Условия достижения требуемой кратности воздухообмена путем естественной аэрации

Величина потока воздуха Q, проникающего внутрь помещения в результате перепада давлений, определяется формулой:

,м³/с, (3)

где: α = 0,6 - коэффициент, учитывающий расход воздуха через фрамугу применительно к зданиям промышленного и городского типа;

S (м²) – суммарная площадь сечений, через которые поступает воздух в помещение; u₁ (м/с) – скорость ветра с наветренной стороны здания;

а₁ – соответствующий аэродинамический коэффициент, зависящий от формы и конструкционных особенностей здания, ;

u₂ (м/с) – скорость ветра с подветренной стороны, для средних условий

а₂ – соответствующий аэродинамический коэффициент, ;

Для обеспечения заданной кратности воздухообмена N требуется выполнение условия:

V = 3600Q (4),

где коэффициент 3600 появился в результате перевода часа в секунды.

Согласно (1), (3), условие (4) можно переписать в виде:

,

откуда

, м² (5)

Формула (5) позволяет рассчитать площадь открытой фрамуги, необходимую для достижения данной кратности воздухообмена N в помещении объема W.

Предполагается, что чистый воздух поступает в помещение через сечение S непрерывно в течение всего рабочего дня.

Во избежание сквозняков, а также в холодное время года аэрацию помещения осуществляют с помощью периодического открывания фрамуг. В этом случае кратность воздухообмена показывает, сколько раз в 1 час необходимо проветривать помещение. Время проветривания t можно определить из условия:

W = Q∙t,

Откуда

(6)

В формуле (6) площадь S₁ считать известной.

 

 

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ВОЗДУХООБМЕНА

Задача 1.

Определить кратность воздухообмена производственного помещения высотой h = 3,5 м, в котором работают 20 человек, на каждого человека приходится 4,5 м² площади. Загрязнение воздуха происходит за счет выдыхаемого углекислого газа. Принудительная вентиляция отсутствует.

Решение.

Количество вредного вещества В, поступающего в помещение в 1 час, задается формулой:

B = 22,6∙n (л/ч)

Предельно допустимая концентрация СО₂ составляет 0,1 % или ρ_В = 1 л/м³. В атмосферном воздухе углекислого газа содержится 0,035 %, т. е. ρ_о = 0,35 л/м³. Тогда объем чистого воздуха V, необходимого для n человек, согласно формуле (2), составит:

м³/ч

Кратность воздухообмена определяется по формуле (1):

раз в 1 час

Для рассматриваемого производственного помещения n = 20 человек, объем .

Согласно формуле (7):

N = раза в 1 час.

Следовательно, если 3 раза в 1 час производить замену загрязненного воздуха помещения чистым воздухом, концентрация углекислого газа в помещении будет ниже предельно допустимой.

Ответ: N = 3.

Задача 2.

Определить площадь сечения S, через которую в помещение поступает чистый воздух, для обеспечения кратности воздухообмена N = 3 в помещении объемом .

Скорости ветра с наветренной и подветренной сторон и соответствующие коэффициенты заданы: u₁ = 5 м/с; а ₁ = 0,8; u₂ = 2,5 м/с; а ₂ = 0,3; α = 0,7.

Решение.

Воспользуемся формулой (5):

Следовательно, аэрацию рабочего помещения можно осуществлять с помощью открытой в течение всего рабочего дня форточки, площадью S =50 см * 20 см

Ответ: S = 0,1 м²

Задача 3.

Определить время проветривания помещения объемом , необходимое для полной замены загрязненного воздуха чистым, считая площадь открытой фрамуги известной: S₁ =1м²;u₁ = 5 м/с; а ₁ = 0,8; u₂ = 2,5 м/с;

а ₂ = 0,3; α = 0,7.

Решение.

Воспользуемся формулой (6):

Следовательно, достаточно двух минут, чтобы полностью проветрить помещение данного объема.

Ответ: t = 106 с.

Вывод.

Аэрацию помещения, объемом 315 м³, где работают 20 человек, можно осуществлять с помощью постоянно открытой форточки, площадью 0,1 м². Возможно также периодическое, через каждые 20 минут, проветривание помещения с помощью открывания на 2 минуты фрамуги, площадью 1 м².

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ СТУДЕНТАМ

В помещении, объемом W, работает n человек. 1% помещения занят мебелью и производственным оборудованием. Определить воздухообмен помещения в результате естественной аэрации, считая загрязнителем воздуха углекислый газ, образующийся при дыхании людей.

1. Рассчитать кратность воздухообмена N помещения.

2. Определить площадь S открытой на протяжении всего рабочего дня фрамуги, обеспечивающей данную кратность воздухообмена N.

3. Определить время t проветривания помещения при периодическом открывании N раз в 1 час фрамуги, площадью S₁(S₁>S).

Исходные данные для выполнения задания выдаются преподавателем.

 

Профессор Буров В.Н.

Доцент Слёзкин Ю.Ф.