Общеобменная вентиляция: что это такое, где применяется, как работает, чем отличается от местной вентиляции. Когда применяется общеобменная вентиляция?

Система общеобменной вентиляции предназначена для подачи и обеспечения циркуляции чистого воздуха в помещениях. Она функционирует путем вытеснения нагретых и загрязненных воздушных масс, которые находятся внутри, холодным потоком свежего воздуха, который подается через специально оборудованные вентиляционные отверстия. Система может быть выполнена в двух вариантах: естественном, использующем разницу температур и давление для движения воздуха, и принудительном, в котором используются вентиляторы для активного перемещения воздушных масс.

Общеобменная вентиляция: что это такое, где применяется, как работает, чем отличается от местной вентиляции

Общеобменная вентиляция охватывает обширные зоны, такие как рабочие места или жилые помещения. Этот тип системы применяется для контроля качества воздуха, удаляя загрязняющие вещества, такие как пары, пыль и летучие органические соединения. В данной статье мы рассмотрим преломления, функции и типы общеобменной вентиляции, которые используются в жилых и коммерческих помещениях, а также квартирах.

1. Определение общеобменной вентиляции.
2. Строение систем общеобменной вентиляции.
3. Типы и важные параметры.
4. Разновидности систем.
5. Комбинированные вентиляционные сети: плюсы и минусы.
6. Нормативные требования.
7. Расчет общеобменной вентиляции.
8. Проектирование систем.
9. Оборудование и материалы.
10. Процесс монтажа.
11. Пусконаладочные работы (ПНР).
12. Автоматизация систем.
13. Предосторожности и техническое обслуживание.
14. Выбросы и их контроль.
15. Наши предложения.
16. Часто задаваемые вопросы.

Объект, разработанный инженерным бюро Qwent — это спортивная школа, расположенная в Москве.

Общеобменная вентиляция – что это такое, назначение, применение

Система общеобменной вентиляции, которая включает механизмы для притока свежего воздуха, обеспечивает эффективное циркулирование и обогащение воздуха в помещениях. Принцип ее работы может заключаться либо в смешивании свежего воздуха с загрязненным, либо в вытеснении загрязненного воздуха с крыши здания. Особенность смешивания заключается в том, что свежий воздух, поступающий изнаружи, соединяется с уже находящимися в помещении загрязняющими веществами. Вытесняющая функция обеспечивается созданием разреженного пространства в верхней части помещения, в результате чего воздух с низкой скоростью поступает снизу, в то время как загрязненный воздух поднимается и удаляется через вентиляционные отверстия, расположенные в верхней части.

Общеобменная вентиляция эффективна в ситуациях, когда в помещении нет высоких концентраций загрязняющих веществ. Данная система не удаляет загрязнения, а лишь разбавляет их, смешивая с воздухом извне. Также системы общеобменной вентиляции активно используются для управления параметрами температуры и влажности в помещениях, поддерживая комфортные условия для обитателей.

Где используется?

Системы общеобменной вентиляции находят широкое применение в промышленных зданиях, где наблюдаются высокие теплопоступления. С начала 1980-х годов они также начали внедряться в другие типы зданий. На 1989 год, согласно данным, 50% промышленных объектов и 25% офисных пространств в России были оснащены системами общеобменной вентиляции. В последние годы наблюдается интерес к этим системам, поскольку они способствуют улучшению качества воздуха и повышают эффективность эксплуатации помещений.

Как работает?

Общеобменная вентиляция работает на основе разности плотности воздуха и создает две зоны: верхнюю – с загрязненным воздухом и нижнюю – с чистым. Эта разница достигается за счет введения воздуха низкой скорости на уровне пола, в то время как загрязненный воздух, поднимаясь, оседает в области потолка. Главной целью вытесняющей вентиляции является создание комфортного климатического баланса только в защищаемой зоне, в отличие от равномерного распределения условий в обычной системе приточно-вытяжной вентиляции. Воздух вводится в область, где находятся источники тепла, поднимаясь вверх, при этом теплый воздух, содержащий вредные вещества, переносится к потолку, где размещены вытяжные вентиляционные каналы.

Устройство общеобменных систем вентиляции

Общеобменные вентиляционные системы состоят из согласованных воздуховодов, расположенных на всей длине обслуживаемого помещения, с установленными вентиляционными отверстиями. Эти отверстия предназначены для всасывания и удаления облаков сварочного дыма, пыли и других загрязняющих частиц, которые стремятся подняться к потолку, создавая так называемую «грязную полосу» в помещении. Внутри системы очистки воздух проходит фильтрацию для предварительной очистки загрязнений перед выходом в атмосферу.

Вентиляция представляет собой необходимую меру контроля, позволяющую снизить уровень загрязняющих веществ в воздухе. Рассмотрим подробнее различные типы общеобменной вентиляции и их особенности.

По функционалу

Оптимальное распределение кондиционированного воздуха в помещении может быть обеспечено через два типа вентиляции: смешанную и вытесняющую. Смешанная вентиляция предполагает, что приточный воздух направляется в верхнюю часть помещения с определенной скоростью, что позволяет ему смешиваться с загрязненным воздухом. Следствием этого процесса является стабилизация экологического состояния в занимаемой зоне.

Вытесняющая вентиляция, в свою очередь, действует на основе эффекта диффузии, который возникает из-за наличия тепловых источников в пределах зоны. Конвективное движение воздуха ведет к формированию температурных слоев в области с соответствующим вертикальным градиентом. Это создает впечатление, что воздух в нижней части помещения холоднее.

Вытесняющая вентиляция применяется:

• в помещениях с высотой более 3,0 м;
• в небольших пространствах, где требуется огромный поток притока воздуха;
• совместно с охлаждающими потолками и активными охлаждающими балками.

Однако, вытесняющая вентиляция не применяется:

• в помещениях, высота которых ниже 2,5 м;
• в системах с пассивными охлаждающими балками;
• для обогрева пространства с помощью вентиляционного воздуха.

Дифузоры для вытесняющего воздуха обладают значительными размерами, по сравнению с диффузорами, которые применяются в системах смешанной вентиляции.

По площади охвата

Системы вентиляции могут быть классифицированы на два типа: общеобменная и местная вытяжная вентиляция. Общая (диффузионная) вентиляция осуществляет подачу свежего воздуха, который смешивается с тем воздухом, что находится на рабочем месте и разбавляет концентрацию загрязняющих веществ. Однако общая вентиляция недостаточно эффективна для контроля воздействия токсичных веществ, так как она лишь рассеивает их по всему пространству перед последующим удалением. Это требует значительных объемов воздуха и увеличивает затраты на отопление в зимний период. Основные функции этих систем состоят в контроле температуры, уровня влажности, а также в удалении запахов, следов летучих органических соединений (ЛОС), а также микроорганизмов с поверхностей, таких как ковры и обивка.

Местные вытяжные системы обеспечивают удаление загрязнений до того, как они смогут распространяться по помещению. Их разработка ориентирована на улавливание движущихся загрязняющих веществ без массивного всасывания больших объемов воздуха. Эти системы особенно важны при контроле токсических веществ, уровень которых может превышать допустимые нормы по закону. Система местной вентиляции включает в себя четыре основных компонента: капот, воздуховоды, воздухоочиститель и вентилятор.

По направлению движения воздушных масс

С учетом данного критерия, механическая вентиляция в промышленных помещениях подразделяется на следующие типы:

Назначение общеобменной вентиляции

Главная функция общеобменной вентиляции заключается в обеспечении циркуляции воздухообмена по всему объему помещений, в отличие от местной вентиляции, она охватывает большую площадь, не оставляя мертвых зон.

Общеобменная вентиляция особенно необходима при следующих условиях:

• в помещениях, где уровень загрязнения воздуха высок и присутствуют токсичные вещества;
• когда наблюдаются повышенные показатели влажности;
• в случаях, когда в помещениях становится душно;
• если хранение или использование веществ сопровождается резкими или неприятными запахами;
• в ситуациях, когда есть риск появления плесени;
• когда уровень влажности сильно колеблется в различные сезоны;
• в ситуациях, когда конденсат регулярно образуется на стеклах.

Для решения вышеобозначенных проблем становится актуальным использование систем общеобменной вентиляции. Если воздух в помещениях сильно загрязнен, выбирается общеобменная вентиляция. В случаях, когда воздух не сильно загрязнен, но имеет недостаточное количество кислорода, устанавливается система приточного воздуха. Обычно приточно-вытяжные элементы применяются для удаления загрязненных газовых потоков и обеспечения подачи свежего воздуха. Если это необходимо, в систему могут быть добавлены фильтры и нагреватели для улучшения ее работы.

Виды систем и основные характеристики

Существует несколько типов общеобменной вентиляции:

• приточная;
• вытяжная;
• смешанная.

Кроме того, системы могут быть классифицированы на естественные и принудительные; во втором случае используются вентиляторы.

Приточная вентиляция общеобменного типа обеспечивает благоприятный микроклимат, гарантируя постоянный приток свежего воздуха, что способствует снижению концентрации загрязняющих веществ до минимальных уровней, даже если изначально они были высокими. Вытяжная система отвечает за удаление загрязненного и нагретого воздуха. Для этого применяются вентиляторы, которые выталкивают воздух наружу. Такие системы представляют наибольшую эффективность, так как совмещают функции как притока, так и вытяжки воздуха.

Система механического воздухообмена использует вентиляционное оборудование для активного перемещения воздушных масс: осевые, центробежные и крышные вентиляторы. Применение специального оборудования позволяет очищать и нагревать воздух, а также делает систему независимой от погодных условий и ветровой нагрузки. Однако к основным недостаткам относятся затраты электроэнергии и возможный шум, возникающий при работе системы.

Что касается естественной вентиляции, то она не требует электроэнергии, полагаясь только на естественные потоки воздуха, что делает систему более экономичной. Она отличается простотой установки и отсутствием шума. Однако стоит отметить, что такая система лишена возможности очищения и подогрева, также нельзя увеличить скорость воздухообмена на постоянной основе.

Несмотря на привлекательность экономичности системы с естественной тягой, в реальных условиях ее эффективность может негативно сказываться под воздействием различных внешних факторов. Поэтому предпочтительным решением является смешанный подход, который включает принудительную вентиляцию. Таким образом, создается избыточное давление, способствующее выведению загрязняющих веществ через щели, двери и окна.

Расчет воздушного потока

Этап проектирования вентиляционной системы требует внимательного отношения к расчетам. Любая неточность может привести к дисбалансу воздуха и микроклимата, что повлечет за собой появление неприятных запахов и накопление пыли.

Для больших помещений целесообразно использовать автоматические системы, так как они поддерживают необходимый коэффициент воздухообмена, который представляет собой соотношение объема поступающих воздушных масс и объемом воздуха в помещении. Регулировка расхода воздуха должна осуществляться опытными специалистами, поскольку это сложный процесс, требующий максимальной точности и аккуратности.

Для проектирования системы общеобменной вентиляции следует выполнить последовательность расчетов:

1. Определить тип вентиляционной системы.
2. Узнать количество людей, постоянно находящихся в помещении.
3. Учесть степень загрязнения и тип вредных веществ, чтобы правильно подобрать оборудование для очистки воздуха.

На основе расчета 30 м³/ч на человека проектируется система общеобменной вентиляции с принудительной подачей, в случае естественной — показатель составляет 60 м³/ч на человека.

Для расчета общих потребностей в вентиляции без учета загрязнения воздуха можно использовать простую формулу P=A*B, где:

• A – объем воздуха, необходимый на одного человека;
• B – количество людей в помещении.

Если же воздух загрязнен, расчет производится по формуле P=A_в/(K_o–K_p), где:

• A_в – вес вредных веществ, приходящихся на одного человека в мг за час;
• K_o – концентрация токсичных веществ в воздухе;
• K_p – уровень загрязнения в приточных воздушных массах.

Производительность приточного воздуха можно рассчитать по формуле: L = A_в/(U — U_p), где:

• L – желаемый объем воздуха;
• A_в – вес токсинов, поступающих в воздух за час в мг;
• U – удельная концентрация вредных веществ в м³/ч;
• U_p – отсутствие токсинов в приточных воздушных массах в м³/ч.

Для небольших домов достаточно для грубых расчетов простых формул. Однако более сложные вычисления для многокомнатных зданий должны проводить квалифицированные проектировщики.

Разновидности

Системы вентиляции современных промышленных зданий классифицируются по нескольким ключевым признакам:

1. По принципу действия: естественная, принудительная и смешанная.
2. По площади охвата: общеобменная, местная, комбинированная.
3. По направлению движения: приточная, вытяжная, приточно-вытяжная.
4. По назначению: рабочая, аварийная.

Теперь рассмотрим основные особенности каждого типа более подробно.

По принципу действия

В зависимости от механизмов, вызывающих движение воздушных потоков, вентиляционные системы делятся на несколько категорий:

Естественная вентиляция осуществляется без применения специального оборудования, полагаясь на потоки воздуха, проходящие через окна, двери и специальные вентиляционные каналы. Воздушные потоки могут также свободно перемещаться в результате утечек в здании. В этом случае вентиляция считается организованной; в противном случае система будет дезорганизованной.

Движение воздуха в обоих случаях регулируется законами конвекции, основывающимися на разнице температур и давления. Применение вентиляционных систем значительно повышает эффективность естественной вентиляции в производственных помещениях, так как они обеспечивают оптимальную циркуляцию воздуха в больших пространствах без необходимости в механическом оборудовании, что позволяет существенно снижать затраты на вентиляцию.

Среди недостатков естественной вентиляции можно отметить низкую производительность системы, зависимость ее от погодных условий и недостаток стабилизации температуры воздуха зимой.

Принудительная вентиляция обеспечивает улучшенную эффективность, чем естественная. В этом случае система работает на основе комплекса взаимосвязанных приточно-вытяжных установок и сети воздуховодов.

Основные задачи принудительной вентиляции заключаются в:

1. Заборе, откачке и притоке воздуха, а при необходимости — в его очистке, осушении или увлажнении, ионизации, подогреве.
2. Обеспечении доставки воздуха в необходимом количестве в заданные зоны.
3. Перемещении воздушных масс на дальние дистанции.
4. Независимости от неблагоприятных погодных условий.

Принудительная вентиляция может быть как приточной, так и вытяжной. Но в большинстве случаев используется комбинированный подход, где осуществляется приток и вытяжка воздуха, создавая равномерный воздухообмен, что особенно важно в условиях высоких тепловых выбросов.

Для повышения эффективности механических распределительных систем на производстве часто применяются смешанные системы, что позволяет экономить электроэнергию.

Смешанная система панели часто применяется в следующих типичных условиях:

1. Летом, когда эффективный воздухообмен могут обеспечить аэраторы и открытые окна, и наоборот, зимой, когда требуется подключение электрических устройств для сохранения тепла.
2. Локальные вытяжные системы используются на кухнях, в тренажерных залах, душевых и ванных комнатах, где необходимо удаление запахов и паров.
3. Непроницаемые зоны в крупных торговых центрах и производственных помещениях требуют оснащения системами местной вытяжки.
4. Для предотвращения появлений аварийных ситуаций, таких как утечки бытового газа.

Требования

Общие требования к системам промышленной вентиляции сводятся к следующим пунктам:

1. Соответствие установленным нормам пожарной безопасности.
2. Отвод вредных выбросов должен исключать их проникновение в зоны, где работают сотрудники.
3. Материалы, используемые для оборудования вентсистемы, должны иметь необходимые гигиенические и пожарные сертификаты.
4. Покрытие воздуховодов должно иметь стойкость к воздействию агрессивных веществ.
5. Если вентиляционные рукава окрашены краской, которая может загореться, толщина покрытия не должна превышать 0,2 мм.
6. На одного человека требуется обеспечивать приток воздуха не менее 30 м³/ч.
7. Минимальный уровень нагрева подаваемого воздуха зимой в зонах с рабочим персоналом составляет 10°C.
8. Уровень шума работы вентиляционного оборудования не должен превышать рекомендуемые параметры для рабочих мест — 110 дБ.

Все требования к производственным системам вентиляции формируются на основе СанПиН и других нормативных документов, применимых для конкретных предприятий.

Расчет, проектирование, монтаж

Монтаж вентиляционной системы включает несколько этапов:

• Подготовительный этап. На данном этапе разрабатывается проект, учитывающий тип помещения, вредные факторы, количеством сотрудников. Выполняются расчеты мощности вентиляции и подбираются необходимые компоненты оборудования, воздуховодов, приемников и т. п. Происходит также транспортировка материалов к месту выполнения работ.
• Установочный этап. Определяется порядок сборки, установки и подключения всех элементов системы в единое целое. Осуществляется подключение к электросети.
• Пусконаладочный этап. На этом этапе проводятся тестовые проверки функционирования оборудования. Подписывается акт приемки, и рыночная система вводится в эксплуатацию.

Значение общеобменной системы

Общеобменная вентиляция играет ключевую роль в удалении вредных компонентов из воздушных масс, образующимися непосредственно в местах их возникновения. Системы общеобменной вентиляции могут поддерживать идеальный баланс между газами, поступающими в помещения, и теми, которые из них уходят.

Применение систем общеобменной вентиляции становится необходимым, когда требуется убрать все вредные компоненты из воздуха, что невозможно сделать локальной вентиляцией.

Для производственных помещений общеобменной вентиляции используются осевые вентиляторы, которые устанавливаются либо в стену, либо в оконные проемы, что позволяет обеспечить достаточный воздухообмен.

Если вентиляционное пространство представляет собой крупное здание, рекомендуется применять центробежные вентиляторы.

Такой тип систем охватывает все нужды промышленных объектов и оказывается значительно более распространенным вариантом по мере сравнения с местными или приточными вентиляциями.

Сильно популярны также и системы приточно-вытяжной вентиляции, однако их внедрение происходит реже, поскольку они представляют собой более затратные решения и требуют тщательного соблюдения пожарной безопасности.

Пример систем приточно-вытяжной вентиляции.

Особенности общеобменной механической вентиляции

Общая механическая вентиляция обладает рядом преимуществ, если сравнивать ее с естественной вентиляцией. В первую очередь, основным плюсом является то, что данная система получает энергию от вентиляторов и других устройств, позволяющих перемещать воздушные массы на значительные расстояния. Однако и механическая система имеет отрицательную сторону: потребление большого количества электроэнергии.

Тем не менее, даже высокие энергозатраты нельзя считать критическим минусом, особенно с учетом того, что механические системы способны работать автономно, обеспечивая отвлечение и подачу любого объема воздушных масс независимо от изменений температуры на улице. При необходимости система механической вентиляции имеет возможность эффективно манипулировать воздухом, осуществляя его подогрев или охлаждение — что особо важно в случае возникновения любых ЧС.

Этот тип вентиляционной системы становится даже более успешным по сравнению с приточно-вытяжной.

Система общей механической вентиляции требует увеличенных объемов электроэнергии.

Расчет потребного воздухообмена в общеобменной вентиляционной системе

Для обеспечения успешной работы общеобменной вентиляции крайне важно выполнить расчет требуемого воздухообмена до начала установки системы.

Кратность воздухообмена, необходимая для удаления излишнего тепла из воздушных масс, рассчитывается следующим образом:

• умножается теплоемкость на плотность воздушных масс;
• от температуры воздуха в помещении вычитается температура приточных воздушных масс;
• все значения после проведения вышеперечисленных действий перемножаются;
• общее количество выделенного тепла делится на полученное значение.

Обращаем внимание, что температура приточного воздуха зависит от географического положения производственного объекта.

При оценке необходимого воздухообмена следует полагать, что температура в помещении выше наружного воздуха на 3-5 градусов.

Для определения плотности воздуха используются следующие параметры:

• константа 273 складывается с температурой входящих воздушных масс;
• константа 353 делится на полученное выше значение.

Для определения объема избыточного тепла, который требуется удалить из воздуха, необходимо учитывать тепловой баланс: количество тепла, теряемого стенами здания и которое уходит с нагретыми материалами, должно быть вычтено из тепла, поступающего в помещение из различных источников. Также необходимо отметить, что в теплое время года требования по воздухозабору не учитывают теплоотдачу от стен.

К источникам тепла, которые могут негативно повлиять на режим работы системы, относятся:

• горячии оборудовани;
• приборы, работающие от электрических двигателей;
• солнечное излучение;
• работающие в помещениях люди;
• различные массы, которые остывают, такие как вода и металл.

Для тепла, выделяемого агрегатами с электродвигателями, расчет производится путем умножения константы 3528 на коэффициент нагрузки агрегата, который колеблется от 0,25 до 0,35.

Тепло, выделяемое работающими людьми, рассчитывается путем умножения числа работников и количества тепла, выделяемого одним человеком.

Для понимания, что такое общеобменная вентиляция, такую расчетную схему можно использовать.

Расчет воздухообмена

При удалении пыли следует помнить о том, что допустимая разница между подачей и вытяжкой не должна превышать 15%. При расчете воздухообмена через общеобменную вентиляцию акцент необходимо делать на устранении превышения тепла и снижении концентрации токсичных веществ до установленных норм. Эти параметры четко обозначены в ГОСТ 12.1.005-88. Для территории России нормальная температура воздуха, поступающего в помещения, составит 22,3 градуса – это значение, которое должно быть нацелено для регулирования системы.

Для определения, сколько тепла должно быть отведено, разрабатывается тепловой баланс, в котором должны учитывать:

• солнечное излучение;
• количество людей в помещениях;
• горячие предметы.

Схема устройства

При проектировании общеобменной вентиляции нужно прорабатывать множество аспектов:

• конструкция трубопроводов и каналов;
• приемные камеры воздуха;
• применяемые насадки для притока;
• дроссельные клапаны;
• задвижки для регулирования;
• блоки для очистки;
• вытяжные шахты.

Советы мастеров

Иногда при установке приходится организовывать длинные вытяжные каналы. В случае, когда длина превышает 30-40 м, осевые вентиляторы становятся нецелесообразными; в таких случаях стоит использовать центробежные вентиляторы. На кухнях кратность воздухообмена должна быть от 9 до 10 раз, что подразумевает, что на каждого жителя должно приходиться около 60 кубометров воздуха. Дополнительно кухня должна обеспечивать около 70 кубометров воздуха в час и 1 кВт мощности отопления.

О различных типах вентиляционных систем можно узнать в данном видеоролике: (ссылка будет предложена отдельно).