Меню

Качество воздуха в помещении

Вентиляции является процессом замены воздуха в замкнутом пространстве.

Цель:

Чтобы предотвратить снижение содержания кислорода в окружающем воздухе.

Предотвращение чрезмерного содержания  диоксида углерода в атмосферном воздухе, запахов табачного дыма и влаги.

Предотвратить чрезмерный приток тепла, который идет от различного оборудования, освещения и людей, вывод тепла в окружающую среду.

Предотвратить чрезмерное образование влаги, которая образуется в результате приготовления пищи и по другим причинам.

Для устранения вредного газа и порошка.

Чтобы уменьшить количество вредных бактерий и микроорганизмов.

Цель может быть одна или больше из вышеуказанного пункта. В этом разделе, рассматриваются потребности в вентиляции помещений различного объема. Описание основных данных вентиляционных систем, количество вентиляций. Определение количества свежего воздуха, в котором нуждаются люди, поддержание уровня загрязняющих веществ ниже предельных значений. В прошлом затраты электроэнергии были важным параметром в определении структуры системы.

В настоящее время, цены на энергоносители  и также качество воздуха в помещении стали параметрами, которые рассматриваются по принципу второго места, что не соответствует первому принципу. Применение различных стандартов могут давать различные цифры. В связи с этим, турецкие стандарты не является решающими, так как они не достаточно детализированы.

В зависимости от силы кондиционирования воздуха, можно выделить  два вида вентиляции, естественную вентиляцию и механическую вентиляцию. Используя природную силу здания в процессе естественной вентиляции, преимущественным является контролируемый процесс вентиляции. В механической вентиляции используется  мощность вентилятора. При вентиляции, в которой идет потреблении энергии, воздух подается принудительно.

Естественная вентиляция

Традиционно вентиляция здания выполняется с помощью  естественной вентиляции. Обслуживание систем естественной вентиляции и кондиционирования воздуха представляет собой самый дешевый способ.  Не используется электроэнергия и является беззвучной. Окна являются основными элементами  естественной  вентиляции, при помощи  которых выполняется вентиляция помещений. К сожалению, естественная вентиляция прекращается, когда останавливаются природные силы. Поэтому  в определенное время, приходится  использовать механическую вентиляцию.  Механическая вентиляция полностью зависит от мощности вентилятора. Тем не менее, в последние годы,  разрабатывают  новые системы и решения для экономного использования энергии и улучшением качества воздуха. Эта новая тенденция проявляется также в новых технологиях строительства. Это очень важно, естественная вентиляция в зданиях в соответствии с новыми тенденциями. Механические системы, основанные на этом новом подходе, активизируются, когда  применение системы  естественной вентиляции  недостаточно. По этим вопросам, в мире проводятся интенсивные исследования и опытно-конструкторские работы. 

Давление ветра

Существует конкретная методика  расчета давления ветра, действующая на любой высоте здания, которую  приводит ASHRAE.

Давление ветра, на поверхность стенки, под определенным углом, рассчитывается следующим образом:

Давление ветра на поверхность, которая расположена перпендикулярно определяется по формуле Бернулли:

UH - скорость ветра, направление ветра Cp - это коэффициент, зависящий от особенностей здания и местности. Точные значения этих коэффициентов могут быть определены только при помощи  испытаний моделей.

Тем не менее, есть формула расчета коэффициента Ср, которую определили ASHRAE  и имеет следующее выражение:

В этой формуле Ci  представляет коэффициент внутреннего давления. Если воздух поступает через вентиляционные отверстия, если он  прибывает из других отверстий в полу, то будет равен CI = -0,2. Если его значение всегда отрицательным, то средство находится под давлением.

Давление, связанное с тепловой энергией

Тепловой эффект (эффект дымохода)

Тепловой эффект возникает, когда плотность воздуха внутри помещения и за его  пределами здания не равны. В холодные зимние дни, холодный воздух снаружи  тяжелее теплого воздуха внутри помещения и создается  давление на  нижние этажи здания. Зимой, из-за разницы в давлении,  воздух извне поступает на нижние уровни здания и поднимается вверх через все здание. В летнее время, движение воздуха продолжается, только наоборот, то есть здание нагревается. Поступающий воздух с верхних этажей движется вниз к уровню земли.  В результате теплового эффекта или  эффекта дымохода, движение воздуха в здании происходит в вертикальном направлении,  таким образом, существует точка, где давление внутреннего и внешнего воздуха уравниваются. Эта точка называется уровнем нейтрального давления. Если отверстия, равномерно распределены по всему зданию, то уровень нейтрального давления расположен в центральной точке здания. Если здание имеет большое, открытое пространство в центральной части здания, такой как атриум,  то уровень нейтрального давления поднимается воздушными течениями до верхней части здания, таким образом, воздух  на разных уровнях высоты здания существенно отличается. Перепад  давления, возникающий из-за теплового эффекта дымохода,  может быть выражен следующей формулой:

Индексы i и o, соответственно,  интерьер и экстерьер.  HNPL – это высота вертикальной оси, Н -  высота от нижней плоскости. Ú и T - плотность и температура воздуха соответственно.  По причине вертикального движения восходящего воздуха в здании возникает разница давления в различных областях. Разница давления, вызванное тепловым эффектом рассчитывается следующим образом:

Где:  Cd  - коэффициент тяги,  экспериментальное значение котрого для современных зданий колеблется между 0,63 и 0,82.

Общий перепад давления

Разница внутреннего и внешнего давления на любом из этажей здания рассчитывается, как сумма разницы давлений, возникающих из-за потока ветра и тепловых сил.

Расчет объема вентилируемого воздуха

Объем  вентилируемого воздуха  рассчитывается как разность общего перепада давления и сопротивление потоку. Соответственно:

Коэффициент сопротивления (R) должен рассчитываться для каждого конкретного здания и должен включать в себя потери на трение. Данное уравнение может быть выражено  как объем воздуха, путем введения размеров открытия A1 вместо скорости воздуха V.

Расход воздуха, который выходит через отверстия естественным путем  в заданном направлении рассчитывается:

Здесь нижний индекс показывает угол между направлением ветра и поверхностью стенки. Объем поступающего воздуха рассчитывается путем умножения скорости потока поступающего воздуха на время. Общее количество воздуха, поступающего в здание в течение определенного периода времени со всех направлений показывает общее количество вентиляции.

Ночное охлаждение

Ночное охлаждение возможно также для зданий вентилируемых естественным образом. Ночное охлаждение предлагается также  в качестве опции в механических системах вентиляции  под названием "свободное охлаждение" или "охлаждение". Что касается природных систем вентиляции, то это характеристика системы. Система активизируется во время ночных часов в летнее время, когда температура наружного воздуха ниже, чем внутренняя температура,  воздушное охлаждение в течение ночи сохраняется в здании.

Если здание спроектировано правильно и находит в районе, где климатические условия благоприятны, можно провести строительство в комфортных условиях на весь сезон при помощи сохранения холодного воздуха без необходимости в механической вентиляции. Исследование, проведенное в Англии,  показывает, что ночное охлаждение позволяет сэкономить энергию между 5% и 40% в зависимости от типов зданий и  в климатических условиях данного региона. Естественная вентиляция и естественное охлаждение позволяет  не только сэкономить электроэнергию, но и защищает окружающую среду и природные ресурсы.

Механическая (принудительная) вентиляция

Механическая вентиляция обеспечивается вентилятором (ами) для замены или перемещения воздуха. Механическая вентиляция состоит из трех систем:

Поглощение природного воздуха, механическая добыча воздуха

Механическая подача воздуха, естественный выход воздуха

Механическая подача воздуха, называется приточно-вытяжной вентиляцией  и добычи механической воздуха
Механическая система не зависит от внешних условий. Непрерывное движение воздуха обеспечивается в принудительном порядке. Тем не менее,  требуется определенный агрегат и эксплуатационные расходы. Кроме того, проблема шума,  которая возникает из-за работы  вентилятора и системы воздуховодов. Воздух подается в жилых помещениях  вентилятором, который должен сначала нагреваться до комнатной температуры в зимний период. Свежий наружный воздух должен быть удален от пыли и посторонних веществ путем фильтрации.

В механической системе вентиляции можно кондиционировать свежий наружный воздух. Однако, кондиционирование не возможно при естественной вентиляции  в практическом плане в связи с возникновением потери давления.  Возможно контролировать количество воздуха и внутреннее давление приточно-вытяжной вентиляции,  с помощью питания вентилятора, а также вытяжной вентилятор и вытяжной воздух.  Поступая таким образом, движение воздуха в здании можно контролировать путем разности давлений. Это незаменимое решение для чистых помещений, если нет альтернативы. В механической вентиляции существуют различные возможности восстановления. Например, энергия, извлеченная из выходящего воздуха, может быть передана поступающему, входящему воздуху с помощью теплообменников.

Качество воздуха в помещениях

Качество воздуха в помещении, относится к чистоте вдыхаемого воздуха в закрытых помещениях.  Чистый воздух - это воздух, который не содержит указанные выше загрязнители и уровень концентрации опасных веществ не превышает норм,  которые устанавливаются определенными органами, также это воздух, удовлетворяющий требования минимум 80% людей, которые дышат воздухом.  Чистота воздуха в непромышленных районах, а также помещениях,  таких как жилье, офисы и школы вызывает растущую озабоченность у людей. Люди проводят 90% своей жизни в помещениях и человеческое населения, проживающее в помещениях увеличивается,  и это перенаселение, в результате приведет к специфическим проблемам. В результате недавних исследований, были диагностированы новые болезни, причиной возникновения стал загрязненный воздух внутри помещений. Таким образом, были введены новые понятия, такие как «синдром больного здания».Параллельно с этим, количество соответствующих исследований увеличилось, были опубликованы научные статьи, проведены научные конференции, также были определены обязательные стандарты определения чистоты воздуха.  Одним из обязательных стандартов является стандарт ASHRAE 62-89, который является наиболее полным и детальным стандартом в этой области. Соответствующие правила этого стандарта (например, несоблюдение принципов экономии энергии), был одним из самых обсуждаемых вопросов.

«Синдром больного здания»

Термин "Sick Building Syndrome" (SBS) используется для описания жалоб обитателей зданий на здоровье и дискомфорт во время нахождения в здании, когда невозможно определить причину болезни и поставить диагноз.  Люди могут быть расположены в определенном помещении или в определенной зоне здания или быть рассеянны в различных помещениях внутри здания. Другой термин,  используемый в этой области, является "Building Related Illness" (BRI).  Для BRI, причины заболевания, диагностированные в здании, были идентифицированы и могут быть отнесены к системе вентиляции здания.

Симптомы "Sick Building Syndrome" (SBS), «Синдром больного здания»

Люди начинают жаловаться на недомогание резко. Жалобами являются: головная боль, сухость глаз, носа или горла, кашель, зуд кожи, головокружение и тошнота, нарушение концентрации и высокой чувствительности к запаху.

Невозможно определить причины этих симптомов.

Большинство заявителей испытали облегчение после выхода из здания.

Причины синдрома "Building Related Illness" (BRI) «Болезнь, связанная со строительством» ухудшение качества воздуха

Bina sakinlerinin çoğunluğunun öksürük, göğüs sıkışması, ateş, titreme ve kas ağrısı gibi şikâyetleri görülmektedir.
Bu bulguların nedenleri klinik olarak tamamen açıklanabilir
Şikâyetçiler binayı terk etseler de iyileşmeleri belli bir süre alır.

İç Hava Kalitesini Bozan Hasta Bina Sendromunun Nedenleri

Вредные вещества, которые повреждают и загрязняют качество воздуха в помещении могут быть сгруппированы по следующим разделам.

Загрязняющие вещества, которые негативно влияют на качество воздуха в помещении, включают в себя:

Концентрация двуокиси углерода во вдыхаемом воздухе (вызывает у людей и животных ощущение сгорания во время дыхания)

Запах (вызванный человеком)

Микроорганизмы (вызванные окружающей среды и человека)

Влажность (вызванные условиями окружающей среды и человеческой деятельности, таких, как приготовление пищи)

Газообразный Радон (вызванный землей)

Органические пары (вызванные строительными  материалами и элементами)

Пыль (вызванная окружающей средой и используемыми материалами)

Аллергенные вещества (вызванные окружающей средой)

Сигаретный дым (вызванный человеком)
Другие источники (кроме вышеупомянутых, существует много факторов, негативно влияющих на качество воздуха). Они варьируются от электронного загрязнения до радиации.

Химические загрязнители из внутренних источников