Исторические вехи развития вентиляции

На протяжении всей истории человек старался придать своему жилищу наиболее комфортные климатические условия. На протяжении сотен и тысяч лет вентиляция от простого проветривания эволюционировала до сложных современных автоматизированных устройств.

На сегодняшний день вентиляцией квартир, офисов, производственных помещений, школ, различных мест общественного пользования, вентиляцией бассейнов и прочих зданий никого, пожалуй, не удивишь. Однако так было не всегда.

Так что же подразумевается под понятием вентиляции? Прежде всего, вентиляция - это удаление воздуха из пространства помещения и замена его свежим. Благодаря системам вентиляции возможно создание благоприятных условий воздушной среды, способствующей хорошему самочувствию и крепкому здоровью человека, а, кроме того, грамотно организованная вентиляция помогает сохранять оборудование в производственных помещениях, предохраняет строительные конструкции здания от преждевременного разрушения, продлевает срок хранения различных материалов, продуктов, книг, картин и т.д.

Основное назначение вентиляции — борьба с вредными выделениями в помещении. К вредным выделениям относятся:

Сегодня мы пользуемся преимуществами техногенного развития и мало задумываемся об истории микроклиматики, а, тем не менее, каждый шаг на пути к современным системам вентиляции и кондиционирования был величайшим достижением в истории человечества.

Первые системы вентиляции применялись еще в глубокой древности. Тогда вопросам вентиляции при строительстве дворцов, гробниц, театров, храмов и т.д. конечно же, уделялось внимание, однако не каждая культура обладала достаточным набором умений и знаний, чтобы соорудить действительно эффективную и надежную систему вентиляции, основанную на естественном движении воздуха. Тем не менее, можно наблюдать некие попытки древних наладить систему воздухообмена в архитектурных сооружениях.

Так, например, знаменитая пирамида Хеопса имеет воздуховоды для обменной вентиляции, однако в настоящее время наплыв туристов настолько велик, что в пирамиде требуются дополнительные вентиляционные устройства для удаления избыточной влажности с целью сохранения этого бесценного памятника истории и культуры.

Целью данной темы является раскрытие истории развития вентиляции.

1 рассмотреть основные вехи развития вентиляции;

2 изучить развитие искусственных систем вентиляции;

5 определить отличия местной вентиляции от общеобменной.

Население Древнего Египта обнаружило преимущества вентиляции для очистки воздуха от пыли и посторонних запахов. Египтяне отметили тот факт, что резчики по камню, которые работали в закрытых помещениях, часто страдали различными заболеваниями верхних дыхательных путей. В свою очередь, у резчиков, работающих на открытом воздухе, такие заболевания практически не встречались. Обнаружив, что источником заболеваний является высокая концентрация пыли, рабочие стали строить производственные помещения, где стены либо совсем отсутствовали, либо конструкция стен не мешала циркуляции воздуха.

В первом веке до нашей эры в Древнем Риме начали использовать систему отвода дыма в качестве системы отопления зданий. Печь внутри здания соединялась с дымоходом через специальные каналы, которые проходили под полом. Дым и раскаленный воздух от печи, проходя по каналам, нагревал каменные полы, тем самым повышая температуру в постройке. Такая централизованная система отопления использовалась в домах римских высокопоставленных вельмож, а также в банях.

В период Средневековья люди стали понимать, что воздух в помещении может передавать болезни среди людей, которые находятся в переполненных комнатах. Дома и маленькие здания обогревались с помощью открытого огня в каминах. Дым часто проникал в комнату, и люди просто-напросто задыхались. Король Англии Чарльз I в 1600 году запретил строить здания, где высота потолка меньше чем 10 футов (3 м). Высота окон должна превышать их ширину. Такой метод строительства призван был уменьшить количество дыма в жилище и понизить процент отравившихся угарным газом людей.

В 17 столетии стали проводиться научные исследования по определению состава загрязненного дымом воздуха. Эксперименты проводились на мелких животных, которых помещали в стеклянную емкость с горящей свечой. Пламя свечи тушили прежде, чем животное умирало от удушья. Только половина подопытных, участвующих в эксперименте, смогла выжить, после того как пламя свечи было погашено. Заключение было следующим: причина смерти – это «неизвестные частицы», которые содержатся в воздухе.

И лишь спустя сто лет, в 1775 году, французский химик Антуан Лавуазье идентифицировал «неизвестные частицы» как углекислый газ – CO2. Антуан Лавуазье стал проводить исследования, связанные с содержанием кислорода и углекислого газа в воздухе переполненных комнат. Спустя два года он заключил, что причина плохого состояния человека не сокращение кислорода, а переизбыток углекислого газа. Эта гипотеза стала сенсацией и причиной длинных обсуждений. Более чем два века ученые спорят о минимальной величине количества свежего воздуха, которое нужно одному человеку, чтобы оптимально себя чувствовать.

На протяжении длительного количества времени существовало две точки зрения по поводу задач вентиляции. Для архитекторов и инженеров системы вентиляции должны исключать противные запахи, насыщать воздух кислородом и препятствовать накоплению углекислого газа. При этом не портить внешний и внутренний вид здания и не занимать много полезной площади. С другой стороны, врачи были уверены в том, что вентиляция должна в первую очередь защищать человека от влияния болезнетворных микроорганизмов, содержащихся в воздухе. Разные подходы привели к различным нормам и рекомендациям по содержанию чистого воздуха в замкнутом пространстве.

В 1836 году горный инженер Томас Тредгольд впервые опубликовал нормы о минимальном необходимом объеме помещения, которые равнялись 7.2 м3 на одного человека. Во время Крымской войны (1853–1855) было замечено, что в переполненных больницах с плохой вентиляцией среди раненных солдат быстро распространяются болезни, которые передаются от человека к человеку. Полагаясь на эти наблюдения, врачи рекомендовали 50 м3 свободного пространства на одного человека. Эта рекомендация и была принята законодательно в 1914 году обществом американских инженеров по отоплению и вентиляции (ASHVE).

Как следствие энергетического кризиса полвека спустя этот закон был пересмотрен. Новые исследования, выполненные независимыми экспертами в США и Дании, подтвердили, что 27 м3 на одного человека – это был минимальный объем, при котором людям хватает чистого воздуха. В 1989 году был принят стандарт ASHRAE/ANSI 621989, который является теперь общепринятой нормой в большинстве развитых стран. Это соглашение положило конец длинным спорам и обсуждениям вопроса оптимальных норм воздуха для человека.

Не столь стремительное развитие науки и техники долгое время не позволяло продвинуться дальше проветривания и простых приточно-вытяжных систем в вопросах вентиляции помещений. То есть на продолжительном отрезке истории человечества использовалась вентиляция с естественным побуждением.

Естественная вентиляция осуществляется благодаря разности давлений между наружной атмосферой и атмосферой помещения. При этом разность давлений в свою очередь обусловлена разницей температур. Воздух внутри здания, как правило, более теплый и имеет меньшую плотность. Вследствие чего, наружный воздух (более холодный) стремиться вытеснить воздух помещения. Так образуется естественная вентиляция в помещении.

Теория естественного движения воздуха в каналах и трубах обязана своему рождению М.В. Ломоносову – «О вольном движении воздуха в рудниках примеченном». Также М.В. Ломоносову принадлежит первая в мире конструкция саморегистрирующего прибора – анемометра для определения скорости и направления движения воздушного потока.

Но, несмотря на простоту и экономичность процесса, естественная вентиляция не является достаточной, и, кроме того, она находится в значительной зависимости от погодных условий «за окном» и является малоуправляемой.

Подобные недостатки заставляли человечество искать пути создания новых, более эффективных систем вентиляции. Так появились первые искусственные (механические) системы вентиляции.

Вытяжная естественная канальная вентиляция осуществляется преимущественно в жилых и общественных зданиях для помещений, не требующих воздухообмена больше однократного. В производственных зданиях согласно СНиП 2.04.05 – 86 естественную вентиляцию следует проектировать, если она обеспечит нормируемые условия воздушной среды в помещениях и если она допустима по технологическим требованиям.

Вытяжная естественная канальная вентиляция состоит из вертикальных внутренних или приставных каналов с отверстиями, закрытыми жалюзийными решетками, сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты. Для усиления вытяжки воздуха из помещений на шахте часто устанавливают специальную насадку – дефлектор. Загрязненный воздух из помещений поступает через жалюзийную решетку в канал. Поднимается вверх, достигая сборных воздуховодов, и оттуда выходит через шахту в атмосферу. Вытяжка из помещений регулируется жалюзийными решетками в вытяжных отверстиях, а так же дроссель-клапанами или задвижками, устанавливаемыми в сборном воздуховоде и в шахте.

В жилых зданиях массовой застройки традиционно выполняется естественная вытяжная вентиляция. В начале массового жилищного строительства применялась вентиляция с индивидуальными каналами от каждой вытяжной решетки, которые соединялись с вытяжной шахтой непосредственно или через сборный канал на чердаке. В зданиях до четырех этажей эта схема применяется до сих пор. В высоких домах для экономии места через каждые четыре - пять этажей несколько вертикальных каналов объединялось одним горизонтальным, от которого далее воздух направлялся к шахте по одному вертикальному каналу.

В настоящее время принципиальным решением систем естественной вытяжной вентиляции многоэтажных зданий является схема, включающая в себя вертикальный сборный канал - "ствол" - с боковыми ответвлениями - "спутниками". Воздух поступает в боковое ответвление через вытяжное отверстие, расположенное в кухне, ванной комнате или туалете и, как правило, в междуэтажном перекрытии над следующим этажом перепускается в магистральный сборный канал. Такая схема значительно компактнее системы с индивидуальными каналами, может быть аэродинамически устойчивой и отвечает требованиям противопожарной безопасности.

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: