Расчет вентиляции производственного помещения: приточной, вытяжной

Как рассчитать вентиляцию производственного помещения: принцип вычисления минимально необходимого воздухообмена и факторы влияющие на требования к вентиляционной системе

При работе на производстве должны соблюдаться различные нормативы, к условиям труда предъявляются строгие требования. Немало зависит на предприятиях от правильного воздухообмена. Естественная вентиляция не поможет его обеспечить, поэтому необходимо устанавливать приточно-вытяжную вентиляцию. Для этого требуется специальное оборудование, а значит, необходим расчет вентиляции производственного помещения.

Факторы, влияющие на минимально необходимую мощность вентиляционной системы

Во-первых, на качество вентиляции влияет загрязнение воздуха. В производстве встречаются следующие виды выделений вредных веществ:

теплота, выделяемая работающим оборудованием,
испарения и пары вредных веществ,
выделения различных газов,
влажность,
выделения людей (пот, дыхание и т.п.).

Практически на всех предприятиях присутствуют хотя бы какие-то из этих загрязнений. Высчитывая мощность системы вентиляции, их надо брать в расчет.

Приточно-вытяжная вентиляция должна выполнять следующие функции:

Удаление вредных веществ.
Удаление излишков влаги.
Очистка загрязненного воздуха.
Удаленный выброс вредных веществ.
Регуляция температуры помещения, поглощение излишнего тепла.
Наполнение помещения чистым воздухом.
Нагрев, охлаждение или увлажнение поступающего воздуха.

Все эти функции требуют определенных затрат мощности при работе вентиляционной системы. Поэтому при ее установке необходимо выбрать и рассчитать все необходимые параметры.

При проектировании устройства вентилирования рассчитывают расход воздуха по формуле:

F обозначает суммарную площадь проемов в м 2 ,
Wо — среднее значение скорости втягивания воздуха. Эта функция зависит от степени загрязненности воздуха и характера выполняемых операций.

Еще один фактор, влияющий на мощность вентиляции — это подогрев поступающего воздуха. Чтобы затраты были меньше, используют рециркуляцию: часть очищенного воздуха нагревается и возвращается в помещение. При этом должны быть соблюдены следующие правила:

снаружи должно поступать не менее 10% чистого воздуха, а в обратно поступающем воздухе вредных примесей не должно быть более 30%;
запрещается применение рециркуляции на производстве, где в воздухе присутствуют взрывоопасные вещества, вредные микроорганизмы, выбросы, относящиеся к 1-3 классу опасности.

Расчет приточно-вытяжной вентиляции производственного помещения

Для того, чтобы сделать проект приточно-вытяжной вентиляции, первым делом определяется источник вредных веществ. Затем высчитывается сколько чистого воздуха необходимо для нормальной работы людей и сколько загрязненного воздуха необходимо вывести из помещения.

Каждое вещество имеет свою концентрацию, и нормы содержания их в воздухе тоже различны. Поэтому расчеты делаются для каждого вещества в отдельности, а результаты потом суммируются. Для создания правильного воздушного баланса необходимо учитывать количество вредных веществ и локальных отсосов, чтобы сделать расчет и определить, сколько необходимо чистого воздуха.

Различают четыре схемы воздухообмена приточно-вытяжной вентиляции на производстве: сверху-вниз, сверху-вверх, снизу-вверх, снизу-вниз.

Вентиляция производственных помещений, цехов

Чтобы получить коммерческое предложение, позвоните нам по телефону +7 (495) 745-01-41 или отправьте быструю заявку

Вентиляция производства – комплекс мер, направленных на организацию и поддержание стабильного воздухообмена в производственных помещениях. Работающее оборудование и производственные процессы нередко являются источником попадания в воздух взвешенных частиц и ядовитых испарений, что может негативно сказаться на здоровье людей. Кроме того недостаток свежего воздуха понижает производительность и способность переносить физические нагрузки.

Задачей вентиляции производственных помещений является удаление отработанного воздуха (вытяжная система вентиляции) и замена его свежим (приточная система вентиляции), специально очищенным, подогретым или охлажденным, отвечающим всем нормам.

наличие вредных испарений
изменение температурного режима
повышенная загазованность

Решение

Необходимо сразу сказать, что все зависит от типа производства, поэтому при выборе системы вентиляции нужно отталкиваться от:

Техники, параметров производства
Требуемых условий труда

Чаще всего для вентиляции большого производства (120 тыс. куб.) применяется приточно-вытяжная вентиляция с охлаждением или подогревом воды. Тогда как не для всех производственных объектов подходит система с рекуперацией тепла.

Цена вентиляции (online-расчет)

Кратность воздухообмена

Оптимальная кратность воздухообмена в производственных помещениях определяется исходя из справочных таблиц СНиП 2.04.05-91 и находится в достаточно широких пределах: от 3 до 40 раз в час. Это значит, что за один час воздух в помещении должен полностью замениться свежим данное количество раз. Также нормы устанавливают минимально допустимый объем поступающего свежего воздуха. Рассмотрим подробнее, какие факторы влияют на эти расчеты.

Факторы, определяющие должный воздухообмен в производственных помещениях:

Объем и геометрия цеха. Играет роль как общий объем помещения, так и его форма. Дело в том, что от формы зависят параметры движения потоков воздуха по помещению, могут возникать завихрения и застойные зоны.
Количество работающих в цеху сотрудников. Определяется необходимый приток свежего воздуха, исходя из уровня интенсивности физического труда. При выполнении различных манипуляций, не требующих существенных физических усилий, достаточным является воздухообмен 45 куб.м./ч на сотрудника, а при выполнении тяжелых физических работ – не менее 60 куб.м./ч.
Характер технологических процессов и загрязнение воздуха вредными веществами. Для каждого вещества имеется предельно допустимая концентрация, исходя из которой определяется интенсивность воздухообмена, которая позволит поддерживать концентрацию в безопасных пределах. Наиболее требовательными по кратности являются красильные цеха, а также различные промышленные площадки, на которых применяются летучие и токсичные вещества. В таких зданиях необходимый воздухообмен может достигать 40 раз в час и более.
Выделяемое оборудованием тепло. Избыточная тепловая энергия также должна эффективно удаляться системой вентиляции, особенно если в помещении не предусмотрено кондиционирование.
Избыточная влага. Если технологические процессы предполагают применение открытых жидкостей, которые испаряются и повышают влажность, необходимо предусмотреть достаточный обмен, чтобы поддерживать стабильную влажность.

В производственных цехах площадью больше 50м2 на каждого работника необходимо поддерживать рассчитанную температуру воздуха в постоянной рабочей зоне и не менее 10°С на временных рабочих местах;

В случаях, когда приточная вентиляция производственного помещения не может поддерживать требуемые показатели микроклимата в зоне обслуживания персонала по экономическим или производственным причинам, постоянные рабочие места оборудуются устройствами душирования уличным воздухом или местной системой кондиционирования;

Температура воздуха рабочей зоны на промышленных объектах с полностью автоматизированными технологическими линиями, работающими без обслуживающего персонала, допускается: в летний период на уровне температуры воздуха на улице, при избытке тепла – на 4°С больше температуры уличного воздуха; зимой – при отсутствии избытка тепла – 10°С, при наличии избытка тепла – экономически оправданный уровень.

Требования к производственной вентиляции

Вентиляция и кондиционирование производственных помещений регулируется общими требованиями СанПиН, а также параметрами, характерными непосредственно данному цеху предприятия. К ним относятся:

механическая вентиляция производственных помещений должна отвечать правилам пожарной безопасности;
удаление опасных для здоровья веществ, выбросов без допуска в рабочую зону персонала;
обязателен гигиенический и пожарный сертификат о безопасности материалов, из которых произведены элементы вентсистемы;
антикоррозийное покрытие воздуховодов, либо они должны быть сделаны из материалов, устойчивых к подобным воздействиям;
толщина покрытия вентиляционных каналов горючей краской не должна превышать 0,2 мм;
для расположенных непосредственно внутри цеха рабочих зон персонала концентрация вредных веществ не должна составлять более 30 %;
влажностный, скоростной показатели воздухопотока не нормируются в летний период;
в зимний период температурный показатель воздуха внутри цеха с находящимся там персоналом – минимум 10⁰ С, при отсутствии людей – минимум 5⁰ С;
в летний период температурные показатели внутреннего и наружного воздухопотоков равны, либо внутренняя температура не превышает наружную более чем на 4⁰ С;
неиспользуемые летом цеха требования к производственной вентиляции не регламентируют по температурному показателю;
общий уровень шума внутри промышленного цеха не должен превышать 110 дБа, сюда включается и рабочий шум системы вентилирования.

Приведенный перечень довольно общий. На практике требования к вентиляции производственных помещений дополняются индивидуальными параметрами производства, конструкции цеха, спецификой выпускаемой продукции и т.д. Кроме того, необходимо обязательно учитывать, как взаимодействуют отопление и вентиляция внутри цеха. А также следует принимать в расчет, что освещение и вентиляция производственных помещений также взаимосвязаны.

Виды производственной вентиляции

Классификация промышленного вентилирования проводится по критериям локализации, направленности и способа функционирования. Рассмотрим подробнее.

По принципу функционирования

Естественная. Основывается на природной циркуляции воздушных потоков с разными температурой, давлением, плотностью. Тяжелый холодный воздушный поток вытесняет более легкий и теплый. В промышленном помещении этот процесс может происходить через естественные зазоры, неплотности оконных дверных проемов, либо организованные приточные и вытяжные проемы, закрытые решетками, дефлекторами.
Зависит от атмосферных условий, силы и направления ветра, времени года (зимой проветривание осуществляется лучше за счет сильной тяги). Данный способ подходит далеко не всем производствам, особенно там, где есть вредные выбросы от работающей техники. Может устанавливаться, например, в помещениях сельскохозяйственного направления.

Искусственная вентиляция. Если производство предполагает побочный эффект в виде токсичных теплогазовыделений, механическая вентиляция производственных помещений строго обязательна. Главная функция – отведение отработанного воздухопотока от рабочей зоны персонала, препятствие проникновению вредных паров в другие помещения, отсеки, а также подача свежего уличного воздуха (очищенного или неочищенного) общим потоком или адресно.
Организовывается при помощи механических средств подачи-отведения воздушных масс (приточных, вытяжных вентиляторов, крышных установок). Является более эффективным способом очищения, циркуляции воздухопотока внутри промышленного цеха.

По принципу локализации

Общеобменная. Рассчитана на равномерное очищение всего цеха от вредных технологических тепловыделений, нормализуя температурно-влажностный показатель, скорость движения воздуха. Быстро справляется с небольшим процентом загрязнения воздушных масс.
Местная вентиляция. Применяется, когда есть локализация большого количества токсинов, паров, задымленности и т.д. в определенном месте. Устанавливается непосредственно над источником повышенного теплогазовыделения. Могут использоваться вытяжные зонты или гибкий воздуховод, подключенный непосредственно к оборудованию. Применяется совместно с общей вентиляционной системой в качестве дополнительного очищающего воздух оборудования.
Аварийная. Устанавливается и применяется в дальнейшем при экстренных случаях, например, пожаре, чрезмерном выбросе ядовитых веществ промышленным оборудованием, высоком уровне задымленности и др.

По принципу направленности потока

Установки приточной вентиляции. Принцип действия основан на вытеснении холодным притоком теплого отработанного воздуха через организованные вытяжные проемы вверху цеха. Могут быть как естественной организации, так и механической.
Установки вытяжной вентиляции удаляют отработанный воздухопоток вместе с частицами гари, дыма, ядовитыми парами, лишним теплом и т.д. Конструктивно могут быть общими или локальными, чаще всего с принудительным побуждением, так как естественным путем удалить загрязненный воздух довольно проблематично.
Приточно вытяжная установка применяется наиболее часто, обеспечивает необходимую циркуляцию воздушных масс внутри промышленного цеха. Чаще всего с механическим оснащением (приточные, вытяжные вентиляторы).

Оборудование для вентиляции производственных помещений

Система принудительной приточной вентиляции состоит из следующих элементов:

воздуховоды;
вентилятор;
воздушные фильтры;
воздушные клапаны;
воздухозаборные решетки;
шумопоглощающая изоляция;
калорифер (нагревание воздуха);
автоматический блок управления при необходимости.

Устройство механической вытяжной вентиляции организовано по такой же модели, за исключением калорифера, фильтров, которые для удаляемого воздуха не нужны.

Локальная вытяжная вентиляция производственных помещений организовывается вытяжными зонтами, гибкими воздуховодами, подключенными к общей системе воздухообмена.

Кроме того, приточно-вытяжное вентилирование может оснащаться рекуператором тепла для экономии электроэнергии во время обогрева входящего потока. Приточные массы нагреваются за счет тепла удаляемого воздуха, не смешиваясь с ним при этом.

Проектирование и монтаж

Для обеспечения максимально качественной вентиляции, необходимо выполнять ее проектирование и монтаж уже на этапе строительства. Только так можно учесть все меры безопасности, правильно спроектировать вытяжные зоны.

Но случается и так, что необходим монтаж системы вентиляции в уже построенном здании. В этом случае следует учесть все условия, в которых будет эксплуатироваться система, а так же назначение самого помещения. Выбор оборудования всегда зависит от взрыво- и пожароопасности помещения.

Как известно для производственных помещений используют обще обменную и местную вентиляцию. Первая отвечает за воздухообмен и очистку воздуха всего помещения. А вот с помощью местных отсосов можно решить только локальные задачи в месте образования тех самых вредных веществ. Но удержать и нейтрализовать такие воздушные потоки полностью, препятствуя их распространению по всему помещению, не удается. Тут необходимы дополнительные элементы, такие как зонты.

На выбор оборудования при монтаже вентиляции производственных помещений оказывает влияние тип производства и количество выделяемых вредных веществ, параметры самого помещения, и расчетная температура для холодного и теплого времени года.

Подведя итог хочется сказать, что такая непростая задача, как расчет, проектирование и последующий монтаж вентиляции, должны выполнять квалифицированные специалисты, у которых за плечами багаж знаний и накопленный годами опыт.

Управление вентиляционными системами

Автоматизация управления вентсистем позволяет оптимизировать процесс и снизить эксплуатационные расходы. Такой подход позволяет минимизировать участие человека в управлении и снизить риск «человеческого фактора». Автоматическое управление подразумевает установку датчиков, регистрирующих температуру/влажность воздуха, концентрацию вредных веществ, степень задымленности или загазованности. Все датчики связаны с блоком управления, который благодаря заданным настройкам включает или отключает оборудование. Таким образом, автоматизация помогает соблюдать требования санитарных норм, быстро реагировать на аварийные ситуации и экономить значительные средства.

Пример расчета воздухообмена

Необходимо рассчитать величину воздухообмена по наружному воздуху в помещении школьной лаборатории, площадью F_лаб = 40 м 2 . В лаборатории находится 10 человек. Выделяющаяся вредное вещество – озон в количестве m_O_З = 150 мг/ч. Расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой зоны местными отсосами от оборудования, L_MO = 200 м 3 /ч. Предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в обслуживаемой зоне q_O_З = 0,1 мг/м 3 . Концентрация вредного вещества в наружном воздухе q_H = 0 мг/м 3 . Коэффициент эффективности воздухообмена в помещении К_q = 1.

Как рассчитываются параметры вентиляционных систем

Проектирование вентиляции жилого, общественного или производственного здания проходит в несколько этапов. Воздухообмен определяется исходя из нормативных данных, используемого оборудования и индивидуальных пожеланий заказчика. Объем проекта зависит от типа здания: одноэтажный жилой дом или квартира рассчитываются быстро, с минимальным количеством формул, а для производственного объекта требуется серьёзная работа. Методика расчета вентиляции строго регламентирована, а исходные данные прописаны в СНиП, ГОСТ и СП.

Этапы

Подбор оптимальной по мощности и стоимости системы воздухообмена проходит пошагово. Порядок проектирования очень важен, так как от его соблюдения зависит эффективность работы конечного продукта:

Определение типа вентсистемы. Проектировщик анализирует исходные данные. Если требуется проветрить небольшое жилое помещение, то выбор падает на приточно-вытяжную систему с естественным побуждением. Этого будет достаточно, когда расход воздуха небольшой, вредных примесей нет. Если требуется рассчитать большой венткомплекс для завода или общественного здания, то предпочтение отдаётся механической вентиляции с функцией подогрева/охлаждения приточки, а если понадобится, то и с расчётом по вредностям.
Анализ выбросов. Сюда входит: тепловая энергия от осветительных приборов и станков; испарения от станков; выбросы (газы, химикаты, тяжёлые металлы).
Расчет воздухообмена. Задача систем вентилирования – удаление из помещения избытков тепла, влаги, примесей с равновесной или чуть отличающейся подачей свежего воздуха. Для этого определяется кратность воздухообмена, согласно которой подбирается оборудование.
Подбор оборудования. Производится по полученным параметрам: требуемый объем воздуха на приточку/вытяжку; температура и влажность внутри помещения; наличие вредных выбросов, подбираются вентустановки или готовые мультикомплексы. Самый важный из параметров – объём воздуха, необходимый для поддержания проектной кратности. Фильтры, калориферы, рекуператоры, кондиционеры и гидравлические насосы идут как дополнительные устройства сети, обеспечивающие качество воздуха.

Расчёт выбросов

Объём воздухообмена и интенсивность работы системы зависят от двух этих параметров:

Нормы, требования и рекомендации, прописанные в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», а также другой, более узкоспециализированной нормативной документации.
Фактические выбросы. Рассчитываются по специальным формулам для каждого источника, и приведены в таблице:

Тепловыделения, Дж

Двигатель электрический		N – мощность двигателя по номиналу, Вт; K1 – загрузочный коэффициент 0,7-0,9 k2η – коэффициент работы в одно время 0,5-1.
Приборы освещения
Человек		n – расчётное число людей для этого помещения; q – количество теплоты, которое выделяет организм одного человека. Зависит от температуры воздуха и интенсивности работы.
Поверхность бассейна		V – скорость движение воздуха над водной поверхностью, м/с; Т – температура воды, 0 С F – площадь водного зеркала, м2
Водная поверхность, например бассейн		Р – коэффициент массоотдачи; F-площадь поверхности испарения, м 2 ; Рн1, Рн2 – парциальные давления насыщенного водяного пара при определенной температуре воды и воздуха в помещении, Па; РБ – давление барометрическое. Па.
Мокрый пол		F – площадь мокрой поверхности пола, м 2 ; t_с, t_м – температуры воздушных масс, замеренные по сухому/мокрому термометру, 0 С.

Используя данные, полученные в результате вычисления вредных выделений, проектировщик продолжает рассчитывать параметры вентиляционной системы.

Вычисление воздухообмена

Специалисты используют две основные схемы:

По укрупненным показателям. В данной методике не предусматриваются вредные выбросы, такие как тепло и вода. Условно назовем его «Способ №1».
Метод с учётом избытков тепла и влаги. Условное название «Способ №2».

Способ №1

Единица измерения – м 3 /ч (кубические метры в час). Применяют две упрощенные формулы:

L=K ×V(м 3 /ч); L=Z ×n (м 3 /ч), где

K – кратность воздухообмена. Отношение объёма приточки за одни час, к общему воздуху в помещении, крат в час;
V – объём помещения, м 3 ;
Z – значение удельного обмена воздуха за единицу верчения,
n – количество единиц измерения.

Подбор вентрешёток осуществляется по специальной таблице. При подборе также учитывается средняя скорость прохождение потока воздуха по каналу.

Таблица выбора размеров вентиляционных решёток

Способ №2

При расчёте учитывается ассимиляция тепла и влаги. Если в производственном или общественном здании избыток тепла, то используется формула:

где ΣQ – сумма тепловыделений от всех источников, Вт;
с – тепловая ёмкость воздуха, 1 кДж/(кг*К);
tyx – температура воздуха, направленного на вытяжку,°С;
tnp – температура воздуха, направленного на приточку,°С;
Температура воздуха, направленного на вытяжку:

где tp.3 – нормативная тем-ра в рабочей зоне, 0 С;
ψ- коэффициент увеличение температуры, зависящий от высоты измерения, равный 0,5-1,5 0 С/м;
Н – длина плеча от пола до середины вытяжки, м.

Когда технологический процесс предполагает выделение большого объема влаги, то используется другая формула:

где G – объём влаги, кг/ч;
dyx и dnp – содержание воды на один килограмм сухого воздуха приточки и вытяжки.

Существует несколько случаев, более подробно описанных в нормативной документации, когда требуемые воздухообмен определяется по кратности:

k – кратность смены воздуха в помещении, раз в час;
V – объём помещения, м 3 .

Расчёт сечения

Площадь поперечного сечения воздуховода измеряется в м 2 . Её можно посчитать по формуле:

где v – скорость воздушных масс внутри канала, м/с.

Различается для основных воздуховодов 6-12 м/с и боковых придатков не более 8 м/с. Квадратура влияет на пропускную способность канала, нагрузку на него, а также уровень шума и способ монтажа.

Расчёт потерь давления

Стенки воздуховода не гладкие, и внутренняя полость не заполнена вакуумом, поэтому часть энергии воздушных масс при движении теряется на преодоления этих сопротивлений. Величина потери рассчитывается по формуле:

где ג – сопротивление трению, определяется, как:

Формулы, приведенные выше, являются правильными для каналов круглого сечения. Если воздуховод квадратный или прямоугольный, то существует формула приведения к эквиваленту диаметра:

где a,b – размеры сторон канала, м.

Мощность напора и двигателя

Напор воздуха от лопастей H должен полностью компенсировать потери давления P, при этом создавая расчётное динамическое P_д на выходе.

Мощность электрического двигателя вентилятора:

Подбор калорифера

Часто отопление интегрируется в систему вентиляции. Для этого используются калориферы, разные виды рекуператоров, а также метод рециркуляции. Выбор устройства осуществляется по двум параметрам:

Q_в – предельный расход тепловой энергии, Вт/ч;
F_k – определение поверхности нагрева для калорифера.

Расчёт гравитационного давления

Применяется только для естественной системы вентилирования. С его помощью определяется её производительность без механического побуждения.

Подбор оборудования

По полученным данным о воздухообмене, форме и размере сечение воздуховодов и решёток, количестве энергии для обогрева подбирается основное оборудование, а также фитинги, дефлектор, переходники и другие сопутствующие детали. Вентиляторы подбираются с запасом мощности под пиковые периоды работы, воздуховоды с учетом агрессивности среды и объёмов вентилирования, а калориферы и рекуператоры – исходя из тепловых запросов системы.

Ошибки при проектировании

На этапе создания проекта нередко встречаются ошибки и недоработки. Это может быть превышенный шумовой фон, обратная или недостаточная тяга, задувание (верхние этажи многоэтажных жилых домов) и другие проблемы. Часть из них можно решить и после завершения монтажа, с помощью дополнительных установок.

Яркий пример низкоквалифицированного расчета – недостаточная тяга на вытяжке из производственного помещения без особо вредных выбросов. Допустим, вентканал заканчивается круглой шахтой, возвышающейся над крышей на 2 000 – 2 500 мм. Поднимать её выше не всегда возможно и целесообразно, и в подобных случаях используется принцип факельного выброса. В верхней части круглой вентшахты устанавливается наконечник с меньшим диаметром рабочего отверстия. Создаётся искусственное сужение сечения, которое влияет на скорость выброса газа в атмосферу – она многократно увеличивается.

Пример проекта

Методика расчёта вентиляции позволяет получить качественную внутреннюю среду, правильно оценив негативные факторы, её ухудшающие. В компании «Мега.ру» работают профессиональные проектировщики инженерных систем любой сложности. Мы оказываем услуги на территории Москвы и соседних областей. Также компания успешно занимается удалённым сотрудничеством. Все способы связи указаны на странице «Контакты», обращайтесь.

Расчет вентиляции производственных помещений

При проектировании вытяжной или приточной вентиляции в помещении производственного назначения важно грамотно провести расчет для общеобменной системы, локальной или смешанной, которая планируется для данного помещения.

Расчет общеобменной вентиляции в самом простом случае – когда не выделяются вредные вещества – производится по формуле: L = N х M, где:

L – нужное количество воздушной смеси (измеряется в м 3 /ч);
N – число людей, работающих в помещении;
M – удельный расход поступающего воздуха одним человеком за 1 час.

СНиП «Отопление и вентиляция» определяет M (удельный расход воздуха) в 30 м3/ч для одного человека в помещении, в котором возможно проветривание, и в 60 м3/ч для одного человека в непроветриваемом.

Если общеобменной вентиляции помещения недостаточно, расчет локальной вытяжной системы начинается с определения мест повышенного выделения опасных веществ. Для площадей или рабочих мест с одним или несколькими источниками повышенного выброса нужен расчет вытяжной вентиляции производственных помещений.

Размеры вытяжки определяются, в зависимости от ее формы (прямоугольная или круглая) по формулам:

для прямоугольной вытяжки: А =a + 0.8z, B =b + 0.8z, где:
- A – длина поверхности вытяжки,
- B – ширина поверхности вытяжки,
- a – длина поверхности источника выброса,
- b – ширина поверхности источника выброса,
- z – высота установки вытяжки над источником выброса.
- для круглой вытяжки: D =d + 0.8z, где:
  - D – диаметр поверхности вытяжки,
  - d – диаметр поверхности источника выброса,
  - z – высота установки вытяжки над источником выброса.

Если источников выброса много или выбор происходит по всей площади объекта, то локальная вытяжная вентиляция производственного помещения либо малополезна, либо обойдется слишком дорого.

В этом случае задача приточной системы вентиляции – «разбавить» содержание вредных веществ, а затем удалить их через общеобменную вентиляцию производственного помещения.

Предельное содержание вредных веществ в воздухе помещения содержится в санитарных нормах, а задача расчета приточной вентиляции помещения – не допустить превышения предельной концентрации.

Количество чистого воздуха, подаваемого на объект, определяется при расчете мощности приточной системы по формуле: L = M_в / (У_пом – У_п), где:

L – нужное количество воздуха, поступающего через приток (м3/ч);
М_в – масса опасного вещества, выделяемое в рабочей зоне за час (мг/ч);
У_пом – удельная концентрация вредного вещества в объеме воздуха рабочей зоны (мг/м3);
У_п – удельная концентрация вредного вещества в объеме воздуха, поступающего через приток (мг/м3).

Если расчет вентиляции производственных помещений проводится для объектов, в которых выделяется несколько видов вредных веществ, то расчет приточной вентиляции помещения выполняется для зоны выделения каждого вещества в отдельности, из их суммы получается общий объем воздуха, который должен поступать через приток. Этот же объем воздуха должен удаляться с помощью локальных вытяжек и общеобменной вентиляции.

Расчет системы вентиляции производственных помещений Вы можете заказать у специалистов компании «Нева Климат». Наши инженеры имеют более чем пятилетний опыт в расчете промышленной общеобменной системы вентиляции помещений, вытяжной системы вентиляции или приточной для разных площадей и производственных помещений разного назначения.

По телефону +7 (812) 611-07-37 или на сайте компании Вы можете заказать:

расчетные работы по вытяжной вентиляции производственного помещения;
расчетные работы по приточной системе вентиляции;
расчетные работы по общеобменной вентиляции;
расчет приточной, вытяжной или приточно-вытяжной локальной системы;
проект производственной вентиляции для любых помещений;
а также задать нашим специалистам вопросы по расчету вентиляции.

Вентиляция производственных помещений: правила организации воздухообмена

Основная работа, которую выполняет вентиляция производственных помещений — удаление использованного воздуха и нагнетание свежего. С ее помощью в цехах и офисах предприятия создают комфортную воздушную среду, соответствующую нормативным требованиям.

Переоценить роль эффективной вентиляционной системы сложно. Ведь согласитесь, только в условиях чистого воздуха, нормального температурного и влажностного режима можно добиться повышения производительности труда.

Чтобы понять, как организовать достаточный воздухообмен здания, необходимо разобраться в типах и особенностях работы разных вентиляционных систем.

Мы расскажем, как функционирует естественная и механическая вентиляция, опишем способы обустройства локального вентилирования рабочей зоны, а также объясним принципы расчета воздухообмена.

Классификация вентиляционных систем

Все существующие вентиляционные системы группируют по 4 признакам:

По способу перемещения воздуха вентиляцию называют: естественной, механической или искусственной, совмещенной, когда присутствуют одновременно оба варианта.
По направлению воздушного потока вентиляционные системы делят на приточные, вытяжные или приточно-вытяжные.
По месту действия вентиляционные системы объединяют в 3 группы: общеобменную, местную, комбинированную.
По назначению выделяют рабочую и аварийную системы.

Базой при проектировании вентиляции для рабочих мест на производстве являются нормы, прописанные в СНиПе 41-01-2003. Природный и механический воздухообмен работают по разным схемам.

Тогда как процессы, протекающие при естественной вентиляции, зависят от теплового и ветрового напора и человеку практически неподвластны, то принудительный воздухообмен возможен только при его активном участии.

Схема действия естественного воздухообмена

Вентилирование помещений, осуществляющееся первым способом, не что иное, как простое проветривание. Происходит оно без вмешательства человека и возможно, когда ограждения недостаточно плотные, и пропускают в помещение воздух как извне, так и изнутри.

На направление оказывает влияние давление. Если его показатели имеют более высокое значение снаружи, то открывается путь для проникновения в помещение чистого воздуха с улицы. В противном случае теплый воздух из помещения находит пути выхода наружу. Зачастую эти процессы протекают параллельно.

Активное естественное вентилирование происходит неорганизованно в силу случайно сложившихся обстоятельств. Оно наблюдается в условиях, когда температура воздуха снаружи и внутри здания резко отличаются.

Способствует этому процессу и появление отдельных участков с высокими и заниженными показателями давления со стороны корпуса, интенсивно обдуваемой ветром и с его более защищенной стороны соответственно. При таком раскладе наблюдается инфильтрация — воздух поступает в помещение с наветренной стороны, а выходит наружу с подветренной.

Коэффициент воздухообмена, характеризующий интенсивность процесса, при естественном способе вентилирования не превышает 0,5.

Комфортные условия, для находящихся в производственном помещении людей и работающего оборудования, неорганизованная вентиляция обеспечить не может. Здесь обязательно должны присутствовать специально разработанные системы.

Естественная вентиляция организованного вида реализуется путем аэрации или при помощи дефлекторов. Как подача, так и удаление воздуха из помещения происходит или через проемы в ограждающих конструкциях, или через воздухоотводы. В канальной вентиляции обязательно присутствует дефлектор.

Естественная вентиляция с использованием аэрации

В цехах, где технологией предусмотрено образование тепла в больших количествах, аэрация предполагает воздухообмен, осуществляемый через световые фонари и оконные проемы под воздействием температурного и ветрового напора. В холодных цехах ассимиляция воздуха происходит только под ветровым напором.

При устройстве аэрации необходим обязательный учет розы ветров, иначе в производственное помещение могут попасть вредные выбросы из труб соседних предприятий. Ничего не должно мешать и выходу паров, вредных газов через световые фонари.

Лучшее условия для вентиляции создает расположение строения с наветренной стороны по отношению к вредному производству. Открывание и закрывание фрамуг должно быть автоматизировано, чтобы можно было управлять ими снизу.

Разное их расположение позволяет регулировать подачу свежего воздуха. Аэрация — более подходящий вариант для цехов большого объема, в которых нет возможности применить механическую вентиляцию ввиду ее большой стоимости.

Рекомендованная высота подачи воздуха в помещение при таком типе вентиляции — минимум 0,3 и максимум 1,8 м в теплый период и минимум 4 м в холодный. Оптимальный вариант — форточки специальной конструкции на 3 уровнях. Когда тепло, свежий воздух проходит через фрамуги, находящиеся внизу, а грязный — уходит через верх.

Средний ряд форточек обеспечивает поток воздуха при отрицательной температуре. За то время, пока воздушная масса достигает уровня пола, она успевает прогреться.

В производственных постройках небольших объемов на каналы или трубы, предназначенные для вытяжки, устанавливают дефлекторы. С их помощью удаляют отработанный воздух из цехов, где имеется общеобменная вытяжка.

А также их используют для отвода нагретых газов от печей, прессов, горнов. При их установке исходят из траектории господствующего воздушного потока.

Искусственная или механическая вентиляция

Являясь более совершенной, чем естественная, этот тип вентиляции, предполагает значительные финансовые и эксплуатационные вложения. В такой системе могут присутствовать устройства не только очищающие, но и ионизирующие, увлажняющие, подогревающие воздух.

Механическая вентиляция бывает как приточной, так и вытяжной или совмещенной, то есть приточно-вытяжной.

Преимущества ее очевидны:

обеспечение забора чистого воздуха и его обработку — подогрев, подсушку, увлажнение;
перемещение воздушных масс на значительные расстояния;
доставка чистого воздуха прямо на рабочее место;
удаление грязного воздуха и его очистка;
независимость работы – эффективность системы не зависит от окружающих условий.

В основном, вытяжная и приточная системы работают совместно, но иногда рекомендуют использование только одного из этих двух видов.

Задача приточной вентиляции — обеспечить снабжение рабочего помещения воздухом, благотворно влияющим на здоровье людей.

Применяют ее там, где производственные процессы сопровождаются большими тепловыделениями, содержащими незначительное количество вредных веществ. Чистый воздух, поступающий по воздуховодам, распределяют по рабочим местам посредством применения распределительных насадок.

Системы, удаляющие из помещения воздух, содержащий различные загрязняющие вещества, называют вытяжными. Такой вид воздухообмена используют в производственных помещениях, где нет вредных выбросов и не исключено минимальное значение такого параметра, как кратность воздухообмена.

Это могут быть складские, вспомогательные, бытовые помещения. Приток воздуха обеспечивают путем инфильтрации. С задачей эффективного удаления загрязненного воздуха и его очисткой хорошо справляются аспирационные системы.

В случае потребности в активном и надежном воздухообмене применяют приточно-вытяжную вентиляцию. Чтобы как-то оградить малозагрязненные помещения от соседствующих с ними цехами с повышенным уровнем загрязнений в системе создают небольшое давление.

На стадии проектных работ по созданию системы приточно-вытяжного вентилирования рассчитывают расход воздуха, для чего используют формулу:

Lотс = 3600FWо, где

F – суммарная площадь проемов в м², Wо — среднее значение скорости, с которой происходит втягивание воздуха. Этот параметр зависит от токсичности выбросов и типа выполняемых операций.

Приемные вытяжные устройства могут находиться на разной высоте. Главное, чтобы загрязненные воздушные потоки не меняли своей естественной траектории движения. Выбросы, имеющие больший, чем у воздуха удельный вес, всегда находятся в нижней зоне, поэтому там же надо размещать устройства для их забора.

В осенне-зимний период воздух, подаваемый в помещение, необходимо подогревать. Чтобы уменьшить затраты используют рециркуляцию, предусматривающую подогрев части очищенного воздуха и возврат его в помещение.

Для работы ПВУ с рекуперацией должны соблюдаться 2 правила:

Снаружи поступает не менее 10% свежего воздуха, а в обратно подаваемом воздухе содержание загрязненных примесей не превышает 30% относительно предельно допустимой вместимости.
Запрещается применять рециркуляцию на производстве, где в воздушной массе присутствует взрывоопасная пыль, микроорганизмы, способные вызывать разные болезни, выбросы, относящиеся к 1-3 классам опасности.

Выбор вида вентиляции по месту действия зависит от веса выбросов, их сосредоточения, температуры. Обобщенная вентиляция позволяет отводить весь объем грязного воздуха независимо от того, с каких точек он поступает.

Наибольшее распространение получил канальный вариант. Здесь для продвижения воздуха по специальным воздуховодам предусмотрено наличие эжекторной установки или задействуют вентилятор — осевого либо центробежного типа.

Если воздуховоды отсутствуют, то систему называют бесканальной. Вентиляционное оборудование в этом случае монтируют непосредственно в стене или в перекрытии. Главное условие — наличие естественной вентиляции.

Возможность появления в помещении выбросов с большой степенью взрывоопасности, не позволяет монтировать на воздуховоды вентиляционное оборудование, поэтому в этих случаях применяют эжекторы.

Приточную общеобменную искусственную вентиляционную систему зачастую соединяют с центральным отоплением. За пределами строения организовывают воздухоприемники для поступления свежего воздуха.

Шахты располагают над крышей и над землей. Главное, чтобы вблизи приемников не было производств с вредными выбросами.

Сами воздухозаборные отверстия должны находиться на расстоянии от земли минимум 2 м, а если производство размещено в зеленой зоне — минимально допустимая дистанция от уровня земли до нижней точки проема должна равняться 1 м.

Принцип действия общеобменной приточной вентиляции несложный:

вентилятор засасывает воздушные массы через калорифер;
воздух нагревается и увлажняется;
воздушные потоки поступает внутрь здания по специальным вентканалам.

Объем поступающего воздуха координируют, предназначенными для этой цели, клапанами или заслонками.

Общеобменная искусственная вентиляция приточно-вытяжного вида бывает разомкнутой и замкнутой. В первом случае это 2 независимые системы, одна из которых нагнетает воздух, а вторая — параллельно удаляет предварительно обезвреженный отработанный.

Подходят эти системы для цехов, где выделяются вещества 1-2 классов вредности, а само производство относится к категориям А, Б, В.

Кроме рабочей вентиляции в потенциально опасных производственных помещениях, должен присутствовать и аварийный ее вариант. Делают ее в основном вытяжной. Для помещений, относящихся к категориям А, Б, Е, систему снабжают механическим приводом.

Все элементы системы должны соответствовать требованиям ПУЭ. В цехах категории В, Г, Д допустимо наличие естественного побуждения вентиляции, если производительность обеспечивается при самых неблагоприятных погодных условиях.

Решетки и патрубки аварийной вентиляционной системы располагают в местах наиболее высокой концентрации опасных веществ.

На трубах и шахтах аварийной вентиляции не нужно устанавливать зонты. Сами отверстия недопустимо размещать там, где постоянно находятся люди. Это ухудшит местный микроклимат.

Приточную аварийную вентиляцию устанавливают в цехах, где в случае чрезвычайной ситуации, произойдет выброс паров или газов, являющихся более легкими, чем воздух. Переключение на аварийную вентиляцию должно происходить автоматически, как только выйдет со строя обычная система.

Местное вентилирование помещений

Местная вытяжка ликвидирует отработанный воздух в местах, где происходит его загрязнение. В комплект производственных вытяжек входят вентиляторы вытяжные, трубопроводы, вентиляционные решетки.

Местную вентиляцию, предназначенную для удаления от оборудования веществ, относящихся к 1 и 2 классам опасности, устраивают так, чтобы при отключенной вентиляционной системе запуск оборудования становился невозможным.

В некоторых случаях предусматривают резервные вентиляторы и снабжают местные отсосы автоматикой. Делят такую вентиляцию на 2 вида — приточную и вытяжную. Приточный вид вентилирования выполняют в виде тепловых завес, воздушных душей.

Тепловые завесы из воздуха

Проемы, которые остаются открытыми длительное время (более 40 м за смену) или открываются довольно часто (более 5 раз), способствуют переохлаждению людей, находящихся в помещении. К негативным последствиям приводит и работа сушильных установок, выделяющих загрязнения.

В этих случаях устраивают воздушные завесы. Они выступают в качестве барьера на пути холодного или очень перегретого воздуха.

Воздушные и воздушно-тепловые ширмы проектируют так, чтобы в холодное время при открытии проемов температура в цехах не опускалась ниже отметки:

14°С — во время выполнения работы, не требующей больших физических усилий;
12°С — когда работа классифицируется, как средней тяжести;
8°С — при выполнении тяжелой работы.

Если рабочие места находятся недалеко от ворот и технологических проемов устанавливают экраны или перегородки. Воздушно-тепловая завеса возле дверей, выходящих наружу, должна состоять из воздуха с максимальной температурой 50°С, а у ворот — не более 70°С.

Местная вытяжка с использованием специальных отсосов

Местная система вытяжки при помощи специальных отсосов сначала захватывает, а затем отводит вредные для здоровья примеси в виде газов, дыма и пыли.

Это своеобразный воздушный душ, задача которого заключается в нагнетании свежего воздуха на фиксированном месте и понижении температуры в зоне притока. Применяют его на производстве, где на работников воздействуют высокие температуры и лучистая энергия интенсивностью более 300 ккал/м²в час, излучаемая нагревательными и плавильными печами.

Бывают такие установки как стационарными, так и передвижными. Они должны обеспечивать скорость обдува от 1 до 3,5 м/с.

Существует и такое понятие, как воздушный оазис, являющий собой то же самое устройство, включенное в систему местной вентиляции. Оно создает в определенной части производственного помещения микроклимат с заданными параметрами.

Очищенный воздух, подаваемый в заданную отчужденную зону, обычно подвергается специальной тепловлажностной обработке.

Если местное отсасывающее устройство приблизить непосредственно к месту выделения веществ, загрязняющих пространство, удастся удалить воздух, содержащий более высокий их процент, чем при вентиляции общеобменного типа. Местная вентиляция позволяет значительно снизить воздухообмен.

Расчет воздухообмена

Если в результате производственной деятельности не выделяются вредные вещества, то количество воздуха, необходимого для вентиляции рассчитывают по формуле:

L = N х Lн, где

N — это число людей, обычно находящихся в помещении, Lн — объем воздуха, необходимого для 1 человека, измеряемый в мᶾ/ч. По норме это от 20 до 60 мᶾ/ч.

С использованием такого параметра, как кратность воздухообмена, расчет выполняют по формуле:

L = n х S х H, где

n — кратность воздухообмена в помещении (для производственного помещения n=2), S — площадь помещения в м², а H — его высота в м.

Выводы и полезное видео по теме

Здесь все о тонкостях всевозможных систем вентиляции:

Подробности о монтаже системы:

Какая бы вентиляционная система ни была выбрана, она должна обладать двумя главными свойствами: грамотным конструктивным исполнением и функциональностью. Только при выполнении этих условий на производстве будет поддерживаться оптимальный для здоровья микроклимат.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме организации вентилирования производственных зданий? Пожалуйста, оставляйте комментарии к публикации. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Пример расчета вентиляции для производственных помещений

Как выполняется расчет

Если в производственном помещении находится один или несколько локальных источников выброса вредных веществ, то правильнее всего улавливать и удалять эти вещества непосредственно от места их выделения. Такими источниками чаще всего бывает разное технологическое оборудование либо емкости. Для улавливания вредных паров или газов от них обычно применяют местные отсосы в виде зонтов. Некоторые поставщики оборудования комплектуют свои изделия отсасывающими устройствами необходимых размеров, нужно только выполнить расчет воздуховодов и подвести их к технологической установке. В остальных случаях вытяжное устройство рассчитывают и изготавливают, пользуясь схемой.

Для расчета вентиляции производственного помещения нужны следующие исходные данные:

габариты источника выброса (a x b) или его диаметр (d);
скорость движения воздуха в зоне выделения (ϑв);
скорость всасывания в створе зонта (ϑз);
высота установки устройства над источником (z).

При конструировании зонта следует учитывать, что эффективность его работы зависит от высоты установки над источником (z), поэтому надо расположить отсос по возможности ниже. Габаритные размеры устройства рассчитываются по формулам:

A = a + 0.8z, B = b + 0.8z, для отсосов круглой формы D = d + 0.8z.

При этом угол раскрытия зонта не должен превышать 60º, иначе по его краям будут образовываться застойные зоны и эффективность работы значительно снизится. При скорости движения воздушных масс в цеху (ϑв) выше, чем 0.4 м/с, местный отсос снабжается с 3 сторон откидными фартуками, ограждающими восходящий поток вентиляционного воздуха от внешнего воздействия. Скорость всасывания (ϑз) принимается по таблице в зависимости от количества фартуков:

После того как разработана конструкция отсасывающего устройства и определены его габаритные размеры, производится расчет количества вытяжного воздуха, его результат должен учитываться при дальнейшей разработке вентиляции помещения.

L = 3600ϑ х Sз, где:

ϑз – скорость потока в створе зонта, принимается по таблице;
L – потребный расход воздуха, м3/ч;
Sз – площадь рабочего проёма, определяется как А х В или 0.785D для круглой формы зонта, м2.

Расчет общеобменной приточно-вытяжной вентиляции

Разработка и проектирование вентиляции производственных помещений начинается с определения источников, выделяющих вредные, горючие или взрывоопасные вещества. После этого производится расчет, целью которого стоит выяснить расход вытяжного и приточного воздуха для удаления вредностей и соблюдения нормальных условий для работы людей. Простейший случай – это когда при технологическом процессе не выделяются вредные вещества. Тогда нужно подсчитать количество свежей воздушной смеси, необходимое для людей в соответствии с санитарными нормами:

L = N х m

L – потребное количество воздуха, м3/ч;
N – количество людей, постоянно работающих на участке;
m – удельный расход чистого воздуха на 1 человека в час.

Удельный расход – величина нормируемая, в соответствии со СНиП «Отопление и вентиляция», для зданий с возможностью проветривания она составляет 30 м3/ч на 1 человека, без проветривания – 60 м3/ч на 1 человека.

При наличии выбросов вредных веществ проектирование вентиляции заключается в том, чтобы разработать систему удаления этих вредностей из рабочей зоны и подачи в нее чистого обработанного воздуха. Ситуация с локальными источниками была рассмотрена выше, но при многих технологических процессах выделения рассредоточены по всей площади участка, перекрыть ее всю местными вытяжками невозможно.

При постоянном выделении вредных веществ по всей площади производственного участка задача состоит в том, чтобы разбавить их концентрацию в воздухе рабочей зоны, а затем удалить с помощью вытяжных вентиляционных систем.

Для каждого вида веществ, наличие которых в пространстве помещения может нанести вред здоровью человека, нормами установлены значения предельно допустимых концентраций (ПДК). Эти данные общедоступны и содержатся в соответствующей справочной литературе. Чтобы концентрация вредностей в цехе не превышала нормированные значения, внутрь следует подавать чистый воздух, его количество высчитывается по формуле:

L = Mв / (yпом – yп), где:

L – искомое количество свежего воздуха для притока, м3/ч;
Mв – масса вещества, выделяемая в пространство за единицу времени, мг/ч;
yпом – его удельная концентрация в объёме цеха или участка, мг/м3;
yп – концентрация этого же вещества в приточном воздухе, мг/м3.

Когда вредностей в помещении выделяется несколько, то целью расчета вентиляции становится определение объема притока для каждого из них. Затем все результаты суммируются и получается общий объем воздуха, который должна принудительно подавать в рабочую зону цеха приточная вентиляционная система. Это же количество загрязненного воздуха необходимо удалять с помощью вытяжки. Если в цехе присутствуют местные отсосы, то расход вытяжного воздуха на каждом из них следует прибавить к общему объему притока, чтобы соблюдался воздушный баланс.

Представленные расчеты могут оказаться полезными для предварительного подбора вентиляционного оборудования и укрупненного подсчета стоимости. Более точное и детальное понимание вопроса появляется в процессе проектирования объекта, выполняемое специалистами.

Кандидат технических наук. Начальник Центра образовательных стандартов и программ «Московского государственного строительного университета» ( НИУ «МГСУ» ).