В работе приведён анализ структуры затрат системы приточной общеобменной вентиляции на основе моделей стоимости отдельных конструктивных элементов
вентиляция, воздухообмен, воздухораспределение, моделирование технической системы
В настоящей работе приведён анализ структуры затрат системы приточной общеобменной вентиляции на основе моделей стоимости отдельных конструктивных элементов. Конструкция системы включает комплекс оборудования по обработке наружного воздуха, коммуникаций транспортирования вентиляционного воздуха и системы его подачи в помещение (рис. 1) [1].
Соответственно, общая стоимость приточной общеобменной системы 
определится суммой стоимости отдельных блоков 
:
(1)
Обработка приточного воздуха производится в блоке из соответствующего оборудования – воздухозаборных устройств, воздушных фильтров, поверхностных и контактных теплообменников, вентиляторов – образующих приточную камеру. Состав приточной камеры и мощность отдельных элементов определяется производительностью систем вентиляции и может компоноваться из самостоятельных изделий, что позволяет создавать приточные камеры под конкретные условия. Стоимость типовых приточных камер определяется их производительностью [2].
|
Рисунок 1 – Структурная схема приточной вентиляции
Транспортирование вентиляционного воздуха (блок 2) происходит по системе воздуховодов. Стоимость системы определяется производительностью и протяжённостью сети [3].
Подача воздуха в помещение осуществляется через специальные устройства – воздухораспределители. Их стоимость в системе зависит от производительности каждого элемента [2] и их количества в сети.
Стоимость каждого блока можно представить следующими моделями, характеризующими среднестатистические показатели в условных единицах (1у.е.=100 руб.) с точностью 
(5-8)%.
Блок 1:
, (2)
где 
– номинальная производительность приточной камеры, тыс. м3/ч.
Блок 2:
, (3)
где 
– производительность системы вентиляции, м3/ч; 
– протяженность сети воздуховодов, м.
Блок 3:
где 
– номинальная производительность одного элемента (при скорости воздушной струи в живом сечении 2 м/с), м3/ч.; 
– фактическая производительность одного воздухораспределителя, м3/ч.
Организация воздухообмена в помещении, определяемая схемой подачи и удаления воздуха, способствует формированию полей вредных вещест в воздухе и, соответственно, влияет на расчётный воздухообмен и производительность системы вентиляции , их фактическую производительность и протяжённость сети воздуховодов . Для выявления связи между этими показателями рассмотрим три наиболее распространённые схемы организации воздухообмена:
- схема 1: подача воздуха в верхнюю зону помещения сосредоточенными струями;
- схема 2: подача воздуха в среднюю зону помещения вихревыми струями;
- схема 3: подача воздуха в рабочую зону помещения ламинарными струями.
Каждая схема характеризуется определённой неравномерностью потенциала вредности по высоте помещения 
:
где 
– потенциал вредности в уходящем, приточном воздухе и в рабочей зоне, ед./м3.
На рисунках 2, 3 приведено изменение коэффициента и снижение воздухообмена (по отношению к схеме 1) в зависимости от кратности воздухообмена для рассматриваемых схем организации воздухообмена.
Рисунок 2 – Зависимость коэффициента Рисунок 3 – Зависимость снижения
неравномерности от интенсивности воздухообмена от схемы организации
воздухообмена и интенсивности
Полагая, что в помещении имеется источник вредности интенсивностью 
(ед./м3 ч) кратность воздухообмена определится по выражению:
Коэффициент неравномерности в (5) удобно использовать в виде зависимостей:
- для схемы 1: 
; - для схемы 2: 
; - для схемы 3: 
.
Длину сети воздуховодов и воздухообмен определим для одного строительного модуля размером (24х24х8)м с расположением приточных насадок по периметру помещения.
На рисунке 4 представлена зависимость удельных капитальных затрат (отнесённых к 1 м3 внутреннего объёма вентилируемого помещения) систем вентиляции различных схем от производительности. Рисунок 4 а) – отражает изменение затрат при равной протяжённости сети воздуховодов, а вариант б) соответствует минимально возможной длине сети для каждого варианта системы. Анализ результатов показывает существенное отличие в стоимости различных схем и зависимость этого различия не только от требуемой производительности вентиляции, но и от протяжённости сети воздуховодов.
а) б)
Рисунок 4 – Структура распределения долей капитальных затрат на отдельные элементы системы вентиляции.
- блок 1; - блок 2; - блок 3.
Рисунок 5 – Структура распределения долей капитальных затрат на отдельные элементы системы вентиляции.
Так, при равной длине сети явное преимущество в затратах имеет схема с подачей воздуха в рабочую зону помещения ламинарными струями. Это является следствием существенного снижения воздухообмена в помещении с такой организацией воздухообмена по сравнению с другими схемами при одинаковой интенсивности выделяющихся вредных веществ. Отличие в капитальных затратах может составлять от 8% до 25%, что весьма существенно.
Однако, если в силу планировочного решения помещения возможно оптимизировать сети воздуховодов с целью достижения наибольшего санитарно-гигиенического эффекта, распределение капитальных затрат на системы существенно изменяется (рис. 4 б). Схема с нижней подачей воздуха становится наиболее дорогой из рассматриваемых, с превышением стоимости на 15%-50%. Системы с сосредоточенной подачей воздуха в верхнюю или среднюю зоны помещения практически не отличаются по затратам.
Объяснение таких изменений в стоимости систем заключается в структуре затрат на отдельные блоки. На рисунке 5 представлена структура капитальных затрат по отдельным блокам системы вентиляции различной производительности.
При равной протяжённости сети (рис. 5 а) доля затрат на транспортирующий блок для всех схем превышает все остальные доли.
И наоборот, в случае оптимизации длины сети доля затрат на её сооружение уменьшается в схемах 1 и 2, а для нижней подачи воздуха (схема 3) значительно возрастает даже по отношению к стоимости оборудования приточной камеры.
Из распределения долей капитальных затрат следует, что составляющая на систему воздухораспределения не превышает 8% от общих затрат. Влияние этого блока на капитальные затраты системы заключается в основном в величине расчётного воздухообмена.
Приведённый подход к анализу структуры затрат на основе моделей стоимости отдельных элементов показывает целесообразность применения этого приёма при выборе рационального варианта любой технической системы.
1. ТПР: Камера приточная (ПК2). Серия 5.904-75.94.
2. Каталог ООО «Сантехника-ОНЛАЙН» – Текст: электронный. – URL: // htths:santehnika-online/catalog/ (дата обращения 3.05.2025 г.).
3. Б.А. Блюменкранц, А.С. Павлов, А.Д. Рыжак, И.Г. Староверов. Монтаж вентиляционных систем. Справочник монтажника / – М.: Стройиздат, 1978. – 477 с.
