Составление проекта и расчет вентиляции

Приступая к составлению проекта вентиляции, прежде всего назначают объемы вводимого и извлекаемого воздуха для отдельных помещений, руководствуясь таблицами №№ 6 и 7.

Назначая объемы вводимого и извлекаемого воздуха, следует иметь в виду, что они не всегда должны быть равны между собою; в зависимости от специального назначение помещений - в некоторых из них полезно бывает устраивать избыток притока над извлечением, в других же наоборот; в этом отношении можно руководствоваться нижеследующими соображениями: если в данном помещении имеются источники сильной порчи воздуха, то даже незначительное распространение воздуха из такого помещения в соседние - не допустимо, поэтому в нем следует устраивать усиленное извлечение воздуха, делая в него непосредственный ввод свежего воздуха в меньшем объеме, или же совершенно не устраивая таковой; с другой стороны в помещениях, в которых совершенно отсутствуют источники порчи воздуха, количество вводимого воздуха может преобладать над извлекаемым причем помещения эти будут являться как бы запасными резервуарами свежего воздуха, из которых последний будет поступать в остальные помещения, где имеется усиленное извлечение; при таком устройстве будет устанавливаться постоянная тяга из помещений с чистым воздухом в те помещения, где имеются источники его порчи, и таким образом будет совершенно предотвращена опасность распространения испорченного воздуха по соседним помещениям. Так напр., в палатах для заразных больных извлечение испорченного воздуха должно назначаться в объеме, указанном в таблице № 6, непосредственный же ввод в них воздуха может быть уменьшен на 20 - 25%, при чем все недостающее количество свежего воздуха должно быть вводимое в соседние с палатами коридоры или залы, где нет источников порчи воздуха; в клозетах и кухнях возможно ограничиваться только извлечением испорченного воздуха в объемах, указанных в таблицах №№ 6 и 7, соответственное же им количество свежего воздуха следует вводить в соседние с ними помещения; само собою разумеется, что свободное движение воздуха из одних помещений в другие, даже при закрытых дверях между ними, должно быть облегчено в этих случаях устройством соответственных отверстий.

Назначив объемы вводимого воздуха, распределяют камеры для его подогревания, руководствуясь в распределении последних условием, чтобы разведение из них воздуха в горизонтальном направлении соответствовало имеющемуся в наличности напору сумма объемов воздуха, приходящихся на каждую такую камеру и даст общий объем его, на который должны быть рассчитаны приборы этой камеры. Далее следует принять за общее правило, что каждое вентилируемое помещение должно иметь самостоятельный вертикальный канал для ввода воздуха, допуская общие для нескольких помещений каналы лишь в исключительных случаях, и то лишь для помещений одного и того же этажа; исключение из этого правила может быть допускаемое лишь в тех случаях, когда в разных этажах данного здания расположены такие помещения, в которых вентиляция требуется периодически и разновременно, напр., классы и спальни в школьном здании: в таких случаях для класса и соответственно расположенной над ним спальни может быть один общий канал, при чем в последнем должны быть установлены клапаны для соответственного направления воздуха днем - в класс, а ночью - в спальню.

Вытяжные каналы также должны быть отдельные для каждого помещения; они также сводятся к одной или нескольким вытяжным камерам, приборы которых рассчитываются на сумму объемов воздуха, извлекаемого из тех помещений, каналы которых подведены к данной камере.

Расчет приборов камеры для согревания вводимого воздуха начинается с определения расхода тепла, необходимого на это согревание, для чего должна быть дана низшая температура наружного воздуха t, при которой вентиляция должна еще действовать в полном объеме и комнатная температура Т; тогда обозначая общий объем воздуха, вводимого, через данную камеру, через L и искомое количество тепла через W₂, получим:

W₂=L x 0,306 x (T-t) ед. т.

Для Петрограда принимают обыкновенно t = -15°С, имея при этом в виду, что при более низкой наружной температуре, бывающей сравнительно редко, объем вентиляции может быть, без особого ущерба, несколько уменьшаем.

Поверхность, служащая для согревания этого воздуха, рассчитывается при водяных калориферах:

F₂=W₂/K((T₀+t₀)/2-(T+t)/2) кв. м.

а при паровых калориферах:

F₂=W₂/K((T₁+t₁)/2-(T+t)/2) кв. м.

Поверхность испарения увлажнительных сосудов, должна быть:

f₃=A/aK₀

наконец поверхность нагрева в увлажнительных сосудах будет:

F₃=W₃/n₃ кв. м.

Далее производят расчет каналов по формуле f = L/v x 3600

задаваясь предварительно потребными скоростями движения воздуха по каналам, определенными на основании данных практики; скорости эти могут быть приняты следующие:

1) в воздухоприводном канале при вентиляции, действующей исключительно вследствие подогревания воздуха, скорость принимается равною 1 метру в секунду, при механической же - она может быть увеличена до 2 метр. в секунду, хотя и в этом случае предпочтительны меньшие скорости;

2) в горизонтальном жаровом распределительном канале, подающем воздух в отдельные вертикальные каналы, скорость может быть принята равною 0,8 - 1,0 метр. в секунду;

3) скорость в вертикальных жаровых каналах может быть принята равною:

для каналов, ведущих воздух в 1 этаж, от 0,6 до 0,8 метр. в сек.

для каналов, ведущих воздух в 2 этаж, от 0,8 до 1,0 метр. в сек.

для каналов, ведущих воздух в 3 этаж, от 1,0 до 1,2 метр. в сек.

4 и верх. этаж 1,2 до 1,4 метр. в. сек.

большие пределы скоростей берутся для каналов, идущих вверх непосредственно из вентиляционных камер, меньшие - для каналов, идущих от горизонтального распределительного канала;

4) скорость в жаровых душниках во всех этажах должна быть не более 0,8 метра, а в вытяжных до 1,0 метра в секунду;

5) вертикальные вытяжные каналы верхнего этажа рассчитываются на скорость 0,8 метра в секунду, для каждого же ниже лежащего этажа скорость увеличивается на 0,2 метра;

6) сечения сборной вытяжной канализации определяются суммированием площадей входящих в нее каналов, или же рассчитываются на скорость 1 метр в секунду;

7) вытяжные трубы при вентиляции подогреванием рассчитываются на скорость 1,4 метра, при механическом же побуждении скорость в вытяжных трубах можно принять равною 2 метр. в секунду.

Здесь надо заметить, что скорости, указанные для жаровых и вытяжных каналов, справедливы для систем, действующих вследствие подогревания воздуха, при побуждении же вентилятором возможно было бы принимать большие скорости в каналах, близких к вентилятору, и меньшие - в более удаленных каналах, имея в виду влияние сопротивлений движению воздуха; этот прием и применяется при больших системах, когда производится разведение воздуха общими каналами на большие расстояния; при обычных же зданиях можно принимать и при вентиляторах скорости, указанные в пунктах 2- 6.

Задавшись, на основании вышесказанного, скоростями, следует еще предварительно произвести проверку их для каждого этажа отдельно, выбирая для этой цели каналы, находящиеся в наиболее невыгодных условиях, то есть наиболее удаленные от камер для согревания воздуха; проверку эту лучше производить отдельно для вытяжной системы и отдельно для системы, подающей свежий воздух, для каковой цели плоскость разграничения вытяжной и приточной вентиляции можно принять на средине вертикального расстояния между приточным и вытяжным отверстиями данного помещения.

Так для случая, показанного на черт. 427, наиболее невыгодным каналом 1-го этажа вытяжной системы является канал из помещения V, при чем воздух из этого помещения извлекается по цепи каналов, состоящей из участков 1, 2, 3 и 4. Площади сечения этих участков определяются по принятым скоростям; затем, обозначая температуры скорости и сопротивления в участках номерами последних, получим для этой цепи, следующее уравнение:

(h₁/(1+at₀)-h₁/(1+at₁))+(h₂/(1+at₀)-h₂/(1+at₂))+(h₃/(1+at₀)-h₃/(1+at₃))+

+(h₄/(1+at₀)-h₄/(1+at₄))-(0,5h₅/(1+at₀)-0,5h₅/(1+at₅))=v₁²/2g(1+at₁)

(1+Z₁)+v₂²/2g(1+at₂)Z₂+v₃²/2g/(1+at₃)Z₃+v₄²/2g(1+at₄)Z₄

В этом уравнении величины h - могут быть измерены по чертежу, температура воздуха в разных частях системы известна, величины сопротивления Z могут быть определены по таблице № 9 и на основании данных, подставляя в уравнение истинное значение вышеуказанных величин, а также принятые нами величины скоростей в разных участках, производят действия, указанные знаками, и, если при этом окажется, что равенство удовлетворяется или же первая часть его больше второй не более как на 15%, то принятые скорости можно считать правильными и определенные на основании их площади сечений каналов верными; если же разница будет более 15%, то размеры каналов следует пересчитать, приняв для этого соответственно большие скорости; наконец, если первая часть окажется меньше второй, то каналы также должны быть пересчитаны на соответственно меньшие скорости. Надо при этом заметить, что при подобном пересчитывании нет необходимости менять скорости во всех участках; обыкновенно изменяют скорость в вытяжном канале (4) и, если при новой скорости удовлетворяется, то на эту скорость рассчитывают и остальные вытяжные каналы того же этажа.

Из жаровых каналов 1-го этажа в наиболее невыгодных условиях будет находиться канал, подающий воздух в помещение VIII; принимая, что скорости движения воздуха в пылевой и вентиляционной камерах (v₁ и v₉) равны нулю.

Поступая с этим уравнением аналогично сказанному относительно вытяжной системы, устанавливают окончательные скорости в приточной системе, изменяя и здесь, в случае необходимости, лишь скорость в жаровом канале (6), и по полученной скорости рассчитывают остальные жаровые каналы того же этажа.

Очевидно, что при таком расчете - в каналах, находящихся в более благоприятных условиях, получится некоторый запас площади сечения, но это не имеет существенного значения в виду возможности регулировки количества протекаюшего по каналам воздуха при помощи регулировочных приспособлений; к сказанному следует еще добавить, что действительный размер каналов в стенах зданий зависит также от размеров материалов, из которых возводятся стены; так в кирпичных стенах каналам придают размеры, кратные размерам кирпича: 3 x 6, 4.1/2 x 6, 6 x 6, 6 x 9 вершков и т. д., подбирая по расчетной площади сечения ближайшую большую площадь, выраженную в размерах кирпича.

Если для очистки вводимого воздуха применяются фильтры, то из высоты напора, надо еще вычесть сопротивление от фильтров Hf / 1+at₀ вычисленное наконец при применении вентилятора - к левой части уравнения следует прибавить еще напор М, добавляемый вентилятором.

Закончив расчет каналов и труб, - переходят к расчету приборов, служащих для движения воздуха. Если движение вызывается подогреванием воздуха, то остается определить лишь размеры приборов. служащих для подогревания извлекаемого воздуха; для получения необходимого напора достаточно бывает нагреть извлекаемый воздух на 20°С. выше комнатной температуры, на что потребуется:

W₄=L x 0,306 x 20 ед. т.

необходимая для этого поверхность нагрева должна быть:

F₄=W₄/K(T_пр-T_в) кв. метров.

где Т_пр .,- - при водяных или паровых приборах, есть средняя температура воды или пара, протекающего через нагревательные приборы;

температура эта принимается равною: для воды ( 90+60) / 2=75° С., а для пара 100° С.; Т_в - средняя температура воздуха, проходящего около нагревательных приборов камеры; воздух этот, входя в камеру, имеет комнатную температуру Т, при выходе же из нее температура его должна быть Т + 20°поэтому Т_в= (T+T+20) / 2=T+10⁰C

K - коэффициент передачи тепла от воды или пара к воздуху; значение его, указано в таблицах №№ 13 и 19.

Если воздух нагревается дымовою трубою от грушевидного или кирпичного подогревателя, то части последнего (поддувальное отверстие, топочная решетка, сечение дымовой трубы) рассчитываются также как это было указано при расчете металлических печей; наружная же поверхность дымовой трубы должна быть достаточна для передачи воздуху W₄ единиц тепла в час; поэтому искомая поверхность должна быть:

F₄'=W₄/n₄ кв. метр.

где n₄ принимается равным 2000 ед. тепла, выделяемых 1 кв. метром поверхности дымовой трубы подогревателя.

Если движение воздуха достигается при помощи вентилятора, то размеры его определяются согласно указаниям на стр. 579. Наконец площадь фильтров определяется, принимая 0,01 до 0,015 кв. метр. фильтра на 1 куб. метр фильтрующегося в час воздуха.