CH
NG 8
THÔNG GIÓ
8.1 Thông gió
8.1.1 Phân loại
Khái niệm
Trong quá trình sản xuất và sinh hoạt của con ng i th ng sinh ra các chất độc hại
và thải vào trong phòng.
Do đó một yêu cầu không thể thiếu đ ợc là phải thực hiện thông gió. Quá trình thông
gió thực chất là quá trình thay đổi không khí trong phòng đã ô nhiễm bằng không khí mới
bên ngoài tr i.
Phân loại
1. Theo hướng chuyển động của gió
Ng i ta chia ra các loại sau :
- Thông gió kiểu thổi : Thổi không khí sạch vào phòng và không khí trong phòng thải ra
bên ngoài qua các khe h của phòng nh chênh lệch cột áp
- Thông gió kiểu hút : Hút xả không khí bị ô nhiễm ra khỏi phòng và không khí bên
ngoài ràn vào phòng theo các khe h nh chênh lệch cột áp.
- Thông gió kết hợp : Kết hợp cả hút xả lẫn thổi vào phòng, đây là ph ng pháp hiệu
quả nhất.
2. Theo động lực tạo ra thông gió
- Thông gió tự nhiên : Là hiện t ợng trao đổi không khí trong nhà và ngoài tr i nh
chênh lệch cột áp. Th ng cột áp chênh lệch do nhiệt độ khác nhau là phổ biến nhất.
- Thông gió cưỡng bức : Quá trình thông gió thực hiện bằng quạt.
3. Theo phương pháp tổ chức
- Thông gió tổng thể : Thông gió tổng thể cho toàn bộ phòng hay công trình
- Thông gió cục bộ : Thông gió cho một khu vực nhỏ đặc biệt trong phòng hay các
phòng có sinh các chất độc hại lớn.
8.1.2 Lưu lượng thông gió
L u l ợng gió sử dụng để thông gió đ ợc tính phụ thuộc vào mục đích thông gió. Mục
đích đó có thể là khử các chất độc hại, thải nhiệt thừa, ẩm thừa phát sinh trong phòng, khử
bụi...vv.
L=
G
, m3 / h
yc − yo
8.1.2.1 Lưu lượng thông gió khử khí độc
trong đó
G - L ợng chất độc hại tỏa ra phòng , g/h
yc - Nồng độ cho phép của chất độc hại (tham khảo bảng 2.8), g/m3
yo - Nồng độ chất độc hại trong không khí thổi vào, g/m3
175
(8-1)
8.1.2.2 Lưu lượng thông gió khử hơi nước thừa
L=
G hn
, kg / h
d max − d o
(8-2)
Ghn - L ợng h i n ớc toả ra phòng , kg/h
dmax - Dung ẩm cực đại cho phép của không khí trong phòng, g/kg
do - Dung ẩm của không khí thổi vào phòng, g/kg
L=
Gb
, m3 / h
Sc − So
(8-3)
8.1.2.3 Lưu lượng thông gió khử bụi
trong đó:
Gb - L ợng bụi thải ra phòng, g/h
Sc - Nồng độ bụi cho phép trong không khí, g/m3
So - Nồng độ bụi trong không khí thổi vào, g/m3
L=
QT
, kg / h
Ir − Iv
(8-4)
8.1.2.4 Lưu lượng thông gió khử nhiệt thừa
QT- L ợng nhiệt thừa trong phòng, kCal/h
Ir, Iv - Entanpi của không khí thổi vào và hút ra phòng, KCal/kg.
Trong tr ng hợp không khí trong phòng chỉ toả nhiệt mà không tỏa h i ẩm thì có thể
áp dụng công thức :
L=
QT
, kg / h
(8-5)
0,24(t r − t v )
tr, tv - Nhiệt độ của không khí thổi vào và hút ra phòng, oC
Nhiệt dung riêng của không khí Ck = 0,24 kCal/kg.oC
Khi tính toán cần l u ý
- Nhiệt độ không khí trong phòng lấy theo yêu cầu vệ sinh và công nghệ của quá trình sản
xuất.
- Nhiệt độ không khí vào phải thoả mãn điều kiện vệ sinh tv > tT - a . Giá trị a tuỳ thuộc vị
trí lắp đặt miệng thổi nêu ch ng 4.
- Nhiệt độ không khí ra : Có thể lấy bằng nhiệt độ không khí trong phòng. Nếu miệng hút
đặt cao thì tính theo công thức sau :
tR = tT + β(H-Z)
(8-6)
H - Khoảng cách từ mặt sàn đến miệng hút, m
Z - Chiều cao vùng làm việc, m
β - Gradien nhiệt độ theo chiều cao.
+ Thông th ng : β = 0,2 ÷ 1,5 oC/m
+ Đối với rạp hát, rạp chiếu bóng : β = 0,2 ÷ 0,3
+ Đối với x ng nguội
: β = 0,4 ÷ 1,0
+ Đối với x ng nóng : β = 1 ÷ 1,5
176
8.1.3 Bội số tuần hoàn
Khi thông gió theo yêu cầu điều kiện vệ sinh nói chung mà không vì một mục đích cụ thể
nào đó thì ng i ta tính l u l ợng gió thông gió dựa vào bội số tuần hoàn.
Bội số tuần hoàn là số lần thay đổi không khí trong phòng trong một đ n vị th i gian.
K = Vkk/Vgm
(8-7)
trong đó
K - Bội số tuần hoàn
Vkk - L u l ợng không khí cấp vào phòng, m3/h
Vgm - Thể tích gian máy, m3
Bảng 8-1 : Bội số tuần hoàn và lưu lượng gió thông gió, m3/h
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Nhiệt độ tT, oC
Khu vực thông gió
Nhà ở
Phòng hộ gia đình (tính cho 1m2 diện
tích sàn)
Nhà bếp
Phòng tắm
Phòng vệ sinh (xí, tiểu)
Phòng vệ sinh : Tắm và xí tiểu
Phòng vệ sinh chung
Phòng sinh hoạt tập thể trong ký túc xá,
phòng học chung
Khách sạn
Phòng ngủ (tính cho 1 ng i)
Khu vệ sinh riêng
- Phòng 1 gi ng
- Phòng 2 gi ng
Khu vệ sinh chung
- Cho 1 chậu xí
- Cho 1 chậu tiểu
Bệnh xá, trạm xá
Phòng bệnh nhân (tính cho 1 gi ng)
Phòng phụ
Phòng cho trẻ s sinh bú
Phòng bác sĩ
Phòng X quang, chiếu xạ
Phòng chuẩn bị dụng cụ mổ, khử trùng
Phòng vật lý trị liệu, răng hàm mặt
Nhà xác
Công trình thể thao
Phòng tập luyện, thi đấu
- Cho 1 vận động viên
- Cho khán giả
Bể b i trong nhà
177
Bội số tuần hoàn
hoặc l u l ợng gió
tuần hoàn (m3/h)
18 ÷ 20
(3)
-
15
25
16
25
16
18
(60)
(25)
(25)
(50)
(50)
6
-
20
(30)
-
25
25
(50)
(60)
-
16
16
(50)
(25)
-
20
25
22
20
20
18
20
2
2
2
1
4
3
3
3
(40)
1,5
1,5
1
3
1
2
-
15
15
26
-
(80)
(20)
(20)
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Phòng thay quần áo cạnh bể b i
Phòng nghỉ của VĐ viên, lớp học
Khu vệ sinh
Rạp hát, rạp chiếu bóng, câu lạc bộ
Phòng khán giả
Hành lang
Căng tin
Phòng hút thuốc
Phòng vệ sinh (tính cho 1 chậu xí hoặc
chậu tiểu)
Phòng nghỉ của nhạc công
Phòng máy chiếu phim
2
20
18
23
2
2
(100)
16
16
18
16
16
Theo
tính toán
5
10
(100)
2
-
18
16
5
3
3
3
8.2 Thông gió tự nhiên
Thông gió tự nhiên là hiện t ợng trao đổi không khí trong nhà và ngoài tr i do chênh
lệch mật độ không khí. Thông gió tự nhiên đ ợc thực hiện nh gió, nhiệt hoặc tổng hợp cả
hai.
Thông gió tự nhiên bao gồm :
- Thông gió do thẩm lọt
- Thông gió do khí áp : nhiệt áp và áp suất gió
- Thông gió nh hệ thống kênh dẫn
8.2.1 Thông gió tự nhiên dưới tác dụng của nhiệt thừa
Khi nhiệt độ trong phòng lớn h n nhiệt độ bên ngoài thì giữa chúng có sự chênh lệch
áp suất và do đó có sự trao đổi không khí bên ngoài với bên trong.
Các phần tử không khí trong phòng có nhiệt độ cao, khối l ợng riêng nhẹ nên bốc lên cao,
tạo ra vùng chân không phía d ới phòng và không khí bên ngoài sẽ tràn vào thế chổ.
phía
trên các phần tử không khí bị dồn ép và có áp suất lớn h n không khí bên ngoài và thoát ra
ngoài theo các cửa gió phía trên. Nh vậy một độ cao nhất định nào đó áp suất trong phòng
bằng áp suất bên ngoài, vị trí đó gọi là vùng trung hoà
H2 = h2.( γ N − γ T )
F2
Mæïc âàó
ng aïp
t ,γ
T
Hình 8thông gió
T
Vuìng trung hoaì
t ,γ
N
N
H1 = h1.( γ N − γ T )
F1
Trên hình 8-1 biểu thị sự phân bố chênh lệch cột áp trong nhà và ngoài tr i.
178
1 : Nguyên lý
do nhiệt áp
- Cột áp tạo nên sự chuyển động đối l u không khí là:
H = g.h.(ρN - ρT )
(8-8)
h = h1 + h2 - Là khoảng cách giữa các cửa cấp gió và cửa thải, m
- Cột áp tạo ra sự chuyển động của không khí vào phòng:
H1 = g.h1.(ρN - ρT )
(8-9)
H2 = g.h2.(ρN - ρT )
- Cột áp xả khí ra khỏi phòng:
(8-10)
Tốc độ không khí chuyển động qua các cửa vào và cửa thải :
ω1 =
ρN
2 .H 1
ω2 =
2 gh1 ( ρ N − ρ T )
=
ρT
2 .H 2
ρN
=
2 gh2 ( ρ N − ρ T )
ρT
(8-11)
(8-12)
- L u l ợng không khí qua các cửa là :
L1 = F1.ω1.µ1
L2 = F2.ω2.µ2
(8-13)
(8-14)
F1, F2 : Diện tích cửa vào và cửa thải, m2
µ1, µ2 : Hệ số l u l ợng của cửa vào và cửa thải.
Thay vào ta có:
L1 = F1 .µ1 .
L2 = F2 .µ 2 .
2 gh1 ( ρ N − ρ T )
ρN
2 gh2 ( ρ N − ρ T )
chế độ ổn định ta có L1 = L2 hay:
F1.ω1.µ1 = F2.ω2.µ2
Từ đây ta rút ra :
Giải hệ ph ng trình
ρT
(8-15)
(8-16)
(8-17)
F1 µ 2 h2 .ρ N
h
=
= α. 2
.
F
h1
h 2 µ1 h1 .ρ T
(8-18)
F1 µ 2 h2 .ρ N
2
.
=
= α.
F2 µ1 h1 .ρ T
h1
h = h1 + h2
Và thay vào ph ng trình tính l u l ợng ta có l u l ợng không khí trao đổi trong tr ng
hợp này là :
L u l ợng không khí trao đổi phụ thuộc vào độ cao h và độ chênh mật độ
giữa bên trong và ngoài.
Tr ng hợp đặc biệt khi F1 = F2 và µ1 = µ2
L=
2 gh( ρ N − ρ T )
ρ
( F1 µ1 ) 2
N
179 ρ
T
+
( F2 µ 2 ) 2
(8-20)
(8-19)
L = F .µ .
2.g .h( ρ N − ρ T )
ρ N + ρT
8.2.2 Thông gió tự nhiên dưới tác dụng áp suất gió.
Ng i ta nhận thấy khi một luồng gió đi qua một kết cấu bao che thì có thể tạo ra độ
chênh cột áp 2 phía của kết cấu :
- phía tr ớc ngọn gió : Khi gặp kết kết cấu bao che tốc độ dòng không khí giảm
đột ngột nên áp suất tĩnh cao, có tác dụng đẩy không khí vào gian máy.
- Ng ợc lại phía sau công trình có dòng không khí xoáy quẩn nên áp suất giảm xuống
tạo nên vùng chân không, có tác dụng hút không khí ra khỏi gian máy.
Cột áp (hay độ chân không) do gió tạo ra có giá trị:
Hg = Kkd. ρN.ω2g / 2 = Kkđ.γω2g / 2g
(8-21)
Kkđ - Hệ số khí động
ωg - Tốc độ gió , m/s
ρN - Khối l ợng riêng của không khí bên ngoài tr i, kg/m3
Hệ số Kkđ đ ợc xác định bằng thực nghiệm, ng i ta tạo ra những luồng gió gió thổi
vào các mô hình các công trình đó rồi đo áp suất phân bố trên các điểm cần xét trên mô hình
rồi dựa vào lý thuyết t ng tự suy ra áp suất trên công trình thực.
Hệ số Kkđ đ ợc lấy nh sau :
- Phía đầu gió : Kmax = 0,8 th ng lấy k = 0,5 ÷ 0,6
- Phía khuất gió : Kmin = - 0,75 th ng lấy k = - 0,3
Hệ số Kkđ không phụ thuộc vào tốc độ mà phụ thuộc vào góc thổi của không khí vào so
với nhà , hình dạng nhà và vị trí t ng đối giữa các nhà với nhau
Nếu tính ảnh h ng của nhiệt áp và khí áp ta có l u l ợng không khí trao đổi là
L1 = F1 .µ1 .[
2.g .h1 ( ρ N − ρ T )
ρN
+ ω g . K kd ], m 3 / s
(8-22)
Sử dụng thông gió tự nhiên do khí áp cần phải khéo léo bố trí các cửa vào và cửa thải
mới đem lại hiệu quả cao.
- Về mùa hè độ chênh nhiệt độ trong phòng vào ngoài tr i thấp nên việc thông gió do
khí áp chủ yếu nh áp suất gió.
- Về mùa Đông độ chênh lớn nên việc thông gió do khí áp tăng, nh ng l u l ợng
không khí trao đổi cần ít do nhiệt thừa giảm, vì thế nên khép các cửa thông gió lại một phần.
+ Việc sử dụng thông gió tự nhiên đối với các phòng lớn rất kinh tế và hiệu quả vì
hầu nh không có chi phí vận hành.
+ Tuy nhiên có nh ợc điểm là phân phối gió không đều, không chủ động đ a đ ợc
tới n i yêu cầu
8.2.3 Thông gió tự nhiên theo kênh dẫn gió
Việc thông gió do nhiệt áp có nh ợc điểm là khi kết cấu công trình xây dựng không
kín thì có rất nhiều cửa gió vào và ra . Kết quả chênh lệch độ cao giữa các cửa hút và thải
nhỏ nên l u l ợng không khí trao đổi sẽ giảm.
Mặt khác nhiều công trình phức tạp có nhiều tầng, muốn thải gió lên trên nh thông
gió tự nhiên không dễ dàng thực hiện đ ợc.
Vì thế ng i ta sử dụng các kênh dẫn gió để đ a gió lên cao và hút những n i cần
thiết trong công trình.
180
Các kênh gió th ng đ ợc bố trí kín bên trong các kết cấu xây dựng. phía đỉnh của
kênh gió th ng có các nón để chắn m a, nắng. Để tránh hiện t ợng quẩn gió các ống thông
gió cần nhô lên cao hẳn so với mái nhà 0,5m.
Cột áp do kênh gió tạo nên là:
H = g.h. (ρN - ρT ), N/m2
Cột áp do kênh tạo nên cũng phụ thuộc mùa và có giá trị lớn về mùa đông.
Về phía bên trong ng i ta sử dụng các miệng hút có tính chất trang trí kết hợp . Với
hệ thống này không cần phải thực hiện thổi gió vào phòng mà nh thông gió thẩm lọt để bù
lại l ợng gió thoát ra.
Việc tính độ cao kênh gió đ ợc thực hiện nh sau:
- Căn cứ vào l u l ợng thông gió yêu cầu, tiết diện kênh gió ta xác định đ ợc tốc độ
gió :
ω = L/F , m/s
- Trên c s tốc độ và tiết diện xác định tổng tr lực
∆p = Σ∆pcb + Σ∆pms
- Chiều cao h phải đủ lớn để khắc phục tr lực đ ng ống , hay :
H = g.h. (ρN - ρT ) > Σ∆pcb + Σ∆pms
8.3 Thông gió cưỡng bức
Thông gió nh quạt gọi là thông gió c ỡng bức
8.3.1 Phân loại các hệ thống thông gió cưỡng bức
Các quạt thông gió sử dụng cho các công trình th ng có 2 loại chủ yếu :
- Thông gió cục bộ : Là thông gió cho một khu vực nhỏ hẹp.
Trong công nghiệp để thực hiện thông gió cục bộ ng i ta th ng sử dụng 2 cách : Thông
gió thổi cục bộ và thông gió hút cục bộ.
Trong các công trình dân dụng khi thông gió cục bộ ng i ta sử dụng các quạt gắn t ng,
gắn trần và hút trực tiếp không khí từ bên trong phòng thổi ra bên ngoài . Ngoài ra để thông
gió ng i ta có thể thổi không khí bên ngoài vào phòng, tuy nhiên nếu phòng có sinh ra
nhiều chất độc hại thì không đ ợc làm theo cách này vì nh vậy các khí độc có thể tràn ra
các phòng xung quanh .
- Thông gió tổng thể : Thông gió tổng thể là thông gió cho một vùng rộng hoặc một
tập hợp gồm nhiều phòng. Để thực hiện đ ợc thông gió tổng thể cần thiết phải có hệ thống
kênh gió. Quạt thông gió th ng đặt trên laphông và có l u l ợng lớn. Thông gió tổng thể có
thể kết hợp với hệ thống điều hoà trung tâm với chức năng cung cấp khí t i cho hệ thống.
8.3.2. Thông gió cục bộ
8.3.2.1. Thông gió cục bộ trong công nghiệp
* Thông gió thổi cục bộ : Khi cần thông gió cho một khu vực nhỏ ví dụ nh khu vực
nhiệt độ cao và có nhiều chất độc hại ng i ta bố trí các miệng thổi gió tại vị trí ng i đang
làm việc . Các miệng thổi th ng có dạng hoa sen
Trong một số tr ng hợp khác ng i ta sử dụng thiết bị làm mát kiểu di động . Thiết bị
này gồm b m, quạt và một tủ đứng bên trong có bố trí các vòi phun n ớc, lớp lọc chắn n ớc.
Không khí trong phòng đ ợc quạt hút vào thiết bị , đi qua ngăn phun n ớc trao đổi nhiệt ẩm
và hạ nhiệt độ tr ớc khi thổi ra làm mát .
* Thông gió hút cục bộ :
181
- Chụp hút : Chụp hút là dạng hút cục bộ đ n giản và phổ biến , th ng đ ợc sử dụng để
hút thải gió nóng , bụi, khí độc có tính chất nhẹ h n không khí
Nếu chụp có dạng chữ nhật thì kích th ớc của chụp đ ợc xác định nh sau:
A = a + 0,8 Za , m
B = b + 0,8 Za , m
trong đó a, b là kích th ớc các cạnh của vật sinh chất độc hại
A, B Kích th ớc chụp chữ nhật
Za - Khoảng cách từ chụp tới chụp hút
Nếu chụp hút dạng tròn thì đ ng kính của miệng chụp xác định nh sau
D = dH + 0,8 Za
trong đó dH là đ ng kính của vật phát sinh chất độc hại
Góc loe của chụp ϕ th ng đ ợc lấy là 60o, hs = 0,1 ÷ 0,3m
- Tủ hút : Tủ hút dùng để hút thải các loại khí độc bên trong tủ để thải ra ngoài. Khác
với chụp hút, tủ hút là n i ng i công nhân thực hiện các thao tác công việc.
- Phểu hút : Phểu hút đ ợc sử dụng để thải các loại bụi, h i độc các thiết bị công
nghệ nh máy móc gia công c khí, máy dệt ..vv
8.3.2.2. Trong dân dụng
Để thực hiện thông gió cho các phòng nhỏ và tiếp xúc với không khí ngoài tr i ng i ta
th ng lắp đặt các quạt gắn t ng. Tuỳ từng tr ng hợp mà có thể chọn giải pháp hút thải
không khí trong phòng hay thổi cấp khí t i vào phòng.
Vêt nåí
Khung gäù
Miãû
ng thäø
i
Mä tå
Khung theïp
Cæía âoïng måítæûâäü
ng
Quạt
khung
Hình 8-2 : Lắp đặt quạt gắn t
nhựa
a)
b) Quạt khung sắt
ng
Trên hình 8-2 trình bày 2 kiểu quạt thông gió hay đ ợc sử dụng. Quạt khung nhựa
hình thức phù hợp các công trình dân dụng, quạt khung sắt thuồng đ ợc sử dụng trong các xí
nghiệp công nghiệp.
Cách lắp đặt quạt thông gió kiểu gắn t ng đ n giãn. Tuy nhiên không phải
phòng nào cũng lắp đặt đ ợc. Đối với các phòng nằm sâu trong công trình ng i ta sử dụng
quạt thông gió đặt trên laphông cùng hệ thống kênh thông gió, miệng hút, miệng thổi.
182
Hình 8-3 : Quạt thông gió gắn t ng GENUIN
Trên hình 8-3 là quạt thông gió của hãng GENUIN th ng hay đ ợc sử dụng để
thông gió cục bộ . Quạt này có thể gắn t ng hoặc trần với các thông số kỹ thuật và mỹ thuật
rất tốt. Các đặc tính kỹ thuật của quạt trình bày trên bảng 8-2.
Bảng 8-2 : các thông số quạt gắn t ng GENUIN
MODEL
Điện
Công
L
Độ ồn
áp
suất, W m3/phút
dB
APB 15
APB 20
APB 25
APB 30
220 V
220 V
220 V
220 V
24
28
36
48
4,8
8,1
12,6
18
37
40
43
48
Kích th ớc, mm
A
150
200
250
300
B
250
303
350
400
E
190
240
290
340
G
88
71
80
90
H
53
83
58
87
F
53
50
50
44
QUAÛ
T
8.3.3. Thông gió tổng thể
Hình 8-4 : S đồ bố trí quạt thông gió
Trên hình 8-4 là một ví dụ về thông gió tổng thể. Quạt sử dụng thông gió tổng thể
ng là quạt dạng ống hoặc các quạt ly tâm..
Để thông gió cho các phòng lớn hoặc nhiều phòng một lúc ng i ta sử dụng thông gió
kiểu tổng thể.
***
th
183