Условия достижения требуемой кратности воздухообмена путем естественной аэрации
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА БЕЗОПАСНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ И ТЕРРИТОРИЙ
ОТ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ
Т.В. ПОТЕМКИНА
Методические указания к практической работе №5
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
Санкт-Петербург
2020
Расчет параметров естественной вентиляции в помещении
Кратность воздухообмена в помещении
Воздухообменом называют замену загрязненного воздуха чистым. Воздухообмен можно подразделить на:
- естественный
- искусственный.
Естественный воздухообмен происходит вследствие разности и перепада давления воздуха внутри помещения и снаружи. Осуществляется он с помощью периодического открывания форточек, фрамуг, окон (аэрация), а также через щели стен, окон, двери (инфильтрация).
Искусственный воздухообмен осуществляется путем использования различных систем механической вентиляции и кондиционирования.
Кратность воздухообмена определяет, сколько раз в час необходимо менять весь воздух помещения, чтобы очистить его до предела допустимой концентрации загрязнения (ПДК).
Кратность воздухообмена N задается формулой:
где: 
– кратность воздухообмена, 
;
– необходимое количество чистого воздуха, поступающего в помещение в течение 1 часа, 
;
– объем помещения, 
.
Путем естественной аэрации обычно достигают трех - четырехкратного воздухообмена, а при необходимости большей кратности прибегают к механической вентиляции.
Объем чистого приточного воздуха , который должен разбавлять вредные газы до предельно допустимой концентрации, определяется по формуле:
где 
– количество вредного вещества (газа), поступающего в помещение в 1 час, мг/ч;
– ПДК вредного вещества в воздухе рабочего помещения, 
;
– концентрация того же вредного вещества в приточном наружном воздухе, .
Количество вредных газов 
, находящихся в воздухе рабочего помещения, можно определить несколькими способами:
- измерением концентрации газа на единицу объема b с помощью газоанализатора. Тогда количество вредного вещества определяется по формуле:
где: 
‑ коэффициент инфильтрации (для камеральных цехов 
, для гаражей 
); 
‑ концентрация вредного вещества в воздухе (мг/м3 в 1 час); 
‑ кубатура рабочего помещения.
- определением расхода вредного вещества всеми работающими за смену (8 часов) в одном рабочем помещении:
где 
– количество материала, содержащего вредное вещество, расходуемое всеми работающими в данном помещении, мг.
- c учетом выделения углекислого газа (СО2) в процессе дыхания человека в объеме 22,6 литров в 1 час. Тогда:
где 
– число работающих в помещении.
Условия достижения требуемой кратности воздухообмена путем естественной аэрации
Величина потока воздуха 
, проникающего внутрь помещения в результате перепада давлений, определяется формулой:
где 
– коэффициент, учитывающий расход воздуха через фрамугу, применительно к зданиям промышленного и городского типа;
– суммарная площадь сечений, через которые поступает воздух в помещение, 
;
– скорость ветра с наветренной стороны здания, 
;
– соответствующий аэродинамический коэффициент, зависящий от формы и конструкционных особенностей здания, 
;
– скорость ветра с подветренной стороны, для средних условий 
, 
– соответствующий аэродинамический коэффициент, 
;
Для обеспечения заданной кратности воздухообмена N требуется выполнение условия:
где коэффициент 3600 появился в результате перевода часа в секунды.
Согласно (1), (6), условие (7) можно переписать в виде:
откуда
Формула (8) позволяет рассчитать площадь открытой фрамуги, необходимую для достижения данной кратности воздухообмена 
в помещении объема 
.
Предполагается, что чистый воздух поступает в помещение через сечение 
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 
можно определить из условия:
откуда
В формуле (9) площадь 
считать известной.
Пример расчета воздухообмена
Задача 1.
Определить кратность воздухообмена производственного помещения высотой 
, в котором работают 20 человек, на каждого человека приходится 
4,5 площади. Загрязнение воздуха происходит за счет выдыхаемого углекислого газа. Принудительная вентиляция отсутствует.
Решение.
Количество вредного вещества 
, поступающего в помещение в 1 час, задается формулой:
Предельно допустимая концентрация СО2 составляет 0,1% или 
. В атмосферном воздухе углекислого газа содержится 0,035 %, т. е. 
. Тогда объем чистого воздуха 
, необходимого для 
человек, согласно формуле (2), составит:
Объем рассматриваемого производственного помещения:
Тогда кратность воздухообмена:
Полученное значение стоит округлять до целого вверх. Следовательно, если 3 раза в 1 час производить замену загрязненного воздуха помещения чистым воздухом, концентрация углекислого газа в помещении будет ниже предельно допустимой.
Ответ: 
Задача 2.
Определить площадь сечения , через которую в помещение поступает чистый воздух, для обеспечения кратности воздухообмена 
в помещении объемом 
.
Скорости ветра с наветренной и подветренной сторон и соответствующие коэффициенты заданы: 
; 
; 
; 
; 
.
Решение.
Воспользуемся формулой (8):
Следовательно, аэрацию рабочего помещения можно осуществлять с помощью открытой в течение всего рабочего дня форточки, площадью 
Ответ: 
Задача 3.
Определить время проветривания помещения объемом , необходимое для полной замены загрязненного воздуха чистым, считая площадь открытой фрамуги известной: 
; ; 
; ; 
; .
Решение.
Воспользуемся формулой (9):
Следовательно, достаточно двух минут, чтобы полностью проветрить помещение данного объема.
Ответ: 
.
Вывод.
Аэрацию помещения, объемом 
, где работают 20 человек, можно осуществлять с помощью постоянно открытой форточки, площадью 0,1 . Возможно также периодическое, через каждые 20 минут, проветривание помещения с помощью открывания на 2 минуты фрамуги, площадью 1 .
Исходные данные для расчета приведены в таблице 1 приложения.
Таблица 1. ‑ Варианты для расчета
| Номер варианта | Количество работающих, 
| Площадь на одного работника, 
| Высота помещения, 
| Площадь фрамуги, 
|
| 1 | 16 | 4,3 | 3,5 | 0,6 |
| 2 | 20 | 4,5 | 3,7 | 0,8 |
| 3 | 24 | 4,7 | 3,9 | 1 |
| 4 | 28 | 4,9 | 4,1 | 1,2 |
| 5 | 32 | 5,1 | 4,3 | 0,6 |
| 6 | 36 | 4,3 | 4,5 | 0,8 |
| 7 | 40 | 4,5 | 3,5 | 1 |
| 8 | 18 | 4,7 | 3,7 | 1,2 |
| 9 | 22 | 4,9 | 3,9 | 0,6 |
| 10 | 26 | 5,1 | 4,1 | 0,8 |
| 11 | 30 | 4,3 | 4,3 | 1 |
| 12 | 34 | 4,5 | 4,5 | 1,2 |
| 13 | 38 | 4,7 | 3,5 | 0,6 |
| 14 | 42 | 4,9 | 3,7 | 0,8 |
| 15 | 46 | 5,1 | 3,9 | 1 |
| 16 | 16 | 4,3 | 3,5 | 1,2 |
| 17 | 20 | 4,5 | 3,7 | 0,6 |
| 18 | 18 | 4,7 | 3,9 | 0,8 |
| 19 | 22 | 4,9 | 4,1 | 1 |
| 20 | 26 | 5,1 | 4,3 | 1,2 |
| 21 | 30 | 4,3 | 4,5 | 0,6 |
| 22 | 34 | 4,5 | 3,5 | 0,8 |
| 23 | 38 | 4,7 | 3,7 | 1 |
| 24 | 42 | 4,9 | 3,9 | 1,2 |
| 25 | 18 | 5,1 | 4,1 | 0,6 |
| 26 | 22 | 4,3 | 4,3 | 0,8 |
| 27 | 26 | 4,5 | 4,5 | 1 |
| 28 | 30 | 4,7 | 3,5 | 1,2 |
| 29 | 34 | 4,9 | 3,7 | 0,6 |
| 30 | 38 | 5,1 | 3,9 | 0,8 |
Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 86; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!