Проект приточной системы вентиляции офиса и его расчет

Пылеуловители и фильтры для работы на производстве

Качество выбросов воздуха в атмосферу регламентируется требованиями к вентиляции производственных помещений. Поэтому грязный воздух из промышленных цехов необходимо фильтровать перед выбросом в окружающую среду. Один из важнейших параметров, рассчитываемый для вентиляции производственного помещения – эффективность очистки воздуха.

Она подсчитывается так:

где Квх— это концентрация примесей в воздухе до фильтра, Квых — концентрация после фильтра.

Вид очистительной системы зависит от количества примесей, химического состава и формы.

Самая простая конструкция пылеуловителей – пылеосадочные камеры. В них резко снижается скорость воздушного потока и за счет этого оседают механические примеси. Такой вид очистки подходит лишь для первичной очистки и не слишком эффективен.

Пылеосадочные камеры бывают:

• простыми;
• лабиринтовыми;
• с отбойником.

Чтобы уловить пыль с частицами больше 10 микрон используют циклоны – инерционные уловители пыли.

Циклон – это цилиндрическая емкость из металла, сужающаяся снизу. Сверху подается воздух, частицы пыли под влиянием центробежных сил ударяются о стенки и падают вниз. Чистый воздух выводится через специальную трубу.

Чтобы еще увеличить объем задержанной пыли, в корпусе циклона распыляют воду. Такие устройства называются циклонами-промывателями. Пыль смывается водой и направляется в отстойники.

Современный вид пылеуловителей – ротационные или ротоклоны. Их работа основана на сочетании сил Кориолиса и центробежной силы. Конструкция ротоклонов напоминает центробежный вентилятор.

Электрофильтры – это еще один способ очистить воздух от пыли. Положительно заряженные частицы пыли притягиваются к электродам с отрицательным зарядом. Через фильтр пропускают высокое напряжение. Чтобы очистить электроды от пыли, они время от времени производится автоматическое потряхивание. Пыль попадает в накопители.

Используются также гравийные и коксовые фильтры, смачиваемые водой.

Фильтры средней и тонкой очистки выполняются из фильтровального материала: войлока, синтетических нетканых материалов, мелких сеток, пористых тканей. Они улавливают мельчайшие частички масел, пыль, но достаточно быстро забиваются и требуют замены или очистки.

Если воздух необходимо очистить от очень агрессивных, взрывоопасных веществ или газов, используются эжекционные системы.

Эжектор состоит из четырех камер: разряжения, конфузора, горловины, диффузора. Воздух в них попадает под большим давлением, увлекаемый мощным вентилятором или компрессором. В диффузоре динамическое давление преобразуется в статическое, после чего воздушная масса увлекается наружу.

Сроки проектирования

Cроки проектирования зависят от полноты предоставляемой заказчиком информации, точности технического задания, степени готовности объекта (реконструкция или новое строительство), согласования проектных решений с дизайнером, архитектором и другими смежными инженерными разделами проектирования. Ориентировочные сроки:

Площадь объекта	Сроки
Стадия «П»	Стадия «Р»
До 300 м2	от 7 рабочих дней	от 7 рабочих дней
300-600 м2	от 10 рабочих дней	от 15 рабочих дней
600-1000 м2	от 20 рабочих дней	от 25 рабочих дней
1000-2000 м2	от 30 рабочих дней	от 40 рабочих дней
Свыше 2000 м2	Определяется индивидуально

Рекомендации по энергосбережению

Вентиляционные системы являются одним из основных потребителей электрической и тепловой энергии, поэтому внедрение мер энергосбережения позволяет снизить себестоимость выпускаемой продукции. К наиболее эффективным мерам можно отнести использование систем рекуперации воздуха, рециркуляции воздуха и эл/двигателей с отсутствием «мертвых зон».

Принцип рекуперации основан на передаче тепла вытесняемого воздуха теплообменнику, в результате чего снижаются расходы на отопление. Наиболее распространение получили рекуператоры пластинчатого и роторного типа, а также установки с промежуточным теплоносителем. КПД этого оборудования достигает 60-85%.

Принцип рециркуляции основан на повторном использовании воздуха после его фильтрации. При этом к нему подмешивается часть воздуха извне. Эта технология применяется в холодное время года в целях экономии расходов на отопление. Она не применяется на вредных производствах, в воздушной среде которых могут присутствовать вредные вещества 1,2 и 3 классов опасности, болезнетворные микроорганизмы, неприятные запахи и там, где велика вероятность возникновения аварийных ситуаций, связанных с резким увеличением концентрации в воздухе пожаро- и взрывоопасных веществ.

Учитывая, что большинство электродвигателей имеют так называемую «мертвую зону», их правильный подбор позволяет экономить электроэнергию. Как правило «мертвые зоны» появляются во время пуска, при работе вентилятора в холостом режиме или когда сопротивление сети значительно меньше того, что требуется для его корректной работы. Для того чтобы избежать этого явления применяют двигатели с возможностью плавной регулировки оборотов и с отсутствием пусковых токов, что позволяет экономить энергию при запуске и в процессе работы.

Необходимо рассчитать величину воздухообмена по наружному воздуху в помещении школьной лаборатории, площадью F_лаб = 40 м2. В лаборатории находится 10 человек. Выделяющаяся вредное вещество — озон в количестве m_OЗ = 150 мг/ч. Расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой зоны местными отсосами от оборудования, L_MO = 200 м3/ч. Предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в обслуживаемой зоне q_OЗ = 0,1 мг/м3. Концентрация вредного вещества в наружном воздухе q_H = 0 мг/м3. Коэффициент эффективности воздухообмена в помещении К_q = 1.

Согласно нормативной документации: СНиП и нормам ТБ по созданию вентиляционных систем, регламентируется кратность воздухообмена, по показателю количества токсичных компонентов.

1 Общие сведения

Воздухообмен — это один из количественных параметров, характеризующих работу системы вентиляции в закрытых помещениях. Кроме этого, им считают процесс замещения воздуха во внутренних пространствах здания. Этот показатель считается одним из наиболее важных при проектировании и создании вентиляционных систем.

Воздухообмен бывает двух видов:

1. 1. Естественный. Он происходит из-за разницы давления воздуха внутри помещения и за его пределами.
2. 2. Искусственный. Осуществляется при помощи проветривания (открывания окон, фрамуг, форточек). Кроме этого, к нему относят попадания воздушных масс с улицы через щели в стенах и дверях, а также путём применения разнообразных систем кондиционирования и вентиляции.

Его величина определяется не только по СНиП, но и по ГОСТ (государственный стандарт). От этого показателя зависит комплекс мер, которые нужно принимать для поддержания оптимальных условий в жилых квартирах и офисных помещениях.

Основные преимущества проектирования

Составление проекта завершается выдачей документа заказчику, в котором представлена концепция вентиляционной системы для квартиры, частного дома, офиса или любого другого помещения. Проект определяет точное место размещения воздуховодов, вентиляционных решеток, а также прочего оборудования.

С помощью плана также можно узнать и характеристики отдельных узлов и оборудования вентсистемы, согласовать размещение элементов с учетом интерьера и дизайна помещения.

Один из основных недочетов проектирования вентиляции при реконструкции сооружения – составление плана без выезда специалистов на осмотр объекта. Мощность полученной системы в итоге не покрывает объем заданного помещения, а повышенная нагрузка ускоряет выход оборудования из строя

Проект минимизирует дальнейшие конфликтные ситуации между заказчиком и исполнителем, позволяет оценить правильность будущего монтажа. Наличие документа предоставляет возможность оценить корректность предложенных вариантов.

Рабочий проект (РП)

Разрабатывается на основании:

• строительных планировок;
• теплотехнических характеристик строительных конструкций;
• технологического (подробного со спецификацией) задания.

На стадии рабочего проекта:

• производится расчет тепловлаговыделений и на его основании расчет воздухообмена и кондиционирования для каждого помещения, обеспечивающего требуемые параметры;
• подбирается оборудование (с определением всех его характеристик);
• определяются потери напора в сети;
• окончательно выбираются тип и принципиальная схема системы и определяется ее характеристики, количество воздухораспределителей и т.д.;
• вычерчиваются планы с нанесением расположения оборудования и разводкой сетей воздуховодов и трубопроводов.

Далее:

• чертятся аксонометрические схемы климатических систем;
• выполняются аэродинамические и гидравлические расчеты;
• определяется уровень шума;
• заполняется спецификация по оборудованию, материалам, арматуре и т.д. с указанием фирмы-изготовителя и стоимости.

Рабочий проект вентиляционной системы утверждается в согласующих организациях (СЭС, пожарная инспекция, и т.п.) На основе этой документации производят заказ оборудования.

На этом стадия проектирования заканчивается. Рабочие чертежи передаются монтажной службе на объект.

Алгоритм расчета сечения воздуховодов

Расчет сечения воздуховодов подразумевает определение размеров воздуховодов в зависимости от расхода пропускаемого воздуха. Он выполняется в 4 этапа:

1. Пересчет расхода воздуха в м3/с
2. Выбор скорости воздуха в воздуховоде
3. Определение площади сечения воздуховода
4. Определение диаметра круглого или ширины и высоты прямоугольного воздуховода.

На первом этапе расчёта воздуховода расход воздуха G, выраженный, как правило, в м3/час, переводится в м3/с. Для этого его необходимо разделить на 3600:

G [м3/c] = G [м3/час] / 3600

На втором этапе следует задать скорость движения воздуха в воздуховоде. Скорость следует именно задать, а не рассчитать. То есть выбрать ту скорость движения воздуха, которая представляется оптимальной.

Высокая скорость воздуха в воздуховоде позволяет использовать воздуховоды малого сечения. Однако при этом поток воздуха будет шуметь, а аэродинамическое сопротивление воздуховода сильно возрастёт.

Малая скорость воздуха в воздуховоде обеспечивает тихий режим работы системы вентиляции и малое аэродинамическое сопротивление, но делает воздуховоды очень громоздкими.

Для систем общеобменной вентиляции оптимальной скоростью воздуха в воздуховоде считается 4 м/с. Для больших воздуховодов (600×600 мм и более) скорость воздуха может быть повышена до 6 м/с. В системах дымоудаления скорость воздуха может достигать и превышать 10 м/с.

Итак, на втором этапе расчета воздуховодов задаётся скорость движения воздуха v [м/с].

На третьем этапе определяется требуемая площадь сечения воздуховода путем деления расхода воздуха на его скорость:

S  = G [м3/c] / v [м/с]

На четвёртом, заключительном, этапе под полученную площадь сечения воздуховода подбирается его диаметр или длины сторон прямоугольного сечения.

Распределение воздуха

Вентиляция должна непросто подавать внутрь определенное количество воздуха. Ее цель – это доставка этого воздуха непосредственно туда, где в нем есть необходимость

Во внимание при планировании распределения воздушных масс принимаются такие показатели:

• суточный режим их применения;
• годичный цикл использования;
• поступление тепла;
• скопления влаги и ненужных компонентов.

Любое помещение, где люди находятся постоянно, заслуживает поступления приточного воздуха. А вот если здание используется для общественных нужд или решения административных задач, примерно половину его можно направлять в соседние помещения и в коридоры. Там, где отмечается повышенная концентрация влаги или выделяется много тепла, требуется вентилировать области конденсации воды на ограждающих элементах. Недопустимо перемещение воздушных масс из участков с повышенным загрязнением в места с менее засоренной атмосферой. Температура, скорость и направление движения воздуха не должны способствовать появлению туманного эффекта, конденсации воды.

Проектирование

При обустройстве в офисе вентиляционной системы своими руками можно подобрать и установить декоративные решётки, а вот составление проекта и его техническое выполнение лучше доверить специалистам, если вы хотите получить желаемый эффект в полном объёме.

Проектирование включает в себя следующее:

• Расчёт тепловых притоков отдельно для каждой комнаты с учётом архитектурных особенностей здания.
• Расчёт мощности вентиляции, которая определяется интенсивностью создаваемого воздухообмена.
• Схему всех коммуникаций в аксонометрическом виде.
• Расчёт аэродинамики воздуховодов, который позволит определить оптимальные размеры вентиляционных каналов и возможные потери давления в системе.
• Подбор полной комплектации необходимого оборудования для обеспечения эффективной и бесперебойной работы вентиляции.
• Расчёт требуемого обогрева приточного потока.
• Составление сопутствующей документации.

При этом ещё важно определиться с такими важными моментами, как:

Размещение вентиляционного оборудования. В идеальном случае для этого создаётся специальная венткамера.

• Конфигурация и месторасположение каналов.
• Потребляемая мощность используемого электрического оснащения.
• Потребность и размещение дренажной системы.
• Возможность и особенности осуществления доступа к приборам после окончания монтажных работ.
• Возможность внесения изменений и модификаций в конфигурацию системы.

Для создания профессионального проекта вентиляционной системы в офисе, специалистам-проектировщикам потребуются также различные схемы и чертежи, которые будут использоваться для планировки будущей коммуникации. Наиболее важными для проектирования документами такого типа являются:

• Проект системы естественной вентиляции созданной в офисе на этапах строительства офисного центра.
• Архитектурный план объекта с указанием мест монтажа дверных проемов и окон.
• Схема внутренних помещений офиса с обозначением всех рабочих мест, мест установки мебели и оборудования.

​

Нормы для определения параметров воздухообмена

Так как система вентиляции влияет на качество жизни человека, то ее допустимые параметры прописаны в нормативных документах. Исполнение этих требований обязательно в случае коммерческого использования помещений, а также при приемке многоквартирных зданий.

При проектировании собственником вентиляции внутри квартиры или для частного дома их можно принять на уровне рекомендаций.

Документы и акты Российской Федерации

Российским законодательством установлены различные нормы к вентиляции и кондиционированию в зависимости от типа и предназначения помещений. Они включены в своды правил (СП), государственные стандарты (ГОСТ) и санитарные правила и нормы (СанПиН).

Согласно правилам, помещения жилого и бытового назначения вентилируют для достижения следующих целей:

• Поддержание кислородного режима. Снижение его концентрации ухудшает самочувствие человека. Эту проблему проще всего решить при помощи притока уличного воздуха.
• Удаление нежелательных газов и аэрозолей. Скопление углекислого газа, продуктов горения или пыли опасны для здоровья.
• Регулирование параметров микроклимата. Поддержание влажности в заданном диапазоне при помощи вентиляции – распространенный и эффективный метод, который часто используют не только в жилых, но и в складских и подвальных помещениях различного назначения.

В российских стандартах расчет расхода приточного воздуха определяется по многим параметрам, после чего берут максимально высокий показатель. На практике часто используют не все из них, поэтому этот подход вызывает много вопросов у специалистов.

Существует 8 документов, регламентирующих нормы воздухообмена, допустимые параметры микроклимата, а также правила установки и функционирования систем вентиляции

Зарубежные стандарты качества вентиляции

При установке системы вентиляции для коттеджа или собственной квартиры не обязательно использовать действующие российские нормативные документы. В качестве альтернативы можно применить в расчетах положения зарубежных стандартов, которые регулируют качество воздуха в помещении.

Основанное в 1894 году сообщество инженеров ASHRAE имеет большой научно-практический опыт и множество наработок в области вентиляции и кондиционирования

Организацией ASHRAE разработаны следующие документы:

• ASHRAE 62.1 – требования к системам вентиляции и кондиционирования воздуха;
• ASHRAE 55 – требования к микроклимату и тепловому комфорту помещения.

Исследования этого американского общества инженеров часто используют для расчетов стандартов качества международного и национального уровней.

Для определения минимальных показателей вентиляции стандарт 62.1 использует методики, основанные на следующих показателях:

• кратность воздухообмена (VRP), где регламентируют положения приточных и вытяжных устройств и варьируют мощность потоков в зависимости от показателей микроклимата;
• качество внутреннего воздуха (IAQP), где предлагают способы сокращения концентрации нежелательных аэрозолей путем их фильтрации;
• размеры и положение отверстий для естественной вентиляции (NVP).

Комплексное использование всех трех подходов позволяет значительно уменьшить эксплуатационные расходы.

Также есть работы Европейского комитета по стандартизации (CEN), посвященные вентиляции зданий:

• стандарт EN 13779 – требования к системам вентиляции и кондиционирования воздуха;
• стандарт EN 15251 – требования к параметрам микроклимата;
• акт CR 1752 – критерии расчета вентиляции зданий.

Оба набора стандартов касаются непосредственно здоровья и комфорта пользователей. Необходимый объем приточного воздуха определяют по эмиссии углекислого газа, так как другие значительные источники загрязнения отсутствуют.

Для технических помещений, таких как газовая котельная, расчет объема воздухообмена производят с позиции обеспечения безопасности, а не качества жизни

Можно заказать расчет параметров вентиляции квартиры или дома по американским или европейским нормам. Это будет резонно, учитывая длительный зарубежный опыт и более строгие требования к качеству жизни.

Расчет воздухообмена

Расчет механической общеобменной вентиляции выполняется по следующему алгоритму:

1. Выбирается определенная схема и конфигурация воздухообмена, в зависимости от архитектуры помещения, размещения в нем оборудования и протекания производственных процессов.
2. Производится расчет расхода воздуха, требуемого для определенного количества человек. Это значение определяется санитарными нормами из расчета – 30 м3/ч на одного работника, для помещений, оборудованных приточной системой проветривания, и 60 м3/ч – для помещений без притока.

3. Определяются источники вредных выбросов. Если их нет, то производительность вытяжной сети рассчитывается по формуле:

   O = M x N

   где:M – это необходимый объем воздушной смеси на одного человека;N – количество работников в цеху.

   Производительность притока должна быть равной расходу вытяжного воздуха исходя их уравнения баланса L_прит.= L_выт.

4. Если источники вредных выбросов существуют, то основной задачей общеобменной вентиляции является уменьшение вредностей до ПДК. Расчет следует производить исходя из необходимого расхода воздуха с учетом разбавления загрязнений по формуле:

   О = М_в \ (К_о — К_п)

   где:М_в — вес вредностей, выделяющихся в воздух за 1 час;К_о —концентрация вредностей в воздушной смеси;К_п — количество загрязнений в притоке.

Зная объем воздушных масс необходимый для удаления можно сделать правильный подбор производительности вытяжного вентилятора.

Приток, в случае выделения загрязнений по всей площади объекта, следует рассчитывать по формуле:

L = М_в / (yпом – yп)

где:

• L – необходимый объем приточного воздуха, м3/ч;
• М_в – масса вещества, которое выделяется в помещение, мг/ч;
• yпом –  удельная концентрация загрязнений, м3/ч;
• yп – концентрация вредностей приточного воздуха м3/ч.

Наиболее простой способ расчета – применить методику основанную на нормах воздухообмена.

Пример: В лаборатории предприятия работает 10 чел. Лаборатория находится в центре постройки и не оснащена системой проветривания. Исходя их норм, регламентируемых СНиП, на каждого работника необходим объем воздуха в размере 60 м3/ч. Используем формулу O = mxn. 10х60 =600 м3/ч.

Более точные данные можно получить, используя методику расчета воздухообмена по концентрации загрязнений на промышленном объекте. Расчет достаточно сложен и включает в себя множество переменных и данных, взятых из таблиц и специальной литературы. Именно поэтому, если вам необходима общеобменная вентиляция на производстве, то обратитесь к профессионалам.