Материал: 00511

Лекция 3

В современных крупнопанельных зданиях воздуховоды изготавливаются в виде специальных блоков рис. 4 или панелей из бетона, железобетона и др. материалов .

Рис. 4. Конструкции железобетонных вентиляционных блоков

Вентиляционные блоки для зданий с числом этажей до пяти изготавливают с индивидуальными каналами для каждого этажа, а для зданий с числом этажей пять и более с целью сокращения площади, занимаемой каналами, выполняют с перепуском через один или несколько этажей. Такие блоки имеют сборный канал большого сечения, к которому подключаются вертикальные каналы из этажей.

Устройство самостоятельных каналов из каждого помещения обеспечивает пожарную безопасность вентиляционных систем, звукоизоляцию и выполнение санитарно-гигиенических требований.

Размеры сечений каналов в кирпичных стенах рис. 5 следует принимать кратным полкирпича (140 мм). Толщину стенок каналов и толщину простенков между ними принимают не менее полкирпича, а толщину простенков между разноименными каналами – не менее размера кирпича (250 мм). Каналы во внутренних стенах разрешается устраивать не менее 380 мм от дверных проемов и стыков стен .

Рис. 5. Конструкции вентиляционных каналов:

а)- в кирпичной стене; б)- в борозде стены, заделываемой стеной; в)- подвесного, горизонтального; г) – приставных (пристенных) вертикальных, л) – приставных( пристенных) вертикальных; е) – в сухой штукатурке в перегородке; 1 – кирпичная стена; 2 – штукатурка; 3 – шлакогипсовые плиты; 4 –перекрытие; 5 – подвеска стальная.

При отсутствии кирпичных капитальных стен делают приставные вентиляционные каналы из блоков или плит (шлакогипсовых, шлакобетонных, бетонных и др.). Приставные каналы располагают у внутренних стен или перегородок, а при необходимости и у наружных стен. В последнем случае между стеной каналом устраивают воздушную прослойку толщиной не 50 мм или утепление.

Металлические воздуховоды изготавливаются из листовой оцинкованной либо нержавеющей стали или – из черной стали с последующей грунтовкой.

По конструкции круглых воздуховодов различают прямошовные и спиральные (спирально-навивные, спирально-сварные), а по способу соединения - фланцевые, бесфланцевые и сварные. Воздуховоды кругло сечения выполняются из стальной ленты ( спирально-навивные) или, - так же как и прямоугольные, из листа (прямошовные).

Металлопластиковые воздуховоды изготавливаются из листовых панелей, представляющих собой вспененный пластик, проложенный между двумя слоями термообработанного гофрированного алюминия.

Такие воздуховоды легки и обладают высокой прочностью, не требуют дополнительной теплоизоляции при транспортировке нагретого или охлажденного воздуха, могут нарезаться на секции требуемой длины непосредственно на строительном объекте, имеют хороший внешний вид.

Гибкие гофрированные воздуховоды изготавливаются из многослойной ламинированной алюминиевой фольги и полиэфирной пленки . Такие воздуховоды можно многократно изгибать благодаря заключенному в них спиральному проволочному каркасу. Гибкие воздуховоды легки, достаточно термостойки и в случае пожара не выделяют токсичных газов или веществ. Они не нуждаются в применении специальных фасонных поворотов и поэтому имеют меньше соединений, что упрощает монтаж. Однако, гибкие воздуховоды обладают высоким аэродинамическим сопротивлением.

Существует несколько видов тканевых воздуховодов. Подача воздуха в помещение может производится через всю поверхность воздуховодов или через специальные отверстия, проделанные в материале воздуховодов. Наиболее распространены тканевые воздуховоды цилиндрической формы.

Вентиляционные системы собирают из четырех видов стандартных деталей: воздуховодов, отводов, тройников и переходов с сечения на сечение .

Стандартные воздуховоды изготавливаются длиной либо 2000, либо 2500 мм, в зависимости от используемого металла. Отводы, состоящие обычно из двух или трех сегментов и двух стаканов рис. 6 со средним радиусом закругления, равным диаметру, используются для общеобменных систем вентиляции.

Рис. 6. Сегмент круглого отвода воздуховода для общеобменной системы вентиляции.

Тройники (узлы ответвления) круглого сечения существуют в трех модификациях рис 7: нормализованные, которые применяются только для систем пневмотранспорта и аспирации. Эти тройники характеризуются низки коэффициентом местных сопротивлений, но трудоемки в изготовлении; б) прямая врезка, затраты на изготовление которой минимальны, но ее отличают самые плохие аэродинамические характеристики; в) унифицированная конструкция, которая имеет более удовлетворительные характеристики, чем прямая врезка, и наиболее рациональна для употребления. Прямоугольны тройники обычно комплектуются односторонними унифицированными унифицированными переходами.

Рис 7. Тройники (узлы ответвлений) систем вентиляции

Тесты к лекции 3

Как подразделяются воздуховоды по скорости?

1. Не подразделяются.

2. Низкоскоростные и высокоскоростные.

3. Низкоскоростные, среднескоростные и высокоскоростные.

К каким прелом огнестойкости следует проектировать транзитные воздуховоды для систем вентиляции тамбур-шлюзов при помещениях категорий А и Б следует проектировать с пределом огнестойкости 0,5 часа ?

1. С пределом огнестойкости 1 час.

2. С пределом огнестойкости 0,5 часа.

3. С пределом огнестойкости 1,5 часа.

Как следует принимать размеры сечений каналов в кирпичных стенах?

1.Размеры сечений каналов в кирпичных стенах следует принимать кратным полкирпича (140 мм).

2. Размеры сечений каналов в кирпичных стенах следует принимать кратным кирпичу (250 мм).

3. По расчету при скорости воздуха 1 м/с.

Лекция 4

Основы аэродинамики

План лекции

а) Виды давлений в воздуховодах.

б) Определение потерь давления на трение.

в) Потери в местных сопротивлениях.

Аэродинамический расчет систем вентиляции сводится к определению размеров поперечного сечения воздуховодов, а также потерь давления на отдельных участках и в системе в целом. Это – прямая задача. Возможна и обратная задача – определение расходов воздуха при заданных размерах воздуховодов и известном перепаде давления .

При аэродинамическом расчете воздуховодов систем вентиляции можно пренебречь сжимаемостью воздуха. При расчете пользуются значениями избыточных давлений, принимая за условный нуль атмосферное давление. Одна из особенностей вентиляционных систем – наличие участков, где избыточное давление меньше нуля.

При движении воздуха по воздуховодам в любом поперечном сечении потока различают три вида давления: статическое, динамическое и полное.

Статическое давление равно давлению на стенки воздуховода. Динамическое связано с движением воздуха. Полное давление равно сумме статического и динамического давлений.

При расчете воздуховодов применяется термин потери давления, в действительности речь идет о потерях энергии потока.

Потери давления в системах вентиляции складываются из потерь на трение и потерь в местных сопротивлениях.

Потери на трение определяются по формуле Дарси

где - коэффициент гидравлического трения и коэффициент сопротивления трению является сложной величиной, зависящей от режима движения воздуха в воздуховоде и шероховатости стенок воздуховодов:

где – коэффициент - критерий Рейнольдса, – абсолютная шероховатость.

Коэффициент сопротивления рассчитывается по формуле Альтшуля:

где –абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховода у листовой стали равная 0,1 мм, – диаметр воздуховода, - критерий Рейнольдса.

При инженерных расчетах потери давления на трение в воздуховодах длиной l ( м) определяются по формуле:

где - потери давления на метр длины воздуховода, Па/м.

R определяется по таблицам и номограммам. При построении номограмм принято: форма сечения круг диаметром d, давление воздуха 98 кПа, температура 20 ⁰С.

Для воздуховодов, выполненных не из листовой стали с > 0,1 мм, значение принимается с поправочным коэффициентом

Величина рассчитывается по формуле:

где – коэффициент сопротивления трения, – диаметр воздуховода, – скорость движения воздуха, – скоростное (динамическое давление).

Рекомендуемые скорости движение воздуха в воздуховодах, жалюзийных решетках приводятся в справочных таблицах.

Для расчета воздуховодов прямоугольного сечения пользуются таблицами и номограммами, составленными для круглых воздуховодов, но при этом вводят эквивалентный диаметр, при котором потери в круглом и прямоугольном воздуховодах равны.

В практике проектирования получили распространение три вида эквивалентных диаметров: по скорости - , по расходу и по площади поперечного сечения .

Эквивалентны по скорости диаметр можно определить из условия, что удельные потери на трение в круглом R и прямоугольном воздуховодах равны при

При этом эквивалентный диаметр определяется по формуле:

Чтобы найти значение по таблицам или номограммам, составленным для круглых воздуховодов, необходимо определить R при и фактической скорости движения воздуха в прямоугольном воздуховоде.

Эквивалентный диаметр по расходу определяется из условия, что R= при равенстве расходов в круглом и прямоугольном воздуховодах и этом определяется по формуле:

Чтобы найти значение по таблице или номограмме, составленной для круглых воздуховодов, необходимо определить R при и L (фактическом расходе в прямоугольном воздуховоде), не принимая во внимание во внимание фактическую скорость движения воздуха.

Потери давления в местных сопротивлениях

В местах поворота воздуховода, при делении и слиянии потоков в тройниках, при изменении размеров воздуховодов (расширение в диффузоре, сужении в конфузоре), при входе в воздуховод или канал и выходе из них, а также в местах установки регулирующих устройств (дросселей, шиберов, диафрагм) наблюдается падение давления в потоке перемещающего воздуха.

В указанных местах происходит перестройка поля скоростей воздуха в воздуховоде и образование вихревых зон у стенок воздуховода, что сопровождается потерей энергии потока. Нарушение установившего поля скоростей начинается на некотором расстоянии до местного сопротивления, а выравнивание потока происходит на некотором расстоянии от него. На всем участке происходят потери на вязкое трение и увеличиваются потери на трение о стенки.