Научные методы и принципы формирования домашней среды: система вентиляции и кондиционирования дома

Технологические СКВ предназначены  для обеспечения параметров воздуха, в максимальной степени отвечающих требованиям производства. Технологическое  кондиционирование в помещениях, где находятся люди, осуществляется с учетом санитарно-гигиенических  требований к состоянию воздушной  среды.    

Центральные СКВ снабжаются извне холодом (доставляемым холодной водой или хладагентом), теплом (доставляемым горячей водой, паром или электричеством) и электрической энергией для  привода электродвигателей вентиляторов, насосов и пр.     

Центральные СКВ расположены  вне обслуживаемых помещений  и кондиционируют одно большое помещение, несколько зон такого помещения  или много отдельных помещений. Иногда несколько центральных кондиционеров  обслуживают одно помещение больших  размеров (производственный цех, театральный  зал, закрытый стадион или каток).     

Центральные СКВ оборудуются  центральными неавтономными кондиционерами, которые изготавливаются по базовым (типовым) схемам компоновки оборудования и их модификациям.    

Центральные СКВ обладают следующими преимуществами:    

1) возможностью эффективного  поддержания заданной температуры  и относительной влажности воздуха  в помещениях;    

2) сосредоточением оборудования, требующего систематического обслуживания  и ремонта, как правило, в  одном месте (подсобном помещении,  техническом этаже и т. п.);    

3) возможностями обеспечения  эффективного шумо- и виброгашения. С помощью центральных СКВ  при надлежащей акустической  обработке воздуховодов, устройстве  глушителей шума и гасителей  вибрации можно достигнуть наиболее  низких уровней шума в помещениях  и обслуживать такие помещения,  как радио- и телевизионные  студии и т. п.    

Несмотря на ряд достоинств центральных СКВ, надо отметить, что  крупные габариты и проведение сложных  монтажно-строительных работ по установке  кондиционеров, прокладке воздуховодов и трубопроводов часто приводят к невозможности применения этих систем в существующих реконструируемых зданиях.     

Местные СКВ разрабатывают  на базе автономных и неавтономных кондиционеров, которые устанавливают  непосредственно в обслуживаемых  помещениях.    

Достоинством местных  СКВ является простота установки  и монтажа.    

Такая система может применяться  в большом ряде случаев:    

• в существующих жилых  и административных зданиях для  поддержания теплового микроклимата в отдельных офисных помещениях или в жилых комнатах;    

• во вновь строящихся зданиях  для отдельных комнат, режим потребления  холода в которых резко отличается от такого режима в большинстве других помещений, например, в серверных  и других насыщенных тепловыделяющей  техникой комнатах административных зданий. Подача свежего воздуха и удаление вытяжного воздуха при этом выполняется, как правило, центральными системами  приточно-вытяжной вентиляции;    

• во вновь строящихся зданиях, если поддержание оптимальных тепловых условий требуется в небольшом  числе помещений, например, в ограниченном числе номеров-люкс небольшой гостиницы;     

• в больших помещениях как существующих, так и вновь  строящихся зданий: кафе и ресторанах, магазинах, проектных залах, аудиториях и т. д.    

Автономные СКВ снабжаются извне только электрической энергией, например, кондиционеры сплит-систем, шкафные кондиционеры и т. п.    

Такие кондиционеры имеют  встроенные компрессионные холодильные  машины, работающие, как правило, на фреоне-22.    

Автономные системы охлаждают  и осушают воздух, для чего вентилятор продувает рециркуляционный воздух через поверхностные воздухоохладители, которыми являются испарители холодильных  машин, а в переходное и зимнее время они могут производить  подогрев воздуха с помощью электрических  подогревателей или путем реверсирования работы холодильной машины по циклу  так называемого «теплового насоса».     

Наиболее простым вариантом, представляющим децентрализованное обеспечение  в помещениях температурных условий, можно считать применение кондиционеров  сплит-систем.    

Неавтономные СКВ подразделяются на:    

• воздушные, при использовании  которых в обслуживаемое помещение  подается только воздух. (Мини-центральные  кондиционеры, центральные кондиционеры);     

• водовоздушные, при использовании  которых в кондиционируемые помещения  подводятся воздух и вода, несущие  тепло или холод, либо то и другое вместе (системы чиллеров-фанкойлов, центральные кондиционеры с местными доводчиками и т. п.).    

Однозональные центральные  СКВ применяются для обслуживания больших помещений с относительно равномерным распределением тепла, влаговыделений, например, больших  залов кинотеатров, аудиторий и  т. д. Такие СКВ, как правило, комплектуются  устройствами для утилизации тепла (теплоутилизаторами) или смесительными  камерами для использования в  обслуживаемых помещениях рециркуляции воздуха.    

Многозональные центральные  СКВ применяют для обслуживания больших помещений, в которых  оборудование размещено неравномерно, а также для обслуживания ряда сравнительно небольших помещений. Такие системы более экономичны, чем отдельные системы для  каждой зоны или каждого помещения. Однако с их помощью не может быть достигнута такая же степень точности поддержания одного или двух заданных параметров (влажности и температуры), как автономными СКВ (кондиционерами сплит-систем и т. п.).    

Прямоточные СКВ полностью  работают на наружном воздухе, который  обрабатывается в кондиционере, а  затем подается в помещение.    

Рециркуляционные СКВ, наоборот, работают без притока или с  частичной подачей (до 40%) свежего  наружного воздуха или на рециркуляционном воздухе (от 60 до 100%), который забирается из помещения и после его обработки  в кондиционере вновь подается в  это же помещение.    

Классификация кондиционирования  воздуха по принципу действия на прямоточные  и рециркуляционные обусловливается, главным образом, требованиями к  комфортности, условиями технологического процесса производства либо технико-экономическими соображениями.    

Центральные СКВ с качественным регулированием метеорологических  параметров представляют собой широкий  ряд наиболее распространенных, так  называемых одноканальных систем, в  которых весь обработанный воздух при  заданных кондициях выходит из кондиционера по одному каналу и поступает далее  в одно или несколько помещений.     

При этом регулирующий сигнал от терморегулятора, установленного в  обслуживаемом помещении, поступает  непосредственно на центральный  кондиционер.    

СКВ с количественным регулированием подают в одно или несколько помещений  холодный и подогретый воздух по двум параллельным каналам. Температура  в каждом помещении регулируется комнатным терморегулятором, воздействующим на местные смесители (воздушные  клапаны), которые изменяют соотношение  расходов холодного и подогретого  воздуха в подаваемой смеси.    

Двухканальные системы используются очень редко из-за сложности регулирования, хотя и обладают некоторыми преимуществами, в частности, отсутствием в обслуживаемых помещениях теплообменников, трубопроводов тепло-холодоносителя; возможностью совместной работы с системой отопления, что особенно важно для существующих зданий, системы отопления которых при устройстве двухканальных систем могут быть сохранены.    

Недостатком таких систем являются повышенные затраты на тепловую изоляцию параллельных воздуховодов, подводимых к каждому обслуживаемому помещению.    

Двухканальные системы так  же как и одноканальные, могут  быть прямоточными и рециркуляционными.     

Кондиционирование воздуха, согласно СНиП⁵ по степени обеспечения метеорологических условий подразделяются на три класса:     

Первый класс — обеспечивает требуемые для технологического процесса параметры в соответствии с нормативными документами.    

Второй класс — обеспечивает оптимальные санитарно-гигиенические  нормы или требуемые технологические  нормы.    

Третий класс — обеспечивает допустимые нормы, если они не могут  быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха.    

По давлению, создаваемому вентиляторами центральных кондиционеров, СКВ подразделяются на системы низкого  давления (до 100 кг/м²), среднего давления (от 100 до 300 кг/м²) и высокого давления (выше 300 кг/м²).

Типы кондиционеров:

1. Сплит-системы (настенные,  напольно-потолочные, колонного типа, кассетного типа, многозоональные  с изменяемым расходом хладагента);

2. Напольные кондиционеры  и кондиционеры сплит-системы  с приточной вентиляцией;

3. Системы с чилерами  и фанкойлами ;

4. Крышные кондиционеры;

5. Шкафные кондиционеры;

6. Прецизионные кондиционеры;

7.Центральные;

 

Таким образом, есть множество классификаций по системам вентиляции и кондиционирования, которые все больше обуславливают комфорт нашей жизни.

 

 

2. Организация вытяжной вентиляции в жилых домах

2.1.  Вентиляция жилых домов

 

Вентиляция предназначена  для того, чтобы наружный воздух мог поступать в помещения, проветривать их и удалять загрязненный воздух. Другими словами, обменивать воздух самым эффективным образом.   

Эффективная система вентиляции должна отвечать целому ряду противоречивых требований. К тому же при естественной вентиляции (которая остается основной системой вентиляции во всем мире) необходимо уметь управлять природно-физическими параметрами: ветром, перепадом давления, температурой воздуха. От эффективности работы вентиляции зависит качество воздуха, которым мы дышим. Недооценка влияния воздухообмена на состояние воздушной среды в жилых квартирах приводит к существенному ухудшению самочувствия проживающих в них людей. Большая высота здания и его планировочные и эксплуатационные особенности оказывают существенное влияние на работу вентиляции. ⁶      

К числу основных факторов, которые должны учитываться при  проектировании высотных жилых домов, относятся следующие:

1. Возможность усиленного  перетекания воздуха зимой из  нижних этажей в верхние вследствие  большой высоты здания и влияния  расположенных друг над другом  зон. Это положение создает  увеличенную инфильтрацию наружного  воздуха в нижние этажи зоны.

2. Увеличенные скорости  ветра на больших высотах от  земли. Это создает увеличенную  инфильтрацию наружного воздуха  в наветренных помещениях верхних  этажей.

3. Увеличенные гравитационные  напоры в системе вентиляции  вследствие большой высоты здания. Величина располагаемых напоров создает возможность использования их в качестве хорошего побудителя для тяги при низких наружных температурах. Вместе с тем значительные колебания напора могут создать существенную неравномерность в работе вентиляции.

4. Значительная длина  воздуховодов и вследствие этого  большие гидравлические потери  в них, что вызывает понижение  эффективности действия дефлекторов  на вытяжных шахтах.

5. Невозможность проветривания  санитарных узлов в летнее  время вследствие отсутствия  в них, как правило, окон. По оценке Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), третья часть вновь строящихся или реконструируемых зданий может содержать загрязненный воздух. По результатам исследования более тысячи случаев неудовлетворительного качества воздуха в помещениях был составлен следующий список причин:

— в 50 % случаев — неэффективность  самой системы (недостаток поступления  наружного воздуха, неэффективное  распределение воздуха, несоответствие показателей температуры и влажности  значениям, установленным для комфортного  самочувствия, наличие загрязняющих источников непосредственно в самой  системе);

— в 30 % случаев — наличие  в воздухе специфических загрязняющих веществ (к примеру, формальдегидов, паров растворителей, пыли и микробиологических составов);

— в 10 % — внешние источники  загрязнения (например, выхлопные газы автотранспорта, пыльца растений, грибок, дым, пыль дорожных и строительных работ);

— в оставшихся 10 % случаев  причина не была выявлена. Проблемы неудовлетворительного качества воздуха становятся причиной различного рода заболеваний. Агентство охраны окружающей среды классифицировало неудовлетворительное качество воздуха как один из пяти основных факторов риска для здоровья людей. Существуют факторы, оказывающие непосредственное влияние на работу вентиляции: давление воздуха, гравитационный напор, не герметичность зданий. Предусмотреть их весьма непросто. Большинство загрязняющих веществ проникают внутрь здания непосредственно вместе с воздухом. Воздух перемещается, как правило, от участков с высоким давлением на участки с низким давлением. Не герметичность перекрытий, открытые проемы вместе с работающими вентиляторами, вытяжными коробами и прочее, могут стать причиной произвольного поступления в здание определенных объемов наружного воздуха. До оборудования наших зданий окнами, изготовленными по европейской технологии, проблема заключалась в избыточности воздухообмена в помещениях квартиры из-за большой воздухопроницаемости оконных проемов, что приводило к перерасходу тепла на отопление. У нас применялась естественная система вытяжной вентиляции под действием гравитационного напора, создаваемого разницей объемных весов наружного воздуха и внутреннего, более легкого. Наружный воздух поступал через не плотности оконных проемов и открытые форточки жилых комнат и удалялся через вытяжные решетки, установленные в кухнях, ванных комнатах и туалетах. Согласно требованиям СниП воздухообмен квартиры должен быть не меньше одной из двух величин: