При движении людей или транспорта через входные двери и ворота, перемещении материалов через открытые технологические проемы в здание поступает холодный наружный воздух. Частое открывание дверей и ворот при­водит к чрезмерному охлаждению прилегающих к ним помещений, если не осуществляются мероприятия по ог­раничению количества и нагреванию проникающего наруж­ного воздуха. Одним из таких мероприятий является со­здание воздушной или воздушно-тепловой завесы в откры­том проеме входа.

В воротах, открытых технологических проемах произ­водственных зданий создаются высокоскоростные (скорость выпуска воздуха 25 м/с) воздушные завесы шиберукщего Типа, выполняющие роль шибера, ограничивающего и даже предотвращающего врывание холодного воздуха. Такие воздушные завесы рассматриваются в дисциплине «Вен­тиляция».

Во входах общественных и административно-бытовых зданий устраивают низкоскоростные (скорость выпуска воздуха не более 8 м/с) воздушно-Тепловые завесы смеси­тельного типа, рассчитанные на нагревание холодного воздуха, проникающего снаружи. Ограничение поступ­ления наружного воздуха достигают, изменяя конструкцию

Рис. 10.14. Смесительная воздушно - тепловая завеса у наружного входа здания с двойными дверями, разде­ленными тамбуром

1 — воздухозаборное отверстие; 2 — канал; 3 — приемная камера; 4 —. Калорифер; 5 — радиальный венти­лятор; 6 — воздуховод; 7 — возду. хораспределительная камера; 8 ~ Воздуховыпускные решетки; S Тамбур

Входа, в результате чего повышается сопротивление воз - духопроницанию.

Воздушно-тепловые завесы смесительного типа приме­няют в холодных районах страны, где расчетная темпера­тура наружного воздуха для проектирования отопления ниже —15 °С, при значительном числе проходящих людей. Так, например, воздушно-тепловые завесы предусматри­вают у входных дверей при расчетной температуре от —26 °С до —40 °С, если через двери в течение 1 ч проходит 250 чел. и более, или у входов в предприятия обществен­ного питания, имеющие не менее 100 посадочных мест в Залах. Завесы предусматривают также у наружных дверей зданий, если к вестибюлю примыкают помещения без там­бура, оборудованные системами кондиционирования воз­духа, или помещения с мокрым режимом.

Воздушно-тепловая завеса создается рециркуляцион­ной установкой местного [схема на рис. 10.1, а) или цент­рального (рис. 10.2, а) воздушного отопления. Внутренний воздух забирается обычно из вестибюля в верхней зоне и подогревается до температуры не выше 50 °С, так как он непосредственно воздействует на проходящих людей.

На рис. 10.14 на разрезе по подвальному и первому этажам здания показана примерная конструкция канальной системы смесительной воздушно-тепловой завесы. Внут­ренний воздух через отверстие и канал попадаег в прием­ную камеру с внутренней звукопоглощающей облицовкой. После нагревания в калорифере воздух радиальным вен­тилятором по Еоздуховоду направляется в воздухораспре­делительную камеру также с звукопоглощающей облицов­
кой. Из камеры воздух выпускается в нижнюю зону (до 1,5 м от пола) тамбура сбоку от входных дверей. Воздухо - выпускные решетки конструируют так, чтобы нагретый воздух для лучшего перемешивания с холодным подавался параллельно полу по направлению к наружной двери.

Нагретый воздух иногда выпускается у внутренних дверей тамбура со стороны вестибюля. При таком способе его подачи устраняется усиленное движение воздуха через внутренние двери тамбура, однако увеличивается зона по­ниженной температуры в вестибюле.

Количество воздуха G3, кг/ч, нагретого до температуры TT для создания воздушно-тепловой завесы, определяют по формуле

Где QBx — теплозатраты на нагревание наружного воздуха, про­никающего через вход:

Qbx = GBXC(^-^)- (10.59)

Подставляя выражение (10.59) в формулу (10.58), по­лучим

Q^oJ-f^f, (10.58а)

1г 'в

Где GBX — количество холодного наружного воздуха, поступаю­щего в здание через вход, кг/ч.

Количество холодного воздуха, проникающего в здание, зависит от разности давления воздуха снаружи и внутри и от сопротивления воздухопроницанию ограждающей конструкции, в данном случае сопротивления конструкции входа.

Разность аэростатического давления на наружной по­верхности ограждения и внутри помещения возникает, как известно, под совместным действием сил гравитации и ветра. Кроме того, на аэростатическое давление внутри помещения может влиять воздушный дебаланс, возникаю­щий при действии вентиляции.

При низкой температуре наружного воздуха скорость ветра, как правило, понижается. По многолетним наблю­дениям в средней полосе Советского Союза при температуре от —15 до —21 °С скорость ветра в городах даже на высоте 50—75 м от земли не превышает 3,9—4,5 м/с, а при тем­пературе от —21 до —30°С —3,4—4 м/с.

В этих условиях, расчетных для отопления, разность давления, создаваемая ветром во входах, сравнительно невелика даже на наветренной стороне зданий. С некото­рым приближением для зданий высотой до 50 м ее можно выразить через гравитационную разность давления, воз­никающую по высоте всего лишь одного этажа. Тогда расчетная разность давления Арвх, Па, на уровне середины высоты входных дверей при сбалансированном действии вентиляции в здании составит

ДА, ч = 0,5(Яад+2Лэх-Лдв (ун —Тв)> (ЮЩ

Где Н3Д — высота здания от поверхности земли до верха лестнич­ной клетки; /гэх — полная высота одного этажа; йдв — высота,: створки входных дверей, м; и ув — удельный вес воздуха, Н/м®, соответственно при расчетной температуре наружного н внутрен­него воздуха.

Под влиянием этой разности давления во входе при открывании дверей устанавливается поток холодного воз­духа, скорость которого зависит от сопротивления воз - духопроницанию конструкции входа (при открытых дверях с учетом влияния тамбуров). Если, пренебрегая трением воздуха о стенки тамбуров входа, считать сопротивление конструкции входа пропорциональным коэффициенту мест­ного сопротивления Свх, то потери давления во входе

2 .2 ДЛх = (1+SBOph -fL=(1+ £вх) , 00.61 )

Где vBX — средняя скорость движения холодного воздуха в откры­том проеме наружной входной двери, м/с; £вк — коэффициент местного сопротивления конструкции входа, вычисленный при проведении экспериментов по потере статического давления во входе, отнесенной к динамическому давлению при ивк; /вк — удель­ный поток холодного воздуха, кг/ (с - м2), через 1 м2 открытого про­ема наружной входной двери.

Из уравнения (10.61) находим выражение для удель­ного потока холодного воздуха

/вх=(ттёг)°'6 00.62)

Где Цвх — 7ГТТ—оТ — коэффициент расхода воздуха во входе С - г Ьвх)

Без учета действия воздушной завесы и влияния фигуры человека, проходящего через вход.

Уменьшение коэффициента расхода воздуха отражает возрастание сопротивления воздухопроницанию входа. Пу­тем конструктивного изменения обычного входа с двойными дверями, разделенными тамбуром (создав зигзагообразный путь), можно сократить его воздухопроницание почти на 30%; при замене его входом с тройными дверями можно уменьшить расход холодного воздуха в 2 раза. При уста­новке во входе вращающейся (турникетной) двери коли­чество наружного воздуха, проникающего в здание, снижа­ется в 7—7,5 раза.

Для большинства общественных зданий характерно многократное открывание входных дверей. В отдельных случаях входные двери остаются постоянно открытыми (например, в крупном магазине), и тогда удельный поток холодного воздуха по формуле (10.62) определяет мощность Еоздушно-тепловой завесы. Во всех других случаях теп­ловая мощность завесы может быть снижена пропорцио­нально времени поступления холодного воздуха в течение 1 ч. Тогда при периодическом открывании дверей небольшие, часто поступающие порции холодного воздуха будут быстро прогреваться горячим воздухом непрерывно действующей завесы умеренной мощности, и в помещениях, прилегаю­щих ко входу, может поддерживаться достаточно ровная температура (в вестибюлях общественных и администра­тивно-бытовых зданий допустима температура воздуха 12 °С).

Следовательно, для выбора тепловой мощности завесы необходимо знать общее время, в течение которого входные двери будут открытыми. При проходе одного человека створка входных дверей в течение некоторого промежутка времени (до 10 с) раскрывается и вновь закрывается. Общее время постепенного раскрывания и закрывания створки, когда площадь открытого проема непрерывно изменяется, можно привести к эквивалентному (по воздухопроницанию) времени нахождения створок дверей входа в полностью раскрытом состоянии, условно считая, что створки мгно­венно распахиваются и столь же быстро закрываются.

Экспериментально установлено, что эквивалентное время тэ при одиночном проходе человека через одинарные двери составляет 2 с, через двойные 1,5 с и через тройные 1—1,2 с.

Зная число людей, проходящих через вход в течение 1 ч, можно определить общее количество холодного воздуха GlK, Кг/ч, входящее в формулу (10.58а):

0Вх = 0,9/8ХЛД8тэЛ7, (10.63)

ГДе /вх — удельный поток холодного воздуха, кг/(с-м2), опреде­ляемый по формуле (10.62); ЛД8 — площадь одной открываемой створки дверей входа, м2; тэ — эквивалентное время открывания дверей, с; N — число людей, проходящих через вход в 1 ч.

В формуле (10.63) коэффициент 0,9 учитывает задержи­вающее влияние фигуры человека, проходящего через дверной проем площадью около 2 м?, на количество одно­временно протекающего воздуха.

Из рассмотрения формул (10.58а), (10.62) и (10.63) можно сделать вывод, что технико-экономические показа­тели воздушно-тепловой завесы (мощность и связанные с ней капитальные и эксплуатационные затраты) зависят от параметров наружного воздуха, высоты здания, кон­струкции входа и режима его использования. При прочих равных условиях мощность завесы в значительной степени определяется величиной сопротивления воздухопроница­нию выбранной конструкции входа.

Тепловая мощность калориферов Q3 рециркуляционной смесительной установки воздушно-тепловой завесы равна теплозатратам на нагревание наружного воздуха, прони­кающего через вход {см. формулу (10.59)], т. е.

Q3 = QBx - (10.64)

Иногда воздух для воздушно-тепловой завесы забирают снаружи и предусматривают использование также для вентиляции помещений, прилегающих ко входу. В этом случае теплозатраты на нагревание воздуха в калориферах увеличиваются и вычисляются по формуле

Q3 = G3c(tr — tH), (10.65)

Где с — удельная массовая теплоемкость воздуха, равная 1005 Дж/(кг-К).

Пример 10.15. Рассчитаем рециркуляцонную воздушно-теп­ловую завесу для входа в девятиэтажиое здание гостиницы в Москве при высоте этажа 3 м и числе проходящих людей 1000 чел. в 1 ч. Вход состоит из трех дверей, расположенных под углом 90° друг к другу, со створками размером 0,8X2,5 м, разделенных двумя тамбурами (£вх=3,8).

Расчетную разность давления по обе стороны входа при ta= — —26 °С определяем по формуле (10.60)

ДРвх = 0,5 (3 • 9+2 • 3 - 2,5) (14,02 -11,82) = 33,5 Па.

Удельный поток холодного воздуха находим по формуле (10,62)

. /2-1,429.33,5V'6 ,к „ 1в*=[ 1+3,8 J =4,5 КГ/(С'М )-

Количество холодного воздуха, поступающего в здание, по формуле (10.63)

GBX=0,9-4,5-0,8-2,5-1,1-1000 = 8910 кг/ч.

Теплозатраты на нагревание холодного ноздуха по формуле <10,59)

QBX = 8910~(20+26) = 114420 Вт.

Расход воздуха, подаваемого для воздушио-тепловой завесы, Нагретого до <Г=50°С, по формуле (10.58а)

G3 = 8910|j±gj==13660 кг/ч.

Объем подаваемого воздуха по формуле (10,2) . 13 660 31

La==~098"=12 440 М /Ч'