Расчет кратности воздухообмена

Цель занятия: изучение систем вентиляции, их структуры, порядка расчета вентиляции производственных помещений.

Задание и порядок выполнения работы

Определить кратность воздухообмена по избыткам тепла (тепловыделениям) и вредных выделений газа и пыли.

Исходные данные к задаче

Таблица 1.5

Параметры	Вариант
Объем помещения V, м³
Qn , кДж/ч	5х10³	6х10³	7х10³	8х10³	9х10³	1х10³	2х104	3х104	4х104	5х104
Qотд, кДж/ч	1*10³	1,2*10³	1,4*10³	1,6*10³	1,8*10³	2*10³	4*10³	6*10³	8*10³	1*10³
∆Т, ºК
Wco , г/ч	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	4,5	4,0	3,5	3,0
Wпыль, г/ч	5,5	-	5,0	-	4,5	-	4.0	-	3,5	-
Wпыль Pb, г/ч	-	10*10-³	-	10*10-³	-	15*10-3	-	5*10-³	-	5*10-³

Методические указания к выполнению задания

Вентиляция обеспечивает воздухообмен, необходимый для удаления из помещений и избытков тепла, влаги, пыли, химических веществ, подачи чистого воздуха и поддержания метеорологических параметров в производственных помещениях.

По способу подачи в помещение свежего воздуха и удаления загрязненного, системы вентиляции делят на естественную, механическую и смешанную. Вентиляция может быть приточной, вытяжной и приточно-вытяжной.

Общие требования к системам вентиляции

1. В соответствии с СНиП (строительными нормами и правилами) если на одного работающего приходится 20м³ производительность вентиляции должна составлять не менее 30м³/час. Производительность снижается с увеличением объема помещения на одного работающего; если объем составляет более 40м³ на одного работающего допускается применение естественной вентиляции через форточки и проемы.

2. Система вентиляции должна быть пожаро–и взрывобезопасна и не создавать шум на рабочих местах, превышающий предельно – допустимые уровни.

3. Объем приточного воздуха должен соответствовать объему удаляемого, разница не должна превышать 10 – 15%.

4. В смежных помещениях приток воздуха должен быть больше там, где выделяется меньше вредных веществ, что будет препятствовать проникновению их в помещение с чистым воздухом.

Рисунок 2.1.Состав вентиляционной системы

Система состоит:

1 - воздухозаборного устройства, устанавливаемого снаружи здания в местах с наименьшими выделениями вредных веществ;

2 - воздуховодов;

3 - фильтров и калориферов для очистки и подогрева воздуха;

5 - центробежных вентиляторов;

4 - приточных и вытяжных отверстий, через которые подается и удаляется воздух.

6- клапана, предназначенного для осуществления рециркуляции воздуха.

1. Подлежащие удалению теплоизбытки Q_изб определяется по формуле (1.6):

, [кДж/ч], (1.6)

где Q_n – количество тепла, поступающего в воздух помещения от производственных и осветительных установок, в результате тепловыделений людей, солнечной радиации и др. кДж/ч;

Q_отд – теплоотдача в окружающую среду через стены здания, кДж/ч;

2. Количество воздуха, которое необходимо удалить за 1 час из производственного помещения (L) при наличии теплоизбытков, определяется по формуле(1.7):

(1.7)

где С – теплоемкость воздуха, с=1 кДж/кг;

∆Т – разность температур удаляемого и приточного воздуха, К;

γ_пр – плотность приточного воздуха, γ_пр= 1,29 кг/м³;

При наличии в воздухе помещения вредных газов и пыли, количество воздуха, которое необходимо подавать в помещение для уменьшения концентраций вредных выделений до допустимых норм, рассчитывают по выражению (формула (1.8)):

, (1.8)

где W – количество поступающих вредных выделений, г/ч

С_д – предельно допустимая концентрация вредных выделений в воздухе помещений, г/м³, причем:

- для СО С_д = 2*10^-2 г/м³

- для пыли Рb С_д = 1*10^-5 г/м³

- для нетоксичной пыли П С_д = 10^-2 г/м³

С_n – концентрация вредных примесей в воздухе, поступающем в производственное помещение, г/м³;

При решении данной задачи считать, что С_n=0;

3. Для каждого вида вредных выделений необходимое количество вентиляционного воздуха L рассчитывается отдельно. Затем берется наибольшее из полученных значений и определяется кратности воздухообмена:

, (1.9)

Контрольные вопросы

1. Назовите основные причины загрязнения воздушной среды.

2. Какие существуют системы вентиляции производственных помещений?

3. Как определяется производительность системы вентиляции?

4. Состав приточной и вытяжной систем вентиляции.

5. Дать определение аэрации, воздухообмена кондиционирования, рециркуляции.

6. Назовите основные элементы систем кондиционирования.

Расчет уровня шума

Цель занятия: научиться определять уровень шума с учетом расстояния, с учетом стены – преграды, суммарный уровень шума.

Задание и порядок выполнения

1. Определить уровень шума в жилом помещении с учетом материала стен и расстояния R от источника шума.

Исходные данные

Таблица 1.6

Параметры	Вариант
Уровень шума L, дБ
№ стены -преграды
№ стены -преграды
№ стены -преграды
Расстояние до стены, R, м

2. Определить суммарный уровень шума от трех источников на рабочем месте инженера программиста. Предложить мероприятия по снижению уровня шума, рассчитать снижение уровня шума.

Исходные данные

Таблица 1.7

Параметры	Вариант
L1, дБ
L2, дБ
L3, дБ
R1,м	2,5			3,5			2,5			4,5
R2,м		7,5		8,5		9,5	8,5	8,5		7,5
R3,м		6,5		5,5		4,5		3,5		2,5
Snn,м²
Sc, м²
α1*10-3
α2*10-2
β1*10-3
β2*10-2

Характеристика стены – преграды

Таблица 1.8

№п	Материалы и конструкции	Толщина конструкции, м	Масса 1/м² преграды, кг
	Стена кирпичная Стена кирпичная Стена кирпичная Стена кирпичная Картон в несколько слоев Картон в несколько слоев Войлок Войлок Железобетон	0,12 0,25 0,38 0,52 0,02 0,04 0,025 0,05 0,1
	Железобетон Стена из железобетона Стена из железобетона Перегородка из досок толщиной 0,02м отштукатуренная с двух сторон Перегородка из досок толщиной 0,1м отштукатуренная с двух сторон Гипсовая перегородка	0,2 0,14 0,28     0,06     0,18 0,11

Рисунок 3.1. Схема размещения источников шума

Методические указания по выполнению задания

Всякий нежелательный звук принято называть шумом. Шум вреден для здоровья, снижает работоспособность, повышает уровень травматизма. Поэтому необходимо предусматривать меры защиты от шума.

Уменьшить шум можно различными методами: применением полосы зеленых насаждений, стены – преграды. Шум в производственных помещениях можно значительно уменьшить облицовкой стен и потолков звукопоглощающими материалами (пористой штукатуркой, перфорированными, плотной пористой тканью).

1. Расчет уровня шума с учетом расстояния производится по формулам:

L_R1=L₁-20 lg R₁-8, [дБ], (1.10)

L_R2=L₂-20 lg R₂-8, [дБ], (1.11)

L_R3=L₃-20 lg R₃-8, [дБ], (1.12)

2. Суммарная интенсивность шума определяется последовательно по формуле (1.13):

L_S1,2,3=L_A+DL, [дБ], (1.13)

где L_A - наибольший из 2-х суммируемых уровней, [дБ];

DL - поправка, зависящая от разности уровней, определяемая по таблице 1.9:

Таблица 1.9

Разность уровня источников LА-LВ, дБ
Поправка DL	3,0	2,5	2,0	1,8	1,5	1,2		0,8	0,6	0,5	0,4	0,2

Пример: L_R1= 85 дБ

L_R2= 95 дБ

L_S1,2= 95+0,4= 95,4 дБ

95- наибольший из сравниваемых уровней;

0,4- поправка, определяемая по таблице 1.9 в зависимости от разницы уровня L_R1

( L_A) и L_R2 ( L_В).

Далее сравнивают:

L_Σ1,2 и L_R3

L_Σ1,2,3=100+1,2=101,2дБ

где 100- наибольший из сравниваемых уровней;

1,2 – поправка определяемая по таблице 1.9 в зависимости от разности уровней L_Σ1,2 (L _А ) и L_R3 (L_В).

Полученный результат сравнивают с нормативным уровнем - 50 дБ для рабочего места инженера-программиста. Если уровень шума превышает нормативный, предлагаются следующие меры защиты:

а) использования звукоизолирующих материалов для покрытия стен и потолка;

б) вынос рабочего места за стену-преграду;

Для использования меры а) исходные данные приведены в таблице 1.7:

α_1, α₂- соответственно коэффициенты поглощения материала потолка до и после покрытия шумопоглощающим материалом;

β₁ и β₂ - соответственно коэффициенты поглощения материала стен до и после покрытия;

γ - коэффициент поглощения пола. Пол не покрывается шумопоглощающим материалом. При расчете принять γ =0,061.

Звукопоглощение стен и потолка до применения шумопоглощающих материалов формула (3.5):

М₁= S_n ·α₁+S_c·β₁+S_пол· γ, [ед. поглощения] (1.14)

Звукопоглощение стен и потолка после применения шумопоглощающих материалов:

М₂= S_n·a₂+S_c×b₂+S_пол× γ, [ед. поглощения]

Площади пола и потолка равны.

Снижение интенсивности шума составили формула (1.15):

(1.15)

С учетом применения материалов определим суммарный уровень шума формула (1.16):

L_M =L_S1,2,3 - К, [дБ] (1.16)

L_M - уровень шума с учетом применения шумопоглощающих материалов;

L_S1,2,3- суммарный уровень шума от 3 источников на рабочем месте.

Полученные данные сравниваем с нормативным значением. Если уровень шума соответствует нормативному - расчет на этом можно закончить. Если нет - применяется мера б).

Для использования меры б) исходные данные приведены в таблице 1.8 (любые три по выбору):

Если между источником шума и рабочим местом есть стена-преграда, то уровень интенсивности шума снижается на N, дБ формула (1.17):

N= 14,5 Ig G+ 15, [дБ] (1.17)

где G- масса одного м² стены- преграды, кг

Определение уровня шума на рабочем месте с учетом стен-преград производится по формуле (1.18):

L_N= L_{S1,2, 3}-N, [дБ] (1.18)

Таким образом, конечный уровень шума на рабочем месте определится как

L_N, дБ = L_M – N = L_S1,2,3 – K – N. (1.19).

По результатам расчетов сделать выводы.

2. Определить уровень шума в жилом помещении с учетом материала стен и расстояния R от источника шума.

Для решения данной задачи можно воспользоваться методикой, изложенной выше.

1. Определить уровень шума с учетом расстояния:

L_R= L_экв-20 lgR-8, [дБ], (1.20)

2.Определить уровень шума за стенами дома:

N= 14,5 lg G+15, [дБ], (1.21)

3. Определить уровень шума с учетом расстояния и стены-преграды:

L_N= L_R-N, [дБ], (1.22)

4. Сравнить с допустимыми уровнями шума в жилых и общественных зданиях (уровень шума в жилых помещениях должен быть не менее 30дБА днем и 40дБА ночью).

5. Предложить мероприятия по снижению уровня шума до нормативных значений, в т.ч. и с использованием полосы зеленных насаждений (таблица 1.10).

Исходные данные

Таблица 1.10

Полоса зеленых насаждений	Ширина полосы, м	Снижение уровня звука LA зел., дБА
Однорядная при шахматной посадке деревьев внутри полосы	10-15	4-5
То же	16-20	5-8
Двухрядная при расстояниях между рядами 3-5 м, ряды аналогичны однорядной посадке	21-25	8-10
Двух- или трехрядная при расстояниях между рядами 3м, ряды аналогичны однорядной посадке	26-30	10-12

Примечание. Высоту деревьев следует принимать не менее 5-6 м.

Контрольные вопросы

1. Как шум действует на человека?

2. Что такое интенсивность шума, уровень интенсивности?

3. Что такое порог слышимости, болевой порог?

4. Какие применяются меры защиты от воздействия шума?

5. Основные источники городских шумов, шумов жилой среды?

Практическое занятие № 2