Естественная вентиляция | WBDG – Руководство по проектированию всего здания

Почти все исторические здания имели естественную вентиляцию, хотя многие из них были скомпрометированы добавлением перегородок и механических систем. С повышением осведомленности о затратах и ​​воздействии использования энергии на окружающую среду естественная вентиляция становится все более привлекательным методом для сокращения потребления энергии и затрат, а также для обеспечения приемлемого качества окружающей среды в помещении и поддержания здорового, комфортного и продуктивного климата в помещении, а не более преобладающий подход с использованием искусственной вентиляции легких. В благоприятных климатических условиях и типах зданий естественная вентиляция может использоваться как альтернатива установкам кондиционирования воздуха, что позволяет сэкономить 10–30 % общего энергопотребления.

Системы естественной вентиляции используют перепады давления для перемещения свежего воздуха по зданиям. Перепады давления могут быть вызваны ветром или эффектом плавучести, создаваемым разницей температур или разницей влажности. В любом случае объем вентиляции будет в решающей степени зависеть от размера и расположения отверстий в здании. Полезно думать о системе естественной вентиляции как о контуре, в котором одинаковое внимание уделяется притоку и вытяжке. Проемы между комнатами, такие как оконные рамы, жалюзи, решетки или открытые планировки, — это методы, позволяющие завершить воздушный поток через здание. Требования норм, касающиеся переноса дыма и огня, создают проблемы для проектировщика системы естественной вентиляции. Например, в исторических зданиях в качестве выхлопной трубы использовалась лестница, что во многих случаях теперь запрещено требованиями кодекса.

Описание

Естественная вентиляция, в отличие от принудительной вентиляции, использует естественные силы ветра и плавучесть для подачи свежего воздуха в здания. Свежий воздух необходим в зданиях для устранения запахов, обеспечения кислородом для дыхания и повышения теплового комфорта. При скорости воздуха в салоне 160 футов в минуту воспринимаемая внутренняя температура может быть снижена на целых 5°F. Однако, в отличие от настоящего кондиционирования воздуха, естественная вентиляция неэффективна для снижения влажности поступающего воздуха. Это накладывает ограничения на применение естественной вентиляции во влажном климате.

A. Типы эффектов естественной вентиляции

Ветер может задувать воздух через отверстия в стене с наветренной стороны здания и высасывать воздух из отверстий с подветренной стороны и крыши. Разница температур между теплым воздухом внутри и холодным воздухом снаружи может привести к тому, что воздух в помещении будет подниматься и выходить через потолок или конек, а входить через нижние отверстия в стене. Точно так же плавучесть, вызванная разницей во влажности, может позволить сжатому столбу плотного, испарительно охлажденного воздуха заполнить пространство, а более легкому, более теплому и влажному воздуху выйти вверху. Эти три типа эффектов естественной вентиляции более подробно описаны ниже.

Читайте также:
Чем покрасить потолок в квартире | Советы художника из Ванкувера

Ветер вызывает положительное давление с наветренной стороны и отрицательное давление с подветренной стороны зданий. Чтобы выровнять давление, свежий воздух будет поступать в любой наветренный проем и выходить из любого подветренного проема. Летом ветер используется для подачи как можно большего количества свежего воздуха, а зимой вентиляция обычно снижается до уровней, достаточных для удаления избыточной влаги и загрязняющих веществ. Выражение для объема воздушного потока, вызванного ветром:

Qwind = K x A x V, где

Qwind = объем воздушного потока (м 3 /ч)
A = площадь меньшего отверстия (м 2 )
V = скорость наружного ветра (м/ч)
K = коэффициент эффективности

Коэффициент эффективности зависит от угла ветра и относительных размеров входных и выходных отверстий. Он колеблется примерно от 0.4 для ветра, дующего в отверстие под углом 45°, до 0.8 для ветра, дующего прямо под углом 90°.

Иногда ветровой поток преобладает параллельно стене здания, а не перпендикулярно ей. В этом случае еще можно вызвать ветровую вентиляцию по архитектурным особенностям или по тому, как открывается створчатое окно. Например, если ветер дует с востока на запад вдоль северной стены, первое окно (которое открывается наружу) будет иметь петли с левой стороны, чтобы действовать как совок и направлять ветер в комнату. Второе окно будет навешиваться на правую сторону, чтобы отверстие было направлено с подветренной стороны от открытого стекла, а отрицательное давление вытягивало воздух из комнаты.

Важно избегать препятствий между наветренными воздухозаборниками и подветренными выхлопными отверстиями. Избегайте перегородок в помещении, ориентированных перпендикулярно потоку воздуха. С другой стороны, принятый проект избегает входных и выходных окон, расположенных прямо напротив друг друга (вы не должны видеть сквозь здание, в одно окно и наружу из другого), чтобы способствовать большему смешиванию и повысить эффективность вентиляция.

плавучесть

Плавучая вентиляция может быть вызвана температурой (вентиляция дымовой трубы) или влажностью (градирня). Их можно объединить, если охладительная градирня подает охлажденный испарительным воздухом нижний уровень пространства, а затем опирается на повышенную плавучесть влажного воздуха, когда он нагревается, чтобы выпустить воздух из помещения через дымовую трубу. Подача холодного воздуха в помещение герметизируется за счет веса столба холодного воздуха над ним. Хотя и градирни, и дымовые трубы использовались отдельно, автор считает, что градирни следует использовать только в сочетании с дымовой вентиляцией помещения, чтобы обеспечить стабильность потока. Плавучесть возникает из-за разницы в плотности воздуха. Плотность воздуха зависит от температуры и влажности (холодный воздух тяжелее теплого воздуха при той же влажности, а сухой воздух тяжелее влажного воздуха при той же температуре). Внутри самой градирни влияние температуры и влажности направлено в противоположные стороны (температура вниз, влажность вверх). В помещении тепло и влажность, выделяемые людьми и другими внутренними источниками, имеют тенденцию поднимать воздух вверх. Несвежий, нагретый воздух выходит через отверстия в потолке или крыше и позволяет свежему воздуху поступать в нижние отверстия, чтобы заменить его. Вентиляция с эффектом дымовой трубы особенно эффективна зимой, когда разница температур в помещении и на улице максимальна. Вентиляция с дымовым эффектом не будет работать летом (предпочтительнее использовать приводы от ветра или влажности), потому что для этого требуется, чтобы в помещении было теплее, чем на улице, что нежелательно летом. Дымоход, нагретый солнечной энергией, можно использовать для создания эффекта дымовой трубы без повышения температуры в помещении, а солнечные дымоходы очень широко используются для вентиляции биотуалетов в парках.

Читайте также:
Кровельные гвозди и гвозди из оцинкованной стали

Выражение для воздушного потока, вызванного эффектом дымовой трубы, выглядит следующим образом:

Qstack = Cd*A*[2gh(Ti-To)/Ti]^1/2, где

Qstack = объемная скорость вентиляции (м 3 /с)
Cd = 0.65, коэффициент расхода.
A = свободная площадь впускного отверстия (м 2 ), равная площади выпускного отверстия.
g =9.8 (м/с 2 ). ускорение под действием силы тяжести
h = расстояние по вертикали между средними точками входа и выхода (м)
Ti = средняя температура воздуха в помещении (K), обратите внимание, что 27°C = 300 K.
To = средняя температура наружного воздуха (K)

Вентиляция градирни эффективен только при очень низкой влажности наружного воздуха. Следующее выражение для воздушного потока, вызванного столбом холодного воздуха, создающим давление в системе подачи воздуха, основано на форме, разработанной Томпсоном (1995), с коэффициентом, полученным на основе данных, измеренных в Центре посетителей национального парка Зайон. Эта башня имеет высоту 7.4 м, квадратное сечение 2.4 м и площадь проема 3.1 м 2 .

Qградирня =0.49 * A* [2gh (Tdb-Twb)/Tdb]1/2, где
Qградирня = объемная скорость вентиляции (м 3 /с)
0.49 — это эмпирический коэффициент, рассчитанный на основе данных Центра для посетителей Сиона, штат Юта, который включает поправку на плотность влажности, эффекты трения и эффективность испарительной прокладки.
A = свободная площадь впускного отверстия (м 2 ), равная площади выпускного отверстия.
g =9.8 (м/с 2 ). ускорение под действием силы тяжести
h = расстояние по вертикали между средними точками входа и выхода (м)
Tdb = температура наружного воздуха по сухому термометру (K), обратите внимание, что 27°C = 300 K.
Twb = температура наружного воздуха по влажному термометру (K)

Общий воздушный поток за счет естественной вентиляции является результатом комбинированного воздействия давления ветра, плавучести, вызванной температурой и влажностью, а также любых других воздействий таких источников, как вентиляторы. Воздушный поток от каждого источника может быть объединен по принципу корневого квадрата, как описано в Справочнике ASHRAE – Основы. Наличие механических устройств, использующих комнатный воздух для горения, негерметичных систем воздуховодов или других внешних воздействий может существенно повлиять на работу систем естественной вентиляции.

Б. Рекомендации по дизайну

Конкретный подход и конструкция систем естественной вентиляции будут различаться в зависимости от типа здания и местного климата. Однако количество вентиляции в решающей степени зависит от тщательного проектирования внутренних пространств, а также от размера и расположения отверстий в здании.

  • Максимизируйте ветровую вентиляцию, разместив конек здания перпендикулярно направлению летних ветров.
    • Приблизительные направления ветра суммированы на сезонных диаграммах «розы ветров», которые можно получить в Национальном управлении океанографии и атмосферы (NOAA). Однако эти розы обычно основаны на данных, полученных в аэропортах; фактические значения на удаленной строительной площадке могут существенно отличаться.
    • Здания должны располагаться там, где препятствия для летнего ветра минимальны. Ветрозащитная полоса из вечнозеленых деревьев также может быть полезна для смягчения холодных зимних ветров, которые, как правило, дуют преимущественно с севера.
    • Трудно распределить свежий воздух по всем частям очень большого здания, используя естественную вентиляцию. Максимальная ширина, которую можно ожидать для естественной вентиляции, оценивается в 45 футов. Следовательно, здания, которые полагаются на естественную вентиляцию, часто имеют сочлененный план этажа.
    • Вентиляционное отверстие в коньке представляет собой отверстие в самой высокой точке крыши, которое обеспечивает хороший выход как для плавучести, так и для вентиляции, вызванной ветром. Отверстие конька не должно быть загромождено, чтобы воздух мог свободно выходить из здания.
    • В дополнение к первоочередному рассмотрению потока воздуха в здание и из здания, большое значение имеет поток воздуха между помещениями здания. По возможности, внутренние двери должны быть открыты, чтобы обеспечить вентиляцию всего здания. Если требуется уединение, вентиляция может быть обеспечена через высокие жалюзи или фрамуги.
    • Фонарь или вентилируемый световой люк обеспечат выход застоявшегося воздуха в стратегии плавучей вентиляции. Световой колодец светового люка также может действовать как солнечный дымоход для увеличения потока. Для завершения вентиляционной системы необходимо предусмотреть отверстия ниже в конструкции, например, окна подвала.
    • В зданиях с мансардой вентиляция чердачного помещения значительно снижает передачу тепла в кондиционируемые помещения внизу. Вентилируемые чердаки примерно на 30°F холоднее, чем невентилируемые чердаки.
    • Потолочные вентиляторы и вентиляторы во всем здании могут обеспечить эффективное снижение температуры до 9°F при потреблении электроэнергии в десять раз меньше, чем у механических систем кондиционирования воздуха.
    • Закрытый подход к строительству хорошо работает в жарком и сухом климате, где температура днем ​​и ночью сильно меняется. Массивное здание проветривается ночью, а утром закрывается, чтобы не проникал горячий дневной воздух. Затем обитатели охлаждаются за счет лучистого обмена с массивными стенами и полом.
    • Подход с открытой застройкой хорошо работает в теплых и влажных районах, где температура не сильно меняется от дня к ночи. В этом случае рекомендуется перекрестная вентиляция в дневное время для поддержания температуры в помещении близкой к температуре наружного воздуха.

    Фотография центра для посетителей в национальном парке Зайон, показывающая градирню с нисходящим потоком с испарительной средой наверху и вытяжку через высокие окна фонаря.

    Фотография центра для посетителей в национальном парке Зайон, показывающая градирню с нисходящим потоком с испарительной средой наверху и вытяжку через высокие окна фонаря.
    Кредит Фотографии: Робб Уильямсон

    Естественная вентиляция в большинстве климатических условий не будет перемещать внутренние условия в зону комфорта в 100% случаев. Убедитесь, что обитатели здания понимают, что от 3% до 5% времени температурный комфорт не может быть достигнут. Это делает естественную вентиляцию наиболее подходящей для зданий, где не предполагается кондиционирование помещений. Как проектировщику важно понимать сложность одновременного проектирования естественной вентиляции и механического охлаждения — может быть сложно спроектировать конструкции, рассчитанные на естественную вентиляцию и искусственное охлаждение. Структура с естественной вентиляцией часто включает в себя сочлененный план и большие оконные и дверные проемы, в то время как зданию с искусственным кондиционированием иногда лучше всего подходит компактная планировка с герметичными окнами. Более того, тщательно интерпретируйте данные о ветре. Местная топография, растительность и окружающие здания влияют на скорость ветра, обрушивающегося на здание. Данные о ветре, собранные в аэропортах, могут мало рассказать вам о местных условиях микроклимата, на которые могут сильно влиять естественные и искусственные препятствия. Подсказки о том, какой тип стратегий естественной вентиляции может быть наиболее эффективным, часто можно найти в исторической и народной практике строительства региона.

    C. Материалы и методы строительства

    Некоторыми из материалов и методов, используемых для проектирования надлежащих систем естественной вентиляции в зданиях, являются солнечные дымоходы, ветряные башни и методы управления летней вентиляцией. Солнечный дымоход может быть эффективным решением там, где преобладающие бризы недостаточно надежны, чтобы полагаться на ветровую вентиляцию, и где поддержание температуры в помещении достаточно выше температуры наружного воздуха для создания плавучего потока было бы неприемлемо теплым. Дымоход изолирован от занимаемого помещения и может максимально нагреваться солнцем или другими способами. Воздух просто выбрасывается через верхнюю часть дымохода, создавая всасывание внизу, которое используется для удаления спертого воздуха.

    Ветряные башни, часто увенчанные тканевыми парусами, которые направляют ветер в здание, являются обычным явлением в исторической арабской архитектуре и известны как «малкафы». Входящий воздух часто направляется мимо фонтана для достижения испарительного охлаждения, а также вентиляции. Ночью процесс меняется на противоположный, и ветряная башня действует как дымоход для выпуска воздуха из помещения. В современном варианте под названием «Cool Tower» в верхней части градирни размещаются испарительные охлаждающие элементы, которые создают давление приточного воздуха холодным плотным воздухом.

    Летом, когда наружная температура ниже желаемой внутренней температуры, окна следует открывать, чтобы максимизировать приток свежего воздуха. Для поддержания внутренней температуры не более чем на 3-5 °F выше наружной температуры требуется большой поток воздуха. В жаркие безветренные дни скорость воздухообмена будет очень низкой, и температура внутри дома будет выше, чем снаружи. Использование принудительной вентиляции или тепловой массы для лучистого охлаждения может иметь важное значение для контроля этих максимальных температур.

    D. Инструменты анализа и проектирования

    Справочные методы, такие как представленные в ASHRAE Справочник по основам или Бансал и Минке Пассивное проектирование зданий: справочник по естественному климатическому контролю (ISBN: 044481745X) очень полезны при расчете расхода воздуха из естественных источников для зданий с очень простой геометрией.

    Вычислительная гидродинамика (CFD). Чтобы предсказать детали естественного воздушного потока, можно использовать численные вычислительные модели гидромеханики. Эти компьютерные модели являются подробными и трудоемкими, но они оправданы там, где важно точное понимание воздушного потока. Они использовались для анализа новых зданий, включая атриум здания суда в Фениксе и ангар музея авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия.

    Обширный список журналов, книг и других справочных материалов по естественной вентиляции и другим пассивным технологиям включен в Архивы Солнцестояния. Например:

    Пакеты программного обеспечения для анализа естественной вентиляции включают:

    AIRPAK: обеспечивает расчет моделирования воздушного потока, переноса загрязняющих веществ, распределения воздуха в помещении, распределения температуры и влажности и теплового комфорта с помощью вычислительной гидродинамики.

    FLOVENT: рассчитывает воздушный поток, теплопередачу и распределение загрязнения для застроенной среды с использованием вычислительной гидродинамики.

    FLUENT: программа вычислительной гидродинамики, полезная для моделирования естественной вентиляции в зданиях. Он моделирует воздушный поток при заданных условиях, поэтому для оценки годовой экономии энергии требуется дополнительный анализ.

    STAR-CD: STAR-CD использует вычислительную гидродинамику, чтобы помочь инженерам-строителям, архитекторам и руководителям проектов, которым требуется лучшее и более подробное понимание вопросов, связанных с отоплением и вентиляцией, рассеиванием дыма и загрязняющих веществ, анализом пожарной опасности и проектированием чистых помещений.

    Модели зданий включают очень ограниченные функции для преднамеренной естественной вентиляции, но они включают расчет естественной инфильтрации воздуха в зависимости от разницы температур, скорости ветра и эффективной площади утечки, а также графики и определяемые пользователем функции для скорости инфильтрации.

    URBAWIND: UrbaWind моделирует ветер в городской местности и автоматически рассчитывает естественный расход воздуха в зданиях в соответствии с эффектами окружающих зданий и местной климатологией.

    Проектирование зданий с низким энергопотреблением с помощью Energy-10: программа почасового моделирования, предназначенная для предоставления информации на самых ранних этапах процесса проектирования. Работает на IBM-совместимых платформах. Лучше всего работать с процессором Pentium или выше и 32 мегабайтами оперативной памяти.

    DOE-2: комплексное почасовое моделирование; Расчеты дневного света и бликов интегрированы с почасовым моделированием энергопотребления. IBM или совместимый Pentium рекомендуется.

    EnergyPlus™: программа моделирования энергопотребления зданий, предназначенная для моделирования зданий с соответствующими потоками энергии, связанными с обогревом, охлаждением, освещением, вентиляцией и другими потоками энергии.

    заявление

    Среди основных типов зданий, которые могут выиграть от применения естественной вентиляции, можно назвать:

    • автобусные станции, навесы для пикников и другие сооружения, где не предполагается жесткое кондиционирование помещений,
    • казармы и другие проекты индивидуального и многоквартирного жилья,
    • большинство небольших отдельно стоящих сооружений в теплом и умеренном климате, а также бассейны для обслуживания и другие многоэтажные сооружения в теплом климате.

    Соответствующие нормы и стандарты

    Здания с естественной вентиляцией должны быть спроектированы так, чтобы обеспечивать температурный комфорт, обеспечивать достаточное удаление влаги и загрязняющих веществ, а также соответствовать государственным стандартам энергосбережения или превосходить их.

    • Стандарты теплового комфорта в здании определены ASHRAE 55.
    • Стандарты адекватной скорости вентиляции и уровней загрязнения можно найти в ASHRAE 62.1 и 62.2.
    • Дополнительные стандарты, влияющие на практику вентиляции, были разработаны:

        ACGIH предоставляет пороговые предельные значения для химических веществ и физических агентов, а также индексы биологического воздействия.
        OSHA Загрязнители воздуха (1989) исследует пределы допустимого воздействия загрязнителей воздуха (раздел 29 Свода федеральных правил, часть 1910.1000).

      Соблюдайте все нормы и стандарты, касающиеся переноса дыма и огня, при принятии решения о применимости естественной вентиляции и при проектировании системы.

      Проектирование вентиляции: эффектные советы, которые нужно знать заранее

      конструкция вентиляции

      Нам нужно дышать чистым воздухом, чтобы оставаться здоровыми. Поскольку мы проводим большую часть нашего времени в закрытых помещениях, правильная конструкция вентиляции имеет решающее значение. Исходя из этого, может возникнуть вопрос, как спроектировать эффективную систему вентиляции. С другой стороны, конструкция вентиляции напрямую связана со счетами за электроэнергию. Таким образом, это увеличивает важность уделять ему больше внимания.

      Пришло время уделить больше внимания конструкции вентиляции. Здесь у нас есть некоторые соображения, которые следует иметь в виду.

      конструкция вентиляции

      4 шага к проектированию вентиляции

      В этой части мы поможем вам спроектировать систему вентиляции всего за четыре шага:

      Шаг 1: Выберите, где вы хотите проветривать

      Решите, какие места вашего здания нуждаются в вентиляции. Как правило, эти области в доме содержат гостиную, черный пол и пространство на крыше.

      Предположим, вы собираетесь спроектировать эффективную систему вентиляции и сделать воздуховод более эффективным. В этом случае следует проветрить подкровельное пространство, чтобы снизить температуру. В жаркие дни ваша крыша может нагреваться как печь и направлять кондиционированный воздух через тепло в дом. Так, температура воздуха будет повышаться еще до того, как достигнет вашего жилого помещения.

      Кроме того, вы можете установить вентилятор для всего дома, чтобы уменьшить зависимость от кондиционеров. Вентилятор всего дома непрерывно отводит тепло от вашего жилого помещения и крыши в течение дня и ночи. Это поможет вам регулировать температуру в вашем доме и предотвратить сильную жару или холод в течение года.

      Кроме того, еще одной проблемой, которую следует учитывать при проектировании вентиляции для охлаждения дома, является влажность внутри помещения. При использовании кондиционера влага может подниматься под полом. Таким образом, влага в черновом полу должна быть удалена с помощью вентиляционной системы, чтобы снизить риск повреждения конструкции и другие вероятные риски.

      Шаг 2: Определите оборудование, которое вам может понадобиться при проектировании вентиляции

      • Пространство на крыше: крышный вентилятор обязателен. Здесь вы можете выбрать механическую вентиляцию или естественную ветровую систему. Умные вентиляционные отверстия имеют до 6 раз лучшую производительность по сравнению с ветровыми вентиляционными отверстиями.
      • Черный пол: в этой ситуации необходим напольный вентилятор. Двойная система, одна для отвода горячего влажного воздуха, а другая для всасывания свежего сухого воздуха, может оказаться полезной.
      • Жилая площадь: здесь нужен общедомовой вентилятор. Предположим, вы проветриваете определенную комнату, например ванную или прачечную. В этом случае можно использовать крышный вентилятор с воздуховодами и потолочными решетками. Однако, если вы вентилируете влажное помещение, такое как ванная комната или прачечная, вы должны выводить эти помещения прямо наружу, т. е. не в подкровельное пространство.

      Шаг 3: Рассчитайте, сколько вентиляционных отверстий вам нужно.

      Вы должны определить количество вентиляционных отверстий, которые могут быть использованы в конструкции вентиляции. Грубо говоря, мы можем сказать:

      • На каждые 87 м 2 площади требуется 1 смарт-вентилятор или 1-2 ветряка для вентиляции подкровельного пространства.
      • Для вентиляции кровли и жилого помещения площадью до 150 м 2 требуется 1 целая вентиляционная система.
      • Для вентиляции пола необходимо 2 вентилятора.

      Эти факторы можно грубо учесть при проектировании вентиляции. Однако, чтобы получить правильный, эффективный дизайн с точным количеством компонентов, вам следует обратиться к одному эксперту в этой области.

      Шаг 4: Обратите внимание на расход подпиточного воздуха

      убедитесь, что в вентилируемое помещение подается достаточное количество свежего воздуха. Чтобы оптимизировать конструкцию вентиляции, вы должны предусмотреть вход для холодного свежего воздуха, поступающего снаружи, известного как подпиточный воздух. Необходимо удалить загрязненный воздух и заменить его вентилируемым. В связи с этим следует обратить внимание на следующие особенности конструкции вентиляции:

      • Вы можете установить карнизные вентиляционные отверстия в свесе крыши, чтобы подготовить приточный воздух в подкровельное пространство.
      • В жилом помещении вы можете подготовить свежий воздух, просто открыв окна.
      • В подполе необходима двойная система вентиляции для создания достаточного количества приточного воздуха. Таким образом, одно вентиляционное отверстие будет направлено на подачу наружного воздуха во внутреннюю зону.

      Процедура проектирования вентиляции

      Процедура, указанная ниже, может быть использована для проектирования вентиляции:

      1. Рассчитайте тепловую или холодовую нагрузку, содержащую как явную, так и скрытую теплоту.
      2. Рассчитайте количество воздухообменов, учитывая количество и деятельность проживающих людей.
      3. Рассчитать температуру приточного воздуха
      4. Вычислите массу воздуха, которая должна циркулировать в помещении.
      5. Рассчитать количество энергии и температурных потерь в оборудовании и воздуховодах.
      6. Рассчитайте свойства, которые могут быть достигнуты на выходе компонентов, таких как нагреватели, стиральные машины, увлажнители, охладители и т. д.
      7. Рассчитайте размер бойлера или обогревателя.
      8. Спроектируйте и найдите размеры системы воздуховодов

      Теперь каждый процесс проектирования вентиляции будет рассмотрен более подробно.

      1. Расчет нагрузки на охлаждение и обогрев:

      В этой части вам необходимо рассчитать внутренние нагрузки на отопление и охлаждение, в дополнение к окружающим нагрузкам, чтобы получить точные нагрузки, необходимые для вентиляции помещения.

      2.Количество воздухообмена

      Основываясь на количестве людей в каком-либо месте, а также времени и типе деятельности, которую они могут проводить в этом районе, вы можете определить, сколько загрязняющих веществ там выбрасывается. Таким образом, можно рассчитать приток свежего воздуха, который необходимо обеспечить за счет конструкции вентиляции. Затем вы можете рассчитать критические смещения воздуха, чтобы убедиться, что полезный воздух всегда под рукой.

      3. Температура подачи воздуха

      Существуют некоторые стандартные рекомендации по расчету температуры приточного воздуха. Одна из них написана здесь:

      • Температура от 38 до 50 градусов по Цельсию (100-120 o F) подходит для обогрева помещения.
      • Если вы собираетесь охлаждать участок, где зона находится рядом с воздухозаборниками, температуру на входе следует отрегулировать на 6–8 o C ниже температуры помещения.
      • Для охлаждения высокоскоростными диффузными струями температуру приточного воздуха следует установить на 17°С ниже температуры помещения.

      4. Количество воздуха

      Если мы собираемся отапливать помещение, то выражение, из которого можно найти объем воздуха, будет

      qh = объем воздуха для обогрева (м 3 /с)

      ρ= плотность воздуха (кг/м 3 )

      cp = удельная теплоемкость воздуха (Дж/кг·К)

      Ts = температура подачи ( или C)

      Tr= комнатная температура ( или C)

      Для расчета охлаждающей нагрузки имеем:

      , в которой

      qc = объем воздуха для обогрева (м 3 /с)

      ρ = плотность воздуха (кг/м 3 )

      cp = удельная теплоемкость воздуха (Дж/кг·К)

      To= Наружная температура ( или C)

      Tr= комнатная температура ( или C)

      5.Потери температуры в воздуховодах

      Еще одним параметром при проектировании вентиляции являются потери температуры в каналах. Количество тепловых потерь из воздуховода рассчитывается по стенкам воздуховода, начальной и конечной температуре в воздуховоде, температуре вокруг воздуховода и коэффициенту тепловых потерь. Коэффициент теплоотдачи различен для каждого вещества. Например, она составляет 5.68 Вт/м 2 К для воздуховодов из листового металла и 2.3 Вт/м 2 К для изолированных воздуховодов. Уравнение, по которому рассчитываются теплопотери воздуховода, имеет вид

      H = потери тепла (Вт),

      A = площадь стенок воздуховода (м 2 ),

      T1 = начальная температура в воздуховоде ( o C),

      T2 = конечная температура в воздуховоде ( o C),

      Tr = окружающая комнатная температура ( o C).

      Найдя потери тепла, потери тепла воздухом можно найти из

      q = масса протекающего воздуха (кг/с)

      cp = удельная теплоемкость воздуха (кДж/кг·К).

      Итак, потери температуры в воздуховодах вычисляются из объединения приведенных выше уравнений.

      6. Выбор нагревателя, охладителя, стиральной машины и увлажнителя.

      При расчете необходимо выбрать соответствующее оборудование в зависимости от количества воздуха и мощности нагрева или охлаждения. Для выбора этих агрегатов следует искать их в каталогах, представленных производителями.

      7. Расчет размера котла

      В зависимости от рассчитанной нагрузки, расчета нагрузки на охлаждение и отопление, мы можем определить размер котла; но имейте в виду, что к расчетной нагрузке следует добавить запас в размере от 10 до 20%, чтобы убедиться в правильности размера котла. Это означает:

      В = Q (1 + х)

      B = мощность котла (кВт),

      Q = общая тепловая нагрузка всех нагревателей в системе (кВт),

      x = запас для нагрева системы, обычно используются значения от 0.1 до 0.2.

      Наконец, правильный котел с соответствующей мощностью можно выбрать из каталогов производителей.

      8. Размер воздуховода

      Чтобы определить размер воздуховода при проектировании вентиляции, первым делом необходимо найти скорость воздуха в нем. Затем необходимо рассчитать общие потери давления в воздуховодах. Эти потери давления состоят из больших потерь давления, незначительных потерь давления и незначительных потерь в фильтрах, нагревателях и других компонентах. Основные потери давления в воздуховодах

      dpf = Р л ,

      R = сопротивление трению воздуховода на единицу длины (Па, Н/м2 на метр воздуховода)

      l = длина воздуховода (м).

      С учетом указанных соотношений гидравлический диаметр воздуховода можно рассчитать из приведенного ниже

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: