СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПОЛОСТИ ЗАМКНУТОГО ГЕРМЕТИЗИРОВАННОГО КОНТУРА Российский патент 2013 года по МПК G01M3/26 

Изобретение относится к фармацевтической, медицинской и микробиологической отрасли, в частности к испытаниям асептических и контролируемых объектов.

Известен метод контроля воздухопроницаемости ограждающих строительных конструкций по разности производительности приточной и вытяжной вентиляционных систем, обслуживающих помещения, в которых обеспечивается нормативный подпор (разрежения) воздуха [1].

Но данная методика не решает проблему определения величины воздухопроницаемости ограждающих строительных конструкций (далее по тексту - ОСК) указанных помещений, так как не контролирует количество воздуха, требуемого для поддержания нормативного подпора.

Другая методика контроля воздухопроницаемости ОСК связана с испытанием замкнутого герметизированного контура давлением воздуха 50 Па [2].

Недостаток данного способа заключается в невозможности его практического применения в связи с отсутствием в представленном документе подробной схемы его осуществления.

Наиболее близким по сути изобретения является способ контроля герметичности полых объектов [3].

Недостатком указанного способа является приблизительная оценка объемного расхода неорганизованных протечек воздуха - значение величины объемного расхода неорганизованных протечек воздуха в помещении объемом V определяется путем измерения времени, необходимого для достижения в помещении атмосферного давления из состояния нормативного разряжения. Цель изобретения - разработка наиболее точного способа контроля воздухопроницаемости ОСК полости замкнутого герметизированного контура (ПЗГК).

Поставленная задача решается двумя способами контроля воздухопроницаемости ОСК ПЗГК.

1-й способ:

При отключенной вытяжной вентиляционной системе и закрытом ее запорно-регулирующем устройстве (далее по тексту - ЗРУ) создаем вентилятором работающей приточной вентиляционной системы предельно допустимое избыточное давление в ПЗГК, регулируя величину избыточного давления с помощью ЗРУ данной приточной вентиляционной системы. После чего замеряем объемные скорости: воздушного потока, поступающего в полость ПЗГК из воздуховода данной приточной вентиляционной системы, и воздушного потока, поступающего из полости замкнутого герметизированного контура на входе его в воздуховод вытяжной вентиляционной системы.

Величина фактического удельного воздухопроницания одного квадратного метра (м²) ОСК ПЗГК при предельно допустимом избыточном давлении в ПЗГК не должна превышать величину расчетного удельного воздухопроницания одного м² ОСК при вышеуказанном предельно допустимом избыточном давлении в ПЗГК:

$$G^{факт1}\le G^{расч1}(1)$$

где

G^факт1 - величина фактического удельного воздухопроницания одного м² ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура, кг/(час×м²), при предельно допустимом избыточном давлении H_2изб;

G^pacч1 - величина расчетного удельного воздухопроницания одного м² ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура, кг/(час×м²), при предельно допустимом избыточном давлении H_2изб.

Величину фактического удельного воздухопроницания одного м² ОСК при предельно допустимом избыточном давлении в ПЗГК определяют отношением произведения разницы общего количества воздуха, поступающего в ПЗГК от работающей приточной системы (измеренного на выходе из приточного воздуховода), и количеством инфильтрируемого воздуха, уходящего из ПЗГК в воздуховод отключенной вытяжной вентиляционной системы (измеренного на входе в вытяжной воздуховод), на удельный вес одного м³ воздуха при температуре (t°C) в ПЗГК к общей площади ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура:

$$G^{факт1}=\left[\left(L_{приточв/с}-L_{инфилвытв/с}\right)\times \gamma \right]/S_{оск}(2).$$

Где

G^факт1 - величина фактического удельного воздухопроницания одного м² ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура, кг/(час×м²), при предельно допустимом избыточном давлении Н_2изб;

L_{приточ в/с} - общее количество воздуха, подаваемого в полость замкнутого герметизированного контура от приточной системы на выходе из воздуховода, м³/час;

L_{инфил выт в/с} - количество инфильтрируемого воздуха, уходящего из полости замкнутого герметизированного контура и измеренного на входе в воздуховод отключенной вентиляционной системы, м³/час;

γ - удельный вес одного м³ воздуха при температуре (t°C), кг;

S_оск - общая площадь ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура, м².

Расчетную удельную воздухопроницаемость одного м² ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура при предельно допустимом избыточном давлении в ПЗГК определяют отношением произведения величины удельного нормативного воздухопроницания одного м² ограждающих строительных конструкций на величину предельно допустимого избыточного давления в ПЗГК к абсолютной величине нормативного давления:

$$G^{расч1}=\left(\left[G^{норм}\right]\times H_{2изб}\right)/\left[H_1\right](3)$$

Где

[G^норм] - величина удельного нормативного воздухопроницания одного м² ограждающих строительных конструкций, кг/(час×м²), при нормативном давлении H₁;

[H₁] - абсолютная величина нормативного давления, Па;

H_2изб - величина предельно допустимого избыточного давления, Па.

2-й способ:

При отключенной приточной вентиляционной системе и закрытом ее ЗРУ, создаем вентилятором работающей вытяжной вентиляционной системы предельно допустимое разрежение в ПЗГК, регулируя величину разряжения с помощью ЗРУ данной вытяжной вентиляционной системы, после чего замеряем объемные скорости: воздушного потока, поступающего из ПЗГК на входе в воздуховод данной вытяжной вентиляционной системы, и воздушного потока, поступающего в ПЗГК на выходе из приточного воздуховода.

Величина фактического удельного воздухопроницания одного м² ОСК ПЗГК при предельно допустимом разрежении в ПЗГК не должна превышать величину расчетного удельного воздухопроницания одного м² ОСК при вышеуказанном предельно допустимом разрежении в ПЗГК

$$G^{факт2}\le G^{расч2}(4)$$ , где

G^факт2 - величина фактического удельного воздухопроницания одного м² ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура, кг/(час×м²), при предельно допустимом разрежении H_2разр;

G^расч2 - величина расчетного удельного воздухопроницания одного м² ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура, кг/(час×м²), при предельно допустимом разрежении Н_2разр.

Величину фактического удельного воздухопроницания одного м² ОСК ПЗГК при предельно допустимом разрежении в ПЗГК определяют отношением произведения разницы общего количества воздуха, удаляемого из ПЗГК работающей вытяжной системы (измеряемого на входе в вытяжной воздуховод), и количеством инфильтрируемого воздуха, поступающего в ПЗГК из воздуховода отключенной приточной вентиляционной системы (измеряемого на выходе из приточного воздуховода), на удельный вес одного м³ воздуха при температуре (t°C) в ПЗГК, к общей площади ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура:

$$G^{факт2}=\left[\left(L_{вытв/с}-L_{инфилпритв/с}\right)\times \gamma \right]/S_{оск}(5)$$

Где

G^факт2 - величина фактического удельного воздухопроницания одного м² ОСК ПЗГК, кг/(час×м²), при предельно допустимом разрежении, Па;

L_{выт в/с} - общее количество воздуха, удаляемого из ПЗГК работающей вытяжной вентиляционной системой на входе его в вытяжной воздуховод данной вентиляционной системы, м³/час;

L_{инфил прит в/с} - количество инфильтрируемого воздуха, поступающего в ПЗГК из отключенной приточной вентиляционной системы на выходе его из приточного воздуховода, м³/час;

γ - удельный вес одного м³ воздуха при его температуре t°С, кг;

S_оск - общая площадь ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура, м².

Расчетную удельную воздухопроницаемость одного м² ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура при предельно допустимом разрежения в ней определяют отношением произведения величины удельного нормативного воздухопроницания одного м² ограждающих строительных конструкций на абсолютную величину предельно допустимого разрежения к величине нормативного давления:

$$G^{расч2}=\left(\left[G^{норм}\right]\times H_{2разр}\right)/\left[H_1\right](6)$$

Где

[G^норм] - величина удельного нормативного воздухопроницания одного м² ограждающих строительных конструкций, кг/(час×м²), при нормативном давлении H₁;

[H₁] - абсолютная величина нормативного давления, Па;

H_2разр - абсолютная величина предельно допустимого разрежения, Па.

Указанные способы контроля ОСК ПЗГК дополнительно обеспечивают ряд следующих преимуществ:

- одновременное испытание ограждающих строительных конструкций ПЗГК на расчетную проектную прочность в зависимости от класса чистоты испытуемого помещения как в режиме разрежения, так и в режиме избыточного давления воздуха, позволяет моделировать нештатную техногенную ситуацию при отключении одной из обслуживающих ПЗГК вентиляционных систем (приточной или вытяжной);

- создание увеличенной объемной скорости инфильтруемого воздушного потока в неплотностях ОСК ПЗГК, в неплотностях воздуховодов на участке от испытуемого асептического помещения до ЗРУ и конструкции закрытого ЗРУ позволяет проводить более достоверные инструментальные замеры воздушного потока в диапазоне наиболее устойчивой работы приборов контроля объемной скорости воздушного потока в сечении воздуховодов приточной и вытяжной вентиляционных систем;

- сокращает время визуального поиска мест неорганизованного воздухопроницания ОСК ПЗГК.

В графической части Фиг.1 показана схема для осуществления способа контроля воздухопроницаемости ОСК ПЗГК.

Указанная схема содержит: ограждающие строительные конструкции полости замкнутого герметизированного контура 1, полость замкнутого герметизированного контура 2, вентилятор 3 приточной вентиляционной системы, вентилятор 4 вытяжной вентиляционной системы, запорно-регулирующие устройство 5 приточной вентиляционной системы, запорно-регулирующие устройство 6 вытяжной вентиляционной системы, прибор контроля избыточного давления (разрежения) воздуха 7, импульсная трубка 8 для подключения прибора контроля давления, прибор контроля скорости воздушного потока 9, датчик прибора контроля скорости воздушного потока 10, телескопическая трубка 11 прибора контроля скорости воздушного потока, вытяжной воздуховод 12, приточный воздуховод 13, передаточное устройство 14, уплотненная дверь 15 ограждающих строительных конструкций замкнутого герметизированного контура, неуплотненная дверь 16 в полости замкнутого герметизированного контура, фильтр 17.

Испытание воздухопроницаемости ограждающих строительных конструкций 1 полости замкнутого герметизированного контура 2 методом создания избыточного давления (1-й способ) выполняют в следующей последовательности:

- открывают все двери 16 внутри полости герметизированного контура 2;

- закрывают все уплотненные двери 15 и передаточное устройство 14 ограждающих строительных конструкций 1 полости замкнутого герметизированного контура 2;

- закрывают запорно-регулирующее устройство вытяжной вентиляционной системы 6;

- прибор контроля избыточного давления воздуха 7 подключают к полости 2 через импульсную трубку 8;

- включают в работу вентилятор 3 приточной вентиляционной системы;

- регулирующим устройством 5 устанавливают необходимую предельно допустимую величину избыточного давления в полости замкнутого герметизированного контура 2;

- прибором контроля скорости воздушного потока 9 и его датчиком 10, размещенным в приточном воздуховоде 13, контролируют объемную скорость воздуха, проходящего через сечение приточного воздуховода 3 в месте его примыкания к ограждающим строительным конструкциям 1 ПЗГК 2;

- прибором контроля скорости воздушного потока 9 и его датчиком 10, размещенным в вытяжном воздуховоде 12, контролируют объемную скорость воздуха, проходящего через сечение вытяжного воздуховода 12 в месте его примыкания к ограждающим строительным конструкциям 1 ПЗГК 2;

- измеряют температуру воздуха в ПЗГК 2.

Расчет воздухопроницаемости ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура первым способом (избыточное давление) выполняют по уравнениям 1, 2 и 3.

Испытание воздухопроницаемости ограждающих строительных конструкций 1 полости замкнутого герметизированного контура 2 методом создания разрежения (2-й способ) выполняют в следующей последовательности:

- открывают все двери 16 внутри полости герметизированного контура 2;

- закрывают все уплотненные двери 15 и передаточное устройство 14 ограждающих строительных конструкций 1 полости замкнутого герметизированного контура 2;

- закрывают запорно-регулирующее устройство приточной вентиляционной системы 5;

- прибор контроля разрежения воздуха 7 подключают к полости 2, через импульсную трубку 8;

- включают в работу вентилятор 4 вытяжной вентиляционной системы;

- регулирующим устройством 6 устанавливают необходимую предельно допустимую величину разрежения в полости замкнутого герметизированного контура 2;

- прибором контроля скорости воздушного потока 9 и его датчиком 10, размещенным в вытяжном воздуховоде 12, контролируют объемную скорость воздуха, проходящего через сечение вытяжного воздуховода 12 в месте его примыкания к ограждающим строительным конструкциям 1 ПЗГК 2;

- прибором контроля скорости воздушного потока 9 и его датчиком 10, размещенным в приточном воздуховоде 13, контролируют объемную скорость воздуха, проходящего через сечение приточного воздуховода 13 в месте его примыкания к ограждающим строительным конструкциям 1 ПЗГК 2;

- измеряют температуру воздуха в ПЗГК 2.

Расчет воздухопроницаемости ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура вторым способом (разрежение) выполняют по уравнениям 4, 5 и 6.

Библиографические данные

1. СНиП 3.05.01-85 - «Внутренние санитарно-технические системы». Испытания. Вентиляция и кондиционирование воздуха, п.17.

2. ВСН 64-064-88 - «Инструкция по строительному проектированию предприятий медицинской и микробиологической промышленности», п.4.18.

3. Патент SU 1640565 A1, кл. G01M 3/26, 1987 «Способ контроля герметичности полых объектов».

Изобретение относится к области контрольно-испытательной техники и может быть использовано в фармацевтической, медицинской, микробиологической промышленности, в частности при испытаниях асептических объектов с повышенными требованиями к воздухопроницанию их ограждающих строительных конструкций (ОСК), что обеспечивается за счет того, что используют обслуживающие данную полость замкнутого герметизированного контура (ПЗГК) приточную и вытяжную вентиляционные системы, при этом при отключенной вытяжной вентиляционной системы и закрытом ее запорно-регулирующем устройстве (ЗРУ) создают вентилятором приточной вентиляционной системы предельно допустимое избыточное давление в ПЗГК, регулируя величину избыточного давления, после чего замеряют объемные скорости воздушного потока, поступающего в ПЗГК воздуховода данной приточной вентиляционной системы, и воздушного потока, поступающего из ПЗГК, причем величина фактического удельного воздухопроницания одного м² ОСК ПЗГК при предельно допустимом, избыточном давлении в ПЗГК не должна превышать величину расчетного удельного воздухопроницания одного м² ОСК при вышеуказанном предельно допустимом избыточном давлении в ПЗГК, а величину фактического удельного воздухопроницания одного м² ОСК при предельно допустимом избыточном давлении в ПЗГК и расчетную удельную воздухопроницаемость одного м² ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура при предельно допустимом избыточном давлении в ней определяют описанном в пунктах формулы образом. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля воздухопроницаемости ограждающих строительных конструкций (далее по тексту ОСК) полости замкнутого герметизированного контура, содержащий ограждающие конструкции стен, потолков и полов, вводы инженерных коммуникаций, уплотненные и неуплотненные двери, передаточные устройства, включающий использование обслуживающих данную полость замкнутого герметизированного контура приточной и вытяжной вентиляционных систем, их воздуховодов, вентиляторов, фильтров, запорно-регулирующих устройств, прибора контроля давления в полости и прибора контроля скорости воздушного потока в воздуховодах, отличающийся тем, что при отключенной вытяжной вентиляционной системе и закрытом ее запорно-регулирующем устройстве (далее по тексту - ЗРУ) создаем постоянно работающим вентилятором приточной вентиляционной системы предельно допустимое избыточное давление в полости замкнутого герметизированного контура (далее по тексту - ПЗГК), регулируя величину избыточного давления с помощью ЗРУ данной приточной вентиляционной системы, после чего замеряются объемные скорости: воздушного потока, поступающего в ПЗГК из воздуховода данной приточной вентиляционной системы, и воздушного потока, поступающего из полости замкнутого герметизированного контура (измеренного на входе в воздуховод вытяжной вентиляционной системы), величина фактического удельного воздухопроницания одного м² ОСК ПЗГК при предельно допустимом избыточном давлении в ПЗГК не должна превышать величину расчетного удельного воздухопроницания одного м² ОСК при выше указанном предельно допустимом избыточном давлении в ПЗГК:
$$G^{факт1}\le G^{расч1},(1)$$
величину фактического удельного воздухопроницания одного м² ОСК при предельно допустимом избыточном давлении в ПЗГК определяют отношением произведения разницы общего количества воздуха, поступающего в ПЗГК от постоянно работающего вентилятора приточной системы на выходе из приточного воздуховода (L_{приточ. в/с}), и количества инфильтрируемого воздуха, уходящего из ПЗГК в воздуховод отключенной вытяжной вентиляционной системы на входе в вытяжной воздуховод (L_{инфил. выт. в/с}), на удельный вес одного м³ воздуха при температуре (t°C) в ПЗГК (γ) к общей площади ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура:
$$G^{факт1}=\left[\left(G_{приточ.в/с}-L_{инфил.выт.в/с}\right)\cdot \gamma \right]/S_{оск},(2)$$
расчетную удельную воздухопроницаемость одного м² ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура при предельно допустимом избыточном давлении в ней определяют отношением произведения величины удельного нормативного воздухопроницания одного м² ограждающих строительных конструкций ([G^нopм]) на величину предельно допустимого избыточного давления в ПЗГК (H_2изб) к абсолютной величине нормативного давления ([H₁]):
$$G^{расч1}=\left(\left[G^{норм}\right]\cdot H_{2изб}\right)/\left[H_1\right].(3)$$

2. Способ контроля воздухопроницаемости ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура, содержащий ограждающие конструкции стен, потолков и полов, вводы инженерных коммуникаций, уплотненные и неуплотненные двери, передаточные устройства, включающий использование обслуживающих данную полость замкнутого герметизированного контура приточной и вытяжной вентиляционных систем, их воздуховодов, вентиляторов, фильтров, запорно-регулирующих устройств, прибора контроля разрежения в полости и прибора контроля скорости воздушного потока в воздуховодах, отличающийся тем, что при отключенной приточной вентиляционной системе и закрытом ее ЗРУ, создаем постоянно работающим вентилятором вытяжной вентиляционной системы предельно допустимое разрежение в ПЗГК, регулируя величину разрежения с помощью ЗРУ данной вытяжной вентиляционной системы, после чего замеряются объемные скорости: воздушного потока, поступающего из ПЗГК в воздуховод данной вытяжной системы, и воздушного потока, поступающего в ПЗГК (измеренного на выходе из воздуховода приточной вентиляционной системы), величина фактического удельного воздухопроницания одного м² ОСК ПЗГК при предельно допустимом разрежении в ПЗГК не должна превышать величину расчетного удельного воздухопроницания одного м² ОСК при выше указанном предельно допустимом разрежении в ПЗГК:
$$G^{факт2}\le G^{расч2},(4)$$
величину фактического удельного воздухопроницания одного м² ОСК ПЗГК при предельно допустимом разрежении в ПЗГК определяют отношением произведения разницы общего количества воздуха, удаляемого из ПЗГК работающей вытяжной системой на входе в вытяжной воздуховод (L_{выт. в/с}), и количества инфильтрируемого воздуха, поступающего в ПЗГК из воздуховода отключенной приточной вентиляционной системы, измеренного на выходе из него (L_{инфил. прит. в/с}), на удельный вес одного м³ воздуха при его температуре (t°C) в ПЗГК (γ), к общей площади ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура (S_оск):
$$G^{факт2}=\left[\left(G_{выт.в/с}-L_{инфил.прит.в/с}\right)\cdot \gamma \right]/S_{оск},(5)$$
расчетную удельную воздухопроницаемость одного м² ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура при предельно допустимом разрежении в ней определяют отношением произведения величины удельного нормативного воздухопроницания одного м² ограждающих строительных конструкций ([G^норм]) на абсолютную величину предельно допустимого разрежения в ПЗГК (H_2разр) к абсолютной величине нормативного давления ([H₁]):
$$G^{расч2}=\left(\left[G^{норм}\right]\cdot H_{2разр}\right)/\left[H_1\right].(6)$$