Tipuri de sisteme de ventilație: prezentare comparativă a opțiunilor de organizare a sistemelor de ventilație

Prezența unui sistem de ventilare este necesară pentru asigurarea schimbului de aer în interiorul clădirii prin eliminarea excesului de umiditate, căldură, substanțe nocive. Prezența sa este una dintre condițiile principale pentru asigurarea activității vitale.

Dacă în încăpere lipsesc orice tipuri de sisteme de ventilare, acest lucru dăunează organismului uman, duce la formarea mucegaiului, deoarece în condițiile absenței schimbului de aer se formează condens.

Vă propunem să înțelegem tipurile existente de sisteme de ventilare și principiile de funcționare a acestora.

Clasificarea sistemelor de ventilare

Sistemele se clasifică după diferite criterii:

• modul de alimentare;
• destinație;
• modul de schimb al aerului;
• modul de realizare constructivă.

Tipul de ventilare se stabilește în faza de proiectare a clădirii. Se iau în considerare atât aspectul economic, cât și cel tehnic, precum și condițiile sanitaro-igienice.

Tipuri de sisteme de ventilare după modul de alimentare

Dacă ne bazăm pe modurile de alimentare și evacuare a aerului din încăpere, putem evidenția 3 categorii de ventilare:

• naturală;
• mecanică;
• mixtă.

Se realizează proiectarea ventilării, dacă o astfel de soluție poate asigura schimbul de aer corespunzător normelor stabilite.

Când ventilarea de tip natural nu satisface cerințele normelor sanitaro-igienice, se alege a doua variantă — modul mecanic de activare a masei de aer.

Dacă este posibil, pe lângă a doua variantă de ventilație, să se utilizeze parțial și prima, în proiect se prevede ventilația mixtă. În casele de locuit, admisia aerului are loc prin ferestre, iar echipamentul de evacuare este amplasat în bucătărie și în camera sanitară. De aceea, este important să se asigure un bun schimb de aer între încăperi.

Ventilație de tip mixt. Se aplică atunci când ventilația naturală nu poate fi singura variantă. Pentru un schimb de aer de calitate în încăperile cu aer foarte poluat se amenajează ventilație mecanică.

Tipuri de ventilare după destinație

Pe baza destinației ventilației, se disting sistemele de ventilație de lucru și cele de avarie. În timp ce primele trebuie să asigure în permanență condiții confortabile, cele din urmă intră în funcțiune doar la oprirea primelor și la apariția unei situații de urgență, atunci când condițiile standard de viață sunt perturbate.

Acestea sunt defecțiuni bruște, când are loc poluarea aerului cu vapori toxici, gaze, substanțe explozive și toxice.

Tipurile de sisteme de ventilație pentru toate tipurile de încăperi sunt aproape aceleași. Studiind toate tipurile lor și cântărind toate avantajele și dezavantajele, se poate alege varianta optimă pentru o clădire specifică.

Ventilația de urgență nu este proiectată pentru furnizarea de aer proaspăt. Ea asigură doar evacuarea gazelor și nu permite ca masa de aer cu substanțe periculoase să se răspândească în întreaga încăpere.

Sisteme de ventilare după modul de schimb al aerului

În funcție de acest criteriu, se disting sistemele de ventilație generale și locale. Primul trebuie să asigure întregul volum al încăperii cu un schimb de aer suficient, menținând toți parametrii necesari ai aerului. În plus, trebuie să elimine excesul de umiditate, căldură și impurități. Schimbul de aer poate fi realizat atât printr-un sistem cu canale, cât și fără canale.

Ventilația generală de alimentare reduce nivelul de concentrație al substanțelor nocive rămase după funcționarea sistemului local și general de ventilație de evacuare.

Scopul ventilației locale este de a furniza aer curat în locuri specifice și de a îndepărta aerul poluat din punctele unde se formează. De regulă, aceasta este instalată în încăperi mari cu un număr limitat de angajați. Schimbul de aer are loc numai la locurile de muncă.

Împărțirea sistemelor după modul de realizare constructivă

Pe baza acestui criteriu, sistemele de ventilație se împart în cu canale și fără canale. Sistemele de tip cu canale constau într-o rețea ramificată formată din conducte de aer prin care este transportat aerul. Instalarea unui astfel de sistem este justificată în încăperi cu volum mare.

Atunci când canalele lipsesc, sistemul se numește fără canale. Un exemplu de astfel de sistem este un ventilator obișnuit. Există 2 tipuri de sisteme fără canale — cele de tavan și cele amplasate sub podea. Sistemele fără canale sunt mai simple în execuție și consumă mai puțină energie.

Ventilarea naturală a încăperilor

Mișcarea maselor de aer în ventilația naturală are loc în mod natural, fără stimulare suplimentară, datorită:

• diferenței de temperatură din interiorul și exteriorul clădirii;
• diferenței de presiune dintre încăpere și hota amplasată pe acoperișul construcției;
• sub acțiunea vântului.

Acesta este cel mai simplu sistem. Aici nu este nevoie de instalarea unor echipamente complexe și costisitoare care consumă multă energie electrică. Un astfel de sistem nu poate fi considerat fiabil, deoarece eficiența sa depinde de factori necontrolați de om.

Sistemul poate fi organizat și neorganizat. Sistemul reglabil sau organizat funcționează datorită aerării sau prezenței deflectoarelor. Aerarea este un proces general în timpul căruia aerul intră și iese prin ferestre deschise, lucarne și traverse.

Infiltrația sau ventilația nereglabilă (ventilație naturală) este pătrunderea aerului în încăpere prin neetanșeități în construcții.

În ciuda dezvoltării tehnologiilor, ventilația naturală este utilizată și în construcțiile moderne datorită simplității și lipsei costurilor de exploatare. Pe lângă dependența sa de condițiile ambientale, nu putem ignora faptul că există probabilitatea apariției unui fenomen pentru a cărui denumire se folosește termenul «răsturnarea tirajului». Aceasta este o definiție foarte exactă — masa de aer își schimbă brusc direcția și începe să se miște înapoi.

În industrie, aerarea se aplică în cazul proceselor în care, conform tehnologiei, lucrul este însoțit de degajarea unei cantități mari de căldură. Utilizarea sa este permisă cu condiția ca aerul de admisie să conțină mai puțin de 30% din emisiile nocive față de concentrația admisibilă direct în zona de formare a acestora.

Nu se poate aplica aerarea dacă aerul care intră în încăpere necesită o prelucrare prealabilă sau dacă, ca urmare a influxului de aer din exterior, poate apărea condens sau ceață. Prin aerare are loc un schimb multiplu de aer cu un consum minim de energie. Acesta este principalul său avantaj.

Principiul de funcționare a sistemului de ventilație cu mișcare naturală a fluxurilor de aer se bazează pe diferența de temperatură și presiune a acestora:

În unele cazuri, la gurile canalelor de evacuare se montează deflectoare — duze speciale. Acestea funcționează prin utilizarea energiei vântului. Deflectoarele fac față bine sarcinii de eliminare a maselor de aer murdar și excesiv încălzit din încăperi de volum mic. Se utilizează și pentru evacuarea locală.

Funcționarea normală a ventilației acționate prin diferența de presiune este asigurată de un decalaj minim de 3 m între punctul de admisie și ieșirea ventilatorului.

Pentru o funcționare eficientă a ventilației, specialiștii recomandă ca la montarea conductelor de aer să nu se realizeze porțiuni orizontale mai lungi de 3 m. Aerul din acestea trebuie să se deplaseze cu o viteză de cel mult 1 m/s.

Caracteristicile ventilării de tip mecanic

Sistemul de ventilație prin care aerul este furnizat și eliminat cu ajutorul unor impingători suplimentari pe distanțe considerabile se numește mecanic. Există și alte denumiri pentru acest tip de ventilație — forțată și artificială.

Se utilizează atât pentru asigurarea proceselor tehnologice în diverse producții, cât și pentru crearea condițiilor confortabile pentru om.

Un dispozitiv simplu de instalat și exploatat, care asigură evacuarea aerului uzat din băi, bucătării și grupuri sanitare ale caselor particulare, este sistemul de ventilare cu microprocesor automat:

Ventilația mecanică, spre deosebire de cea naturală, nu depinde de condițiile externe. Este complet controlată și gestionabilă. Aerul furnizat în încăpere este tratat, iar cu un sistem bine reglat, toți parametrii săi corespund standardelor. Emisiile ajung, de asemenea, în atmosferă deja curățate de incluziunile nocive până la nivelul necesar.

Sistemul mecanic include aparate și echipamente — automatizări, ventilatoare, colectoare de praf, încălzitoare de aer, motoare electrice. Toate acestea consumă multă energie electrică.

Prezența unui sistem de ventilație mecanică permite distribuirea optimă a aerului cu alimentarea acestuia către un loc specific. Cu ajutorul său, emisiile nocive sunt captate la sursa de formare, împiedicând poluarea aerului din întreaga încăpere.

Dezavantajul ventilației mecanice constă în investițiile financiare mari pentru montajul și exploatarea acesteia. Pentru a beneficia de toate avantajele sale, va trebui să combateți murdărirea canalelor și să efectuați înlocuirea periodică a filtrelor.

Dacă este instalat un filtru de ventilație cu funcție de recuperare a căldurii, înainte de venirea verii trebuie să treceți la varianta de vară. Dacă lăsați varianta de iarnă, aceasta va reduce eficiența ventilației.

Ventilația mecanică poate fi atât locală, cât și generală. Cea din urmă se realizează în două variante — fără canale și cu canale. Înlocuirea aerului în sistemul cu canale are loc cu ajutorul ventilatoarelor — centrifuge sau axiale, al instalațiilor de ejecție.

În producție, pentru evacuare se folosesc mai des instalații cu ejecție, mai ales acolo unde sunt prezente gaze explozive. Utilizarea ventilatoarelor obișnuite este inadmisibilă aici, deoarece ele pot produce scântei în caz de defecțiune. Instalarea acestora se practică la montarea sistemului de alimentare cu aer sau de alimentare și evacuare.

Ventilarea generală cu acționare mecanică

Construcțiile cu acționare mecanică pot fi atât de alimentare, cât și de evacuare. Ventilația de alimentare se realizează uneori împreună cu încălzirea centrală.

Receptorul de aer în acest sistem poate avea forma unor deschideri în structurile de închidere ale clădirii, a unui puț independent sau adosat. La montajul în afara clădirii, puțul receptor de aer se află deasupra nivelului solului sau pe acoperiș.

Schema de amplasare a dispozitivelor receptoare de aer: în structura de închidere (a), lângă peretele exterior (b), pe acoperiș (c). Canalele pentru evacuare și puțurile se izolează la exterior, altfel iarna se va forma gheață în ele.

Alegerea construcției și a locului de amplasare a receptoarelor de aer este influențată de cerințele privind gradul de puritate al aerului exterior, precum și de particularitățile arhitecturii clădirii. Partea inferioară a deschiderii prin care intră aerul curat trebuie să se afle la o distanță de cel puțin 2 m de sol, iar în cazul în care clădirea este situată într-o zonă verde — 1 m. Receptoarele de aer exterioare nu pot fi amplasate acolo unde există emisii nocive.

Masele de aer pătrund în puț prin intermediul ventilatorului. Trecând prin calorifer, se încălzesc, se umidifică sau, dimpotrivă, se usucă și pătrund în interior prin conductele de aer care au orificii.

Intrarea aerului se poate realiza și prin ramificații dotate cu duze care dirijează masele de aer de alimentare. Volumul aerului furnizat este reglat de clapete sau valve amplasate în ramificații.

Ventilarea locală mecanică de tip alimentare

Ventilația mecanică locală, care funcționează într-un spațiu restrâns, se numește duș de aer. Această variantă de ventilație se utilizează în acele zone de lucru unde intensitatea căldurii radiante depășește 300 kcal/h sau producția este asociată cu emisii de toxine care nu pot fi îndepărtate prin ventilația locală de aspirație.

Instalațiile de duș de aer pot fi mobile și fixe. Primele, atunci când asigură aer curat la locul de muncă, îl preiau din incintă. Uneori, în masa de aer pulverizat se adaugă apă. Picăturile sale, atunci când ajung pe corpul uman, devin un răcitor suplimentar. Cele de-al doilea tip, prin conductele de duș, furnizează aer curat din exterior sau aer tratat anterior.

Ventilarea generală de extragere

Îndepărtarea aerului viciat din încăpere este sarcina ventilației de aspirație. Eliminarea aerului uzat din cameră are loc prin scăderea presiunii în aceasta. Astfel, se creează condiții pentru intrarea aerului din exterior sau din încăperea alăturată.

În construcția ventilației de aspirație intră un dispozitiv de curățare (1), un ventilator (2), conducte de aer – centrală (3) și de aspirație (4). Atunci când în încăpere nu există niciun alt tip de ventilație, în afară de cea de aspirație, presiunea din aceasta scade la un nivel mai scăzut decât în încăperile alăturate sau mai jos decât în exterior.

La proiectarea unei aspirații de tip general pentru atelierele de producție se ia în considerare faptul că eliminarea aerului poluat trebuie realizată direct din sursa primară de formare a emisiilor nocive, pe direcția traiectoriei lor naturale, și să nu polueze zonele curate. Astfel de locuri sunt laboratoarele biologice, atelierele cu condiții nocive.

Ventilarea mecanică de alimentare și extragere

Baza ventilației de alimentare și aspirație o constituie două fluxuri care se deplasează unul spre celălalt. Aceasta este formată din două sisteme independente – de alimentare și de aspirație – sau dintr-un singur bloc. În acesta este integrat tot echipamentul necesar atât pentru alimentare, cât și pentru aspirație.

În prezența a două sisteme separate, ventilația funcționează fără recirculare și se numește deschisă. Cel de-al doilea tip de sistem de ventilație se numește închis, și funcționează cu recirculare.

Sistemul cu recirculare economisește energia consumată pentru răcirea sau încălzirea aerului, deoarece masa de aer nu este încălzită integral, ci doar acel volum care provine din exterior. Aerul eliminat într-un sistem cu recirculare este returnat în încăpere din nou, cu un adaos de aer proaspăt, care constituie 10-15% din volumul total al masei de aer.

Amplasarea unei astfel de ventilații este posibilă în locurile unde nu există poluări periculoase. În regiunile cu climă rece, sistemul închis nu este eficient, deoarece masele de aer de recirculare și cele exterioare nu se amestecă suficient de bine.

Ventilarea mecanică de avarie

Pentru cazurile de apariție a unor situații neobișnuite, pe lângă varianta de lucru, se instalează o ventilație de urgență. Aceasta este întotdeauna de tip exhaustiv. Ventilația mecanică de urgență se instalează în încăperile în care există pericolul de scurgere a vaporilor sau gazelor explozive. În acest caz, se montează ventilatoare antiexplozive și antiscântei.

În componența ventilatorului axial antiexploziv se află un motor într-o carcasă antideflagrantă. Acesta este fixat astfel încât, la nevoie, să poată fi înlocuit rapid.

Există componente periculoase care nu pot fi eliminate cu ajutorul ventilatoarelor. Atunci, în sistem se include un ejector. Pornirea ventilației de urgență trebuie să aibă loc automat, imediat ce ventilația principală încetează să funcționeze. Deschiderea golurilor prin care va ieși aerul poluat trebuie efectuată de la distanță.

Ștuțurile și grilele destinate evacuării aerului în timpul funcționării ventilației de urgență sunt amplasate în locurile cu cea mai probabilă concentrație mare de substanțe periculoase. Golurile prin care aerul este evacuat în regim de urgență nu trebuie să se afle în zonele în care se află permanent persoane. Pe țevile și puțurile sistemului de urgență nu se pot monta umbrele.

Emisiile evacuate de urgență în atmosferă trebuie dispersate la maximum și nu trebuie lăsate să ajungă în zonele închise ale teritoriului adiacent clădirii. Concentrațiile maxime admise (CMA) se controlează prin intermediul analizoarelor de gaze, reglate corespunzător.

Ventilarea antifum

Sarcina principală a ventilației antifum este de a elimina cât mai repede fumul din încăpere sau clădire, de a bloca răspândirea acestuia și de a proteja astfel persoanele în timpul evacuării lor.

În fotografie — schema de funcționare a ventilației antifum. Aceasta se instalează suplimentar față de ventilația principală, pentru a garanta evacuarea persoanelor în caz de incendiu și a întrerupe căile de răspândire a fumului.

O astfel de ventilație se instalează acolo unde, în prezența constantă a unui număr mare de persoane, este imposibilă intrarea aerului pe cale naturală. Acestea sunt lifturile, casele scărilor, coridoarele fără ferestre și locuri similare. La baza funcționării ventilației antifum stă o schemă de tip alimentare-evacuare.

Canalele, ventilatoarele puternice care fac parte din sistemul de ventilație au o rezistență sporită la foc și capacitatea de a nu se deforma sub acțiunea prelungită a temperaturilor înalte.

Sectoarele sistemului sunt echipate cu două tipuri de clapete — antifum și de reținere a focului. Componentele sistemului antifum sunt, de asemenea, ecrane și uși rezistente, impermeabile la gaze și fum.

Pentru a evita problemele în timpul evacuării persoanelor, în construcția ventilației antifum sunt incluse 2 tipuri de comandă — automată și manuală de la distanță.

În sistem sunt incluse în mod obligatoriu elemente care semnalează apariția unui incendiu:

• Detectoare care, la declanșare, deschid automat ventilatoarele de evacuare și clapetele de fum;
• semnalul „Incendiu” la panoul central;
• pornirea manuală a ventilației antifum.

Clapetele de evacuare a fumului distribuie uniform sub tavan. Suprafața de acoperire nu trebuie să depășească 900 m². Sistemul este împărțit în zone și, pe lângă trape și clapete, este dotat cu aspiratoare de fum.

Aceasta nu doar elimină fumul, ci și îndepărtează monoxidul de carbon și particulele fine rezultate în urma arderii. Mai multe detalii despre montarea sistemului de evacuare a fumului puteți citi în acest articol.

Concluzii și material video util pe această temă

Acest videoclip este un fel de ghid introductiv despre ventilație. Aici este analizat în detaliu conceptul de ventilație și sunt abordate toate întrebările legate de proiectarea corectă a acesteia:

Master-class privind montarea sistemului de ventilație:

Atât conducătorii de întreprinderi, cât și dezvoltatorii privați trebuie să înțeleagă că de eficiența ventilației depinde buna funcționare a celor pentru care sunt responsabili. Uneori, chiar și viața oamenilor este pusă în pericol. Nu trebuie să neglijăm acest aspect și să economisim pe seama lui.

Aveți întrebări legate de subiectul articolului, ați găsit erori sau aveți informații valoroase pe care ați dori să le împărtășiți cu cititorii noștri? Vă rugăm să lăsați comentarii, să împărtășiți experiența, să participați la discuții.