Видове вентилационни системи: сравнителен преглед на варианти за организиране на вентилационни системи

Наличието на вентилационна система е необходимо за осигуряване на въздухообмен вътре в сградата чрез отстраняване на излишната влага, топлина и вредни вещества. Нейното присъствие е едно от основните условия за обезпечаване на жизнедеятелността.

Ако в помещението липсват каквито и да било видове вентилационни системи, това вреди на човешкия организъм, води до образуване на гъбички, тъй като при липса на въздухообмен се образува конденз.

Предлагаме да се запознаете със съществуващите видове системи за вентилация и принципите на тяхната работа.

Класификация на вентилационни системи

Системите се класифицират по различни критерии:

• начин на подаване;
• предназначение;
• начин на въздухообмен;
• конструктивно изпълнение.

Типът вентилация се определя на етапа на проектиране на сградата. При това се вземат предвид както икономическата, така и техническата страна, а също така санитарно-хигиенните условия.

Видове вентилационни системи по начин на подаване

Ако се базираме на начините на подаване и отвеждане на въздуха от помещението, могат да се откроят 3 категории вентилация:

• естествена;
• механична;
• смесена.

Извършва се проектиране на вентилация, ако такова решение е способно да осигури въздухообмен, съответстващ на установените норми.

Когато вентилацията от естествен тип не удовлетворява изискванията на санитарно-хигиенните нормативи, се избира вторият вариант — механичен начин на активиране на въздушната маса.

Ако е възможно в допълнение към втория вариант на вентилация частично да се използва първият, в проекта се залага смесена вентилация. В жилищните сгради притокът на въздух става през прозорците, а изпускателното оборудване се разполага в кухнята и санитарното помещение. Затова е важно да се осигури добър въздухообмен между помещенията

Вентилация от смесен тип. Прилага се, когато естествената вентилация не може да бъде единственият вариант. За качествен въздухообмен в помещения с много замърсен въздух се устройва механична вентилация

Видове вентилация по предназначение

Изхождайки от предназначението на вентилацията, се разграничават работни вентилационни системи и аварийни. Докато първите трябва постоянно да осигуряват комфортни условия, вторите влизат в действие само при изключване на първите и настъпване на извънредна ситуация, когато са нарушени стандартните условия на жизненост

Това са внезапни повреди, когато настъпва замърсяване на въздуха с отровни изпарения, газове, взривоопасни, токсични вещества

Видовете вентилационни системи за всички видове помещения са почти еднакви. След като проучите всичките им видове и претеглите всички предимства и недостатъци, можете да изберете оптималния вариант за конкретна сграда.

Аварийната вентилация не е предназначена за подаване на свеж въздух. Тя само осигурява отвеждане на газовете и не допуска въздушната маса с опасни вещества да се разпространи из цялото помещение.

Вентилационни системи по начин на въздухообмен

По този критерий се разграничават общообменни и локални вентилационни системи. Първата трябва да осигурява на целия обем на помещението достатъчен въздухообмен с поддържане на всички необходими параметри на въздуха. Допълнително тя трябва да отстранява излишъка от влага, топлина и замърсявания. Въздухообменът може да се осъществява както по канална, така и по безканална система.

Общообменната приточна вентилация намалява нивото на концентрация на вредни вещества, останали след работата на локалната и общообменната смукателна вентилационна система.

Предназначението на локалната вентилация е да снабдява конкретни места с чист въздух и да отстранява замърсения въздух от точките, където той се образува. По правило тя се инсталира в големи помещения с ограничен брой работещи. Въздухообменът се осъществява само на работните места.

Разделение на системите по конструктивно изпълнение

Въз основа на този признак вентилационните системи се делят на канални и безканални. Системите от канален тип се състоят от разклонена трасе, състояща се от въздуховоди, по които се транспортира въздух. Инсталирането на такава система е целесъобразно в големи по обем помещения.

Когато каналите отсъстват, системата се нарича безканална. Пример за такава система е обикновеният вентилатор. Съществуват 2 вида безканални системи – таванни и положени под пода. Безканалните системи са по-прости за изпълнение и консумират по-малко енергия.

Естествена вентилация на помещения

Движението на въздушните маси при естествена вентилация става по природен път без допълнително насърчаване, благодарение на:

• температурна разлика вътре и извън сградата;
• разлика в налягането между помещението и смукателя, разположен на покрива на постройката;
• под въздействието на вятъра.

Това е най-простата система. Тук не е необходим монтаж на сложно скъпо оборудване, което консумира много електроенергия. Такава система не може да се нарече надеждна, защото ефективността ѝ зависи от фактори, които не се контролират от човека.

Системата може да бъде организирана и неорганизирана. Регулируемата или организирана система функционира благодарение на аерация или наличието на дефлектори. Аерацията е общообменен процес, по време на който въздухът влиза и излиза през отворени прозорци, капандури и транци.

Инфилтрация или нерегулируема естествена вентилация – това е проникване на въздух в помещението през неплътности в конструкциите.

Въпреки развитието на технологиите, естествената вентилация се прилага и в съвременните сгради поради простотата и липсата на експлоатационни разходи. Освен зависимостта ѝ от окружаващите условия, не може да се игнорира и фактът, че съществува вероятност за възникване на явление, за обозначаването на което се използва терминът «преобръщане на тягата». Това е много точно определение – въздушната маса внезапно променя посоката си и започва да се движи назад.

В промишлеността аерацията се прилага при наличие на процеси, при които по технология работата е съпроводена с отделяне на голямо количество топлина. Приложението ѝ е допустимо при условие, че в приточния въздух се съдържат по-малко от 30% вредни емисии от допустимата концентрация непосредствено в зоната на тяхното образуване.

Не може да се прилага аерация, ако постъпващият в помещението въздух изисква предварителна обработка или в резултат на приток на въздух отвън може да се появи конденз или мъгла. Чрез аерация се осъществява многократен въздухообмен при минимални разходи на енергия. Това е основното ѝ предимство.

Принципът на работа на вентилационната система с естествено движение на въздушните потоци се основава на разликата в тяхната температура и налягане:

В отделни случаи на устията на изпускателните канали се монтират дефлектори — специални накрайници. Те функционират чрез използване на енергията на вятъра. Дефлекторите се справят добре със задачата за отстраняване на замърсени и прекалено нагорещени въздушни маси от малки по обем помещения. Използват се и за локална аспирация.

Нормалната работа на вентилацията, задвижвана от разликата в налягането, се осигурява от минимална разлика от 3 м между точката на засмукване и изхода на аспирацията.

За ефективното функциониране на вентилацията специалистите препоръчват при полагане на въздуховоди да не се правят хоризонтални участъци с дължина над 3 м. Въздухът в тях трябва да се движи със скорост не по-голяма от 1 м/с.

Характеристики на вентилация от механичен тип

Вентилационната система, чрез която въздухът се подава и отвежда с помощта на допълнителни възбудители на внушителни разстояния, се нарича механична. Има и други наименования за този вид вентилация — принудителна и изкуствена.

Използва се както за осигуряване на технологични процеси в различни производства, така и за създаване на комфортни условия за човека.

Прост за инсталиране и експлоатация уред, осигуряващ аспирация на отработения въздух от бани, кухни и санитарни възли на частни домове, е вентилационната система с автоматичен микропроцесор:

Механичната вентилация, за разлика от естествената, не зависи от външните условия. Тя е напълно контролируема и управляема. Въздухът, подаван в помещението, преминава обработка и при добре настроена система всички негови параметри отговарят на стандартите. Изхвърлянията също постъпват в атмосферата вече пречистени от вредни примеси до необходимата степен.

Механичната система включва уреди и оборудване — автоматика, вентилатори, прахоуловители, нагреватели на въздух, електродвигатели. Всичко това консумира много електроенергия.

Наличието на механична вентилационна система позволява оптимално разпределение на въздуха с подаването му към конкретно място. С нейна помощ вредните емисии се улавят при източника на образуването им, като не позволяват замърсяване на въздуха в цялото помещение.

Недостатък на механичната вентилация са големите финансови разходи при нейния монтаж и експлоатация. За да се възползвате от всички нейни предимства, ще трябва да се борите със замърсяването на каналите и редовно да сменяте филтрите.

Ако е инсталиран вентилационен филтър с функция за оползотворяване на топлина, преди настъпването на летния период трябва да преминете към летен вложка. Ако оставите зимния вариант, той ще намали ефективността на вентилацията.

Механичната вентилация може да бъде както локална, така и общообменна. Последната се реализира в 2 варианта – безканален и канален. Заместването на въздуха в каналната система се осъществява с помощта на вентилатори – центробежни или аксиални, ежекторни инсталации.

В производството за изсмукване по-често се използват ежекторни инсталации, особено там, където присъстват взривоопасни газове. Използването на обикновени вентилатори тук е недопустимо, тъй като те могат да искрят при възникване на неизправност. Тяхната инсталация се практикува при монтажа на приточна или приточно-смукателна система.

Общообменна вентилация с механично задвижване

Конструкциите с механично задвижване могат да бъдат както приточни, така и смукателни. Приточната вентилация понякога се изпълнява съвместно с централно отопление.

Въздухоприемникът в такава система може да има форма на отвори в ограждащите конструкции на сградата, отделно стояща или прикрепена шахта. При монтаж извън сградата шахтата-въздухоприемник се намира над нивото на земята или на покрива.

Схема на разположение на въздухоприемните устройства: в ограждащата конструкция (а), до външната стена (б), на покрива (в). Каналите за изсмукване и шахтите се изолират отвън, в противен случай през зимата в тях ще се появява заледяване.

Изборът на конструкция и местоположение на въздухоприемниците се влияе от изискванията за степента на чистота на външния въздух, както и от особеностите на архитектурата на сградата. Долната част на отвора, през който постъпва чист въздух, трябва да се намира на разстояние минимум 2 м от земята, а в случай че сградата се намира в зелена зона – 1 м. Външните въздухоприемници не трябва да се разполагат там, където има вредни емисии.

Въздушните маси попадат в шахтата посредством вентилатора. Преминавайки през калорифер, те се нагряват, овлажняват или обратно – изсушават и влизат вътре по въздуховодите, които имат отвори.

Постъпването на въздух може да се осъществява и чрез отклонения, оборудвани с накрайници, насочващи приточните въздушни маси. Обемът на подавания въздух се регулира от шибери или клапани, намиращи се в отклоненията.

Механична местна вентилация от приточен вид

Местната механична вентилация, действаща в ограничено пространство, се нарича въздушно душуване. Такъв вариант на вентилация се използва в онези работни зони, където силата на лъчистата топлина е повече от 300 ккал/ч или производството е свързано с отделяне на токсини, които не могат да бъдат отведени с помощта на местна смукателна инсталация.

Душуващите инсталации биват подвижни и стационарни. Първите при осигуряване на работното място с чист въздух го вземат от помещението. Понякога в разпръскваната въздушна маса се подава вода. Нейните капки при попадане върху тялото на човека стават допълнителен охладител. Вторите чрез душуващи патрубки подават чист външен въздух или предварително обработен.

Вентилация общообменна изпускателна

Отстраняването на отработения въздух от помещението е задача на смукателната вентилация. Отстраняването на използвания въздух от стаята става чрез понижаване на налягането в нея. По този начин се създават условия за постъпване на въздух отвън или от съседно помещение.

В конструкцията на смукателната вентилация влизат пречиствателно устройство (1), вентилатор (2), въздуховоди — централен (3), смукателен (4). Когато в помещението няма вентилация от друг вид, освен смукателна, налягането в него спада до по-ниско ниво, отколкото в съседните стаи или по-ниско отвън.

При проектирането на смукателна вентилация от общообменен тип за производствени цехове се взема предвид, че премахването на замърсения въздух трябва да се извършва директно от първоизточника на вредни отделяния, по посока на естествената им траектория, и да не замърсява чистите зони. Такива места са биологичните лаборатории, цехове с вредни условия.

Механична приточно-смукателна вентилация

Основата на приточно-смукателната вентилация са два потока, движещи се един срещу друг. Тя се състои от две самостоятелни системи — приточна и смукателна, или от един блок. В него е вградено цялото оборудване, необходимо за работа както за приток, така и за смукане.

При наличие на 2 отделни системи вентилацията работи без рециркулация и се нарича отворена. Вентилационната система от втория вид се нарича затворена, и работи с рециркулация.

Системата с рециркулация спестява енергия, изразходвана за охлаждане или нагряване на въздуха, тъй като въздушната маса не се нагрява изцяло, а само онзи обем, който постъпва отвън. Отстраняваният въздух в система с рециркулация се връща обратно в помещението с примес от свеж въздух, съставляващ 10-15% от общия обем на въздушната маса.

Устройство на такава вентилация е възможно на места, където няма опасни замърсявания. В региони със студен климат затворената система е неефективна, тъй като рециркулационните и външните въздушни маси не се смесват достатъчно добре.

Механична вентилация за случай на авария

За случаи на нестандартни ситуации, в допълнение към работния вариант, се инсталира аварийна вентилация. Тя винаги е изпускателна. Механична аварийна вентилация се монтира в помещения, където съществува заплаха от изтичане на взривоопасни пари или газове. В този случай се монтират взриво- и искрозащитени вентилатори.

В състава на осовия взривобезопасен вентилатор се намира двигател във взривонепроницаема обвивка. Той е закрепен така, че при необходимост може бързо да се замени.

Съществуват такива опасни съставки, които не могат да бъдат отстранени с помощта на вентилатори. Тогава в системата се включва ежектор. Включването на аварийната вентилация трябва да стане автоматично, веднага щом основната вентилация спре да работи. Отварянето на отворите, през които ще излиза замърсеният въздух, трябва да се извършва дистанционно.

Патрубките и решетките, предназначени за изход на въздуха при работа на аварийната вентилация, се поставят на местата с най-вероятна концентрация на опасни вещества в голям обем. Отворите, през които се отстранява въздухът при аварийни условия, не трябва да се намират в зони, където постоянно присъстват хора. На тръбите и шахтите на аварийната система не трябва да се монтират капаци.

Изпусканията, аварийно изхвърляни в атмосферата, трябва максимално да се разсейват и да не се допуска те да попадат в затворени зони на територията, прилежаща към сградата. Пределно допустимите концентрации се контролират посредством газоанализатори, настроени по подходящ начин.

Противодимна вентилация

Основната задача на противодимната вентилация е да отстрани възможно най-бързо дима от помещението или сградата, да блокира разпространението му и по този начин да защити хората при тяхната евакуация.

На снимката е показана схема на действие на противодимната вентилация. Тя се монтира в допълнение към основната вентилация, за да се гарантира евакуацията на хората при възникване на пожар и да се пресекат пътищата за разпространение на дима.

Такава вентилация се инсталира там, където при постоянно присъствие на голям брой хора не е възможен приток на въздух по естествен път. Това са асансьорите, стълбищните клетки, глухите коридори и подобни места. В основата на работата на противодимната вентилация е заложена приточно-изпускателна схема.

Каналите, мощните вентилатори, влизащи в състава на вентилацията, притежават повишена огнеустойчивост и способност да не се деформират при продължително въздействие на високи температури.

Участъците на системата са оборудвани с два вида клапани — противодимен и огнезадържащ. Съставни части на противодимната система са също здравите, непроницаеми за газове и дим екрани и врати.

За да се избегнат неприятности по време на осъществяване на евакуацията на хората, в конструкцията на противодимната вентилация се залагат два вида управление — автоматично и дистанционно ръчно.

В системата задължително се включват елементи, оповестяващи възникването на пожар:

• известители, при задействане на които автоматично се отварят смукателните вентилатори и димните клапани;
• сигнал „Пожар“ на централния пулт;
• включване на противодимната вентилация ръчно.

Димоводещите клапани разпределят равномерно под тавана. Площта на обхват не трябва да надвишава 900 м². Системата се зонира на секции, и освен люкове и клапани, се оборудва с димосмукачи.

Тя не само отвежда дима, но и премахва въглеродния оксид, фините суспензии, образуващи се при горене. Повече за монтажа на системата за димоотвеждане можете да прочетете в този материал.

Изводи и полезно видео по темата

Това видео е своеобразен ликбез за вентилацията. Тук подробно е разгледано самото понятие за вентилация и са обхванати всички въпроси, отнасящи се до нейното грамотно проектиране:

Майсторски клас по монтаж на вентилационна система:

Както ръководителите на предприятия, така и частните строители трябва да разбират, че от ефективността на вентилацията зависи нормалната жизнедейност на тези, за които отговарят. Понякога под въпрос се оказва и животът на хората. Не трябва да пропускате този момент и да пестите от него.

Появиха се въпроси по темата на статията, открихте недостатъци или имате ценни сведения, които бихте могли да споделите с нашите читатели? Моля, оставете коментари, споделете опит, участвайте в дискусиите.