/г·м
при статическом давлении внутри 100 Па.
При транспортировании в системах вентиляции горячих газов с температурой более 100 °С толщина стальных стенок воздуховодов должна быть 1–2 мм. Для транспортирования воздуха с примесью ядовитых газов и паров воздуховоды должны изготовляться из определенных материалов, в зависимости от состава газов (сталь толщиной не менее 0,7 мм, алюминий, винипласт и т. д.).
В системах вентиляции жилых, общественных и административных зданий, а также служебных и вспомогательных помещений промышленных предприятий используются воздуховоды, изготовляемые из шлакоалебастровых, шлакобетонных, армоцементных и пластмассовых плит, кирпича, бетона и т. д.
Для переносных вентиляционных установок используются прорезиненные, а также металлические гибкие рукава.
При прокладке прямоугольных вертикальных воздуховодов стараются максимально использовать внутренние стены, в которых для этого оставляют соответствующие каналы. Если такой возможности нет, к стенам монтируют приставные каналы и шахты.
Кроме того, в практике строительства используются спирально-навивные металлические воздуховоды, а также пластмассовые воздуховоды, противостоящие коррозии (из винипласта, полиизобутилена и др.). Недостаток их заключается в том, что они могут применяться лишь при температуре транспортируемого воздуха не выше 70 °С.
Кроме перечисленных модификаций, воздуховоды могут быть гибкими, полугибкими, теплоизолированными, а также выполняющими роль шумоглушителя.
4.2. Металлические воздуховоды
Чаще всего в системах кондиционирования применяют именно металлические воздуховоды, обладающие большой прочностью и устойчивостью к огню.
Они делаются из оцинкованной или нержавеющей стали.
Спирально-замковые круглые (с фальцевым соединением). Изготавливаются из стальной ленты с антикоррозийным покрытием толщиной 0,5–1 мм, шириной около 130 мм. Имеют повышенную жесткость по сравнению с прямошовными воздуховодами, нет ограничения по длине, эстетичный внешний вид, высокая плотность шва. К недостаткам можно отнести тот фактор, что на фальцевый шов уходит около 15 % металла, из которого изготовлен воздуховод.
Спирально-сварные круглые. Изготавливаются из стальной ленты с антикоррозийным покрытием толщиной 0,8–2,2 мм, шириной около 400–750 мм. Стыки свариваются внахлест. У спирально-сварных воздуховодов меньше расход металла по сравнению со спирально-замковыми, нет ограничения по длине, высокая плотность шва. Однако их нельзя производить из стали тоньше 0,8 мм.
Прямоугольные прямошовные воздуховоды. Изготавливаются из стального листа, желательно располагать шов на сгибе, чтобы он служил дополнительным ребром жесткости. Такие воздуховоды проще, чем круглые, располагать в пространстве с ограниченной высотой, они лучше вписываются в интерьер здания. У них большее аэродинамическое сопротивление, чем у круглых воздуховодов с аналогичной производительностью.
Круглые прямошовные воздуховоды. По способу изготовления и материалу аналогичны прямоугольным, отличаются лишь круглым сечением.
4.3. Металлопластиковые воздуховоды
Металлопластиковые воздуховоды состоят из двух слоев металла, между которыми проложен вспененный пластик. Обычно применяют такую конструкцию: вспененный пластик толщиной 2 см находится между слоями гофрированного алюминия толщиной по 80 мкм каждый. Имеют небольшую массу при высокой прочности. Обладают гладкой поверхностью, эстетичным видом, не требуют дополнительной теплоизоляции.
4.4. Неметаллические воздуховоды
Неметаллические воздуховоды делают из синтетических материалов: полиэтилена, стеклоткани, стеклопластика и т. п.
Полиэтиленовые воздуховоды применяют обычно в системах приточной вентиляции. При включении вентилятора воздуховод (в виде рукава) надувается воздухом.
Воздуховоды из стеклоткани используют, как правило, для соединения вентилятора и воздухораспределителей. Они натягиваются на металлический каркас.
Воздуховоды из винилпласта применяют при перемещении воздуха, содержащего пары кислот и т. п., вызывающие коррозию стали. Толщина винилпласта должна быть в пределах 3–9 мм, соединяются листы при помощи сварки.
Неметаллические воздуховоды устойчивы к коррозии, их можно изгибать в любой плоскости и под любым углом
4.5. Гибкие воздуховоды
Гибкие воздуховоды круглого сечения – легкие, не нуждаются в специальных поворотах, в результате чего имеют меньше соединений, что упрощает их монтаж. Однако гибкие воздуховоды создают большое аэродинамическое сопротивление, которое может оказаться чрезмерным при протяженной сети, поэтому их часто применяют в качестве присоединительных патрубков небольшой длины. Гибкие воздуховоды подразделяются на:
– гибкие алюминиевые, без тепло- и шумоизоляции;
– алюминиевые, с полимерным покрытием, без тепло- и шумоизоляции;
– высокогибкие поливинилхлоридные;
– высокогибкие изолированные, состоящие из двух слоев поливинилхлорида, покрытого полиамидной тканью, между которыми располагается гибкая стальная проволочная спираль;
– алюминиевые полужесткие, с теплоизоляцией;
– гибкие теплоизолированные звукопоглощающие. Они состоят из: непосредственно микроперфорированного воздуховода, изготовленного из высокопрочного металлизированного полимера; 25–50 мм слоя теплоизоляции плотностью 16 кг/м
; наружного покрытия, выполненного из алюминия, бесшовно армированного волокном.
Последние воздуховоды имеют отличные показатели снижения шума в диапазоне низких частот. Для уменьшения числа возможных последствий использования минеральных волокон для здоровья людей внутренний рукав имеет минимальную перфорацию. Между внутренним рукавом и слоем изоляции размещена специальная акустическая пленка. Это снижает вероятность уноса волокон при нормальных скоростях воздушного потока практически до минимума.
Образование конденсата, безопасность, шум, энергосбережение – таковы критерии, которые следует учитывать при выборе материала для теплоизоляции воздуховодов.
4.6. Теплоизоляция
Основные функции теплоизоляции:
– предупреждение образования конденсата как на внутренней, так и на наружной поверхности воздуховода;
– обеспечение огнестойкости во избежание распространения огня в случае возгорания;
– ослабление шума и вибраций, возникающих в процессе движения воздуха по воздуховоду;
– уменьшение теплопередачи между потоком воздуха в воздуховоде и внешней средой.
Для теплоизоляции воздуховодов применяются материалы, имеющие нулевой (0) класс огнестойкости. В случае если канал имеет многослойную облицовку, допускается класс огнестойкости «ноль-один» (0–1). Данное условие соблюдается, когда все поверхности в рабочем режиме состоят из негорючего материала толщиной не менее 0,08 мм и обеспечивают непрерывную защиту внутреннего теплоизоляционного слоя, имеющего класс огнестойкости не выше первого (1). Крепления и соединения, длина которых не более чем пятикратно превышает диаметр самого воздуховода, должны выполняться из материала, имеющего класс огнестойкости «ноль» (0), «ноль-один» (0–1), «один-ноль» (1–0), «один-один» (1–1) или «один» (1). Воздуховоды класса «ноль» (0) имеют наружную обшивку из материала класса огнестойкости не выше первого (1).
Системы воздухоподготовки и воздухораспределения создают шумы, передающиеся в том числе через систему воздуховодов. Снизить их можно, если поддерживать небольшую скорость воздуха в воздуховодах, установить демпфирующие устройства в месте присоединения вентилятора к воздуховоду, использовать эластичную подвеску для воздуховодов, а также демпфирующие прокладки в местах пересечения воздуховодами стеновых конструкций. Шум, распространяемый по воздуховодам, может быть ослаблен также применением специальных шумоглушителей и звукоизолирующего покрытия. Многие теплоизоляционные материалы отличаются еще и хорошими звукоизоляционными свойствами и могут использоваться в качестве и тепло-, и звукоизоляции.
Теплоизоляция воздуховода выполняется с внутренней или с наружной стороны. При использовании теплоизоляции внутри воздуховода необходимо увеличивать его сечение для сохранения расчетной пропускной способности при заданной скорости движения воздуха. Кроме того, сторона теплоизоляции, соприкасающаяся с потоком воздуха, должна быть достаточно гладкой, чтобы не увеличивать сопротивление при его движении по воздуховоду.
При установке глушителей использование наружной теплоизоляции предпочтительней. Также монтаж наружной теплоизоляции является профилактикой возникновения очагов бактерий, образования отложений пыли и грязи, из-за которых теплоизоляционный материал может начать расслаиваться, выделять летучие вещества и терять свои качества.
Кроме этого, при наружной теплоизоляции существенно снижается риск распространения огня из одного помещения в другое в случае возгорания.
Важнейшим фактором при установке теплоизоляции является предотвращение тепловых мостиков, снижающих эффективность теплоизоляции, а также обеспечение высокой паростойкости. Мостики теплопередачи могут возникать и в местах крепления воздуховодов к конструкциям здания.
Разрушению теплоизоляционного материала препятствуют:
– при внутренней теплоизоляции – применение композитных материалов, в таком случае теплоизоляция комбинируется с металлическим слоем или пленкой;
– при наружной теплоизоляции – использование обшивки из неопрена, листовой оцинкованной стали или листового алюминия.
Вопросы к главе 4
1. Каковы недостатки круглых воздуховодов?
2. В чем преимущества прямоугольных воздуховодов?
3. Какой материал используется при изготовлении воздуховодов для зданий и сооружений общегражданского назначения?
4. Какие факторы определяют выбор материала для изготовления металлических воздуховодов?
5. Как на вентиляционную систему влияет применение гибких воздуховодов на протяженных участках трасс?
Глава 5. Вентиляционные детали и сетевое оборудование
5.1. Вентиляционные решетки
Решетки делятся на приточные и вытяжные. И те и другие бывают регулируемыми или нерегулируемыми; круглой, квадратной, прямоугольной формы; металлическими (чаще стальными или алюминиевыми) или пластмассовыми; с декоративным оформлением и без него; различных расцветок и размеров; с направлением потока приточного (или с забором удаляемого) воздуха в одну, две, три или четыре стороны. В зависимости от своей конструкции решетки создают компактные, плоские, неполные веерные или иные типы струи воздуха.
Существует несколько видов регулирующих устройств приточных решеток, а именно: регулятор расхода, регулятор характеристик струи, регулятор направления.
Если воздухораспределитель снабжен больше чем одним из приведенных регуляторов, то эти устройства устанавливаются обычно в том же порядке по ходу воздуха.
Вытяжные решетки также могут иметь регуляторы расхода и направления. Некоторые конструкции решеток являются универсальными и применяются как в приточных, так и в вытяжных системах.
Устанавливаются решетки чаще на стенах, выше обслуживаемой зоны. В то же время они могут быть специально предназначенными для установки в потолке (для вытяжки, притока или универсальные).
5.2. Воздухораспределители
Подача приточного воздуха в канальных и бесканальных системах воздухораспределения осуществляется в виде струй.
В таблице 5.1 приведены схемы воздухораспределительных устройств и их основные характеристики: аэродинамический коэффициент m, температурный коэффициент n и коэффициент местного сопротивления ?. Коэффициенты m и n характеризуют темп затухания скорости и температуры воздуха в приточной струе. Такие показатели необходимы для расчета скорости и температуры воздуха в рабочей зоне помещений.
Таблица 5.1
Основные характеристики воздухораспределительных устройств
Выбор способов подачи приточного воздуха зависит от высоты и назначения помещений, уровня и вариантов размещения оборудования, а также от требований, предъявляемых к равномерности распределения параметров воздуха.
Выбирая способы подачи и удаления воздуха одновременно, предварительно определяют приточные и вытяжные воздухораспределительные устройства, их число и варианты размещения относительно друг друга. Совместным выбором способов подачи и удаления воздуха практически обусловлен способ воздухораспределения в данном помещении.
Применяемые способы воздухораспределения характеризуются в зависимости от направления движения подаваемого в помещения воздуха: сверху вниз, если подача происходит в верхней зоне, а удаление – в рабочей; сверху вверх, если и подача, и удаление воздуха происходят в верхней зоне помещений (как правило, такой способ обеспечивает движение подаваемых потоков выше уровня рабочей зоны, а в самой рабочей зоне заданная скорость движения воздуха создается обратным потоком); сбоку вверх и т. д. При выборе способа воздухораспределения учитывают направление теплопритоков и зоны помещений, характеризуемые максимальным поступлением теплоты или влаги.
Если необходимо обеспечить в системах кондиционирования повышенную скорость воздуха при увеличенном значении высоты рабочей зоны помещений (h P. З. > 2 м), предусматривают распределение воздуха через конические сопла.
Аэродинамический коэффициент конических сопел m изменяется в широком диапазоне, причем значения его зависят от угла конусности сопла. Конические сопла характеризуются наибольшими (максимально возможными) значениями аэродинамического коэффициента. По мере увеличения угла конусности увеличивается и значение m. При этом максимальное значение m = 7,7–7,8. Одновременно с увеличением m значительно изменяется и коэффициент местного сопротивления. В таблице 5.1 представлена схема цилиндрического сопла с поджатием.
Также широко применяют приточные решетки различных конструкций, плафоны и диффузоры потолочного исполнения, способные работать как приточные и вытяжные устройства.
В помещениях небольшой высоты (до 5 м) воздухораспределение может осуществляться через перфорированные панели, вмонтированные в потолок. В этом случае достигается нормативная подвижность воздуха в рабочей зоне при большой кратности воздухообмена. Отверстия перфорации делаются диаметром от 2 до 10 мм, площадь живого сечения панели не превышает 10 % от ее полной площади.
