Зрительном зале и расчет воздухораспредеения

В помещениях общественных зданий высотой более 5-6 метров (залы, аудитории) рекомендуется [4] подавать воздух наклонными компактными или плоскими струями, направленными на экран (сцену) через воздухораспределители типов РР, РВ, РРНП, ВПФ. Также воздухораспределители допускается устанавливать в боковых стенах.

Допускается подавать воздух компактными вертикальными струями через воздухораспределители типов РРНП и ВПФ.

В помещения или отдельные залы высотой менее 5-6 м, имеющие подшивной потолок (торговые залы, балконы зрительных залов, трибуны спортивных залов), рекомендуется подавать воздух настилающимися веерными струями через воздухораспределители типов ВДШп и ПРМ.

Важно организовать в помещении оптимальное распределение приточного воздуха, при котором обеспечиваются комфортные параметры воздушной среды в рабочей зоне. Расчет позволяет определить, из какой зоны помещения (верхней или рабочей) целесообразно удалять загрязненный воздух.

Закономерности развития тупиковой (когда приточные и вытяжные отверстия расположены в плоскости истечения струи) и проточной струи рассмотрены далее.

На расстоянии х₁ от выходного отверстия до первого критического сечения любая струя расширяется как свободная. В зоне от первого до второго критического сечения (на расстоянии (х₂ – х₁)) расширение струи незначительно. В сечении 2-2 расход воздуха в струе максимальный (L_2-2= L₀+DL) и столько же воздуха проходит вне струи в обратном направлении. В сечении 2-2 максимальная скорость движения воздуха в обратном потоке - v_обр.

За вторым критическим сечением (на расстоянии (х₃ – х₂)) площадь, занимаемая струей при истечении ее в тупик, уменьшается. К третьему критическому сечению расход воздуха в сечении струи практически линейно уменьшается до нуля. Итак, за вторым критическим сечением располагается плохо проветриваемая зона помещения.

Проточная струя за вторым критическим сечением (на расстоянии (х₃ – х₂)) продолжает расширяться и, достигнув третье критическое сечение, занимает все сечение помещения со средней скоростью воздуха

Зоны помещения, в которых целесообразно размешать вытяжные проемы, выбирают из условия наиболее полного использования приточного воздуха, и поэтому удаление воздуха следует осуществлять из объема помещения, не занятого приточными струями (чтобы не происходило удаление части свежего воздуха еще до поступления его в Р.З.), а также, по возможности, из зон с наиболее высокой температурой и концентрацией вредных веществ.

При подаче приточного воздуха сверху-вниз наклонными или вертикальными компактными и коническими струями для наиболее эффективного использования приточного воздуха необходимо, чтобы второе критическое сечение струи находилось в пределах рабочей зоны (х₂³x), последняя в этом случае омывается приточным воздухом и загрязненный воздух можно удалять из верхней или из нижней зоны помещения. При х₂<х воздух начинает отсоединяться от струи до входа ее в рабочую зону, поэтому необходима организация струи по проточной схеме путем удаления загрязненного воздуха только из нижней зоны помещения.

При подаче воздуха горизонтальными настилающимися струями рабочая зона омывается обратным потоком воздуха и удаление загрязненно –

го воздуха целесообразно осуществлять из нижней зоны помещения.

Максимальная скорость воздуха при выходе из решетки ограничивают по условиям шума и принимают в зависимости от типа воздухораспределителя.

Исходные данные для расчета воздухораспределения

Размеры зала, м	Расход воздуха, м3/ч	Температура, °С	Подвижность, м/с
А	В	H	L0	Lу	Lp	Dtпр	tп	tрз	v0	vрз

1. Выбирают схему подачи приточного воздуха и вид приточных струй.

2. По прил.13 выбирают тип и определяют необходимое количество воздухораспределителей:

(4.1)

где L₁ – максимальный расход воздуха через воздухораспределитель, м³/ч.

Площадь поперечного сечения помещения F₀, в перпендикулярном к струе направлении должна быть одинаковой для каждого воздухораспределителя. Если в помещении несколько параллельных или встречных соосных струй, то необходимо учесть их взаимодействие.

3. Скорость воздуха в подводящем патрубке воздухораспределителя v₀,

м/с:

v_o= , (4.2)

4. Максимально допустимые параметры струи при входе в рабочую зону следует принимать по п. 2.10 [1]:

скорость v_x=к´ v_р.з.^норм, где v_р.з.^норм, м/с, приводится в прил. 4; к =1,2;

t_x= t_р.з. - Dt_x^норм, (при разбавлении избытков теплоты), Dt_x^норм, °С приводится в прил. 5.

5. В качестве характерного размера воздухораспределителя для компактных и веерных струй принимается

d_o=1,13´Ö F_o, м (4.3)

6. Значение числа Архимеда, определенное по начальным параметрам струи воздуха:

; (4.4)

7. Расчетная длина оси струи от воздухораспределителя до входа в рабочую зону для вертикальных струй х, м:

х =h₀ – h_р.з., (4.5)

где h₀ – высота расположения центра приточного отверстия, м.

Расчетная длина оси струи от воздухораспределителя до входа в рабочую зону для настилающихся струй х, м:

. (4.6)

8. Струи, температура которых при выпуске из воздухораспределителя отличается от температуры в обслуживаемой зоне помещения не более чем на 3°С, можно считать изотермическими.

Ограждения помещений не оказывают стесняющего влияния на струю, до тех пор, пока ее площадь в поперечном сечении не достигает 25% площади поперечного сечения помещения в плоскости перпендикулярной оси струи (свободный участок).

Холодная струя, выпущенная на высоте, не превышающей 0,8Н_пом, будет вести себя как ненастилающаяся.

9. Наиболее удобным приемом учета настилания в расчетах параметров приточных струй является переопределение скоростного m и температурного n коэффициентов путем умножения их на коэффициент настилания k_нас= 1,4.

Настилающаяся на потолок струя холодного воздуха может оторваться от потолка под действием гравитационных сил. Отрыв струй охлажденного воздуха от потолка происходит на расстоянии х_отр, м:

для компактных струй

х_отр = 0,55´ m´ d₀´ (n Аr₀)^-1/2;

для веерных струй

х_отр = 0,45´ m´ d₀´ (n Аr₀)^-1/2

10. Расстояние в плане от воздухораспределителя, на котором струя достигает верха рабочей зоны х_р.з., м:

Необходимо сравнить х_отр и х_р.з. с длиной стены (размер В), вдоль которой происходит движение воздуха, чтобы определить, является ли помещение преградой для струи. Если х_отр ³ В, то

х = (В-в)+(h₀ – h_р.з.),

где в - расстояние от стены до приточной решетки, м.

11. Так как безразмерные расстояния до критических сечений стесненных компактных струй определяются:

(4.7)

то расстояние до второго и третьего критического сечения находят

где F_п – площадь поперечного сечения помещения в перпендикулярном к струе направлении, м², определяемая

- для струи, движущейся вдоль потолка (пола) F_п =А´Н_пом/N;

- для струи, достигшей противоположной стены и движущейся вдоль нее

F_п =А´B/N;

Критическим сечениям соответствуют средние относительные расстояния: Сравнивая расчетную длину х оси струи от воздухораспределителя до входа в рабочую зону с х₂ и х₃ делают вывод, где целесообразно расположить вытяжные отверстия.

12. Число Архимеда при входе струи в рабочую зону:

13. Коэффициент неизотермичности k_t:

, (4.8)

где знак «+» принимается при подаче сверху вниз охлажденного воздуха, знак «-» при подаче нагретого воздуха, а значение параметров уравнения с, n₁, m₁ принимаются по табл.4.1.

Таблица 4.1

Параметры уравнения (4.8)

Способ подачи воздуха	Значения с, n1, m1 для струй
компактных	неполных веерных
с	n1	m1	с	n1	m1
Горизонтальными ненастилающимися струями	0,7			-	-	-
Вертикальными струями сверху-вниз и горизонтальными настилающимися	2,5			1,25

15. При параллельном движении струй воздуха в одном направлении с расстоянием l₀ между ними взаимодействие их проявляется при х/l₀>5 и оценивается коэффициентом взаимодействия k_вз1:

Взаимное влияние струй друг на друга проявляется также при встречном соосном направлении их движения и оценивается коэффициентом взаимодействия k_вз2:

где l₀ - расстояние между воздухораспределителями, м (расстояние между приточными отверстиями, расположенными на противоположных стенах).

При встречном взаимодействии нескольких параллельных струй суммарный коэффициент взаимодействия определяют k_вз:

k_вз= k_вз1´ k_вз2.

16. 0пределяют коэффициент стеснения струи k_ст.

Коэффициент стеснения для тупиковой компактной, конической и неполной веерной струй определяется по табл. 4.2.

Таблица 4.2

	kстТ при
0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1
0,13						0,76	0,54	0,31	0,24	0,2
0,034				0,89	0,67	0,23	0,17	-	-	-
0,0092		0,78	0,62	0,35	0,25	0,21	-	-	-	-
£0,0012						-	-	-	-	-

где находится по формуле (4.7) для определенных ранее x и F_п.

Коэффициенты стеснения для приточных компактных веерных и конических струй могут быть найдены по формуле:

где L_y – расход воздуха удаляемого из помещения в конце развития струи (после третьего критического сечения) системами местных отсосов или общеобменной вытяжной вентиляции, м³/час.

В тех случаях, когда вычисленное значение коэффициента стеснения окажется больше 1, следует принимать k_ст =1.

17. Максимальная скорость воздуха в струе на входе в рабочую зону v_x, м/с, определяется по формуле:

Если v_x > v_р.з.^норм, необходимо изменить условия подачи приточного воздуха.

18. Избыточная температура воздуха на оси струи Dt_x, °С, определяется

и не должна превышать значение допустимого отклонения Dt_x^норм.

19. При подаче приточного воздуха горизонтальными струями и положении второго критического сечения струи вне рабочей зоны последняя омывается обратным потоком воздуха, максимальная скорость воздуха в обратном потоке и избыточная температура определяется по формулам

Значения v_обр и Dt_обр также не должны превышать величин допустимых отклонений. При затруднениях с выполнением этих условий следует выбрать другое количество воздухораспределителей этого типоразмера, другой типоразмер или изменить схему подачи приточного воздуха и тип воздухораспределителя.

20. Потери давления в воздухораспределителе Dр_вр, Па, определяются как