Сетевое издание

Международный студенческий научный вестник

ISSN 2409-529X

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Стрелков Д.Ю. 1

---

1 ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» (ННГАСУ)

Несмотря на общие правила проектирования вентиляции бани, имеется множество факторов, которые необходимо учитывать, поэтому подход к каждому случаю должен быть индивидуален. Вентиляция должна обеспечивать санитарно-гигиенические условия (температуру, относительную влажность, скорость движения воздуха и чистоту воздуха) воздушной среды в помещении, благоприятные для здоровья и самочувствия человека. Автор подчеркивает, что эффективность вентиляции в режимах мытья и просушки различна. Это обусловлено различной ассимилирующей способностью воздуха в летнее и зимнее время. При расчете и подборе площади сечения вентиляционных каналов бани, следует обязательно учитывать эти факторы. Для интенсивности просушки в летнее время, возможно применение искусственной вентиляции. По пожеланию заказчика возможна установка автоматики для поддержание температуры и влажности, концентрации СО2, а также автоматизированного обеспечения приточным и вытяжным воздухом.

Статья в формате PDF

0 KB

воздушная среда

воздухообмен

эффективность

оптимальный режим

1. СП 131.13330.2012 Свод правил. Строительная климатология. Актуализированная версия. СНиП 23–01–99*. – М., 2012.

2. СП 60.13330.2012. Отопление вентиляция и кондиционирования воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41–01–2003. – М., 2012.

3. Нестеренко А.В. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха / А.В. Нестеренко. – М.: Высшая школа, 1971. – 460 с.

4. Богословский В.Н. Внутренние санитарно-технические устройства. Вентиляция и кондиционирование воздуха / В.Н. Богословский, А.И. Пирумов, В.Н. Посохин и др.; под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1992. – 319 с.: ил.

5. Баркалов Б.В. Внутренние санитарно-технические устройства. Вентиляция и кондиционирование воздуха / Б.В. Баркалов, Н. . Павлов, С.С. Амирджанов и др.; под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. – 4–е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1992. – 416 с.: ил.

6. Кочев А.Г., Соколов М.М., Кочева М.А., Кочева Е.А., Москаева А.С., Смирнова Е.В. Аэродинамика естественной вентиляции в уникальных зданиях // Научное обозрение. Технические науки. – 2016. – № 6. – С. 36–38.

Сегодня строительство различных зданий и сооружений находится на подъеме. Очень популярным стало частное строительство, результатом которого становится возникновение коттеджных поселков. Зачастую неотъемлемым атрибутом загородной жизни является баня или сауна, и вентиляция крайне важна для комфортного отдыха в бане, поэтому необходимо подходить к этому вопросу с большой ответственностью. Прежде чем сделать вентиляцию, нужно знать о функциях, которые она будет выполнять. Суть в том, что система работает сразу в двух основных направлениях, которые определяют режим работы. Обе функции важны и дополняют друг друга:

Режим мытья. Чтобы процесс принятия оздоровительных процедур происходил по всем правилам, нужна постоянная циркуляция свежего воздуха.

Режим просушки. После того как мытье завершилось, с помощью вентиляции должно происходить естественное проветривание и быстрое просушивание всех помещений, которые подвергались воздействию пара и влаги. Эта процедура будет способствовать долговечности деревянных конструктивных элементов сооружения.

Необходимо знать общие принципы работы вентиляции, чтобы понимать, как она функционирует [1]:

• В парной температурный баланс должен быть стабилен. Приток свежего воздуха не должен нарушать существующий тепловой режим.

• Температура в парилке должна быть разной в зависимости от высоты расположения человека, принимающего банные процедуры. В нижней части парилки воздух должен быть прохладный, на уровне полки воздушные потоки должны окутывать комфортом и теплом, на верхнем лежаке должна быть самая высокая температура, от которой должно быть жарко.

• Из комнаты парной должен вытягиваться воздух, насыщенный углекислым газом, а поступать – с оптимальным количеством кислорода.

Если схема произведена правильно, то соблюдаются все вышеописанные принципы. Для этого нужно, чтобы все вентиляционные коммуникации были на своем месте:

• Чтобы свежий воздух успевал нагреться до нужной температуры, место его притока размещают в непосредственной близости от печки.

• Отработанный воздух должен выходить через отверстие, расположенное в стене напротив печки. Для этого нужно прорисовать визуальную диагональ. При таком расположении вентиляционной коммуникации в парной, распределение нагретого воздуха будет равномерным.

• Главное отверстие для выхода отработанного воздуха располагают недалеко от потолка, а вспомогательное, которое постоянно не закрывается во время принятия парных процедур, располагается на высоте 1 м от пола. Это взаимное расположение вентиляционных отверстий способствует образованию под потолком стойкого пара, который находится в так называемом парном кармане.

Несмотря на перечисленные общие сведения по проектированию вентиляции бани, имеется множество факторов, которые нужно учитывать, поэтому подход к каждому случаю должен быть индивидуален.

На бытовом уровне достаточно различать два параметра состояния воздуха, чтобы оценить состояние воздушной среды – температуру и относительную влажность, но для проектирования вентиляции этого недостаточно.

Рассмотрим методику расчета к конкретному примеру в русской бане:

– площадь 9 м2, высота 2 м, в бане находятся 3 человека одновременно.

Русская баня

Параметры воздуха в летний период (СП 131.13330.2012) [2]:

t = 26,2°С, – температура воздуха в помещении;

ρ = 1,150 кг/м3, – плотность воздуха с учетом влагосодержания;

ϕ = 56,3 %, – относительная влажность;

Δi = 56,8 кДж/(кг. сух. воздуха), – теплосодержание;

Δd = 11,96 г/(кг.сух.воздуха), – влагосодержание;

Pп = 1,912 кПа, – парциальное давление водяного пара;

Pнп = 3,398 кПа – парциальное давление насыщенного пара;

Параметры воздуха в зимний период (СП 131.13330.2012):

t = –31°С, – температура воздуха в помещении;

ρ = 1,432 кг/м3, – плотность воздуха с учетом влагосодержания;

ϕ = 80 %, – относительная влажность;

Δi = –30,61 кДж/(кг.сух.воздуха), – теплосодержание;

Δd = 0,2235 г/(кг.сух.воздуха), – влагосодержание;

Pп = 0,036 кПа, – парциальное давление водяного пара;

Pнп = 0,045 кПа – парциальное давление насыщенного пара;

Параметры воздуха в помещении парной бани:

t = 60°С, – температура воздуха в помещении;

ρ = 1,010 кг/м3, – плотность воздуха с учетом влагосодержания;

ϕ = 39 %, – относительная влажность;

Δi = 194,63 кДж/(кг.сух.воздуха), – теплосодержание;

Δd = 51,5 г/(кг.сух.воздуха), – влагосодержание;

Pп = 7,748 кПа, – парциальное давление водяного пара;

Pнп = 19,857 кПа – парциальное давление насыщенного пара;

Вентиляцию в бане разделяем по предназначению на два режима:

– Режим мытья

– Режим просушки

Эффективность вентиляции в этих режимах различна, это обусловлено различной ассимилирующей способностью воздуха в летнее и зимнее время. При расчете и подборе площади сечения вентиляционных каналов бани, следует обязательно учитывать эти факторы.

Расчет ведем по летнему режиму, как наименее благоприятному, так как воздух насыщен водяными парами и имеет более высокую температуру по сравнению с зимним режимом.

Принимаем условно длину вытяжного воздуховода 3 м, а также геометрическую разницу высот 3 м.

Режим мытья

Задача рассчитать необходимый расход воздуха в данном случае сводится к ассимиляции влаги, выделяемой людьми, а также углекислого газа [3].

Расчеты показали, что параметры приточного воздуха должны быть следующими:

t = 60°С, – температура подогретого воздуха после прохода через печь;

ϕ = 9,6 %, – относительная влажность;

Δi = 91,5 кДж/(кг.сух.воздуха), – теплосодержание;

Δd = 11,96 г/(кг.сух.воздуха), – влагосодержание;

Pп = 1,912 кПа, – парциальное давление водяного пара;

Pнп = 17,857 кПа – парциальное давление насыщенного пара;

Массовый расход воздуха для ассимиляции составит – 23 кг/ч, обьемный 21,7 м3/ч.

Обьемный расход воздуха для ассимиляции СО2 составит – 46 м3/ч.

Принимаем значение – 46 м3/ч.

ρ = 1,150 кг/м3, – плотность воздуха с учетом влагосодержания при t = 26,2°С;

ρ = 1,033 кг/м3, – плотность воздуха с учетом влагосодержания t = 60°С;

Располагаемое давление составит – 3,4 Па.

Потеря давления в воздуховоде Ф 100 мм составит – 6,3 Па. Этот диаметр не подходит.

Потеря давления в воздуховоде Ф 125 мм составит – 2,5 Па. Выбираем Ф 125.

Режим просушки

Из исходных данных видно, что разница влагосодержания между обычным летним воздухом и воздухом в парной составляет – 39,54 г/(кг. сух. воздуха), это влагу и надо ассимилировать до параметров наружного воздуха.

Обычная естественная вентиляция рассчитывается на температуру наружного воздуха 5°С, т.е при температуре воздуха больше этого значения она не работает, т.к. пропадает располагаемое давление [4;5;6]. Для данного примера оно составит – 1,7 Па.

Обьемный расход воздуха для ассимиляции влаги составит – 14 м3/ч.

Мы задаемся целью рассчитать располагаемое давление при других условиях:

ρ = 1,168 кг/м3, – плотность воздуха с учетом влагосодержания при t = 22°С, ϕ = 55 %;

ρ = 1,150 кг/м3, – плотность воздуха с учетом влагосодержания при t = 26,2°С, ϕ = 56,3 %;

Располагаемое давление составит – 0,53 Па.

Потеря давления в выбранном воздуховоде Ф 125 мм составит – 0,2 Па. Выбираем Ф 125.

Расчет показывает, что на выбор сечения воздуховода и нормируемого воздухообмена оказывают влияние множество факторов. В данном примере выделение количества СО2 (л/ч) принято, как при легкой работе и зависит от количества людей в бане. При интенсивных движениях количество СО2 возрастет до 45 л/ч. Расчетный диаметр воздуховода тогда составит Ф 160 мм. На практике люди регулируют подачу воздуха сами, каждый по своему состоянию и температурному режиму бани, поэтому этот процесс сложный и нестационарный.

Вентиляционная система будет представлена двумя точками воздухозабора из нижней и верхней зоны (мытье и осушение) Так как в работе будет находиться только одно вытяжное отверстие. Диаметр воздуховодов ответвлений составит Ф 125 мм, с последующим объединением в общий воздуховод Ф 125 мм. Сопротивления вытяжных решеток, условных отводов, флюгарка учтены в примере.

Для разного типа бань (Турецкий хаммам, Финская сауна, Сауна – спорт и т.д. ) необходим расчет для поддержания своего микроклимата в помещении парной.

В заключение необходимо отметить, что для интенсивности просушки в летнее время, возможно применение искусственной вентиляции. По пожеланию заказчика возможна установка автоматики для поддержание температуры и влажности, концентрации СО2, а также автоматизированного обеспечения приточным и вытяжным воздухом. Данный пример, показывает необходимость применения расчета для обеспечения оптимального воздухообмена в банях.

Библиографическая ссылка