Основы проектирования и функционирование систем вентиляции и кондиционирования

Чтобы в полной мере оценить риск воздействия биологических угроз на воздушное пространство помещения и то, что можно сделать для его снижения, необходимо понимать, как воздух проникает в здания и проходит через них.

Вентиляция здания — это процесс подачи наружного воздуха, его циркуляция и последующая продувка в окружающую среду. Основная цель вентиляции заключается в обеспечении приемлемого качества воздуха в помещении путем разбавления и удаления загрязняющих веществ из воздуха в помещении. Вентиляция в зданиях достигается естественными или механическими средствами или их сочетанием.

Естественная вентиляция

Естественная вентиляция — это использование различий в давлении воздуха, которые существуют между внутренней частью здания относительно его внешней стороны, через ограждающую конструкцию здания, для вентиляции здания. Перепады давления воздуха создаются естественными силами, такими как ветер и температура. Воздух поступает в здания с естественной вентиляцией и из них через окна, двери, вентиляционные отверстия и другие отверстия, включенные в конструкцию здания, а также через инфильтрацию или экс фильтрацию.

Механическая вентиляция.  

Механическая вентиляция — это использование механических систем обработки воздуха — обычно называемых системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) — для вентиляции зданий. В большинстве коммерческих зданий используется механическая вентиляция, которая является более управляемой и чувствительной, чем естественная вентиляция, для обеспечения надлежащего качества воздуха в помещении. Тем не менее, механическая вентиляция также может усугубить инфильтрацию, экс фильтрацию, что может поставить под угрозу качество воздуха в помещении.

Назначение, основы проектирования и функционирование систем вентиляции и кондиционирования.

Цель:  система HVAC обеспечивает адекватное качество воздуха в помещениях путем: кондиционирования воздуха в занятом пространстве здания, чтобы обеспечить комфорт его обитателей, разбавление и удаление загрязняющих веществ из воздуха в помещении через вентиляцию и обеспечение надлежащего герметизации здания.

Проектирование:  несмотря на то, что существует множество различных конструкций систем HVAC и операционных подходов для достижения надлежащей функциональности системы, и каждое здание уникально по своему дизайну и работе, системы HVAC обычно имеют несколько основных элементов дизайна.

Внешний воздухозаборник.

Приточно-вытяжная установка — система вентиляторов, нагревательных и охлаждающих змеевиков, заслонок управления воздушным потоком, воздушных фильтров и т. д.

Система распределения воздуха.

Система выпуска воздуха

Функция:  Как правило, наружный («приточный») воздух всасывается в систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха здания через воздухозаборное устройство. Попав в систему, приточный воздух фильтруется для удаления твердых частиц (плесень, аллергены, пыль), нагревается или охлаждается, а затем циркулирует по всему зданию через систему распределения воздуха, которая обычно представляет собой систему воздуховодов и регистров подачи. 

Во многих зданиях система распределения воздуха также включает систему возвратного воздуха, так что кондиционированный приточный воздух возвращается в агрегат («возвратный воздух»), где он смешивается с приточным воздухом, повторно фильтруется, например, используя кассетные фильтры, восстанавливается и рециркулирует по всему зданию. 

Это обычно достигается путем забора воздуха из занятого пространства и его возврата в агрегат посредством: воздуховода, в котором воздух собирается из каждой комнаты или зоны с использованием устройств возврата воздуха в потолке или стенах, которые напрямую соединены воздуховодом с вентиляционная установка; или возвратные камеры, в которых воздух собирается из нескольких комнат или зон через устройства для возврата воздуха, которые опорожняются в потолочную камеру с отрицательным давлением (пространство между подвесным потолком и реальным потолком); затем воздух возвращается в вентиляционную установку с помощью воздуховодов или конструктивных трубопроводов.

Наконец, часть воздуха внутри выходит из здания. Система выпуска воздуха может быть напрямую подключена к агрегату и или может быть автономной. 

Герметизация здания.

Повышение давления в зданиях относится к отношениям давления воздуха, которые существуют между внутренней частью здания относительно внешней части здания через оболочку здания, оно также относится к отношениям давления, которые существуют в разных частях здания относительно друг друга.

Повышение давления в здании используется для ограничения проникновения, что может привести к проблемам с качеством воздуха в помещении, поскольку воздух, поступающий в здание через обходные отверстия для проникновения системы обработки воздуха и могут вводить загрязняющие вещества в здание и способствовать возникновению проблем с влажностью. Повышение давления также может быть использовано для контроля движения загрязняющих веществ в помещении.

Поддержание положительного давления воздуха относительно наружного воздуха предотвращает попадание загрязняющих веществ из наружного воздуха в здание посредством инфильтрации. Такой подход может снизить риск воздействия биологических агентов в результате крупномасштабного выброса на улицу при условии, что воздух, поступающий в здание через систему HVAC, достаточно фильтруется для удаления загрязняющих веществ. 

Может ли здание находиться под давлением, зависит от геометрии здания, конструкции системы отопления, вентиляции и кондиционирования, герметичности оболочки, а также от погодных условий. Повышение давления в зданиях требует, чтобы система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха могла доставлять больше воздуха в занятое пространство, чем истощается и теряется из-за просачивания. Может оказаться невозможным создать герметичное здание без предварительного устранения утечки из оболочки. 

Поддержание положительного давления воздуха в одной зоне здания относительно другой может ограничить распределение аэрозольного биологического агента, выделяемого в этом здании, посредством воздушных потоков, создаваемых отношениями давления, которые существуют в разных частях здания относительно друг друга.

Такой подход может быть использован для изоляции помещений специального назначения, таких как вестибюли, гаражи и почтовые помещения, которые могут быть более уязвимы для внутреннего выброса, поскольку они находятся под отрицательным давлением по отношению к смежным частям здания.

Дата: 26 Июля 2020