Файл: K_1-3.doc

Р о з д і л п е р ш и й

Загальні відомості і історія розвитку вентилЮВАННЯ приміщень

Основним завданням систем обігрівання є забезпечення потрібних температурних умов приміщень при понижених зовнішніх температурах.

Завданням вентиляції є забезпечення обміну повітря в приміщенні або в його частині з метою усування зужитого і забрудненого повітря і постачання, переважно, зовнішнього повітря. Вимоги, які ставляться до параметрів внутрішнього повітря в зоні обслуговування, залежать від призначення приміщень. Наприклад, в приміщеннях житлових будинків задовільним є просте віконне провітрювання, а в виробничих приміщеннях (текстильних, тютюнових, приладобудівних тощо), потрібні автоматизовані системи вентиляції (СВ), які здатні забезпечувати параметри повітря в чітко означених межах. Поміж тими двома крайніми варіантами є багато проміжних (середніх) варіантів, які різняться ступенями готування повітря (наприклад в лікарнях, закладах освіти, конференційних залах, театрах тощо). Зі зростанням рівня життя ставляться нові, більш підвищені, вимоги до СВ житлових і адміністративно- громадських будинків. Ці вимоги спричинені насиченням приміщень більшою кількістю техніки, а також збільшенням забруднення довкілля (продуктами спалювання, технологічними шкідливостями, шумом тощо). Раціональне використання довкілля і енергії в кожній СВ вимагають докладного аналізу і зінтегрованого проєктування, тобто найперше оптимізації архітектурних форм будівель, застосування зовнішніх огорож з підвищеними теплозахисними властивостями, використання денного світла, рекуперації теплоти тощо.

1.1. Історія розвитку вентилЮВАННЯ приміщень [5]

Ще в давні часи римські зодчі передбачали конструкційні заходи щодо забезпечення мікроклімату в приміщеннях культових, глядацьких та інших будівель. Вперше згадка про природну вентиляцію зустрічається в описі улаштування терм (лазні) з повітровитікальним отвором у верхньому рівні споруди, де регулювання витрати витікального повітряного потоку передбачалось за допомогою мідного листа (аркуша).

Під час археологічних розкопів у Хакаській автономній області Російської федерації (50-ті роки XX ст.) знайдено залишки споруди розмірами в плані 35x45 м, з розгалуженою канальною обігрівально – вентиляційною системою (І–ше ст. до н.е). Обігрівальна піч споруди знаходилась в підвальному приміщенні. Продукти спалювання протікали через підлогові і стінові канали, обігріваючи приміщення. Зовнішнє повітря перетікало в приміщення через суміжні з газовими каналами і нагрівалось. Подібна система застосована у Софіївському соборі м. Києва.

Пристрої для підігрівання зовнішнього повітря були першим обладнанням систем притікальної вентиляції, причому повітря підігрівалось при його контакті з поверхнями неоребрених чи оребрених труб, в яких рухались димові гази. Очищення повітря від пилу передбачалось в рамкових фільтрах із тканих матеріялів. В ХІХ столітті появляються теплообмінні апарати (калорифери). В кінці ХІХ століття обґрунтовуються засади гігієни приміщень (Макс фон Петтенкоффер 1819-1901 рр.), проводяться дослідження складу повітря, його вологості, вмісту СО₂ і очищення від забрудників.

---

Швидкий розвиток електротехніки спричинив використання вентиляторів постійного електроструму. Біля 1890 р. застосовано зволоження повітря через випаровування підігрітої води з ванночок,а дещо пізніше через розпорскування води.

В Німеччині вперше застосовують повітроготувальник із мурованих камер і умонтованого в них відповідного обладнання: повітровсмоктувальних гратів, пилової камери з фільтром, повітронагрівальної камери з теплообмінними апаратами і ванночковим зволоженням повітря, вентилятора (рис.1.1).

Рис. 1.1. Конструкційна схема камерного повітроготувальника типу НВ (табл.4.1),

який був збудований в Німеччині приблизно в 1905 р.

В США на початку ХХ ст.впроваджено повітроготувальник в бляшаному корпусі з первинним повітропідігрівником, зволожником і догрівачем повітря. Вперше появляються пневматичні і електричні регулятори температури та вологості. Батьком кондиціювання приміщень є В.Г. Керрієр із США (1876-1950).

По 1920 р. відбувся швидкісний розвиток вентиляції і кондиціювання. Системи центральної вентиляції і кондиціювання застосовано з метою підвищення комфорту (театри, кінотеатри, службові будинки, конференційні зали) і в промисловості, при оброблянні гігроскопічних матеріялів (тютюну, текстилю, паперу). Вперше для охолодження і осушення повітря застосовановані холодильні чинники, а саме аміак і СО₂.

Від 1930 р. почато виготовлення кліматизаторів і кондиціонерів (кондиційників), в яких було умонтовано обладнання, агрегати і елементи для готування повітря (повітронагрівники, фільтри, повітроохолодник і повітрозволожник тощо). Застосовано як холодоагент фреон. Кліматизатори і кондиціонери мали форму валіз, шаф, скринь. Появились також віконні кліматизатори.

По 1945 р. відбувся швидкий розвиток систем кондиціювання (СК). Впроваджено нові конструкції СК:

- однотрубні високого тиску (високошвидкісні) з метою зменшення перерізу повітропроводів;

- двотрубні з трубопроводами теплого і охолодженого повітря, а також одно- або двотрубні зі змінною витратою повітряного потоку;

- ежекційні , поєднані з місцевими теплообмінниками в кожному приміщенні і з одним центральним кондиціонером для готування зовнішнього повітря.

Регулювання температури індивідуальне в кожному приміщенні.

Розвиваються засоби автоматичного регулювання. Щораз ширше застосовується великопотужне турбінне і абсорбційне холодильне обладнання. Покращуються форми і технічні характеристики вентиляторів, фільтрів, зволожників, регуляторів, повітророзподільників тощо.

Від 1973 р., з причини підвищення цін енергії, почалось застосування рекуператорів теплоти витікального повітря, а від 1980 р - цифрової техніки регулювання і керування. Від 1985 р. підвищені вимоги щодо рухливості та чистості внутрішнього повітря і рівня шумів в приміщеннях.

---

Р о з д і л д р у г и й

Санітарно - гігієнічні чинники мікроклімату

вентильованих приміщень

Комфортні умови перебування людини в приміщенні визначаються різними чинниками:

- температурою і вологістю повітря;

- швидкістю руху (рухливістю) повітряних потоків;

- температурою поверхонь огорож приміщення;

- газовим станом повітря і вмістом в ньому пилу;

- запахом повітря.

Важливу роль відіграють також рівень шуму, освітленість, одяг людей тощо.

2.1. Температура і вологість повітря приміщень

Організм людини виділяє теплоту, кількість якої залежить від фізичної активності (табл.2.1). Для оцінювання кількості цієї теплоти на сьогодні використовують одиниці виміру МЕТ і Вт (табл.2.1). Одиниця МЕТ враховує, що в стані спокою з кожного м² поверхні тіла людини виділяється тепловий потік величиною 58 Дж/с. Середньостатистична людина має поверхню тіла 1,8 м². Повітря і огорожі приміщення сприймають цю теплоту. Відповідно температура приміщення є важливим чинником, який характеризує мікроклімат приміщення і визначає стан теплового комфорту в ньому. Нормами (ДБН, СНиП, EN ISO, ASНRAE тощо) рекомендуються значення температур внутрішнього повітря для приміщень різного призначення в ХПР і ТПР. Зазвичай, як оптимальні, рекомендуються в ХПР ^оС, а в ТПР ^оС (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Залежність температури внутрішнього повітря

від температури зовнішнього повітря в ТПР

Вологість внутрішнього повітря також впливає на самопочуття людини. Низька відносна вологість спричиняє пересихання слизистих поверхонь тіла, кашель. Висока відносна вологість також не є бажана, оскільки при ній погіршується тепловіддача тіла при випаровуванні поту, виникає почуття задухи. Зазвичай рекомендується відносна вологість від 20 до 65 %, причому вищій температурі повинна відповідати нижча відносна вологість повітря (рис. 2.2, табл. 2.2).

Таблиця 2.1

Тепловиділення людини [ASHRAE 55, EN ISO 7730]

Стан людини	Повні тепловіділення (теплова потужність) людини
	МЕТ	Вт
В позиції лежачи – сон або відпочинок	0,8	84
В позиції стоячи в спокійному стані	1,0	105
Робота в позиції сидячи (офіс, дім, школа)	1,2	125
В стані стоячи спокійно	1,2	125
Легка праця (покупки, лабораторія, легка промисловість)	1,6	160
Праця середньої тяжкості, в позиції стоячи (продавець магазину,праця вдома, праця біля верстату)	2,0	205
Великі фізичні зусилля протягом тривалого часу	3,0	300

Р
ис. 2.2. Залежність відносної вологості і вологовмісту внутрішнього повітря

від його температури

Нормативні документи кожної держави (ДБН, СНиП, DIN, EN ISO тощо) рекомендують оптимальні і допускні параметри повітря в зоні обслуговування (ЗО) приміщень різного призначення (температуру , відносну вологість і рухливість ).

---

В таблиці 2.2 вказані параметри повітря в ЗО приміщень різного призначення (рекомендації VTS CLIMA на основі багаторічного досвіду).

Таблиця 2.2

Рекомендовані VТS CLIMA параметри повітря в ЗО приміщень

різного призначення

Загальна категорія	Спеціальна категорія	Параметри повітря в ЗО
		ХПР			ТПР
		t в, 0С	φв, %	υв, м/с	t в, 0С	φв, %	υв, м/с
1	2	3	4	5	6	7	8
Громадське харчування і розваги	Кафе і бари швидкого обслугову-вання	21...23	20...30	0,25 на висоті 1,8 м від підлоги	26	50	0,25 на висоті 1,8м від підлоги
	Ресторани Бари Нічні клуби Кухні	21...24			22...26	50...55
Офісні приміщення		21...23	20..30	0,13...0,23	21...26	50...60	0,13...0,23
Бібліотеки і музеї		18...24	40...55	< 0,13	18...24	40...55	< 0,13
Телекому-нікації	Телекому- нікаційні	22...26	40...50 над підлогою	0,13...0,15	22...26	50...60 над підлогою	0,13..0,15
	Телефонні станції	21...23	40...50	0,13...0,15	22...26	45...55	0,13...0,15
	Телерадіо- студії	23..26	40...50	< 0,13	22...26	45...60	< 0,13
Транспорт-ні центри	Аеропорти	21..23	20...30	0,13...0,15	23...26	50...60	0,13...0,15
	Завантажу- вальні доки	21...23	20...30	0,13...0,15	23...26	50...60	0,13...0,15 на висоті 1,8 м від підлоги
	Автовокза- ли	21...23	20...30	0,13...0,15	23...26		0,13...0,15 на висоті 1,8 м від підлоги
	Гаражі	4…13		0,13...0,38	26...38		0,13...0,38
Склади	Температура залежить від матеріялу, який складується

2.2. Рухливість повітря в приміщенні

Рухливість повітря впливає на тепловіддачу людини конвекцією. Зазвичай в зоні обслуговування (ЗО) (зона висотою 2 м від підлоги [2], а згідно Європейських норм 1,8 м) на відстані 0,15 м від стін при температурі ^оС допускною вважається швидкість м/с [EN ISO 7730, ASHRAE 55, табл.2.2]. Графічні залежності рухливості (швидкості) повітря від температури зображені на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Залежність швидкості (рухливості) повітряних потоків від їх температури

2.3. Інші чинники, які впливають на самопочуття

і здоров΄я людини

Газовий склад повітря впливає на самопочуття людини і продуктивність (видайність) її праці. Існують норми допускних концентрацій різних домішків в повітрі приміщень.

Запахи також спричиняють дискомфорт людини. Відомо, що одиницею вимірювання інтенсивності запахів є OLF. Один OLF – це запах середньостатистичної людини з поверхнею тіла 1,8 м² і тепловою потужністю 1 МЕТ, яка миється душом 5 разів в неділю і щоденно міняє нижню білизну.

Зовнішнє повітря завжди містить певну кількість пилу найрізноманітнішого походження. При протіканні цього повітря через повітроготувальник (кліматизатор чи кондиціонер) воно повинно очищатись від пилу за допомогою фільтрів. Допускний вміст механічних частинок (пилу) в повітрі приміщень різного призначення завжди нормований (див. розділ 9.4).

---

Шум, який перевищує допускні межі, негативно впливає на стан людини. В повітроготувальнику (кондиціонері) чи в системі витікальної вентиляції основним джерелом шуму є вентиляційний агрегат. З метою зменшення рівня вентиляційного шуму в приміщенні найперше в СВ треба передбачати малошумні вентиляційні агрегати, а потім спеціальні пристрої - шумоглушники. Для оцінювання рівня шуму (звуку) використовується децибел (дБ), який є мірою рівня акустичного тиску. Допускні рівні шуму в приміщеннях різного призначення завжди нормуються (див. розділ “Шумоглушники).

Теплоізолювальні властивості одягу впливають на тепловіддачу організму людини. Для оцінювання теплоізоляційних властивостей різних видів одягу застосовують одиницю виміру КЛО (CLO). Одяг з термічним опором 0,155 (м²К)/Вт має величину теплоізоляційного ефекту, який рівний1 КLO (від ”clоthing”).

Термічний опір деяких видів одягу:

- брючний костюм зі звичайною нижньою білизною - 1 КЛО;

- зимовий одяг - 1,5...2 КЛО;

- одяг для умов Арктики - 4 КЛО.

---