляции можно классифицировать по трем признакам.

1. По принципу работы: естественные и механические.

Естественные функционируют за счет разницы давления и температуры снаружи и внутри помещений. Для подачи чистого и отвода отработанного воздуха используют систему вентиляционных отверстий. Воздухообмен регулируют с помощью задвижек или форточек.

Такие системы не требуют больших финансовых вложений, но они малоэффективны, зависят от внешних факторов (времени года, давления) и подходят только для производств, где нет выброса вредных веществ. Фактически с их помощью можно контролировать только температуру и влажность в помещениях.

Механические или принудительные системы промышленной вентиляции работают с помощью специального оборудования и не зависят от внешних факторов. Их можно использовать на любых производствах. У систем больший радиус действия, они улавливают вредные вещества в местах выброса, не допуская распространения, и могут не только очищать воздух, но и подогревать, увлажнять или осушать его.

1. Механические системы промышленной вентиляции по решаемым задачам делят на общеобменные и местные.

Общеобменные осуществляют воздухообмен во всем помещении. Они удобны, если в цехах нет фиксированных рабочих мест или вредные для здоровья вещества в небольшой концентрации равномерно занимают все пространство.

Местные системы промышленной вентиляции выполняют воздухообмен на отдельных участках производственного помещения. Они эффективны, если имеются точечные очаги выбросов вредных веществ, распространение которых недопустимо.

1. Механические системы промышленной вентиляции по используемой технологии и принципу подачи воздуха делят еще на три вида: приточные, вытяжные и приточно-вытяжные.

Особенности приточной промышленной вентиляции

При использовании приточной вентиляции воздухообмен обеспечивается за счет нагнетания чистого воздуха в помещения, а отток выполняется естественным образом за счет разницы давлений в помещении и вне его. Такие системы подходят для производств без выделения вредных веществ или при выделении их в малом количестве.

Особенности вытяжной промышленной вентиляции

В этом случае обеспечивается принудительный отвод загрязненного воздуха из помещений. Приток воздуха выполняется естественным путем в результате падения давления в вентилируемом помещении.

Эти системы оптимальны для очистки воздуха от высокотоксичных веществ и удобны для удаления лишней влаги, углекислого газа или неприятных запахов, но их помощью нельзя регулировать параметры поступающего воздуха.

Особенности приточно-вытяжной промышленной вентиляции

При использовании таких систем приток и вытяжка воздуха выполняются принудительно. В результате обеспечивается качественный и эффективный воздухообмен с очисткой воздуха и регулированием его температуры и влажности. При этом могут быть реализованы две схемы распределения воздуха: перемешивание или вытеснение.

При перемешивании чистый воздух подается в помещение с верхних точек, перемешивается с отработанным и выводится через воздухораспределительные решетки.

При вытеснении снизу подается чистый воздух, вытесняет отработанный и удаляется через воздухораспределительные решетки.

Самостоятельный монтаж вентиляции: основные этапы работы

Монтаж системы вентиляции доступен любому человеку, имеющему опыт работы с инструментами. Выполняя монтаж приточно-вытяжной вентиляции своими руками, необходимо учитывать ряд принципов и особенностей:

1. Сначала необходимо рассчитать все параметры, чтобы убедиться, что система полностью соответствует помещению (например: при объеме 350 куб. м подача воздуха должна осуществляться со скоростью около 200 куб. м в час).
2. Правильный расчет напрямую зависит от:

Диаметр вентиляционных каналов

Целесообразно устанавливать прямоугольные воздуховоды с соотношением сторон 3:1. Это не слишком уменьшит высоту потолков, но снизит шум, вызванный движением воздуха.

Длина воздуховодов

Чем длиннее воздуховоды, тем больше теряется эффективность циркуляции воздуха.

эффективность вентиляторов, установленных в системе

После расчета общей длины и поперечного сечения всех воздуховодов и общей площади всех помещений, подлежащих вентиляции, можно выбрать установку на основе значений эффективности, приведенных в руководстве.

1. Все необходимые детали должны быть установлены в соответствии с проектом.
2. Специалисты рекомендуют сначала установить центральный воздуховод. Затем из него произвести распределение по всем комнатам, которые находятся в доме или квартире.

Если вы самостоятельно выполняете монтаж вентиляционной системы, не забудьте уделить внимание регулированию ее работы. Регулирование осуществляется двумя способами – автоматически или вручную

Если вы хотите сэкономить на потреблении энергии, подойдет ручная настройка.

Какой вариант устройства и системы вентиляции выбрать, зависит от возможностей и требований конкретного случая. В одном случае будет достаточно варианта с окном и воздуховодом, в другом – потребуется установка приточно-вытяжной вентиляции с системой рекуперации. Главное, чтобы усовершенствованная или впервые установленная система вентиляции полностью отвечала требованиям правильной циркуляции воздуха как залога комфортной и здоровой среды обитания.

Классификация по месту размещения

Вентиляционные системы существенно различаются в зависимости от места размещения. В одноэтажных жилых помещениях зачастую обходятся естественной вентиляцией, располагаю воздуховоды для оттока воздуха из санитарных узлов и кухни. Над плитой дополнительно устанавливают вытяжной зонт («вытяжку»). 

Какой бы тип вентиляции не соответствовал потребностям пользователя, он должен отвечать определенным общим условиям:

• гарантировать достижение оптимального микроклимата и качества воздуха, тем самым защищая от влаги, развития плесени, грибка и других аллергенных факторов;
• позволяют снизить шум — как внутри, так и снаружи здания;
• снизить затраты, связанные с использованием тепловой энергии;
• эффективно снижать долю таких веществ, как окись и двуокись углерода, дым, другие побочные продукты, возникающие в результате эксплуатации частного или общественного объекта. 

Многоэтажные жилые дома требуют более тщательного проектирования системы. На коммерческих и производственных объектах вентсистема, помимо обеспечения притока свежего воздуха, решает ряд других важных задач: фильтрация, осушение или дополнительное увлажнение воздуха, поддержание определенных параметров температуры и влажности в помещении, отведение избыточного тепла и токсинов, вызванных работой оборудования.

Естественная вентиляция

В системах воздухообмена с естественной тягой перемещение воздуха происходит вследствие различных факторов:

• разности температуры атмосферного и комнатного воздуха (аэрация);
• разности давлений «воздушного столба» между нижним уровнем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем — вытяжным устройством, установленным на кровле здания;
• в результате «ветрового» давления.

Системы естественной вентиляции помещений не требуют больших вложений в вентиляционное оборудование, легки в установке и не нуждаются в электроэнергии для своей работы. Однако их работа зависит от переменных факторов, таких как, температура воздуха или направление и скорость ветра. К тому же небольшое располагаемое давление ограничивает их эксплуатацию.

Системы дымоудаления и противодымная вентиляции

Система дымоудаления отвечает за удаление дыма и ядовитых газов с объекта во время пожара, чтобы обеспечить безопасные пути эвакуации. Отвод тепла также предотвращает тепловую нагрузку на здание, которая может вызвать его обрушение. Системы гравитационного дымоудаления работают в соответствии с физикой нагретого воздуха и дыма.

Система дымоудаления активируется при возникновении пожара. Затем идет автоматическое открывание дымовых дефлекторов (на крыше или фасаде здания) или окон, оснащенных приводом. Система срабатывает на основании сигнала тревоги от дымовых извещателей, кнопки дымоотвода или внешних пусковых устройств.

Компоненты системы дымоудаления:

• панели управления дымоудалением;
• кнопки дымоудаления;
• детекторы дыма;
• приводные системы;
• окна дымоудаления;
• заслонки дымоудаления;
• дымовые шторы.

Подробнее об основных составляющих и видах систем дымоудаления мы писали в отдельной статье. Все устройства этого типа систем должны соответствовать соответствующим стандартам одобрения для использования и соответствовать применимым нормам противопожарной защиты. Электрические дымо- и теплоотводящие устройства можно использовать в качестве естественной вентиляции помещений в повседневной жизни.

Зачем нужна вентиляция?

Именно благодаря вентиляции в комнате складывается здоровый и комфортный микроклимат, а именно:

1. Нормализуется уровень углекислого газа
Углекислый газ присутствует в помещении всегда: ведь мы его выдыхаем! Вопрос только в том, каково его количество. Излишне накапливаясь, углекислый газ оказывает негативное воздействие на человеческий организм. Он мешает полноценному снабжению крови и органов кислородом. Мозг начинает “лениться”, и мы чувствуем усталость, вялость, становимся невнимательными. С высокой концентрацией углекислого газа связано также ощущение духоты.

Хорошая вентиляция обеспечивает постоянное обновление воздуха. Поступающий с улицы воздух сменяет воздух в комнате вместе с накопившимся в нем углекислым газом. В таком помещении не душно и комфортно находиться.

2. Нормализуется влажность
Правильная вентиляция предполагает, что излишне влажный воздух из помещений своевременно уходит в вытяжку. Это исключает образование вечно влажных участков в углах и на стенах, где активно растет плесень.

Система вентиляции может также обладать дополнительными функциями. Например, фильтрация воздуха позволяет устранить из воздуха загрязнения еще на входе в помещение и сделать воздух здоровым и безопасным. А функция подогрева в вентиляции предотвращает опасность простудиться от холодного воздуха с улицы.