Балансирани вентилационни системи

Проектни и монтажни специфики, елементи на балансираните вентилационни системи

Осигуряването на оптимални параметри на въздушната среда в жилищните и работните помещения гарантира както комфортни условия на труд и почивка, така и запазване работоспособността и здравето на хората в тях. Лошото вентилиране, водещо до застояване на въздуха и насищането му с влага, прах и други замърсители, се отразява неблагоприятно върху човешкия организъм. Доказано е, че продължителният престой в такова помещение може да доведе до главоболие, отпадналост и алергии. Съвременно техническо решение за осигуряване на свеж въздух в бита и обществения сектор са т.нар. балансирани вентилационни системи. Принципите, проектните и монтажните специфики при изграждането им, както и критериите за избор на основните им елементи са обект на настоящата статия.

Ситуацията

в новопостроените сгради

Ролята на вентилационните инсталации е да осигуряват поддържането на чистотата и подвижността на въздуха. В помещенията се доставя необходимият дебит пресен въздух, достатъчен, за да задоволи потребностите на хората, а когато вентилацията се комбинира с климатична инсталация, се осигурява и поддържането на комфортен микроклимат. В голяма част от жилищните сгради, обаче, дори и при новопостроените, се предвижда климатизация, но не и вентилация. В случаите, когато на проектния етап е заложена вентилация, обикновено се изгражда смукателна вентилационна система, предназначена единствено за отвеждане на замърсения въздух от санитарно-техническите помещения. За постъпване на свеж въздух в тези помещения, както и в останалите се разчита на естествената вентилация.

Защо естествената вентилация

е недостатъчна?

Естествената вентилация има редица недостатъци, сред които зависимост от външните климатични условия, ограничени възможности за обработка на постъпващия и на отвеждания въздух. Ситуацията се утежнява още повече при съвременното строителство, задължителни за което са топло- и хидроизолацията на сградите, както и качествената дограма. Това е свързано с намаляване на разходите за първични енергийни източници, но и значително намаляване на възможностите за естествена вентилация, разчитаща основно на инфилтрация през фугите на прозорците и вратите. Много често, един от основните източници на пресен въздух при естествената вентилация - отвореният прозорец, в градските райони се оказва източник на допълнителен шум, прах, насекоми, миризми, но не и на достатъчно чист въздух.

Основното предимство на естествената вентилация, поради което тя все още е предпочетена пред принудителната е, че не изисква значителни вложения, както и допълнителни разходи за поддръжка.

Същност

на балансираните системи

В жилищните сгради днес естествената вентилация е недостатъчна, не само поради изолирането на дома, а и поради архитектурата им. Обособяването на отделни зони - кухни, спални, гостни и т.н. в едно общо помещение, допълнително затруднява вентилацията, а резултатът е застоял въздух в помещенията, наситен с вредни вещества и влага.

За осигуряването на подходящи параметри на въздуха в различните помещения добро решение се оказват балансираните вентилационни системи, съчетаващи едновременно смукателна и нагнетателна инсталация.

Обикновено смукателната инсталация се предвижда за санитарно-техническите помещения, а нагнетателната за всяко помещение. Освен че осигуряват едновременно подаване на свеж въздух и отвеждане на замърсения, при тях е налице и предварителна обработка на подавания въздух, който се затопля или охлажда в зависимост от сезона. При необходимост може да се осигури и обработване на изхвърляния въздух.

Основен недостатък на балансираните вентилационни системи е високата им енергоемкост. За решаване на този проблем и намаляване на енергийните разходи специалистите препоръчват използването на системи с рекуперация.

Организация на въздухообмена

Един от основните проблеми във вентилационната техника е добрата организация на въздухообмена. В постигането на предварително зададените параметри на въздушната среда влияние оказват както правилното оразмеряване на вентилационната инсталация, така и добрият избор на разпределителни устройства. От съществено значение за доброто разпределение на въздуха при общообменната вентилация и избягването на застойни зони в помещението, е и начинът на разполагане на нагнетателните и смукателните устройства.

Основен показател за оценка на организацията на въздухообмена е въздушното натоварване, което се характеризира с кратност на въздухообмена. Кратността на въздухообмена се дефинира като отношението на дебита на подавания въздух в помещението към обема на помещението. При принудителната вентилация обикновено се осигурява до 1 h-1 кратен въздухообмен.

Монтажни изисквания

към съоръженията

При изграждането на вентилационната система предварително трябва да се предвиди местоположението на съоръженията. При жилищните сгради обикновено се разполагат в подпокривното пространство. Ако това не е възможно, се използва схема на монтаж върху самия покрив на сградата или в отделни, специално предназначени за тази цел машиннни помещения. Независимо от мястото на монтаж, е добре да се осигурят оптимални условия за обслужване и удобен достъп до съоръженията, защита от външни въздействия и ограничаване на разпространението на генерирания при работата им шум. За постигането на тези изисквания е добре мястото на монтаж да се определи на етапа на архитектурно проектиране. Препоръчително е предварително да се уточнят й местата, от където ще се взема пресен въздух и ще се изхвърля отработеният, с цел осигуряването на възможно най-малки разстояния до тях.

Основен критерий при определянето на размерите на машинните помещения е производителността по въздух на системата. Препоръчва се светлата височина на помещението да е поне с 0,8 m по-голяма от тази на най-високото съоръжение. При всички случаи не е препоръчително височината да е по-малка от 2,2 m. Осемдесет сантиметра е й препоръчителната широчина на проходите за преминаване между съоръженията и стените на помещението.

Засмукване и отвеждане

на въздух

Като подходящи места за засмукване на пресен въздух се приемат озеленени, засенчени и защитени от вятъра площи, по възможност със северно изложение. Местата за вземане на пресен въздух следва да се съобразят и с разположението на отворите за изхвърляне на отработения въздух, посоката на преобладаващите ветрове, както и със зоната на аеродинамична сянка.

Обикновено височината на отворите, през които се засмуква пресен въздух, когато те са разположени над озеленен терен, е най-малко 1 m от терена до долния ръб на отвора, а при неозеленена площ - минимум 2 m. Когато отворите са разположени във външните стени на сградата, необходимата височина е поне 2 m, а концентрацията на вредни вещества не бива да превишава 30% от пределно допустимата концентрация (ПДК). Отворите за пресен въздух могат да се разположат и върху покрива на сградите, когато над него не се изхвърлят технологични отпадъци или отработен въздух, съдържащ вредни вещества от намиращи се в близост до сградата промишлени производства. При наличието на такива е препоръчително разстоянието между разположените на едно ниво отвори за изхвърляне на отработен въздух и отворите за вземане на въздух да е по-голямо от 10 пъти еквивалентния диаметър на най-близкия изхвърлящ отвор, но не по-малко от 20 m. Отворите за изхвърляне трябва да са най-малко на 2 m над отворите за пресен въздух. Устройствата, които се използват за засмукване и изхвърляне на въздух, са конфузори, дифузори, защитни жалузийни решетки и други. При избора им се вземат предвид предимно хигиенните изисквания.

Важни елементи на балансираните вентилационни системи са решетки за засмукване и подаване на въздух, топлообменик, филтри, вентилатори, шумозаглушители, въздуховоди и други. Основен елемент на балансираните вентилационни системи са

смукателният и нагнетателният

вентилатори

Във вентилационната техника се използват три вида вентилатори - осови, центробежни и диаметрални, в различно изпълнение в зависимост от конкретното предназначение. Използваните вентилатори са с едностранно и двустранно засмукване, за ниско, средно и дори високо налягане, с напред или назад обърнати лопатки и други. При балансираните вентилационни системи, смукателните вентилатори обикновено са покривна конструкция, а нагнетателните са центробежни.

Изискванията към вентилаторите във вентилационните системи включват възможност за плавно регулиране на дебита, ниско ниво на генерираните шум и вибрации, равномерно скоростно поле на изхода и други. Обикновено регулирането на дебита се постига чрез регулиране честотата на въртене или посредством дроселиране. Дроселирането е най-разпространеният метод поради лесното изпълнение, но според редица специалисти е икономически неефективен. При центробежните вентилатори за регулиране на дебита се използват и осови направляващи апарати, които се вграждат във вентилатора. Известно е, че стъпалната промяна на честотата на въртене осигурява и стъпална промяна в аеродинамичните характеристики. При осовите вентилатори стъпалната промяна на честотата на въртене се постига чрез изменение ъгъла на поставяне на работните лопатки.

Стандартните вентилатори се избират по каталог от производителя по тип, диаметър на работното колело и честота с оглед осигуряването на зададените стойности на налягането и дебита.

Свързване на въздухопроводите

Известно е, че въздухопроводите често се изработват от поцинкована или черна, както и алуминиева и медна ламарина. Също така могат да бъдат изработени от изкуствени материали на базата на PVC, PE, полипропилен, полиуретан и други. Формата на напречното сечение се избира от конструктивни съображения и обикновено е кръгла, правоъгълна, овална или плоскоовална. Поради минималните загуби от триене се препоръчва кръглата форма. Фасонните части се конструират така, че да създават минимални съпротивления на преминаващия въздух.

Отделните части от въздухопровода се свързват на фланци, с рейки, с муфи или чрез заваряване, като най-широко разпространение намират рейковите връзки. За да се предотврати пренасянето на вибрации, свързването на въздухоразпределителната мрежа към машини и движещи се елементи се осъществява чрез участъци от еластичен въздухонепроницаем материал.

Монтажът на въздухопроводите се извършва върху конозоли, опори и подвески. За всяка отделна конструкция товароносимостта и необходимото разстояние между отделните подвески се дават от производителя. Обикновено за диаметри, по-малки от 630 mm, разстоянието е 4 m, за диаметри под 1000 mm е 3 m, а над 1000 mm - 2 m. Препоръчително е въздухопроводи, в които се очаква кондензация на водни пари, да се монтират с наклон 3 градуса.

Проектни специфики на въздухопроводна мрежа

При проектирането на въздухопроводната мрежа е добре да се обърне внимание и на устройствата за регулиране на дебита на въздуха, за вземане и изхвърляне на въздух, за предотвратяването на пожар и за ограничаване разпространението на шум. От традиционно използваните средства за регулиране на дебита - шибъри, клапи и жалузийни решетки, първите са подходящи най-вече за предварително регулиране на дебита на смукателната или нагнетателната инсталация. Когато се използват за смукателната инсталация, се монтират след нагнетателния отвор на вентилатора. В нагнетателната инсталация местоположението на шибъра се препоръчва да бъде съобразено със следното условие - най-близкият отвор за подаване на въздух да е на разстояние поне 20 диаметъра на шибъра, както и той да се монтира с посока на плъзгане при затваряне. Жалузийните решетки са подходящи за регулиране на дебита при изменящи се експлоатационни условия.

За предотвратяване разпространението на огън и дим се монтират противопожарни и противодимни клапи, а за ограничаване разпространението на шум, по трасето на въздухопроводната мрежа се препоръчва монтирането на шумозаглушители.

Оразмеряване на мрежата

Основно изискване в процеса на изграждане на въздухопроводните трасета е съобразяването им с архитектурата на сградата. Препоръчително е въздухопроводите да не пресичат тръби или строителни елементи. Ако се налага такова пресичане, елементите се облицоват така, че да получат обтекаема форма и да не нарушават плътността на въздухопровода. Когато се предвижда открит монтаж на въздухопроводите, е добре те да се изберат по естетически съображения. При закрит монтаж се вземат предвид разполагаемото място и възможността за вграждане в строителната конструкция. Независимо от начина на монтаж, при всички случаи се препоръчва монтирането на въздухопроводи с кръгло напречно сечение. Не е желателно монтирането на нагнетателни решетки на главни въздухопроводи.

При оразмеряване на мрежите се извършва хидравлично, топлинно и акустично оразмеряване. За инсталациите в жилищните и обществените сгради се препоръчва хидравличното оразмеряване да се извършва по метода на еднаквите загуби от триене.

Устройства за подаване и отвеждане на въздух

Важно условие за осигуряването на предварително зададените параметри е правилният избор на въздухоразпределителни устроства. При избора на вид, брой и начин на разположение на устройствата е добре да се вземат предвид температурната разлика между въздуха в помещението и нагнетявания първичен въздух, дебитът на нагнетявания въздух, разстоянието между самите въздухоразпределители, направлението на изтичащата струя, както и разстоянията от устройствата до ограждащите ги стени. В обществените и жилищните сгради, където височината е под 5 m, се препоръчва въздухът да се подава посредством ветрилообразни, настилащи се по тавана струи. Когато по тавана има разположени големи осветителни тела или таванът е пресечен от изпъкнали греди, ребра и други, е добре подаването на въздух да е във вид на конусни струи. Подходящи са и таванните решетки, които се вграждат в тавана на помещенията, както и ежекционните разпределителни устройства.

За изсмукване на въздуха от помещенията обикновено се използват същите устройства, като за нагнетяване. Подходящото местоположение е извън зоната на влияние на струите подаван въздух.