Проект вентиляционной системы: Проектирование систем вентиляции

Содержание

Проектирование систем вентиляции

Своему комфортному пребыванию в каком-либо помещении мы полностью обязаны вентиляционной системе. Именно она отвечает за создание и поддержание комфортных микроклиматических условий в окружающих нас закрытых пространствах: будь то жилой дом, рабочий офис, поликлиника, кафе, кинотеатр или торговый центр. Но за такой, казалось бы, обыденной на сегодняшний день вещью как вентиляция кроется долгий и кропотливый труд квалифицированных специалистов: установка любой вентиляционной системы предполагает точный предварительных расчет, подбор соответствующего вентиляционного оборудования, проведение монтажных и пусконаладочных работ. Одним из основополагающих этапов также является проектирование системы вентиляции.

Проектирование вентиляции представляет собой целый комплекс мероприятий, направленных на достижение сбалансированной работы данной системы. Именно на данном этапе происходит учет всех деталей и индивидуальных особенностей обслуживаемого помещения, проработка всех элементов будущей системы.

Проектирование систем вентиляции

Нормативные документы

Все технические процессы по прокладыванию вентиляционной системы должны осуществляться в строгом соответствии действующим нормам.  Не являются исключением и проектирование вентиляции. Едиными документами для всех типов помещений являются:

  • СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» 
  • СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»
  • СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений»
  • СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

Помимо этого, существует целый ряд стандартов, посвященных объектам определенного назначения. Среди них:

  • МГСН 3.01-96 «Жилые здания»
  • МГСН 4.13-97 «Помещения магазинов»
  • МГСН 5.01-94 «Стоянки легковых автомобилей»
  • СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные»
  • СНиП 2.08.02-89 «Общественные здания и сооружения»
  • СНиП 31-05-2003 «Общественные здания административного назначения»
  • СНиП 2. 11.01-85 «Складские здания»
  • СНиП 21-02-99 «Стоянки автомобилей»
  • СНиП 2.09.02-85 «Производственные здания»

Также при проектировании вентиляции некоторых помещений следует обращаться к пособиям нормативных документов, например:

  • Пособие к СНиП 2.08.01-89 «Отопление и вентиляция жилых зданий».
  • Пособие к СНиП 2.08.02-89 «Предприятия бытового обслуживания»
  • Пособие к СНиП 2.08.02-89 «Проектирование театров»
  • Пособие к СНиП 2.08.02-89 «Спортивные сооружения»
  • Пособие к СНиП 2.08.02-89 «Проектирование бассейнов»

Основные этапы проектировочных работ

Проектировочные работы представляют собой сложный технологический процесс, требующий строгого систематизированного подхода. Поэтому составление проекта вентиляционной системы произвольного типа состоит из нескольких последовательных стадий. Этапы проектирования регламентированы стандартом и представляют следующую последовательность:

  1. Техническое задание
  2. Техническое предложение
  3. Эскизный проект
  4. Технический проект
  5. Рабочий проект

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Первой стадией проектирования вентиляции является разработка технического задания. Это исходный документ, в котором прописываются все требования заказчика; также к техническому заданию прикрепляется рабочая документация, но основании которой осуществляется проект: расчетная часть, чертежи, схемы, спецификация. Итоговый документ состоит из нескольких подразделов, в которых указываются:

1. Параметры наружного и внутреннего воздуха

      • Температура
      • Влажность

2. Параметры объекта

      • Площадь
      • Высота потолков
      • Запотолочное пространство
      • Тип потолков

3. Данные для расчетов

      • Количество людей в помещении
      • Число единиц техники и ее мощность

4. Параметры вентиляционной системы

Основное назначение вентиляционной системы:

                    • приточная
                    • вытяжная
                    • с рекуперацией тепла/воздуха
                    • наличие секции охлаждения (указывается тип хладагента) или увлажнения

Вид распределительных устройств (решетки, диффузоры) и их тип (потолочные/настенные, регулируемые/нерегулируемые)

Расположение приточно-вытяжного оборудования (обязательно указание на плане)

  • кровля здания
  • рядом со зданием
  • запотолочное пространство
  • вентиляционная камера

5. Перечень документации, подлежащий передаче заказчику

Бланк подбора вентиляционного агрегата

В техническом задании оговариваются сроки проведения работ, а также предоставляемые гарантии. В завершении документа ставятся подписи сторон. Содержание технического задания регламентировано нормативным документом

ГОСТ 19.201-78. Единая система программной документации. Техническое задание. Требования к содержанию и оформлению

ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ

Техническим предложением называется совокупность документов, предназначением которых является уточнение и обоснование технических или технико-экономических критериев данного вентиляционного проекта на основании проведенного анализа технического задания. Техническое предложение содержит рекомендации к проектированию вентиляции и выполняется только в том случае, если это оговорено в техническом задании.

Основное назначение технического задания – выяснить существование уточнённых или дополнительных требований к разрабатываемому проекту. Это могут быть показатели качества или технические характеристики, которые по той или иной причине не могли быть указаны в техническом задании. В данном документе обязательно указывается перечень работ, выполняемых разработчиком. Также в него включаются конструкторские документы.

ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ

Читая название данного этапа, многие ошибочно полагают, что главное назначение эскизного проекта – это составление различных схем и чертежей. Однако визуализация вентиляционного проекта, которая осуществляется на текущей стадии, является лишь вспомогательным элементом. Основополагающим моментом здесь служит детальная проработка всех аспектов будущей системы. Происходит создание самой концепции, выбираются наиболее оптимальные варианты и решения, а «картинки» лишь помогают разработчику донести смысл своих идей до заказчика.

Итак, эскизный проект – это документ, содержащий в себе разрешение всех требований, предъявляемых к вентиляционной системе, а также подтверждающий возможность реализации данного проекта.

Эскизный проект включает:

Составление теплового, теплотехнический анализ (учет тепловых потерь помещения)

Составление воздушного баланса (определение необходимого расхода воздуха)

Подбор оборудования для будущей системы (воздуховоды, клапаны, распределители и другие элементы) и разработка плана их размещения

  1. Электрические схемы подключения оборудования
  2. Гидравлические схемы
  3. Общая компоновка системы и ее графическое изображение
  4. Создание аксонометрической схемы

Расчет вентиляции

ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

Следующий этапом в процессе создания вентиляционной системы является технический проект. На данной стадии выполняется разработка принципиальных технический решений и их согласование с заказчиком. На данном шаге разработки сценария вентиляционного проекта досконально продумываются все возможные трудности и нюансы, которые могут возникнуть при воплощении системы. Все это целесообразно сделать до момента составления рабочей документации.

РАБОЧИЙ ПРОЕКТ

Рабочий проект является завершающей стадией, которая предназначена для разработки окончательного варианта документации для сборки вентиляционной системы и проведения последующих испытательных и наладочных работ. Рабочий проект должен содержать максимально подробную информацию, необходимую для реализации поставленной задачи в составе рабочего проекта:

  • пояснительная записка
  • рабочие чертежи

Пояснительная записка содержит в себе следующие данные: описание объекта, перечень и характеристики вентиляционного оборудования, параметры воздухообмена, специфические особенности вентиляционной системы.

Комплект рабочих чертежей состоит из плана здания с нанесением на него вентиляционных трасс и указанием вентиляционных камер; чертежи вентиляционных камер в разрезе; подробные чертежи нестандартного оборудования, входящего в состав будущей вентиляции.

Рабочий чертеж

СТОИМОСТЬ СОСТАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННОГО ПРОЕКТА

Составление вентиляционного проекта является сложной работой, выполнение которой требует специального образования, определенных навыков и опыта. Обращаться за помощью в данном вопросе следует только к высококвалифицированным специалистам. Цена на оказание данной услуги напрямую зависит от сложности будущей системы. Для точного определения расходов на реализацию проектирования вентиляции составляется смета. Стоимость проектирования вентиляции может варьироваться в зависимости от многих параметров, таких как:

  • площадь помещения и его тип
  • наличие и особенности автоматизации и диспетчеризации системы
  • тип системы вентиляции: приточная, вытяжная или же приточно-вытяжная
  • наличие систем увлажнения или осушения воздуха
  • присутствие системы дымоудаления

Проектирование является первым важным шагом в создании вентиляционной системы. Качественное выполнение монтажных работ может быть осуществлено только с использованием грамотно составленного вентиляционного проекта.

Получить бесплатную консультацию инженера по проектированию вентиляции

Получить!

значение и важность разработки проекта, стадии создания проекта

Необходимость составления проекта вентиляции

Вентиляция – это одна из важнейших систем жизнеобеспечения, и от правильной ее разработки и установки будет зависеть комфорт и свежесть воздуха в доме. Именно вентиляционные каналы обеспечивают круглогодичное обеспечение притока чистого воздуха без постоянного открывания окон, через которые в жилище попадает еще и пыль, аллергены, посторонние шумы.

В зависимости от функционального назначения здания и других факторов, различают простейшую вентиляцию, приточно-вытяжные системы с охлаждением притока, а также приточно-вытяжную вентиляцию с охлаждением притока и возможностью регулирования температуры по помещениям.

Составление грамотного проекта обеспечит долгую и надежную работу вентиляционного оборудования, а также комфорт и приятное пребывание в здании для людей.

Этапы проектирования вентиляции

В зависимости от сложности объекта содержание и объем проекта будет меняться, однако основными его элементами будут оставаться следующие пункты:

  1. Технико-экономическое обоснование (технический проект). Это по сути предварительна стадия, на которой специалисты-проектировщики выезжают на объект для фиксирования необходимых исходных данных: назначение и функции здания или помещения, площадь объекта, количество людей, находящихся в нем.

На этом же этапе осуществляется подбор необходимого оборудования, его тип и основные характеристики. Также принимаются решения по оптимизации схемы взаимодействия вентиляции с другими инженерными системами.

  1. Вторым шагом станет рациональное распределение имеющихся материальных средств на приобретение материалов и оборудование. Современный рынок предлагает широчайший выбор устройств и техники различных производителей с разной ценовой политикой.

Перед закупкой оборудования выполняются необходимые расчеты:

  • Производительность по воздуху (м3/ч), для определения которой потребуется поэтажный план здания с указанием назначения и площади каждого помещения;
  • Мощность калорифера, который работает только в холодное время года для обогрева здания. Для нахождения этого значения потребуется производительность, требуемая температурой воздуха на выходе системы, и минимальная температура окружающей среды.
  • Рабочее давление, которое определяется исходя из технических параметров вентилятора, диаметра и типа воздуховодов, количества изгибов и переходов одного диаметра в другой, а также вида распределителей воздуха. То есть чем длиннее и сложнее трасса, тем большее давление должно создаваться вентилятором.
  • Скорость потока воздуха. Значение данной величины будет зависеть от диаметра воздушных каналов.
  • Уровень шума, который напрямую связан со скоростью воздуха: чем она больше, тем сильнее уровень шума.

После проведения всех расчетов, выполнения общих планов помещений и нанесением на них будущих вентиляционных каналов, рассчитывается бюджет проекта и составляется техническое задание на производство сопровождающей документации.

Каждый пункт проекта должен быть обязательно одобрен заказчиком и соответствующими инстанциями. Оформление проектной документации осуществляется строго согласно нормативным требованиям.

Состав проекта вентиляции

В конечном счете проектная документация системы вентиляции должна содержать такие элементы:

  1. Пояснительную записку, в которую входят:
  • обложка и титульный лист;
  • краткое описание технических решений вентиляционных систем;
  • техническое задание на прокладку вентиляционных трасс;
  • характеристики системы вентиляции;
  • расход тепла и мощность оборудования;
  • значения воздухообмена по помещениям.
  1. Комплект чертежей, содержащий:
  • схемы распределения вентиляционного оборудования в венткамерах с отдельной деталировкой всех узлов и его структурной схемой;
  • расстановку оконечных устройств, чертежи их основных узлов;
  • планы размещения воздуховодов, трасс и других компонентов вентиляции;
  • габариты и участки обслуживания коммуникаций;
  • указания для установки системы.
  1. Дополнительные данные для получения полного пакета проектной документации:
  • таблица интеграции;
  • лицензии, сертификаты на составление проекта и монтаж системы вентиляции;
  • необходимые спецификации;
  • аксонометрические схемы вентиляционной системы.

Для получения желаемого результата, то есть успешного и грамотного проекта, лучше всего обратиться в проектную компанию, где к каждому заказчику специалисты применяют индивидуальный подход и детально изучают все особенности конкретного объекта.

Проектирование вентиляции: основные этапы составления проекта

Содержание:

  • Основы проектирования
  • Особенности составления проекта разных типов систем

Проектирование вентиляции является основой для дальнейшего эффективного функционирования системы. В этом случае участие профессиональных проектировщиков и монтажников является решающим и позволит с большей уверенностью гарантировать надёжность работы вентиляционной системы. Можно и самостоятельно выполнить ряд основных расчётов, учесть факторы воздействия на циркуляцию воздуха в помещении, а также подобрать соответствующее данным параметрам оборудование.

Но, чем сложнее объект (будь то жилой дом, ресторан или производственный цех), тем более усложняется проект вентиляции, а вместе с тем увеличивается риск появления ошибок, которые в дальнейшем приведут к снижению производительности системы.

Основы проектирования

Если всё же владелец решил самостоятельно заняться вопросом составления проекта вентиляционной системы, то необходимо соблюсти ряд требований, среди которых:

  • санитарные;
  • противопожарные;
  • эксплуатационные;
  • строительно-архитектурные.

Проектирование вентиляции начинается с расчёта производительности системы. Первым шагом является определение достаточного воздухообмена и его кратности, что в свою очередь представляет собой количество смен полного объёма воздушной среды в здании за единицу времени (один час). Воздухообмен вычисляется в индивидуальном порядке для каждой комнаты, а затем суммируется. Существуют нормы значений этого параметра для помещений специального назначения.

При расчётах обязательно учитываются нормы проектирования вентиляции, оговоренные в специальной документации. Так, при определении достаточного количество приточного воздуха, следует руководствоваться нормативным документом СНиП 41-01-2003, в соответствии с которым количество воздуха, расходуемое одним человеком, составляет в среднем 60 м3/час. В ночное время человеку требуется меньшее количество кислорода, а значит, значение данного параметра уменьшается вдвое. Но проектирование систем вентиляции всегда лучше выполнять с некоторым запасом.

Расчёт воздухообмена выполняется, исходя из того, сколько людей в среднем пребывают в помещении. Для этого необходимо умножить нормированное значение расхода воздуха на количество человек. Кратность воздухообмена вычисляется следующим образом: объём помещения умножается на коэффициент (нормируемую кратность воздухообмена), который разнится в зависимости от назначения помещения:

  • для санузла – 7;
  • для кухни – от 5 до 10;
  • для жилой комнаты – до 2;
  • для офиса – до 3.

Проектирование и монтаж вентиляции не обходятся без определения сечений воздуховодов. При этом потребуется два параметра: рассчитанный ранее воздухообмен, а также средняя скорость движения воздуха. В норме, воздушный поток не должен перемещаться быстрее 0,5 м/с, так как любые значения выше указанного приведут к ощутимому сквозняку.

Также важно, чтобы объём приточного и вытяжного воздуха был приблизительно равен, так как сильное несоответствие данных значений может привести к разрежению воздуха, а в результате – к образованию сквозняков.

Особенности составления проекта разных типов систем

Проектирование системы вентиляции и кондиционирования подразумевает несколько больший фронт работ, так как в этом случае необходимо оборудовать разводку охлаждающей установки. В зависимости от выбранного устройства (сплит-система, канальный кондиционер или центральная магистраль кондиционирования), разнятся и масштабы проекта. Сплит-система представляет собой отдельно функционирующую структуру, никак не связанную с вентиляцией, а значит, и с притоком свежего воздуха. При этом воздушные потоки циркулируют без вливания дополнительных порций воздуха.

Соответственно, проектирование вентиляции и кондиционирования такой системы требует меньших затрат. Если планируется монтаж совмещённой системы, то делается упор на производительность оборудования. Создание проекта кондиционирования методом прокладки центральной магистрали происходит непосредственно перед строительством короба здания, в этом случае учитывается возможность разводки каналов, чтобы обеспечить каждое из помещений возможностью регулирования параметров воздушной среды.

Проектирование вентиляции в частном доме, прежде всего, зависит от используемого при строительстве короба материала. Если применяется сруб или гладкая доска, а отопление печного типа, то нет необходимости в дополнительном оборудовании (с учётом небольшой площади жилья), так как основная система циркуляции воздушных потоков – естественная.

В случае если используется каркасный материал или кирпич, то проектирование вентиляции в доме начинается с расчёта воздухообмена в каждой из комнат, а также вычисления сечений вентиляционных каналов.

Вытяжка устанавливается на кухне и в санузле – эти помещения ввиду повышенных значений температуры и влажности требуют особых условий, соответственно, кратность воздухообмена должна быть выше, чем в прочих помещениях. Для обеспечения данных условий предпочтение по установке вытяжного оборудования отдаётся именно этим помещениям. Руководство по проектированию вентиляции подразумевает выполнение ряда правил, среди которых:

  1. Предварительный анализ помещения.
  2. Расчёт основных параметров (воздухообмен, его кратность, сечения вентиляционных каналов, производительность оборудования).
  3. Определение наиболее подходящей конструкции сети воздуховодов с возможностью технического обслуживания, что обеспечивается удобством доступа к основным узлам системы.
  4. Подбор оборудования на основании ранее рассчитанных параметров помещения.
  5. Оснащение вентиляционной системы защитой от шума.
  6. Обеспечение теплоизоляции вентиляции.

Данная цепочка действий включает в себя дополнительные нюансы, например, подбор материала воздуховодов, возможность быстрой реорганизации и ремонта на случай, когда система полностью вышла из строя.

Сложности в самостоятельном проектирование вентиляции

Автор Евгений Апрелев На чтение 7 мин Просмотров 2.7к.
Обновлено

При строительстве частных домов, нежилых помещений и зданий промышленного назначения, очень важная роль отводится системам вентиляции. Ее правильный расчет и проектирование, еще в начальной стадии строительства, позволит сэкономить значительные средства на монтаж и ввод в эксплуатацию систем вентиляции. В рамках этой статьи, мы попытаемся рассказать, как производится правильный расчет вентиляционной системы для коттеджа.

Типы вентиляционных систем

Все системы вентиляции делятся на три категории по их назначению.

  1. Приточная. Эта система вентиляции обеспечивает подачу свежего воздуха в помещение.
  2. Вытяжная. Такая вентиляционная система удаляет использованный воздух из помещения.
  3. Рециркуляционная. Эта система вентиляции, подмешивает к свежему воздуху, подающемуся в помещение, вытяжной.

Кроме того, каждый тип вентиляции, в свою очередь, может быть с искусственной или естественной подачей воздуха.

Но и это еще не все: Все системы вентиляции отличаются друг от друга способом перемещения воздушного потока.

  • Канальные. Для перемещения воздуха используются воздуховоды или каналы.
  • Бесканальные. Это когда воздух поступает в помещение за счет естественных неплотностей в окнах, дверях и т.д.

Теперь, когда нам известно о существующих типах вентиляционных систем, можно поговорить и о тех значениях, которые влияют на их выбор.

Как правильно рассчитать воздухообмен в частном доме

Для проектирования систем вентиляции в жилых помещениях, нужно ориентироваться на несколько основных факторов, первым из которых мы рассмотрим воздухообмен.

Воздухообмен – это, сколько раз должна происходить смена воздуха в группе помещений, за единицу времени. Существуют четко определенные нормы воздухообмена, регламентируемые нормативными документами. Чтобы правильно его рассчитать для жилого помещения, можно воспользоваться любым из трех возможных методов. Мы рассмотрим расчет по площади жилища, по гигиеническим стандартам и по кратности. А теперь по порядку.

Расчет расхода воздушных потоков по площади помещения

Для того чтобы произвести расчет этого параметра, необходимо знать, что по установленным нормам воздухообмен в жилых помещениях должен составлять 3м3/ч, на 1м2 площади. Например: площадь гостиной 20м2 тогда требуемый воздухообмен для него должен составлять 3м3/ч х 20м2 = 60 м3/ч.

Расчет расхода воздушных потоков по санитарным нормам

Для проектирования вентиляции и расчета воздухообмена, можно воспользоваться и установленными гигиеническими нормами. Исходя из санитарно-гигиенических нормативов, на одного человека, постоянно находящегося в помещении, требуется 60м3/ч, а на временно присутствующего – 20м3/ч воздуха. Все данные по его расходу на одного человека регламентирует СНиП 2.04.05-91

Расчет расхода воздушных потоков по кратности

Кратность – это число, которое означает, сколько раз в помещении должна происходить полная смена воздуха. При расчете этого показателя нужно учитывать объем жилища, в котором производится расчет. Существуют таблицы, основанные на данных СНиП 2.08.01-89* Жилые здания, приложение 4; и МГСН 3.01-96 «Жилые здания»;

Все таблицы мы приводить не будем, но некоторые данные, по основным помещениям квартиры или частного дома, мы предоставим.

  • Гостиная, спальня кабинет – приток, кратный 1;
  • Кухня, столовая – вытяжка, не менее 90м3/ч, приток 3м3/ч на 1м2 площади;
  • Ванная – вытяжка, не менее 25м3/ч, приток 3м3/ч на 1м2 площади;
  • Туалет или совмещенный санузел – вытяжка, не менее 50м3/ч приток 3м3/ч на 1м2 площади;
  • Прачечная – вытяжка, кратная 0,5, приток 3м3/ч на 1м2 площади;
  • Бытовая комната – вытяжка, кратная 1,5, приток 3м3/ч на 1м2 площади;

Как производить расчет по кратности

  1. Изначально высчитывается объем каждого помещения дома в отдельности. Рассчитать это очень просто: Нужно перемножить длину, ширину и высоту помещения.
  2. Для каждого отдельного помещения рассчитываем требуемый воздухообмен, используя для этого формулу: L=n*v, где n – кратность воздухообмена, а v – объем помещения.
  3. Суммируем L всех комнат частного дома, отдельно по притоку и по вытяжке.
  4. Если формула баланса ∑ Lпр = ∑ Lвыт. – не получается, следует увеличить значение расхода воздушных потоков, для тех комнат, которые представлены минимальными значениями, а не кратностью. В нашем случае это кухня, ванная и туалет.

Роль воздухораспределения в эффективности вентиляционной системы

В проектировании приточно-вытяжной вентиляции большую роль играет процесс правильного распределения потоков воздуха. Если не учитывать при расчетах эти данные, то вентиляционная система даже с высокими показателями воздухообмена может оказаться неэффективной, в процессе удаления загрязненного воздуха из квартиры или коттеджа. Одной из основных задач при проектировании вентиляции является правильное расположение приточных и вытяжных распределительных устройств, для достижения максимального эффекта.

Воздухораспределителем называется специальный прибор благодаря которому воздух попадает в помещение, и различаются по конструкции и соответственно дизайну. Они бывают в виде:

  • Решеток, регулируемых и нерегулируемых, различной геометрической формы и с направлением воздуха как в одну, так и во все стороны. Такие воздухораспределители могут использоваться для приточной, вытяжной и переточной систем вентиляции и располагаться на потолке, стенах или на полу.
  • Перфорированных панелей. Эти устройства представляют собой панели с перфорацией, расположенной как в один, так и в несколько рядов. Они удаляют воздушные потоки из верхней части комнаты.
  • Диффузоров или плафонов. Такие устройства используются для приточной и вытяжной вентиляции, могут быть с регулятором потоков воздуха.
  • Сопловые и щелевые. Они бывают как приточные, так и вытяжные и могут создавать большую струю воздуха с высокой скоростью, до 30-40м/с.

Именно их правильное местоположение позволяет эффективно распределить приточный и вытяжной воздух по помещению.

Схему правильного распределения воздушных масс в здании, заказывают отдельно от проекта, компаниям, которые на этом специализируются, а самостоятельно произвести расчеты можно, с помощью справочников или различных компьютерных программ. Одна из таких программ называется Swegon.

Основные этапы проектирования вентиляции частного дома

Проектирование и монтаж систем вентиляции – это довольно сложный процесс, который состоит из нескольких основных этапов.

  • На первом этапе составляется техническое задание, на основании данных и особых требований к вентиляции в жилище. Основным итогом этого должен стать оптимальный выбор вентиляционной системы для конкретной постройки.
  • Второй этап проектирования предполагает проведение расчетов требуемого воздухообмена по каждой конкретной комнате. Этот этап очень важен, ведь в случае неправильных расчетов, в жилом доме могут возникнуть такие неприятные моменты, как повышенная влажность, духота, появление плесени и т.д.
  • Расчет сечения воздуховодов. Это также сложный процесс, требующий определенных знаний и опыта. При создании проекта вентиляции в частном доме используются круглые или прямоугольные воздуховоды. Важно знать, что в воздуховоде естественной вытяжки, скорость воздушного потока не должна превышать 1м/ч, а для воздуховодов с механическим нагнетанием воздуха 5м/с. для магистральных, и 3м/с для ответвлений. На основании этих данных, и значений по расходу воздуха, с помощью специального программного обеспечения или диаграмм, рассчитываются сечения воздуховодов.
  • Когда все расчеты произведены, производятся работы по созданию принципиальной схемы вентиляционной системы и ее разделению на отдельные, не нарушающие требований нормативных документов, посредством проектирования специальных разделительных клапанов. Целью этого разделения является предотвращение возможного распространения пожара через воздуховоды.
  • Следующий этап в создании проекта вентиляции частного дома предполагает выбор оборудования, отвечающего всем расчетным требованиям (аэродинамический и акустический расчет), определяются места его размещения, а также пути прокладки воздуховодов.
  • Конечной стадией проектирования системы вентиляции частного дома считается этап согласования с действующими нормами всех нормативных актов, технического задания и архитектурным решением.

Важно!
Проект вентиляционной системы частного дома должен соответствовать пожарным, санитарно-гигиеническим, архитектурным требованиям безопасности. Только после согласования со всеми государственными органами надзора, такой проект готов к монтажу.

Рабочий проект вентиляции.

Рабочий проект вентиляции.





Рабочий проект по системам вентиляции и кондиционирования воздуха должен разрабатываться специальной проектной организацией. Компания «Виптек» располагает отделом по разработке проектов вентиляции, который готов в любой момент предложить вам свои услуги.


Рабочий проект вентиляции состоит из набора рабочих чертежей, разработанных в соответствии с нормами и правилами СНиП, и пояснительной записки.


Пояснительная записка для проекта вентиляции может оформляться как отдельно, так и на главном листе комплекта чертежей. В пояснительной записке должно содержаться описание объекта, готовящегося под установку вентиляции, перечень и технические характеристики оборудования для системы вентиляции (в том числе, при необходимости, полупромышленных или промышленных кондиционеров), а также сведения по воздухообменам в помещениях.


Кроме того, в пояснительной записке приводятся расчетные параметры проектирования вентиляционной системы, особые требования к материалам для воздуховодов, а также требования к покраске или защите внутренней поверхности воздуховодов и другие данные, относящиеся к специфическим особенностям конкретной системы вентиляции.


Комплект рабочих чертежей для проекта вентиляции состоит из следующих документов:

  • поэтажные планы здания с обозначенными на них трассами воздуховодов и расположением вентиляционных камер
  • планы и разрезы вентиляционных камер
  • аксонометрические схемы вентиляционных систем, а также чертежи нетиповых конструкций, входящих в состав системы вентиляции


На поэтажных планах указываются продольные и поперечные размеры воздуховодов, переходы и места установки воздухозаборных и воздухораспределительных агрегатов, составляющих комплекс вентиляции. Кроме того, указываются места и конструктивные решения пересечения воздуховодов через перекрытия и стены.


Вентиляционные камеры должны проектироваться в определенном масштабе, и представляют из себя помещения, в которых сконцентрировано значительное количество узлов и агрегатов вентиляционного оборудования. В разрезах вентиляционных камер указываются привязки основных осей агрегатов вентиляции, а также кондиционеров, калориферов и воздуховодов.


В рамках подготовки рабочего проекта вентиляционной системы разрабатываются основные моменты будущего проекта монтажных работ, в котором предусматриваются все узловые элементы расположения и крепления отдельных частей системы вентиляции.


В рабочем проекте вентиляции указываются также спецификации по основным характеристикам воздуховодов и других элементов системы вентиляции. В окончательном виде проект вентиляции подписывается главным инженером организации, осуществляющей монтаж вентиляции, и после этого начинаются непосредственные работы по установке системы вентиляции.






Проектирование центральной вентиляции — Стандарт Климат

Проектирование центральной вентиляции Вы можете заказать с монтажом «под ключ», позвонив по телефону в Москве: +7(499) 350-94-14. Осуществляем проектирование и поставку систем вентиляции по России. Письменную заявку просим Вас отправить на email [email protected] или через форму на сайте.

Отправьте заявку и получите КП

Известно, что проектирование вентиляции – важная составляющая каждого объекта недвижимости, вне зависимости от его предназначения и архитектурной сложности. Соответствующие расчётные мероприятия проводятся до начала строительства. Благодаря чему удается сократить расходы на ввод системы в эксплуатацию, монтаж оборудования и ее последующее обслуживание. Итак, рассмотрим основные этапы разработки вентиляции здания.

Для центральной вентиляции характерно применение одной более мощной вентиляционной установки, обслуживающей несколько помещений.

Такой агрегат может осуществлять вентиляцию всего учреждения/здания, но часто система вентиляции разделена на несколько подсистем, либо из соображений места, либо по причинам пожарной безопасности и/или в зависимости от типа/назначения помещений.

«Стандарт Климат» — профессиональная климатическая компания, готовая реализовать решения любых задач по климатическому и другому инженерному оборудованию «под ключ». Выполним полный цикл работ: подбор оборудования, проектирование, монтаж, поставка и обслуживание. На сайте airclimat.ru Вы можете отправить заявку.

Звоните сейчас: +7(499) 350-94-14. Отправьте заявку

Для чего нужен проект вентиляции

Сложность вентиляционной системы растет с увеличением количества обслуживаемых помещений и их площади. Любой торговый или офисный центр, гостиница, магазин нуждаются в разветвленной вентиляции, которая обеспечивает стабильный воздухообмен в каждом помещении.

При определении требуемого объема подачи воздуха обязательно учитывается тип помещений (жилое помещение, кухня, зал ресторана, офис), количество находящихся в нем людей, их активность (сон, умственная или физическая работа), наличие источников запахов и других газообразных загрязнений.

Для создания комфортного микроклимата необходимо определить и сбалансировать множество параметров:

  • мощность и производительность вентиляторов, создаваемое ими давление с учетом динамического сопротивления вентиляционных каналов;
  • сечение вентиляционных трубопроводов и их разводка с учетом строительных конструкций, расположения вентиляционного и другого оборудования;
  • расположение точек вытяжки и притока воздуха;
  • состав и размещения оборудования для кондиционирования воздуха;
  • состав контролирующих и управляющих устройств, их расположение, подключение;
  • меры по снижению уровня шума, производимого работающим оборудованием, в том числе и распространяемого по воздуховодам.

Из всего сказанного становится вполне очевидным, что для обеспечения комфортной атмосферы в здании необходимо квалифицированное проектирование системы вентиляции.

Причем лучше всего, если такой проект создается на этапе проектирования здания. В этом случае достигается оптимальная интеграция вентиляционной системы с другими инженерными системами и со строительными конструкциями.

Проектная документация

Любой проект, в том числе и проект вентиляции, ‑ это пакет документов, в деталях описывающий будущую систему, начиная с технического задания и технико-экономического обоснования расчетов и заканчивая подробной деталировкой всего оборудования.

Специалисты нашей компании при изготовлении проектной документации следуют требованиям действующих нормативов (СНиП, ГОСТ, СП), при необходимости дополняя комплект дополнительными документами. В состав проектной документации входят несколько разделов, каждый из которых может включать множество пунктов.

  • Пояснительная записка. В этом разделе приводятся исходные данные для проекта, сведения об объекте, для которого разрабатывается проект, общие характеристики и другие сведения о проектируемой вентиляции, описание климатических условий и расчетных параметров наружного воздуха и другая информация предварительного характера.
  • Основной комплект рабочих чертежей. Здесь содержатся чертежи прокладки трасс, их габаритные размеры, схемы размещения вентиляционного оборудования и их габариты, структурные и монтажные схемы, деталировки, схемы зон функционирования и обслуживания оборудования.
  • Техническое задание по инженерным системам, взаимодействующим с проектом вентиляции: кондиционирование, отопление, электроснабжение, канализация.
  • Спецификация на применяемое вентиляционное оборудование и материалы.
  • Допуски и разрешения на проведение соответствующих работ.

Проект вентиляции – это исчерпывающее описание системы, руководство для ее комплектации, монтажа, подключения и ввода в эксплуатацию. Смысл проекта – в обеспечении точного соответствия всех ее элементов техническому заданию, согласованности их рабочих параметров и интеграции в общий проект объекта.

Основы проектирования

Если всё же владелец решил самостоятельно заняться вопросом составления проекта центральной вентиляционной системы, то необходимо соблюсти ряд требований, среди которых:

  • санитарные;
  • противопожарные;
  • эксплуатационные;
  • строительно-архитектурные.

Проектирование центральной вентиляции начинается с расчёта производительности системы. Первым шагом является определение достаточного воздухообмена и его кратности, что в свою очередь представляет собой количество смен полного объёма воздушной среды в здании за единицу времени (один час). Воздухообмен вычисляется в индивидуальном порядке для каждой комнаты, а затем суммируется. Существуют нормы значений этого параметра для помещений специального назначения.

При расчётах обязательно учитываются нормы проектирования вентиляции, оговоренные в специальной документации. Так, при определении достаточного количество приточного воздуха, следует руководствоваться нормативным документом СНиП 41-01-2003, в соответствии с которым количество воздуха, расходуемое одним человеком, составляет в среднем 60 м3/час. В ночное время человеку требуется меньшее количество кислорода, а значит, значение данного параметра уменьшается вдвое. Но проектирование систем вентиляции всегда лучше выполнять с некоторым запасом.

Расчёт воздухообмена выполняется, исходя из того, сколько людей в среднем пребывают в помещении. Для этого необходимо умножить нормированное значение расхода воздуха на количество человек. Кратность воздухообмена вычисляется следующим образом: объём помещения умножается на коэффициент (нормируемую кратность воздухообмена), который разнится в зависимости от назначения помещения:

  • для санузла — 7;
  • для кухни — от 5 до 10;
  • для жилой комнаты — до 2;
  • для офиса — до 3.

Проектирование центральной вентиляции не обходятся без определения сечений воздуховодов. При этом потребуется два параметра: рассчитанный ранее воздухообмен, а также средняя скорость движения воздуха. В норме, воздушный поток не должен перемещаться быстрее 0,5 м/с, так как любые значения выше указанного приведут к ощутимому сквозняку.

Также важно, чтобы объём приточного и вытяжного воздуха был приблизительно равен, так как сильное несоответствие данных значений может привести к разрежению воздуха, а в результате — к образованию сквозняков.

Основные этапы проектирования центральной вентиляции

Проектирование и монтаж системы центральной вентиляции – многогранный и трудоёмкий процесс, включающий в себя несколько последовательных этапов.

  • Задача первостепенной важности – сформировать грамотное техническое задание, ориентируясь на требования к системе воздуховодов для конкретного дома. В итоге должно сформироваться чёткое понимание того, какая именно система подходит под конкретный дом или квартиру.
  • Следующий этап – расчёт значения воздухообмена для каждого помещения. Лучше всего, если подсчётами «займется» специализированная программа, поскольку малейшие просчёты и недоработки чреваты возникновением племени, духоты и высокой влажности.
  • Определение размеров сечения воздуховода. Заниматься расчётными данными должен опытным специалист. Проектирование системы вентиляции может осуществляться на основе прямоугольных или круглых воздуховодов. Ключевой момент – для естественной вытяжки скорость перемещения «пятого океана» не должна быть больше 1м/ч. Что касается установок с механическим нагнетателем – до 5 м/с. Сечения каналов может определить специализированная программа, можно воспользоваться и табличными данными.
  • После завершения всех расчётов, подготавливается принципиальная схема, на основании которой и будет формироваться итоговое тз. Основная схема разделяется на несколько отдельных, ориентируясь на нормативные документы, возможность применения клапанов разделения. Данный шаг необходим для того, чтобы нивелировать опасность быстрого распространения огня по воздуховодам при пожаре.
  • Ни одна программа не в состоянии определить возможные сложности, которые с разной долей вероятности возникают в практических условиях. Монтаж вентиляции невозможно провести, не определившись с оборудованием будущей системы. Приборы должны отвечать расчётным данным и установленным требованиям (на основе акустического и аэродинамического расчёта). Затем необходимо грамотно определить участки, на которых будут установлены вытяжные и приточные агрегаты. Определяются оптимальные зоны для монтажа воздуховодов.
  • Абсолютно все проекты завершаются согласовательными мероприятиями. Несмотря на то, что каждая специализированная программа уже учитывает определенный перечень требований, необходимо провести комплексный анализ системы на предмет ее соответствия архитектурному решению, ТЗ, нормативным актам, законодательству.

Предлагаем вам несколько полезных программ, которые помогут при проектировании вентиляционной системы:

  1. VentCalc v. 2. — с помощью этой программы можно произвести расчет вентиляции, при чем сделать это весьма быстро.
  2. VSV — с помощью данной программы можно произвести расчет вентиляционной сис-мы, аспирации и пневмотранспорта.
  3. Потолок — с помощью этой программы можно рассчитать отопительную сис-му, охлаждение калориферов и оборудования.
  4. RTI — с помощью данной программы можно осуществить расчет теплопотерь и инфильтрации помещений.
  5. STOL —  с помощью этой программы возможно произвести расчет воздухообмена на предприятиях и в заведениях общепита.

Проектирование центральной вентиляции Вы можете заказать с монтажом «под ключ», позвонив по телефону в Москве: +7(499) 350-94-14. Осуществляем проектирование и поставку систем вентиляции по России. Письменную заявку просим Вас отправить на email [email protected] или через форму на сайте.

Отправьте заявку и получите КП

Подберем оборудование, удешевим смету, проверим проект, доставим и смонтируем в срок.

Проектирование вентиляции Санкт-Петербург

Проектирование вентиляции – комплексная задача, решение которой требует участия грамотных специалистов. Прежде, чем осуществить проектирование вентиляции спб, необходимо произвести расчет параметров вентиляционной системы, подобрать отвечающее заданным параметрам (в том числе таким, как производительность) вентиляционное оборудование и разработать проект воздухораспределительной сети.

Техническое задание

Прежде чем специалисты компании Аэрком-Спб приступят к проектированию, с заказчиком будут обговорены все его пожелания и возможности, на основе которых будет составляться техническое задание на проект. Внесение корректив и изменений возможно на всем протяжении процесса проектирования.

Для того чтобы обошлось проектирование вентиляции недорого, важно в ходе работы учесть все имеющиеся факторы, ведь незначительная, казалось бы, ошибка, допущенная по невнимательности, может привести к серьезным нарушениям в работе всей системы вентиляции. В результате потребуются дополнительные затраты на переделку вентиляционной системы.

Необходимо учитывать, что монтаж вентиляции, расчёт и разработка ее принципиальной схемы по силам специалистам компании Аэрком-Спб , прошедшим специализированное обучение и имеющим солидный опыт работы.

При разработке проекта вентиляции, обязательно учитываются общие данные о проектируемой системе — разрабатывается ее принципиальная схема, производятся все необходимые расчеты и осуществляется спецификация на оборудование.

Специалисты компании Аэрком, осуществляющие

  • проектирование вентиляции спб;
  • проектирование вентиляции в кафе;
  • проектирование вентиляции в цеху;
  • проектирование вентиляции в жилом помешении;
  • проектирование вентиляции в офисе;
  • проектирование вентиляции в квартире;
  • проектирование вентиляции на складе;

уделяют особое внимание всем имеющимся факторам, поскольку даже небольшая ошибка, допущенная на подготовительном этапе, зачастую приводит к неправильной работе всей проектируемой системы:

Схемы систем вентиляции (pdf, 2.4Mb)

Замеры и расчёт

Как известно, осуществляя проектирование и монтаж вентиляции расчёт необходимо производить с использованием результатов точных замеров. В первую очередь учитывается такой показатель, как воздухообмен по помещению, и на основе этих данных специалистами рассчитывается мощность установок, подбираются воздуховоды, соответствующие по типу и размерам.

Несмотря на то, что мы осуществляем проектирование вентиляции недорого, разработанная система вентиляции будет отвечать всем необходимым требованиям, в том числе пожарной безопасности, строительным и санитарно – гигиеническим нормам. После разработки проекта вентиляционной системы, специалисты компании Аэрком-Спб произведут его утверждение в соответствующих инстанциях.

При проектировании вентиляции специалистам компании Аэрком-Спб необходимо решить множество самых разнообразных задач. Спроектированное вентиляционное оборудование в современных помещениях должно не только отвечать всем имеющимся стандартам и нормам, и при этом исправно функционировать, но и максимально удачно вписываться в разработанный дизайнерами интерьер. Причем стоить должно проектирование вентиляции недорого.

Программа для проектирования на компьютере

Современные технологии позволяют осуществлять проектирование вентиляции не только на бумажном, но и на электронном носителе. Специализированное программное обеспечение дает возможность учесть все особенности проектируемой системы еще на этапе ее разработки. Поскольку расчет всех проектных данных осуществляет программа, вероятность ошибки практически сведена на нет.

Использование компьютера значительно ускоряет процесс проектирования, а потому монтаж вентиляции, расчёт которой произведен специализированной системой, может быть выполнен в минимально короткие сроки без особого труда и привлечения большого числа специалистов. Разработанная программа позволяет учитывать сезонные перепады температуры и параметры основных теплопритоков.

Проектирование систем вентиляции

Для проектирования систем вентиляции можно использовать приведенную ниже процедуру:

  • Расчет тепловой или охлаждающей нагрузки, включая явное и скрытое тепло
  • Рассчитайте необходимые воздушные сдвиги в зависимости от количества людей и их активности или любых других особых условий. процесс в помещениях
  • Расчет температуры приточного воздуха
  • Расчет массы циркулирующего воздуха
  • Расчет потерь температуры в воздуховодах
  • Расчет производительности компонентов — нагревателей, охладителей, омывателей, увлажнителей
  • Расчет размера котла или нагревателя
  • Конструкция и Расчет системы воздуховодов

1.Расчет тепловых и охлаждающих нагрузок

Расчет тепловых и охлаждающих нагрузок по

  • Расчет тепловых или охлаждающих нагрузок в помещении
  • Расчет тепловых или охлаждающих нагрузок на окружающую среду

2. Расчет воздушных перемещений в соответствии с жильцами или любыми процессами

Расчет создаваемого загрязнения по лицам, их деятельности и процессам.

3. Расчет температуры подаваемого воздуха

Расчет температуры подаваемого воздуха. Общие рекомендации:

  • Для обогрева, 38-50 o C (100-120 o F) Может подойти
  • Для охлаждения, где впускные отверстия находятся рядом с занятыми зонами, 6-8 o C (10-15 o F) Может подойти температура на ниже комнатной
  • Для охлаждения, где используются высокоскоростные диффузионные струи, может подойти 17 o C (30 o F) ниже комнатной температуры

4.Расчет количества воздуха

Нагрев воздуха

Если для обогрева используется воздух, необходимый расход воздуха может быть выражен как

q h = H h / (ρ c p (t с — t r )) (1)

где

q h = объем воздуха для обогрева (м 3 / с)

H h = тепловая нагрузка (Вт)

c p = удельная теплоемкость воздуха (Дж / кг K)

t s = температура подачи ( o C)

t r = комнатная температура ( o C)

ρ = плотность воздуха (кг / м 3 )

Воздушное охлаждение

Если для охлаждения используется воздух, необходимый расход воздуха может быть выражен как

q c = H c / (ρ c p (t o — t r )) (2)

где

q c = объем воздуха для охлаждения (м 3 / с)

H c = охлаждающая нагрузка (Вт)

t o = температура на выходе ( o C), где t o = t r , если воздух в помещении смешанный

Пример — Нагревание

Если тепловая нагрузка составляет H h = 400 Вт , температура подачи t s = 30 o C и комнатная температура t 90 075 r = 22 o C , расход воздуха можно рассчитать как:

q h = (400 Вт) / ((1.2 кг / м 3 ) (1005 Дж / кг K) ((30 o C) — (22 o C)))

= 0,041 м 3 / с

= 149 м 3 / ч

Влажность
Увлажнение

Если наружный воздух более влажный, чем воздух в помещении, то воздух в помещении можно увлажнять, подавая воздух снаружи. Количество приточного воздуха можно рассчитать как

q mh = Q h / (ρ (x 1 — x 2 )) (3)

где

q mh = объем воздуха для увлажнения (м 3 / с)

Q h = подаваемая влажность (кг / с)

ρ = плотность воздуха (кг / м 3 )

x 2 = влажность воздуха в помещении (кг / кг)

x 1 = влажность приточного воздуха ( кг / кг)

Осушение

Если наружный воздух менее влажный, чем воздух в помещении, то воздух в помещении можно осушать, подавая воздух снаружи.Количество приточного воздуха можно рассчитать как

q md = Q d / (ρ (x 2 — x 1 )) (4)

где

q md = объем воздуха для осушения (м 3 / с)

Q d = влага, подлежащая осушению (кг / с)

Пример — Увлажнение

При добавлении влаги Q h = 0.003 кг / с , влажность помещения x 1 = 0,001 кг / кг и влажность приточного воздуха x 2 = 0,008 кг / кг , количество воздуха может быть выражено как:

q mh = (0,003 кг / с) / ((1,2 кг / м 3 ) ((0,008 кг / кг) — (0,001 кг / кг)))

= 0,36 м 3 / s

В качестве альтернативы количество воздуха определяется требованиями людей или процессов.

5. Потери температуры в воздуховодах

Потери тепла из воздуховода можно рассчитать как

H = A k ((t 1 + t 2 ) / 2 — t r ) (5)

где

H = теплопотери (Вт)

A = площадь стенок воздуховода (м 2 )

t 1 = начальная температура в воздуховоде ( o C)

t 2 = конечная температура в воздуховоде ( o C)

k = коэффициент теплопотерь стенок воздуховода (Вт / м ) 2 К) (5.68 Вт / м 2 K для воздуховодов из листового металла, 2,3 Вт / м 2 K для изолированных воздуховодов)

t r = температура окружающей среды ( o C)

Потери тепла в воздушном потоке могут быть выражены как

H = 1000 qc p (t 1 — t 2 ) (5b)

, где

q = масса проходящего воздуха (кг / с)

c p = удельная теплоемкость воздуха (кДж / кг · K)

(5) и (5b) могут быть объединены с

H = A k ((t 1 + t 2 ) / 2 — t r )) = 1000 qc p (t 1 — t 2 ) (5c)

Обратите внимание, что для более высоких температур ps следует использовать средние логарифмические значения температуры.

6. Выбор нагревателей, стиральных машин, увлажнителей и охладителей

Установки, такие как нагреватели, фильтры и т. Д., Должны быть выбраны на основе количества и производительности воздуха из каталогов производителей.

7. Котел

Мощность котла может быть выражена как

B = H (1 + x) (6)

, где

B = мощность котла (кВт)

H = общая тепловая нагрузка всех нагревательных блоков в системе (кВт)

x = запас для нагрева системы, обычно используются значения 0.От 1 до 0,2

Котел с правильной мощностью должен быть выбран из производственных каталогов.

8. Размеры воздуховодов

Скорость воздуха в воздуховоде можно выразить как:

v = Q / A (7)

, где

v = скорость воздуха (м / с)

Q = объем воздуха (м 3 / с)

A = поперечное сечение воздуховода (м 2 )

Общая потеря давления в воздуховодах может быть рассчитана как

dp t = dp f + dp s + dp c (8)

где

dp t = общая потеря давления в системе (Па, Н / м 2 )

dp f = большая потеря давления в каналах из-за трения (Па, Н / м 2 )

900 74 dp s = незначительная потеря давления в фитингах, коленах и т. Д.(Па, Н / м 2 )

dp c = незначительная потеря давления в компонентах, таких как фильтры, нагреватели и т. Д. (Па, Н / м 2 )

Основное давление потери в воздуховодах из-за трения можно рассчитать как

dp f = R l (9)

, где

R = сопротивление трению в воздуховоде на единицу длины (Па, Н / м 2 на м воздуховода)

l = длина воздуховода (м)

Сопротивление трению в воздуховоде на единицу длины можно рассчитать как

R = λ / d h (ρ v 2 /2) (10)

где

R = потеря давления (Па, Н / м 2 )

λ 9007 9 = коэффициент трения

d h = гидравлический диаметр (м)

Frontiers | Проектирование вентиляционной системы и коронавирус (COVID-19)

Введение

Подобно вирусам гриппа, коронавирус 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2), вирус, вызывающий коронавирусное заболевание 2019 г. (COVID-19), может вызывать обширные вспышки (Управление по охране труда, 2020 г.) .Воздушный поток в закрытых помещениях является ключевым фактором передачи инфекционных заболеваний по воздуху и формируется за счет одновременного воздействия следующих параметров, включая типы систем отопления, вентиляции и кондиционирования (например, вытеснение и смешивание), установка HVAC. конфигурации (например, размещение диффузоров и тип фильтра) и расположение людей (например, расстояние и разделение). Следовательно, вопрос заключается в том, всегда ли расстояние 1,5 м подходит для разделения и изоляции без учета системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и конфигурации установки.Более мелкие капли могут перемещаться на расстояние более 2 м от источника и сильно зависят от системы вентиляции помещения и активности людей. Литература о рисках аэрозольной передачи инфекции в закрытых помещениях обширна. Li et al. Рассмотрели более 40 исследований взаимосвязи между системами вентиляции и передачей инфекции в больницах, офисах, самолетах и ​​кораблях. (2007).

Большинство новых офисных зданий в странах Северной Европы оснащены сбалансированными системами механической вентиляции.Система вентиляции классифицируется как имеющая постоянный объем воздуха (CAV) или переменный объем воздуха (VAV), в зависимости от воздушного потока. Наиболее распространенными решениями в офисных зданиях являются системы VAV. Системы вентиляции должны точно контролировать микроклимат в помещении; в противном случае целевые значения температуры в помещении или концентрации углекислого газа (CO 2 ) могут не быть достигнуты.

Типичная офисная среда Скандинавии включает индивидуальные, небольшие и большие офисы открытой планировки.Согласно опросу DEKAR, отдельные офисы особенно распространены на норвежских и шведских предприятиях. В Дании структура другая; небольшие офисы открытой планировки преобладают в большинстве организаций (Bakke et al., 2007). На рисунке 1 изображен небольшой офис открытой планировки в Дании.

Рисунок 1. Небольшой офис открытой планировки в Дании.

Пандемия COVID-19 изменила использование офисных зданий в Северной Европе, включая Данию, Норвегию и Швецию.В частности, COVID-19 повлиял на работу систем вентиляции. Системы вентиляции используются для обеспечения удовлетворительного теплового комфорта и надлежащего качества воздуха в помещении для жителей здания. Системы вентиляции можно настроить по-разному, в зависимости от применения и функций здания. Системы вентиляции обеспечивают чистый воздух за счет обмена внутренним и наружным воздухом и фильтрации.

Стандартная практика проектирования микроклимата в офисных зданиях основана на показателях комфорта внутри помещений, а классы комфорта количественно определяют эти субъективные требования (Международная организация по стандартизации, 2005).Однако эти индексы не дают автоматически удовлетворительных результатов во время пандемии, поскольку микроклимат в офисных зданиях контролируется комфортом в помещении и другими факторами.

Общее различие между пандемией и типичной ситуацией заключается в аспекте здоровья. Концентрация аэрозоля, температура воздуха и относительная влажность могут повлиять на здоровье. Возможны три пути передачи COVID-19 и многих других респираторных вирусов: (а) комбинированная передача капельным путем и воздушно-капельным путем в зоне тесного контакта на расстоянии 1–2 м за счет капель и аэрозолей, выделяемых при чихании, кашле, пении, крике, разговоре, и дыхание; b) передача по воздуху (в виде аэрозолей) на большие расстояния; и (c) контакт с поверхностью (фомит) из рук в руки, из рук в руки или другим путем (Федерация европейских ассоциаций систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, 2020).Аэрозоли — это капли с размером ядра менее 10–100 мкм.

Система вентиляции и система распределения воздуха влияют на риск перекрестного заражения в помещении как на короткие, так и на большие расстояния между источником инфекции и здоровыми людьми. На короткие расстояния объединенные потоки капель и аэрозолей способствуют передаче вируса. Выдыхаемые капли (> 100 мкм) содержат воду и бактерии или вирусы. Они тяжелые и падают на горизонтальные поверхности на расстоянии менее 1–2 м, но частично испаряются и становятся аэрозолями в воздухе (Xie et al., 2007). На крупные капли также влияет движение воздуха в помещении, а капли размером 15–35 мкм перемещаются по помещению с помощью вентиляционного потока (Nielsen et al., 2012).

Концентрация аэрозоля может быть высокой при высоком содержании вируса на небольшом расстоянии от инфицированного человека. На этот поток в микросреде человека также незначительно влияет движение воздуха в комнате (Nielsen et al., 2008; Olmedo et al., 2012). Вирус от капель и передачи фомита можно удалить с поверхностей путем очистки.

Система вентиляции контролирует риски перекрестного заражения на большие расстояния. Инфицированный человек поставляет определенное количество вируса в воздух, а подача свежего или отфильтрованного воздуха контролирует вирусную нагрузку в комнате (Nielsen, 2009). Важно поддерживать вирусную нагрузку ниже определенного предела, зависящего от типа заболевания, что является важным требованием системы вентиляции во время пандемии.

Из отчетов о вспышках и опубликованных на сегодняшний день исследований пока невозможно полностью определить, вызывают ли аэрозоли передачу через близость (передача по воздуху), прямой контакт (загрязнение рук аэрозолями и т. Д.)) или непрямой контакт (аэрозольное загрязнение предметов или поверхностей). Согласно текущим данным о COVID-19, высокий риск передачи в переполненных помещениях связан как с каплями, так и с аэрозолями при тесном контакте и контакте с поверхностью. Обсуждается важность сочетания комплексов профилактических мер (Европейский центр профилактики и контроля заболеваний, 2020). Morawska et al. (2020) обсудили и задокументировали возможность передачи по воздуху на большие расстояния.

Например, в Дании национальные руководящие принципы для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в отношении COVID-19 следующие (Sundhedsstyrelsen, 2020):

• Внедрить или оптимизировать вентиляцию в помещениях с общим доступом (например,г., магазины, офисы, остановка общественного транспорта).

• Увеличьте время вентиляции.

• Избегайте рециркуляции воздуха.

• Избегайте использования настроек энергосбережения или сенсорных элементов управления CO 2 .

В Норвегии действуют следующие национальные рекомендации для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в отношении COVID-19:

• Достаточно обычного обслуживания и эксплуатации вентиляционных систем.

• При техническом обслуживании следует соблюдать осторожность при замене фильтров и использовать соответствующие средства индивидуальной защиты.

• Избегайте дальнейшего увеличения вентиляции в уже хорошо проветриваемых помещениях, поскольку это потенциально может иметь неблагоприятные последствия. Функционирование систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха должно быть адаптировано к новому графику работы. Системы должны быть включены примерно за 2 часа до начала работы и должны продолжать работать в течение 2 часов после работы.

• Рабочие места не должны располагаться непосредственно под выхлопом.

• Рекомендуется поддерживать отрицательное давление в туалетах, так как может происходить образование аэрозолей.Также рекомендуется смывать унитазы с закрытой крышкой.

• Рекомендации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC) по вентиляции практически не применимы к северным условиям относительно рекомендованной степени вентиляции, температуры и влажности в помещении.

• Датчик CO 2 может указывать на плохое качество воздуха и потенциальное присутствие SARS-CoV-2 при выдохе.

• Скорость воздушного потока должна поддерживаться на уровне 7 л / с на человека в комнате, а CO 2 не должен превышать 1000 ppm.Рекомендуемые предельные значения для CO 2 должны быть сбалансированы с учетом влажности (минимум 20% влажности зимой и 30% летом).

• Если влажность падает ниже 15%, это может указывать на слишком высокую скорость вентиляции.

• Использование очистителей воздуха не рекомендуется, так как они могут создавать воздушные потоки.

• Меры по вентиляции не заменяют другие рекомендуемые меры инфекционного контроля.

По данным Европейского центра профилактики и контроля заболеваний (2020), в настоящее время не существует шведских национальных руководящих принципов для систем HVAC по вентиляции внутренних помещений в контексте COVID-19.Тем не менее, REHVA (2020) и Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (2020) дали несколько рекомендаций. Эти источники в основном касаются показателей воздухообмена. Однако один важный вопрос, касающийся рекомендаций, заключается в том, должны ли две или более комнаты, расположенные рядом друг с другом, или все отдельные комнаты иметь сбалансированную систему вентиляции для предотвращения передачи вирусов из комнаты в комнату. Загрязняющие вещества могут распространяться по-разному, но в этой статье основное внимание уделяется загрязнителям, переносимым по воздуху.

В руководстве ВОЗ по системам вентиляции и кондиционирования воздуха в контексте COVID-19 указано, что можно предпринять шаги для улучшения вентиляции и кондиционирования воздуха в общественных местах и ​​зданиях. Эксплуатация коммерческих офисных зданий в условиях эпидемии требует целостной структуры во время кризиса и восстановления нормального состояния после завершения чрезвычайной ситуации в области общественного здравоохранения.

• Рассмотрите возможность использования естественной вентиляции, открывая окна, если это возможно и безопасно.

• Для механических систем увеличьте процентное содержание наружного воздуха, используя режимы экономайзера при работе HVAC, потенциально до 100%.

• Рассмотрите возможность работы системы HVAC при максимальном потоке наружного воздуха в течение 2 часов до и после того, как помещения будут заняты.

• По возможности увеличьте общий приток воздуха в жилые помещения.

• Отключите средства управления вентиляцией по запросу, которые уменьшают подачу воздуха в зависимости от температуры или присутствия.

• Улучшите центральную фильтрацию воздуха.

Руководство CDC по системам вентиляции зданий предлагает усовершенствовать инженерные средства контроля с использованием системы вентиляции здания, что может включать некоторые или все из следующих соображений:

• Увеличьте вентиляцию наружного воздуха, соблюдая осторожность в сильно загрязненных областях.

• Когда позволяют погодные условия, увеличивайте приток свежего наружного воздуха, открывая окна и двери. Не открывайте окна и двери, если это представляет опасность для здоровья или безопасности (например, риск падения или появления симптомов астмы) для находящихся в здании людей.

• Используйте вентиляторы, чтобы увеличить эффективность открытых окон. Для безопасного достижения этой цели важно размещение вентилятора, которое зависит от конфигурации помещения. Избегайте размещения вентиляторов таким образом, чтобы загрязненный воздух мог попадать прямо от одного человека на другого. Одна полезная стратегия — использовать безопасно и надежно установленный оконный вентилятор для вывода воздуха из комнаты на улицу, который помогает втягивать свежий воздух в комнату через другие открытые окна и двери, не создавая сильных воздушных потоков в помещении.

• Уменьшите количество людей в помещениях, где невозможно увеличить наружную вентиляцию.

• Убедитесь, что системы вентиляции работают должным образом и обеспечивают приемлемое качество воздуха в помещении для текущего уровня занятости каждого помещения.

• По возможности увеличьте поток воздуха в жилые помещения.

• Отключите все элементы управления вентиляцией по потребности, которые уменьшают подачу воздуха в зависимости от количества людей или температуры в часы работы. В домах и зданиях, где работа вентилятора HVAC может контролироваться с помощью термостата, установите вентилятор в положение «включено» вместо «авто», чтобы вентилятор работал постоянно, даже когда отопление или кондиционирование воздуха не требуются.

• Откройте заслонки наружного воздуха сверх минимальных значений, чтобы уменьшить или исключить рециркуляцию воздуха HVAC. В мягкую погоду это не влияет на тепловой комфорт или влажность. Однако это может быть сложно сделать в холодную, жаркую или влажную погоду.

• Улучшите центральную фильтрацию воздуха.

• Максимально увеличьте фильтрацию воздуха без значительного уменьшения расчетного воздушного потока.

• Осмотрите корпус фильтра и стойки, чтобы убедиться в правильности установки фильтра, и найдите способы минимизировать байпас фильтра.

• Проверьте фильтры, чтобы убедиться, что они находятся в пределах своего срока службы и правильно установлены.

• Убедитесь, что вытяжные вентиляторы туалетов работают и работают на полную мощность, когда в здании есть люди.

• Проверяйте и поддерживайте местную вытяжную вентиляцию на кухнях и в зонах приготовления пищи. Используйте эти системы каждый раз, когда эти места заняты. Рассмотрите возможность использования этих систем, даже если определенное пространство не занято, чтобы увеличить общую вентиляцию в занятом здании.

• Рассмотрите возможность использования портативных высокоэффективных систем вентиляции / фильтрации воздуха для твердых частиц (HEPA), чтобы улучшить очистку воздуха (особенно в зонах повышенного риска, таких как кабинеты медсестер или районы, часто населенные людьми с повышенным риском заражения COVID-19).

• Создавайте движение от чистого к менее чистому воздуху путем переоценки расположения приточных и вытяжных диффузоров или заслонок (особенно в зонах повышенного риска).

• Рассмотрите возможность использования бактерицидного ультрафиолетового излучения (UVGI) в качестве дополнения, чтобы помочь инактивировать SARS-CoV-2, особенно если возможности увеличения вентиляции помещения ограничены.Системы UVGI наверху могут обеспечить очистку воздуха в жилых помещениях, а системы UVGI в воздуховоде могут помочь улучшить очистку воздуха внутри центральных систем вентиляции.

В настоящее время неизвестно, как долго воздух остается потенциально заразным в комнате, в которой находится кто-то с COVID-19, хотя систематический обзор и метаанализ передачи SARS-CoV-2 обнаружил рибонуклеиновую кислоту в некоторых исследованиях отбора проб воздуха (Американский институт архитекторов , 2020; Чу и др., 2020). Меры по улучшению вентиляции в помещении или помещении, где кто-то болен или подозревается в заболевании COVID-19, могут помочь снизить риск и сократить время, необходимое для удаления респираторных капель из воздуха (Центры по контролю и профилактике заболеваний, 2020).Таким образом, цель данной статьи — прояснить зоны риска распространения переносимых по воздуху загрязнителей в офисных зданиях, оборудованных CAV или VAV, в северной Европе, включая Данию, Норвегию и Швецию.

Передача из комнаты в комнату

Распространение переносимых по воздуху загрязнителей зависит от движения воздуха или воздушного потока. Для перетока воздуха из одного помещения в другое должны быть выполнены два условия: перепад давления и путь утечки. Если нет разницы давлений или полностью герметичная стена, нет потока воздуха.Однако на практике обычно возникают пути утечки или открытые двери. Следовательно, регулирование перепада давления и направление воздушного потока желаемым образом необходимы для сдерживания переносимых по воздуху загрязняющих веществ. Перепады давления в зданиях могут создаваться за счет силы ветра, разницы температур и механической вентиляции. Необходимо тщательно спроектировать систему механической вентиляции для обеспечения направленных потоков воздуха в здании, в то время как перепады давления, создаваемые ветром и температурой, считаются возмущениями.

Карлссон (2008) изучал влияние ветра и эффекта трубы на разницу внутреннего давления в здании в Швеции. Для шведских условий моделирование показало, что эффект ветра и дымовой трубы не должен влиять на желаемый направленный воздушный поток с увеличением воздухонепроницаемости внешней стены до 0,1 л / (см 2 ) при 50 Па, в помещении меньше — воздухонепроницаемая стена и расчетный внутренний перепад давления 15 Па. Кроме того, автор пришел к выводу, что эти внешние силы ветра и эффект дымовой трубы должны быть сначала оценены, чтобы обеспечить баланс между приточным и вытяжным воздухом соответственно при проектировании здания и системы вентиляции где желателен направленный воздушный поток.

Системы вентиляции могут способствовать распространению загрязнителей из одной части здания в другую тремя способами: воздушным потоком, утечкой в ​​приточно-вытяжной установке и воздушным потоком между помещениями. Далее обсуждается только третья область риска. Например, доступны различные методы и технологии для обеспечения адекватной защиты людей, которые работают в больнице или проходят через нее. Одна из рекомендуемых мер — поддерживать отрицательное давление на окружающую среду. Изоляционные помещения с отрицательным давлением предназначены для пациентов, которым требуется изоляция ядер воздушно-капельного типа.Целью помещения пациентов в палаты с отрицательным давлением является снижение риска заражения других людей воздушно-капельным путем. Отрицательное давление предотвращает попадание воздуха в палату пациента в соседние помещения, когда дверь открыта. Отрицательного давления можно достичь, контролируя количество и качество всасываемого или вытяжного воздуха, поддерживая разное давление воздуха между соседними зонами, создавая схемы воздушного потока для конкретных клинических процедур и разбавляя инфекционные частицы большими объемами воздуха (Saarinen et al., 2015). Перепад давления между помещениями используется в больницах и чистых помещениях и может успешно применяться в офисах в качестве временного или постоянного решения.

При проектировании и оценке систем вентиляции следует учитывать такие факторы, как возможность передачи из комнаты в комнату, при проектировании или модификации систем вентиляции с учетом мер предосторожности при переносе по воздуху. Относительное давление между комнатами, скорость воздушного потока и расположение приточных и вытяжных отверстий определяют передачу вируса.

Согласно Карлссону (2008), система механической вентиляции подает и удаляет воздух из комнаты. В зависимости от баланса между приточным и вытяжным потоками воздуха система механической вентиляции может создавать перепад давления между помещением и прилегающими помещениями как снаружи, так и между соседними помещениями. Перепад давления зависит от герметичности оболочки здания и внутренних стен, а также от баланса воздушных потоков.

Тем не менее, как механическая вентиляция влияет на перепад давления, сложнее, потому что это также зависит от баланса вентиляции между помещениями.Если в одном помещении должно быть положительное давление по сравнению с другим, недостаточно, чтобы в этом помещении было больше приточного, чем вытяжного воздуха; Избыток воздуха необходимо удалять в помещении с более низким давлением. Таким образом, результирующий перепад давления зависит от баланса воздушных потоков как внутри, так и между комнатами.

Основная идея предотвращения перепада давления или повышения давления в помещении — контролировать направление воздушного потока в комнату и из нее. Этот контроль достигается за счет управления балансом потока между подаваемым и выпускаемым воздухом.Однако контроль также требует, чтобы были известны пути утечки и чтобы существовал некоторый контроль в отношении воздухонепроницаемости конструкции.

Рисунок 2 иллюстрирует основной принцип направленного воздушного потока. Подача большего количества воздуха, чем выбрасывается из комнаты, приводит к тому, что избыточный поток воздуха попадает в коридор. На этом рисунке относительное внутреннее давление между коридором и соседними комнатами таково, что коридор имеет отрицательное давление по отношению к комнатам. Эта герметизация комнаты относится к другой области, которая часто не осознается или не обсуждается.Следовательно, недостаточно утверждать, что в другом помещении потребность в потоке воздуха различна, не определяя его по отношению к другой области. В одной комнате может быть как положительное, так и отрицательное внутреннее давление одновременно по отношению к другой комнате (Рисунок 3).

Рисунок 2. Направленный воздушный поток с относительным внутренним давлением для двух комнат и коридора; (+) — положительное давление (более высокое давление), (-) — отрицательное давление (более низкое давление) и (→) обозначает поток воздуха.

Рисунок 3. Направленный воздушный поток с относительным внутренним давлением для двух комнат и коридора; (+) — положительное давление (более высокое давление), (-) — отрицательное давление (более низкое давление) и (→) обозначает поток воздуха.

Следовательно, при проектировании помещений для предотвращения передачи вируса из комнаты в комнату, давление этих зон или комнат должно определяться по отношению друг к другу. Исходя из этого определения, можно установить правильный баланс воздушного потока для каждой комнаты по отношению друг к другу.Многим зданиям требуется комната или зона с различными требованиями к воздушному потоку, тогда как остальная часть здания имеет другие требования к воздушному потоку и кондиционированию. Примерами таких комнат являются конференц-залы, небольшие переговорные в офисах или серверные для компьютеров.

Большинство новых офисных зданий в странах Северной Европы оснащены сбалансированными системами механической вентиляции. Назначение вентиляции в офисных зданиях — обеспечение терморегулирования за счет подачи холодного или теплого воздуха и надлежащего качества воздуха в помещении.Однако роль вентиляции в предотвращении передачи вируса и поддержании достаточного притока свежего воздуха для получения низкого уровня вируса путем разбавления в настоящее время четко не определена. Ожидается, что вентиляция в офисных зданиях будет способствовать предотвращению распространения загрязняющих веществ и обеспечению комфорта для жителей. Таким образом, эта статья направлена ​​на прояснение зон риска распространения переносимых по воздуху загрязнителей в офисных зданиях, оборудованных CAV или VAV в северной Европе, включая Данию, Норвегию и Швецию.

Типовой проект шведских офисных зданий

Перенаправленный воздух часто используется в шведских офисах. Воздух подается в офисные помещения и выводится в примыкающий коридор, где он удаляется (Karlsson, 2008). Для этого используются специальные воздуховыпускные устройства, позволяющие воздуху проходить из комнаты в коридор. Эти устройства представляют собой известное отверстие, контролируемый путь утечки воздуха. Существующие системы вентиляции в офисных помещениях в Швеции могут способствовать распространению переносимых по воздуху загрязнителей из офисного помещения в коридоры, но не в соседние помещения.Воздушный поток должен подаваться и отводиться из каждой комнаты и коридора, чтобы избежать распространения переносимого по воздуху загрязнения в коридор. Другие утечки, например, из боковых стен и потолка, должны быть очень небольшими. На рисунке 4 показан типичный шведский проект офисных зданий.

Рис. 4. Типичный шведский проект офисных зданий; (→) и (Q) обозначают воздушный поток.

Типовой проект датских офисных зданий

Типичная сбалансированная система вентиляции в датских офисных зданиях использует приточный вентилятор для подачи того же объема наружного воздуха, который одновременно удаляется из дома вытяжным вентилятором.Приточный и вытяжной воздух установлен в каждом помещении. Равные объемы воздуха вводятся в здание и выводятся из него. Однако в помещении объем подаваемого воздуха не равен количеству отработанного воздуха, когда объем подаваемого воздуха изменяется в системе VAV. Таким образом, используется общая вытяжка, а скорость вытяжного воздуха из каждой комнаты — это средняя скорость потока воздуха из нескольких заданных комнат. Следовательно, в помещении с более высоким притоком воздуха должно быть положительное внутреннее давление по сравнению с соседним помещением, что приведет к выбрасыванию избыточного воздушного потока из комнаты в соседнюю комнату (рис. 5).Существующие системы вентиляции датских офисных помещений могут способствовать распространению переносимых по воздуху загрязняющих веществ из комнаты в комнату, когда потребности помещения различны. Отводимый воздушный поток должен быть равен расходу приточного воздуха для каждой комнаты, чтобы обеспечить правильную герметизацию помещения.

Рис. 5. Типичный датский дизайн офисных зданий; (→) и (Q) обозначают воздушный поток.

Типовой проект норвежских офисных зданий

В Норвегии наиболее распространенной системой вентиляции в новых офисных зданиях является система вентиляции сбалансированного помещения.В таких системах приточная и вытяжная секции обычно зависят друг от друга; таким образом, изменение приточного и вытяжного воздуха часто бывает одинаковым. Эта зависимость не может вызвать избыточное или пониженное давление в помещениях (Рисунок 6). Существующие системы вентиляции в норвежских офисных помещениях не должны распространять переносимые по воздуху загрязнители из комнаты в комнату или из комнаты в коридор, даже если требования помещения различны.

Рис. 6. Типичный норвежский проект офисных зданий; (→) и (Q) обозначают воздушный поток.

Simulation Study

Исследование, основанное на моделировании, было проведено, чтобы проиллюстрировать, как конструкция системы вентиляции может влиять на уровни концентрации загрязняющих веществ в помещениях. Три различных конструкции систем вентиляции, обычно используемые в Дании, Швеции и Норвегии, были смоделированы с использованием Modelica, бесплатного объектно-ориентированного языка моделирования. На рисунке 7 показано эталонное пространство офисного здания, рассматриваемое для моделирования, состоящее из трех зон: двух отдельных офисных помещений и одного коридора.Все три зоны имеют одинаковый объем (27 м 3 ), но разную интенсивность приточной вентиляции. Зоны моделировались в предположении полного перемешивания воздуха. Двунаправленный воздушный поток между офисами и коридором был смоделирован с использованием модели двери с площадью утечки 0,02 м 2 при закрытой двери. В таблице 1 приведены показатели приточной и вытяжной вентиляции для каждой системы вентиляции с потоком воздуха, проходящим через двери. Расчет предполагает, что загрязнения полностью перемешаны в помещении.

Рисунок 7. Планировка офисного помещения.

Таблица 1. Скорость вентиляции.

Источник заражения был введен в Офис 1, чтобы представить ситуацию, в которой инфицированный человек постоянно изгоняет вирус, передающийся по воздуху в течение 9 часов (с 8:00 до 17:00 обычного рабочего дня). Для простоты, загрязнитель, рассматриваемый в этом исследовании, был CO 2 . Появляется все больше свидетельств того, что уровни углекислого газа в зданиях сильно коррелируют с воздушным распространением инфекции (Kappelt et al., 2021). Таким образом, в настоящем моделировании предполагается, что передача вирусов по воздуху аналогична передаче CO 2 . Фоновая концентрация в трех комнатах предполагалась равной нулю в начале моделирования.

На рисунках 8–10 представлены уровни концентрации, полученные в трех помещениях для трех систем вентиляции. В таблице 2 перечислены перепады давления на дверях для двух случаев моделирования: двери открыты и двери закрыты.

Рисунок 8. Концентрация загрязняющих веществ в типичных датских офисных зданиях (без фоновой концентрации).

Рис. 9. Концентрация загрязняющих веществ в типичных шведских офисных зданиях (без фоновой концентрации).

Рис. 10. Концентрация загрязняющих веществ в типичных норвежских офисных зданиях (без фоновой концентрации).

Таблица 2. Перепады давления (Па) на дверях.

Заключение

В этой статье разъясняются зоны риска распространения переносимых по воздуху загрязнителей в офисных зданиях в северной Европе, включая Данию, Норвегию и Швецию. Сделаны следующие рекомендации и выводы. Существующие системы вентиляции офисных помещений в Швеции могут способствовать распространению переносимых по воздуху загрязнителей из офисных помещений в коридоры, но не в соседние помещения. Воздушные потоки должны подаваться и удаляться из каждой комнаты и каждого коридора, чтобы избежать распространения переносимого по воздуху загрязнения в коридоры.Существующие системы вентиляции датских офисных помещений могут способствовать распространению переносимых по воздуху загрязняющих веществ из комнаты в комнату, когда потребности помещения различны. Отводимый воздушный поток должен быть равен расходу приточного воздуха в каждой комнате для достижения правильного давления. Существующие системы вентиляции офисных помещений в Норвегии не распространяют переносимые по воздуху загрязнители из комнаты в комнату или из комнаты в коридор, даже если требования помещения различны.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без излишних оговорок.

Авторские взносы

AA: дизайн работы, разработка проекта и окончательное утверждение версии, которая будет опубликована. GH и PN: дизайн работы и составление работы. AM: имитационное исследование и интерпретация данных для работы. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (2020 г.). Позиционный документ ASHRAE по инфекционным аэрозолям. Грузия: ASHRAE.

Google Scholar

Бакке, Дж. У., Бьярнасон, Т., Бьеррум, Э., Гуннарсдоттир, С., Хрейнсдоттир, Х., Юлсруд, Т. Э. и др. (2007). Северное руководство по дизайну рабочего места. Северный инновационный центр. Доступно в Интернете по адресу: http://norden.diva-portal.org/smash/get/diva2:707118/FULLTEXT01.pdf (по состоянию на 29 марта 2021 г.).

Google Scholar

Chu, D. K., Akl, E. A., Duda, S., Solo, K., Yaacoub, S., Shünemann, H.J., et al. (2020). Физическое дистанцирование, маски для лица и защита глаз для предотвращения передачи SARS-CoV-2 и COVID-19 от человека к человеку: систематический обзор и метаанализ. Ланцет 395, 1973–1987.

Google Scholar

Каппельт Н., Джонсон М. С., Рассел Х., Квятковски С. и Афшари А. (2021 г.). «Респираторные аэрозоли в соотношении с метаболическим CO 2 » в Труды Европейской конференции по аэрозолям, 2021 г.Интерактивное виртуальное мероприятие в прямом эфире, организованное Аэрозольным обществом Великобритании и Ирландии. (Лидс).

Google Scholar

Карлссон, А. (2008). Проектирование системы вентиляции — исследование динамики жидкости с упором на контроль спроса. Доктор философии, это диссертация. Швеция: Инженерное обеспечение зданий, Технологический университет Чалмерса.

Google Scholar

Ли Ю., Люн Г. М., Танг, Дж. У., Янг, X., Чао, К. Ю., Лин, Дж. З. и др. (2007). Роль вентиляции в воздушной передаче инфекционных агентов в искусственной среде — междисциплинарный систематический обзор. Внутренний воздух 17, 2–18. DOI: 10.1111 / j.1600-0668.2006.00445.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Моравска, Л., Танг, Дж. У., Банфлет, В., Блуиссен, П. М., Бурстра, А., Буонанно, Г., и др. (2020). Как можно свести к минимуму передачу COVID-19 по воздуху в помещении? Environ. Int. 142: 105832. DOI: 10.1016 / j.envint.2020.105832

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нильсен, П. В., Ли, Ю., Халеги, Ф., Мёллерсков, А. и Лю, Л. (2012). «Полномасштабное исследование рассеивания выдыхаемых капель в микросреде вокруг одного и двух человек», в материалах Proceedings of the International Conference on Building Energy and Environment, Nummer 2 (Boulder, USA: University of Colorado), 1–4.

Google Scholar

Нильсен, П. В., Винтер, Ф. В., Буус, М., и Тилагесваран, М. (2008). Поток загрязняющих веществ в микросреде между людьми при различных условиях вентиляции. ASHRAE Trans. 114, 632–640.

Google Scholar

Ольмедо И., Нильсен П. В., Руис де Адана М., Йенсен Р. Л. и Гжелецки П. (2012). Распределение выдыхаемых загрязнителей и личное воздействие в помещении с использованием трех различных стратегий распределения воздуха. Внутренний воздух 22, 64–76. DOI: 10.1111 / j.1600-0668.2011.00736.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сааринен П. Э., Каллиомаки П., Танг Дж. У. и Коскела Х.(2015). Моделирование больших вихрей утечки воздуха через одиночный дверной проем изолятора больницы: проверка с использованием индикаторных газов и смоделированных дымовых видео. PLoS One 10: e0130667. DOI: 10.1371 / journal.pone.0130667

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Xie, X., Li, Y., Chwang, A. T., Ho, P. L., and Seto, W.H. (2007). Как далеко капли могут перемещаться в помещениях — пересмотр кривой падения испарения в скважине. Внутренний воздух 17, 211–225.DOI: 10.1111 / j.1600-0668.2007.00469.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по ОВК, а не только экология или экономия энергии.

курсов. «

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.»

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и их было

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании веб-сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе. «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком.

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

в моей работе ».

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал. «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что позволили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов ».

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент для ознакомления с курсом

материала до оплаты и

получает викторину «

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «.

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курса.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее представление о

.

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам ».

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не основано на каком-то неясном разделе

законов, которые не применяются

до «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать его в своем медицинском устройстве.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

Доступно и просто

использовать. Большое спасибо. «

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Джозеф Фриссора, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь печатный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев «.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.

Тест действительно потребовал исследования в

документ но ответы были

в наличии «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением ожидаю сдачи дополнительных

курса. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

в пути «.

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов.

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать где

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

легче поглотить все

теории »

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утром

до метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

Единицы CE «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес который

сниженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

коды и Нью-Мексико

правил. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительно

аттестат. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал краток.

хорошо организовано. «

Глен Шварц, П.Е.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Building курс и

очень рекомендую

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлены. »

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на номер

.

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Поддерживаю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полная

и комплексное ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, P.E.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Луан Мане, П.Е.

Conneticut

«Мне нравится подход, когда я могу зарегистрироваться и читать материалы в автономном режиме, а затем

вернуться, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материалы для изучения, а потом вернуться.

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за создание

процесс простой ».

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и прошел

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея платить за

материал

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не являющихся электротехниками».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

.

процесс, который требует

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и получение сразу

сертификат. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

много разные технические зоны за пределами

по своей специализации без

надо ехать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Конструкция системы вентиляции

оптимизирована с помощью CFD

Стоимость и характеристики любого физического продукта обычно определяются довольно рано в процессе проектирования — то же самое справедливо и для проектирования систем вентиляции. На этапе, когда вы начинаете исследовать пространство дизайна и определять концепцию продукта, принимаются наиболее важные дизайнерские решения. После этого темпы реализации производственных затрат намного ниже.

Проектирование систем вентиляции с помощью программного обеспечения CFD

В конце концов, гораздо дешевле иметь инженера-конструктора, работающего на компьютере, чем проводить полевые испытания, создание прототипов и итерацию. Моделирование — это один из инструментов, который играет фундаментальную роль на ранних этапах разработки продукта, позволяя инженерам принимать более обоснованные проектные решения на ранних этапах процесса и сокращая общие затраты. Для конечного продукта это может означать более низкие производственные затраты, более эффективное потребление энергии, меньший риск отказа и многое другое.

Проектирование вентиляционной системы

Почему SimScale?

До недавнего времени инструменты моделирования CFD (вычислительная гидродинамика) были недоступны для многих разработчиков, несмотря на их преимущества. Это связано с высокими затратами на программное и аппаратное обеспечение, а также со сложностью задействованной мультифизики. Этот статус-кво был поставлен под сомнение с появлением облачных инструментов CFD, которые быстро превращают CFD в отраслевой стандарт для HVAC (отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха).Сегодня выполнение необходимого моделирования и анализ соответствующих проектных параметров больше не является дорогостоящей и трудоемкой задачей, как раньше — модели теперь полностью и мгновенно доступны через веб-браузер без больших первоначальных финансовых обязательств и облачных платформ. такие как SimScale и Onshape, демократизировали компьютерное проектирование и моделирование. Свободно доступный обучающий контент, а также интуитивно понятный пользовательский интерфейс помог сократить разрыв в экспертных знаниях и позволили инженерам, у которых ранее был ограниченный опыт работы с программным обеспечением для моделирования, быстро интегрировать его в свой рабочий процесс и сразу же начать извлекать из него реальную пользу.

В дополнение к гидродинамике (моделирование несжимаемого / сжимаемого потока, ламинарного / турбулентного потока, многофазного потока и т. Д.), Которым будет уделено основное внимание в этой статье, среда моделирования общего назначения SimScale включает такие модули, как механика твердого тела (статическая , динамический, модальный анализ, многотельная динамика, контактные ограничения и т. д.), термодинамика (проводимость, конвекция, излучение и т. д.) и т. д. — при этом каждый заказчик получает доступ к полному набору функций физического моделирования.

Чтобы проиллюстрировать преимущества интеграции моделирования в процесс проектирования изделия, давайте рассмотрим реальную инженерную проблему оптимизации конструкции системы вентиляции, в частности системы забора воздуха.

Проектирование вентиляционной системы

Инженерная проблема

Системы впуска воздуха играют жизненно важную роль в улучшении качества воздуха для различных инженерных компонентов, таких как газовые турбины и компрессоры, дизельные двигатели и т. Д. Продуманная конструкция системы вентиляции обеспечивает холодный и чистый воздух для горения с равномерным и минимальным падением давления.Это улучшает эффективность сгорания, а также снижает загрязнение воздуха. Чтобы оптимизировать конструкцию системы вентиляции, важно понимать поток и падение давления в системе.

Системы впуска / выпуска газовой турбины (источник)

Система впуска воздуха (зеленая секция, изображенная выше) является важной частью газовой турбины электростанции, поскольку большое падение давления приводит к падению полной выходной мощности турбины. Оптимизация конструкции системы вентиляции становится все более сложным процессом, поскольку увеличивается как сложность компоновки, так и набор функций, которые могут быть включены в систему впуска.К ним относятся комбинации противомоскитных сеток или сеток для мусора, независимо от того, имеются ли системы защиты и фильтрации, глушители, системы защиты от обледенения, отводы систем вентиляции и системы обогрева или охлаждения на входе. Недостатки конструкции могут привести к неэффективному использованию этих компонентов, а также к снижению производительности двигателя из-за чрезмерных потерь давления или искажения потока, входящего в газовую турбину. Высокая деформация потока, скорость, давление или температура могут вызвать помпаж компрессора и высокие акромеханические напряжения в лопатках и лопатках компрессора.В крайних случаях это также может привести к выходу из строя лопастей или лопастей.

Чтобы получить количественную оценку того, насколько такая оптимизация может повлиять на производительность системы, рассмотрим следующий пример. В статье Хашаяра Хорсанда и др. По оценкам, снижение потерь давления на 250 Па в турбине Siemens V94.2 GT с выходной мощностью 160 МВт равно увеличению выходной мощности на 0,355% (или 0,568 МВт). На первый взгляд может показаться, что это не так уж и много. Но рассмотрите долгосрочные последствия — 12-месячный период использования при нулевой цене.10 / кВтч, это даст дополнительный доход в размере 480 000 долларов! [1].


Загрузите это исследование бесплатно, чтобы узнать, как платформа SimScale CFD использовалась для исследования системы воздуховодов и оптимизации ее производительности.


Проектирование вентиляционной системы

Исследование оптимизации дизайна вентиляционной системы с использованием CFD

Анализ

вычислительной гидродинамики (CFD) помогает понять и оптимизировать поведение потока через всю систему впуска, включая воздушный фильтр и воздуховоды.На начальном этапе проектирования CFD-анализ базовой модели может помочь, предлагая различные геометрические изменения, такие как размещение направляющей лопатки во входном пространстве фильтра, улучшенная площадь использования фильтра, оптимизированный размер сетки фильтра и т. Д., Чтобы улучшить характеристики потока. Простой рабочий процесс — от импорта модели САПР до окончательного проектного решения — позволяет нам вносить важные улучшения на раннем этапе, что потенциально может сэкономить вам дни работы и существенную сумму денег, избегая последующих изменений конструкции или проблем с производительностью.

Чтобы на практике проиллюстрировать преимущества интеграции моделирования потока в процесс проектирования вашей системы вентиляции, мы провели онлайн-демонстрацию, запись которой можно найти ниже.

Чтобы узнать о преимуществах интеграции моделирования потока в процесс проектирования вашей системы вентиляции, посмотрите запись этого вебинара.

Чтобы подойти к этому тематическому исследованию, давайте сначала рассмотрим две основные причины падения давления в воздуховодах:

  1. Трение. Когда воздух движется по воздуховоду, он трется о внутренние поверхности воздуховода и теряет энергию. Таким образом, он замедляется, что приводит к падению давления. Чем больше трется, тем сильнее падает давление. Это похоже на прогулку по оживленному тротуару, прижимающемуся плечом к стене. Величина трения зависит от шероховатости материала, из которого изготовлен воздуховод, от способа его установки и степени загрязнения.
  2. Турбулентность. Другой основной причиной падения давления является турбулентность.Турбулентность характеризуется хаотическими изменениями давления и скорости потока. Это трение воздуха о сам себя. Основная причина турбулентности внутри воздуховодов — это вращение воздуха. Когда воздух проходит через колено 90 °, тип используемого фитинга может иметь большое значение.

С помощью анализа CFD мы можем визуализировать появление отрыва потока в изгибах, включая застойные и мертвые зоны. Они вызывают снижение общего давления газа, поступающего в систему.Сильные изгибы на изгибах вызывают развитие вторичных потоков, содержащих вихри, вращающиеся в противоположных направлениях, которые значительно ухудшают характеристики системы.

Обзор проекта

Используемый нами проект моделирования является частью нашей общедоступной библиотеки проектов и находится в свободном доступе для просмотра, копирования и изменения — Оптимизация конструкции системы воздухозаборника. Целью этого анализа было исследовать и уменьшить падение давления в системе забора воздуха. Система состоит из защитного кожуха на входе, через который проникает воздух.За защитным кожухом находятся тонкие решетки секции предварительного фильтра, за которой следует секция основного фильтра, которая моделируется как пористая среда. Очищенный воздух из фильтра попадает в переход, ведущий в панели глушителя. Выход панели далее соединяется с изгибом, и поток, наконец, выходит через два выпускных отверстия, к которым применяется граничное условие с фиксированной величиной скорости на выходе. Указание скорости воздушного потока (25,1 м3 / с) на выходе более точно имитирует тот факт, что воздух проходит через систему.

Конструкция системы воздухозаборника

Результаты показывают, где наблюдается максимальное падение давления в нашей первоначальной конструкции: синие области — зоны рециркуляции — в части воздуховода после глушителя указывают на образование вихрей, которые приводят к падению давления и потере энергии. .

Система вентиляции CFD моделирование

Чтобы найти способ смягчить это, были проанализированы две оптимизированные конструкции в дополнение к нашему первоначальному:
1. Обычная конструкция с острыми углами на изгибе
2.Оптимизированная конструкция с лопастями (направляющими лопатками) на изгибе
3. Оптимизированная конструкция с лезвиями и закругленными углами на изгибе

Варианты конструкции системы вентиляции

Затем мы выполнили анализ установившегося режима с несжимаемым турбулентным потоком.

Ventilation Design

Результаты моделирования CFD

Из контуров давления видно, что разница в перепаде давления между 3 конструкциями возникает между коленом и выпускным участком. Этот эффект наиболее слабый для оптимизированной конструкции 3 — с лезвиями и закругленными углами на изгибе.Таким образом, можно видеть, что закругленные углы вместе с лопастями приводят к максимальному снижению перепада давления.

Контуры давления

Из контуров скорости видно, что рециркуляция также значительно уменьшена в оптимизированной конструкции с лопастями и закругленными углами на изгибе по сравнению с двумя другими конструкциями.

Velocity Contours

Чтобы представить результаты более количественно и увидеть, как изменения в нашей конструкции повлияли на производительность системы впуска воздуха, мы можем взглянуть на среднее падение давления во всей системе впуска воздуха.Мы видим, что после перехода на оптимизированный дизайн 3 мы смогли добиться падения давления на 16% или более 80 Па. Если мы вспомним оценку воздействия такого снижения давления, рассчитанную в статье Хашаяра Хорсанда и др., Становится очевидным, что принятие этого изменения конструкции может иметь долгосрочные финансовые выгоды.

Заключение

Этот пример показывает, как незначительное изменение конструкции может привести к значительному повышению производительности. Однако очень часто такие изменения никогда не тестируются или не внедряются, потому что их влияние недооценивается, а производственные затраты слишком высоки.Однако с помощью моделирования инженеры-проектировщики могут оценить свои новаторские идеи в считанные часы, с минимальными затратами времени и ручными усилиями с их стороны. Для моделирования, которое мы использовали в этом исследовании, потребовалось 2 часа ручного времени, 5 часов вычислительного времени и 180 часов работы ядра, поскольку все выполнялось в облаке. В результате мы протестировали оптимизированную конструкцию, которая позволила достичь падения давления 16% при однородном оттоке, а также повысить эффективность и надежность системы в целом. Со временем это позволит сэкономить значительное количество энергии.

Это всего лишь один пример того, как инженер может использовать CFD для улучшения конструкции вентиляционной системы. Библиотека SimScale Public Projects имеет широкий выбор шаблонов моделирования, охватывающих различные аспекты HVAC и AEC, включая тепловой комфорт, контроль загрязнения, ветроэнергетику и многое другое.

Изучите его, создав бесплатную учетную запись сообщества, или откройте для себя преимущества нашего профессионального плана, подписавшись на 14-дневную пробную версию.


Эта бесплатная инфографика показывает, как архитекторы и инженеры могут использовать CFD для виртуального тестирования и оптимизации строительных конструкций и систем HVAC.Скачайте бесплатно.


Ссылки

  • Хашаяр Хорсанд, С. М. Х. Каримиан, М. Вармазиар, С. Сарджами, Исследование структуры потока и потери давления в системе воздухозаборника газовой турбины V94.2.5 с использованием трехмерного численного моделирования

Другие источники естественной и механической вентиляции:


% PDF-1.4
%
375 0 объект
>
эндобдж

xref
375 81
0000000016 00000 н.
0000002698 00000 н.
0000002786 00000 н.
0000003292 00000 н.
0000003438 00000 п.
0000003584 00000 н.
0000003730 00000 н.
0000003875 00000 н.
0000004021 00000 н.
0000004167 00000 н.
0000004312 00000 н.
0000004457 00000 н.
0000005781 00000 н.
0000006866 00000 н.
0000007012 00000 н.
0000007158 00000 н.
0000008292 00000 н.
0000008437 00000 н.
0000009704 00000 п.
0000010800 00000 н.
0000011849 00000 п.
0000011995 00000 п.
0000013050 00000 п.
0000014241 00000 п.
0000052299 00000 п.
0000052516 00000 п.
0000054176 00000 п.
0000112956 00000 н.
0000113173 00000 н.
0000115215 00000 н.
0000122245 00000 н.
0000122459 00000 н.
0000122891 00000 н.
0000127428 00000 н.
0000127642 00000 н.
0000127971 00000 н.
0000130631 00000 н.
0000130843 00000 н.
0000131145 00000 н.
0000138571 00000 н.
0000138787 00000 н.
0000139209 00000 н.
0000144731 00000 н.
0000144947 00000 н.
0000145292 00000 н.
0000149546 00000 н.
0000149761 00000 н.
0000150019 00000 н.
0000150664 00000 н.
0000150866 00000 н.
0000151076 00000 н.
0000158001 00000 н.
0000158215 00000 н.
0000158642 00000 н.
0000159225 00000 н.
0000159633 00000 н.
0000178524 00000 н.
0000178740 00000 н.
0000179491 00000 н.
0000179684 00000 н.
0000180524 00000 н.
0000180878 00000 н.
0000182178 00000 н.
0000186372 00000 н.
0000186586 00000 н.
0000186770 00000 н.
0000186963 00000 н.
0000187449 00000 н.
0000187983 00000 н.
0000188458 00000 н.
0000189020 00000 н.
0000189574 00000 н.
00001

00000 н.
00001

00000 н.
0000193892 00000 н.
0000198309 00000 н.
0000204538 00000 н.
0000236158 00000 п.
0000242178 00000 н.
0000243087 00000 н.
0000001916 00000 н.
трейлер
] / Назад 1583810 >>
startxref
0
%% EOF

455 0 объект
> поток
hb«g« Ā

Проектирование базовой системы вентиляции для производителей

Автор: Джо Даррингтон, дополнительный отдел

государственного университета Южной Дакоты

В свиноводческих помещениях управление системами вентиляции и владение ими можно рассматривать как науку и искусство.Поскольку дни меняются в течение года, требования к вентиляции в коровниках также меняются. Задача состоит в том, чтобы уравновесить условия окружающей среды в помещении с различными потребностями свиней. Факторы, влияющие на потребности, включают возраст свиней, состояние здоровья, породу и скорость роста; управление не такое простое, как нажимать кнопки и надеяться на лучшее. Управление вентиляцией — это использование воздушного потока для изменения внутренней среды, поведения и комфорта животных. Вентиляция должна поддерживаться в надлежащем состоянии, чтобы обеспечить наилучшие производственные практики для оптимального роста и продуктивности животных.Основными компонентами зданий с механической вентиляцией являются вентиляторы, приточные патрубки, нагреватели и механизм для управления системой. Каждый из них может управляться централизованно или иметь собственный набор элементов управления, которые работают вместе, чтобы изменить среду в коровнике. В системах с отрицательным давлением вентиляционный воздух поступает в коровник через входные отверстия и выталкивается вентиляторами. Целью хорошо контролируемой системы вентиляции является ограничение накопления влаги зимой и повышения температуры летом при поддержании соответствующего уровня температуры и влажности для здоровья и продуктивности свиней.Ступени вентиляторов являются важным фактором при проектировании и управлении в системах с механической вентиляцией. Эти этапы должны соответствовать воздушному потоку, который движется через пространство для животных, чтобы уравновесить тепло и влагу, исходящие от свиней. По мере роста свиньи производят больше тепла и влаги на голову; поскольку более крупные свиньи означают, что из помещения выводится больше тепла и влаги, интенсивность вентиляции увеличивается в течение периода выращивания, если внешние условия окружающей среды аналогичны. Однако разница между температурой и влажностью в помещении и на улице также может повлиять на требования к вентиляции и установку вентиляторов.Вентиляторы оцениваются по кубическим футам воздуха в минуту (куб. Фут / мин), который нагнетается при расчетном статическом давлении. Cfm одного вентилятора зависит от мощности двигателя, оборотов двигателя, формы лопастей, конструкции кожуха вокруг лопастей, статического давления, против которого работает вентилятор, и уровня ремонта или неисправности. Трудно определить точную скорость потока вентилятора в каждом конкретном помещении для свиноводства. Первым этапом вентиляции считается минимальный этап.Наиболее часто используемые вентиляторы — это ямочные вентиляторы, которые обеспечивают базовый уровень воздухообмена по всему коровнику; они поддерживают базовый уровень воздушного потока, чтобы обеспечить надлежащее качество воздуха и контроль влажности. Следующие этапы направлены на непрерывное увеличение скорости потока воздуха из коровника по мере включения большего количества вентиляторов и достижения более высоких скоростей воздушного потока. Эти вентиляторы обычно управляются подключенным термостатом-регулятором или контроллером вентиляции, который автоматически включает их, если этого требуют условия коровника.Внутренняя температура — это наиболее часто используемая точка данных для контроля ступеней вентиляции, поскольку датчики надежны и относительно недороги. Ступени вентилятора выше минимума включаются при заданных температурах выше заданной температуры (желаемой температуры) помещения или коровника. В таблице ниже показан пример 5-ступенчатой ​​системы, в которой используются односкоростные вентиляторы. Заданное значение температуры вентилятора в помещении. = Температура в помещении. = Темп. Ступени

Очень важным и иногда упускаемым из виду понятием в системах вентиляции является понятие статического давления.Статическое давление — это относительное давление внутри здания по сравнению с давлением снаружи здания. Соответствующее смешивание поступающего воздуха с окружающим воздухом коровника достигается за счет статического давления за счет влияния на скорость, с которой воздух входит в воздушное пространство через входные отверстия. При надлежащем статическом давлении наружный воздух будет входить в воздушное пространство коровника с целевой скоростью 800-1000 футов в минуту (фут / мин), что приведет к созданию благоприятных и полных схем перемешивания в коровнике. Часто в амбарах с отрицательным давлением статическое давление составляет от 0 до 0.От 05 до 0,12 дюйма водяного столба. Однако оптимальное статическое давление составляет от 0,04 до 0,06 дюйма водяного столба, что трудно поддерживать на ежедневной основе из-за различий в окружающей среде. Самая большая проблема со статическим давлением в системе отрицательного давления — это утечка воздуха в коровник. Это создает проблему, поскольку не контролируется (инфильтрация) и может вызвать низкое статическое давление. Это снижение статического давления и, как следствие, уменьшение скорости воздуха на входе может ограничить объем распределения воздуха, который происходит из-за конструкции входных отверстий внутри коровника.В качестве альтернативы, по мере увеличения статического давления производительность вентилятора или производительность по воздуху снижается. Это создает проблемы с эффективностью вентиляторов при высоких нагрузках по давлению и снижает скорость воздушного потока через коровник, что может привести к неправильной вентиляции коровника. Входные отверстия в амбарах с отрицательным давлением обычно представляют собой непрерывные прорези, коробки или отдельные входные отверстия. Расположение и размер входных отверстий имеют решающее значение для надлежащей вентиляции коровника. Некоторые дополнительные соображения при выборе места для впуска воздуха включают ширину здания, воздухозаборник как в холодную, так и в жаркую погоду, а также воздух, поступающий через потолок, а не через боковые стены здания.Расстояние между входами и общая площадь входных отверстий влияют на статическое давление и скорость воздуха, что имеет жизненно важное значение для правильного перемешивания воздуха в коровнике. В идеале вы хотите, чтобы общая площадь воздухозаборника была пропорциональна общей мощности вентилятора. Скорость поступающего воздуха имеет решающее значение для предотвращения сквозняков и мертвых воздушных карманов внутри коровника. Скорость воздуха регулируется путем изменения открытой площади входных отверстий, которые обычно работают под автоматическим управлением в большинстве обычных свинарников. В идеале целевая скорость на входе в стойло для свиней составляет 800-1000 футов в секунду, поскольку это соответствует желаемому статическому давлению в стойле.Для многих руководителей и владельцев животноводческих хозяйств расчеты и измерения различных компонентов вентиляции неизвестны и могут привести к потере доходов. Однако знание следующих расчетов потенциально может сэкономить деньги и создать лучшую среду для содержания скота. Для выполнения этих расчетов человеку необходимо знать несколько деталей, таких как количество свиней, возраст, вес, тип операции и внешняя среда. Зная эти подробности и имея справочник по сервисному обслуживанию плана Среднего Запада (MWPS-32) — Системы механической вентиляции для животноводческих помещений, менеджер может рассчитать необходимое количество вентиляторов, ступеней, количество входных отверстий и процент открытия на ступень.Из таблицы 2. Рекомендованные скорости механической вентиляции, приведенные в справочнике, менеджер может воспроизвести аналогичную таблицу, необходимую для расчета оптимальной вентиляции, принимая во внимание тип операции, количество животных, а также внутреннюю и внешнюю температуру. Например, сначала рассчитайте общий кубический фут в минуту, необходимый для общего количества животных при каждой из различных комбинаций погодных условий на открытом воздухе и веса животного. Наименьшее число, полученное в результате этого расчета, будет минимальной интенсивностью вентиляции, а максимальное значение — максимальной скоростью вентиляции, необходимой для данного помещения.Затем определите количество вентиляторов, необходимых для конкретного объекта, и этапы, необходимые для каждого этапа производства. (см. статью «Понимание показателей эффективности и вариативности вентилятора»). В-третьих, оцените необходимое количество воздухозаборников и процент открытия для эффективной вентиляции; Рекомендуется иметь заданную скорость на входе в диапазоне 800–1000 футов в секунду. Чтобы рассчитать общую площадь впускного отверстия в здании для каждой ступени, разделите расход (куб. Фут / мин) на заданную скорость впускного воздуха (фут / мин), чтобы получить квадратные футы впускного отверстия, необходимые для обеспечения целевой скорости впускного воздуха.Исходя из этого, количество воздухозаборников, необходимых для обеспечения эффективной минимальной и максимальной скорости вентиляции для скота, может быть рассчитано на основе минимального и максимального открытия заводского воздухозаборника. Чтобы рассчитать процент открытия для каждой ступени вентиляции, необходимо получить максимальную и минимальную площадь открытия для используемых приточных отверстий. Эта информация должна быть в ft2. Минимальная интенсивность холодной вентиляции может быть получена от самой низкой общей площади приточного воздуха в здании; затем разделите на минимальную площадь отверстия для конкретного используемого воздухозаборника.То же самое потребуется для максимальной скорости горячей вентиляции / максимального отверстия для приточного патрубка. Чтобы найти общее входное отверстие в процентах, разделите общую входную площадь, необходимую в здании, на общую доступную входную площадь, которая будет в коровнике. Просто зная эти формулы вентиляции, любой может быстро рассчитать необходимые вентиляторы и воздухозаборники, а также устранить проблемы, чтобы эффективно управлять окружающей средой в коровнике. Системы вентиляции обладают потенциалом для максимального увеличения продуктивности свиней с точки зрения роста и продуктивности животных, и понимание причин, лежащих в основе их конструкции, может помочь руководителям выполнять свою работу наилучшим образом.Щелкните здесь, чтобы увидеть следующий пример и пустой рабочий лист для использования в сарае или комнате для чистовой обработки.

Как упростить проектирование вентиляционной системы

Как упростить проектирование системы вентиляции

By EnviroVent Апрель 4, 2019

Хотя вентиляция очень важна, проектирование системы вентиляции не должно быть трудным или сложным. Что касается потока воздуха в здании или другой конструкции, вентиляция может быть достигнута множеством различных методов.

Важность вентиляции

Вентиляция важна по нескольким причинам. Это может помочь сохранить ощущение свежести и запаха в вашем доме, а также поможет предотвратить несколько потенциальных рисков для вашего здоровья, дома и имущества.

Одним из распространенных симптомов плохой вентиляции является влажность из-за конденсации. Весь воздух содержит определенное количество влаги, которая, если она накапливается, может превратиться в конденсат, когда относительно теплый воздух соприкасается с более холодными поверхностями, такими как стены или окна.Если это не контролировать, это может привести к сырости, что может привести к повреждению дома и мебели. Влажность также может вызывать или способствовать возникновению ряда проблем со здоровьем, включая респираторные инфекции, аллергию и астму.

Система вентиляции может помочь рассеять загрязнители, включая пыль, домашних пылевых клещей, сигаретный дым и другие загрязнители, которые также могут вызывать астму и аллергические реакции. Чистящие средства и другие источники могут выделять летучие органические соединения (ЛОС), которые также могут способствовать ряду проблем со здоровьем, если им позволено накапливаться.

Другая проблема, о которой многие люди не знают, — это накопление радонового газа, которое может быть распространено в некоторых частях Великобритании. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) заявляет, что газ радон может способствовать возникновению рака легких, а вентиляция может помочь предотвратить его накопление.

Простая конструкция системы вентиляции

Самая простая система вентиляции предполагает открытие окон и дверей. Это отличный способ проветрить дом, но у него есть и очевидные недостатки.Например, в плохую погоду, когда чаще всего образуется конденсат, открывание окон может пропускать в дом холодный воздух, дождь или снег. Летом открывающиеся окна позволяют проникать насекомым или пыльце, что может быть плохой новостью для всех, кто страдает сенной лихорадкой. Плохие запахи, загрязнение дорожного движения и другие загрязнители могут попасть внутрь через большие отверстия, такие как окна и двери. Здесь также есть аспект безопасности, и, очевидно, не рекомендуется оставлять двери или окна открытыми, когда вас нет дома.

В контролируемых, активных или механических системах вентиляции используются различные методы подачи свежего воздуха в помещение или из помещения и его циркуляции по дому. Вытяжные вентиляторы — это простой способ удалить из дома влажный, несвежий, неприятный запах или загрязненный воздух, и они могут быть особенно полезны в определенных местах, таких как ванные комнаты и кухни. Механические вентиляторы и вентиляторы также можно разместить в другом месте дома для втягивания или удаления воздуха. Вентиляторы, которые втягивают воздух в дом, могут быть оснащены фильтрами, которые помогают предотвратить попадание загрязнений и загрязнений в дом.

Положительная вентиляция — это аналогичная система, в которой используется установка, размещенная на чердаке. Этот агрегат втягивает в дом источник свежего воздуха, и давление вытесняет застоявшийся воздух, обеспечивая мягкую, но постоянную циркуляцию воздуха.

Существуют также более сложные системы, такие как механическая вентиляция с рекуперацией тепла (MVHR), которая удаляет воздух из «загрязненных» зон, таких как кухни, туалеты и ванные комнаты, и подает воздух в «жилые» зоны. Отработанный воздух проходит через центральный теплообменник, а рекуперированное тепло передается приточному воздуху.

Пусть кто-нибудь другой возьмет на себя напряжение

Различные системы вентиляции подходят для разных условий и типов собственности. Для положительной приточной вентиляции, например, требуется (желательно неиспользуемое) чердак.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *