Методика аэродинамического расчета воздуховодов — УКЦ
Этим материалом редакция журнала «Мир Климата» продолжает публикацию глав из книги «Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию для произ-
водственных и общественных зданий». Автор Краснов Ю.С.
Аэродинамический расчет воздуховодов начинают с вычерчивания аксонометрической схемы (М 1: 100), проставления номеров участков, их нагрузок L (м3/ч) и длин I (м). Определяют направление аэродинамического расчета — от наиболее удаленного и нагруженного участка до вентилятора. При сомнениях при определении направления рассчитывают все возможные варианты.
Расчет начинают с удаленного участка: определяют диаметр D (м) круглого или площадь F (м2) поперечного сечения прямоугольного воздуховода:
Рекомендуемую скорость принимают следующей:
в начале системы | вблизи вентилятора | |
Административные здания | 4-5 м/с | 8-12 м/с |
Производственные здания | 5-6 м/с | 10-16 м/с |
Скорость растет по мере приближения к вентилятору.
По приложению Н из [30] принимают ближайшие стандартные значения: DCT или (а х b)ст (м).
Рис. 1. Аксонометрическая схема воздуховода |
Фактическая скорость (м/с):
или |
Гидравлический радиус прямоугольных воздуховодов (м):
Критерий Рейнольдса: Re=64100×Dст× υфакт (для прямоугольных воздуховодов Dст=DL). Коэффициент гидравлического трения: λ=0,3164 × Re-0,25 при Re≤60000, λ=0,1266 × Re-0,167 при Re Потери давления на расчетном участке (Па): |
где
— сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховодов.
Местные сопротивления на границе двух участков (тройники, крестовины) относят к участку с меньшим расходом.
Коэффициенты местных сопротивлений даны в приложениях.
Схема приточной системы вентиляции, обслуживающей 3-этажное административное здание
Пример расчета
Исходные данные:
№ участков | подача L, м3/ч | длина L, м | υрек, м/с | сечение а × b, м | υф, м/с | Dl,м | Re | λ | Kmc | потери на участке Δр, па |
решетка рр на выходе | 0,2 × 0,4 | 3,1 | — | — | — | 1,8 | 10,4 | |||
1 | 720 | 4,2 | 4 | 0,2 × 0,25 | 4,0 | 0,222 | 56900 | 0,0205 | 0,48 | 8,4 |
2 | 1030 | 3,0 | 5 | 0,25× 0,25 | 4,6 | 0,25 | 73700 | 0,0195 | 0,4 | 8,1 |
3 | 2130 | 2,7 | 6 | 0,4 × 0,25 | 5,92 | 0,308 | 116900 | 0,0180 | 0,48 | 13,4 |
4 | 3480 | 14,8 | 7 | 0,4 × 0,4 | 6,04 | 0,40 | 154900 | 0,0172 | 1,44 | 45,5 |
5 | 6830 | 1,2 | 8 | 0,5 × 0,5 | 7,6 | 0,50 | 234000 | 0,0159 | 0,2 | 8,3 |
6 | 10420 | 6,4 | 10 | 0,6 × 0,5 | 0,545 | 337000 | 0,0151 | 0,64 | 45,7 | |
6а | 10420 | 0,8 | ю. | Ø0,64 | 8,99 | 0,64 | 369000 | 0,0149 | 0 | 0,9 |
7 | 10420 | 3,2 | 5 | 0,53 × 1,06 | 5,15 | 0,707 | 234000 | 0,0312 ×n | 2,5 | 44,2 |
Суммарные потери: 185 | ||||||||||
Таблица 1. Аэродинамический расчет |
Примечание. Для кирпичных каналов с абсолютной шероховатостью 4 мм и υ ф = 6,15 м/с, поправочный коэффициент n = 1,94 ([32], табл. 22.12.) |
Воздуховоды изготовлены из оцинкованной тонколистовой стали, толщина и размер которой соответствуют прил. Н из [30]. Материал воздухозаборной шахты — кирпич. В качестве воздухораспределителей применены решетки регулируемые типа РР с возможными сечениями: 100 х 200; 200 х 200; 400 х 200 и 600 х 200 мм, коэффициентом затенения 0,8 и максимальной скоростью воздуха на выходе до 3 м/с.
Сопротивление приемного утепленного клапана с полностью открытыми лопастями 10 Па. Гидравлическое сопротивление калориферной установки 100 Па (по отдельному расчету). Сопротивление фильтра G-4 250 Па. Гидравлическое сопротивление глушителя 36 Па (по акустическому расчету). Исходя из архитектурных требований проектируют воздуховоды прямоугольного сечения.
Сечения кирпичных каналов принимают по табл. 22.7 [32].
Коэффициенты местных сопротивлений
Участок 1. Решетка РР на выходе сечением 200×400 мм (рассчитывают отдельно):
Динамическое давление:
KMC решетки (прил. 25.1) = 1,8. Падение давления в решетке: Δр — рД × KMC = 5,8 × 1,8 = 10,4 Па. Расчетное давление вентилятора р: Δрвент = 1,1 (Δраэрод + Δрклап + Δрфильтр + Δркал + Δрглуш)= 1,1 (185 + 10 + 250 + 100 + 36) = 639 Па. Подача вентилятора: Lвент= 1,1 х Lсист = 1,1 х 10420 = 11460 м3/ч. Выбран радиальный вентилятор ВЦ4-75 № 6,3, исполнение 1: L = 11500 м3 /ч; Δрвен = 640 Па (вентагрегат Е6.3.090- 2а), диаметр ротора 0,9 х Dпом., частота вращения 1435 мин-1, электродвигатель 4А10054; N = 3 кВт установлен на одной оси с вентилятором. Масса агрегата 176 кг.Проверка мощности электродвигателя вентилятора (кВт): |
По аэродинамической характеристике вентилятора nвент = 0,75.
№ участков | Вид местного сопротивления | Эскиз | Угол α, град. | Отношение | Обоснование | КМС | ||
F0/F1 | L0/Lст | fпрох/fств | ||||||
1 | Диффузор | 20 | 0,62 | — | — | Табл. 25.1 | 0,09 | |
Отвод | 90 | — | — | — | Табл. 25.11 | 0,19 | ||
Тройник-проход | — | — | 0,3 | 0,8 | Прил. 25.8 | 0,2 | ||
∑ = | 0,48 | |||||||
2 | Тройник-проход | — | — | 0,48 | 0,63 | Прил. 25.8 | 0,4 | |
3 | Тройник-ответвление | — | 0,63 | 0,61 | — | Прил. 25.9 | 0,48 | |
4 | 2 отвода | 250 × 400 | 90 | — | — | — | Прил. 25.11 | |
Отвод | 400 × 250 | 90 | — | — | — | Прил. 25.11 | 0,22 | |
Тройник-проход | — | — | 0,49 | 0,64 | Табл. 25.8 | 0,4 | ||
∑ = | 1,44 | |||||||
5 | Тройник-проход | — | — | 0,34 | 0,83 | Прил. 25.8 | 0,2 | |
6 | Диффузор после вентилятора | h=0,6 | 1,53 | — | — | Прил. 25.13 | 0,14 | |
Отвод | 600 × 500 | 90 | — | — | — | Прил. 25.11 | 0,5 | |
∑= | 0,64 | |||||||
6а | Конфузор перед вентилятором | Dг=0,42 м | Табл. 25.12 | 0 | ||||
7 | Колено | 90 | — | — | — | Табл. 25.1 | 1,2 | |
Решетка жалюзийная | Табл. 25.1 | 1,3 | ||||||
∑ = | 1,44 | |||||||
Таблица 2. Определение местных сопротивлений |
Краснов Ю.С.,
«Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию для производственных и общественных зданий», глава 15. «Термокул»
профессиональные услуги в сфере вентиляции
Эффективность работы систем вентиляции зависит от соответствия технических характеристик вентустановок и параметров сети, по которым предполагается перемещение воздуха. Аэродинамический расчет системы позволяет подобрать оптимальную комплектацию оборудования, устройств и воздуховодов, обеспечивающих требуемую кратность воздухообмена в обслуживаемых помещениях. Именно этот этап называют одним из основных при разработке проекта для объектов любого масштаба и назначения.
Аэродинамический расчет вентиляции – это теоретическое определение потерь давления, обусловленных сопротивлением потоку воздуха всех элементов системы. Каждый поворот, изменение диаметра воздуховода, подключение воздухонагревателей или кондиционирующих установок, врезка вентрешеток или диффузоров, все это влияет на производительность системы вентиляции.
Если следовать нормативным правилам, аэродинамический расчет необходим даже при установке вытяжного вентилятора в санузле или бытовой вытяжки на кухне. В противном случае можно нарушить весь воздухообмен в квартире, доме, а тем более на коммерческих или производственных объектах, отличающихся сложной конфигурацией сети.
Основные параметры для расчета
На практике аэродинамический расчет вентиляции применяется для решения двух типов задач, от которых зависят исходные параметры, которые необходимо учитывать. Проектировщикам приходится сталкиваться с такими ситуациями:
- Необходим прямой аэродинамический расчет, позволяющий определить параметры воздуховодов и других элементов системы, при которых имеющаяся вентустановка способна обеспечить требуемый воздухообмен в обслуживаемых помещениях. Такой подход позволяет подобрать сечение воздуховодов, комплектующие с необходимыми характеристиками с учетом возможностей эксплуатируемого или выбранного по стоимости вентилятора;
- Требуется обратный аэродинамический расчет вентиляции, который позволит подобрать оптимальную по техническим характеристикам модель вентустановки с учетом особенностей уже функционирующей сети. Эту задачу приходится решать при модернизации уже существующих вентсистем, переделка которых практически невозможна или требует серьезных финансовых вложений.
Аэродинамический расчет воздуховодов и всей сети потребует информацию по следующим параметрам:
- Фактическая аксонометрическая схема сети, отображающая конфигурацию системы вентиляции как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости;
- Данные по протяженности всех ветвей системы;
- Размеры поперечного сечения воздуховодов на всех участках;
- Необходимая кратность воздухообмена в помещениях разного назначения;
- Сведения о технических характеристиках используемых вентиляторов и других устройств;
- Основные физические характеристики воздуха при разных температурах;
- Из каких материалов сделаны воздуховоды, вентиляционные шахты;
- Поправочные коэффициенты, учитывающие шероховатость материалов, из которых сделаны все участки воздуховодов;
- Допустимая скорость движения воздуха в сети, которая выбирается на основании действующих нормативных документов.
Вся эта информация определяется по фактическим показателям и выбирается в специализированной справочной литературе.
Формула расчета
Чтобы правильно выполнить аэродинамический расчет, потребуется ряд формул, позволяющих получить необходимые показатели. Среди основных выделим:
Расчет необходимого сечения воздуховодов на основании необходимого расхода воздуха и допустимой скорости его движения:
По полученному значению определяют диаметр круглого или стороны прямоугольного воздуховодов по простейшим математическим формулам, которые даже нет смысла приводить.
Полученное значение округляют до первого ближайшего показателя Dст, Аст, Вст. На основании полученных данных рассчитывают фактическое сечение воздуховода Fфакт и скорость движения воздуха при нормированном расходе Vфакт.
Для прямоугольных воздуховодов рассчитывают эквивалентный диаметр, который потребуется для дальнейших вычислений:
DL = (2 Аст, х Вст)/( Аст, + Вст)
Определяют величину показателя подобия Рейнольдса по формуле:
Re = 64100 х Dст х Vфакт
Обратите внимание – для прямоугольных воздуховодов Dст = DL
Исходя из величины показателя подобия выбирают коэффициент трения воздуха о стенки воздуховодов. Если Re меньше или равно 60000, то выбирают коэффициент по формуле:
ʎтр = 0,3164/ Re – 0,25
Если Re больше 60000, применяют следующую формулу:
ʎтр = 0,1266/ Re – 0,167
Для определения потерь на отдельных участках используют формулу:
Р = ((ʎтр х L)/ Dст + ʎм) х 0,6 х V2 факт, где;
L – фактическая длина расчетного участка, м;
ʎм – коэффициент местного сопротивления, значение которого берется из справочной литературы.
Полученные значения потерь давления на отдельных участках суммируются, что позволяет получить результат для всей системы вентиляции.
На основании полученных данных выбирают подходящую модель вентилятора, учитывая то, что требуется запас в 10% по производительности и напорным характеристикам.
На завершающем этапе определяют мощность, потребляемую электродвигателем вентилятора и сравнивают ее со значением, указанным заводом-производителем оборудования. Расчет выполняют по формуле:
N = (Qвент х Pвент)/(3600 х 1000 х ŋ), где
Qвент – расход воздуха, создаваемый вентилятором;
Pвент – создаваемое оборудованием давление;
ŋ – коэффициент полезного действия вентилятора.
Выполненный по этим формулам аэродинамический расчет воздуховодов и всей вентиляционной сети гарантирует, что система будет эффективно функционировать, но при условии, что на этапе монтажа все будет сделано правильно.
Пример аэродинамического расчета
Аэродинамический расчет начинают с аксонометрической проекции и разбиения системы на отдельные участки. Выбирают наиболее протяженную магистраль, с которой и начинают расчет. Если в схему включены магистрали с одинаковой протяженностью, то в первую очередь рассчитывают показатели по ветви с большим расходом. На следующих этапах проводят вычисления по всем остальным ветвям, а общий результат увязывается.
В качестве примера рассмотрим систему вентиляции со следующей схемой:
Исходные данные и результаты расчета:
По полученным данным выбираем модель вентилятора ВЦ4-75 № 6,3, который обеспечивает расход в пределах 11500 кубометров в час, развивая давление 640 Па. Проверяем мощность вентилятора:
N = (11500 х 640)/ (3600 х 1000 х 0,75) = 2,7 кВт.
Этот результат соответствует характеристикам, заявленным производителем, поэтому сможет обеспечить эффективность работы в этих условиях.
Несмотря на кажущуюся простоту расчета, выполнять его, особенно для сложных систем, должен квалифицированный специалист, это позволит избежать ошибок. На практике получило применение специальных программ, позволяющих упростить решение задачи. Выполнение сложных расчетов вручную занимает много времени, вероятность ошибок существенно возрастает. Именно поэтому рекомендуем обращаться в специализированные организации, когда возникает необходимость определить параметры системы вентиляции, которая будет эффективно работать в определенных условиях.
При грамотном подходе к решению задачи все расчеты могут быть выполнены буквально за несколько дней с гарантией того, что система будет функционировать как положено.
Похожие статьи
Расчет свежего воздуха согласно ASHRAE 62.1
Тепловой комфорт является основой строительства дома с самого начала, в основном для защиты от суровых климатических условий снаружи. Сегодня здания достаточно продвинуты, чтобы контролировать вентиляцию здания. Для этого любой системе HVAC необходим свежий воздух. Свежий воздух — это воздух снаружи, а не воздух внутри комнаты или другого замкнутого пространства.
Почему это важно?
Свежий воздух необходим как для физического, так и для психического здоровья. Но, к сожалению, большинство из нас из-за того, что живут и работают в закрытых помещениях, не получают оптимального количества необходимого свежего воздуха.
В некоторых зданиях, если воздух в помещении рециркулируется, из-за чего примеси могут снова и снова вдыхаться, включая загрязнение внутри помещений и более высокий уровень углекислого газа. Это создает плохое качество воздуха в помещении. Чтобы избежать этого, свежий воздух подается в соответствии с количеством людей и площадью помещения.
Вы когда-нибудь задумывались, сколько воздуха требуется человеку в секунду?
Средняя потребность в свежем воздухе на человека в секунду составляет 8 литров ! Вот каким воздухом мы дышим!
Если мы не получаем столько свежего воздуха, мы можем испытывать усталость, сонливость и тупость ума.
Возможно, вы слышали о синдроме больного здания (SBS ). Это относится к ряду заболеваний, которые возникают в результате воздействия вредных химических токсинов в доме или на рабочем месте. Основными условиями синдрома больного здания являются длительное пребывание в хорошо закрытых, плохо проветриваемых зданиях, содержащих токсины в воздухе помещений.
Рис. Справочное здание
Расчет приточного воздуха
Процедура скорости вентиляции широко используется, так как она включает стандартные расчеты, хорошо известные в отрасли HVAC. Основываясь на исследованиях загрязнения воздуха, ASHRAE определила идеальные показатели вентиляции для каждого типа здания, которые представлены на квадратный фут и на одного человека:
- Расчетный расход воздуха на единицу площади выражается в кубических футах в минуту на квадратный фут.
- Компонент заполняемости выражается в кубических футах в минуту на человека.
Vbz = Rp · Pz + Ra · Az
Az = площадь пола зоны: чистая занимаемая площадь вентиляционной зоны ft2 (м2)
Pz = население зоны: количество людей в зона вентиляции при обычном использовании.
Rp = требуемый расход наружного воздуха на человека согласно таблице 6-1
Ra = требуемый расход наружного воздуха на единицу площади согласно таблице 6-1
Рис. Таблица, показывающая куб. ценности человека из ASHRAE 62,1
Например, минимальная скорость вентиляции для ресторана составляет 0,18 кубических футов в минуту на кв. фут. и 7,5 кубических футов в минуту на человека. Если площадь составляет 5000 кв. футов, а ресторан рассчитан на 200 человек, требуемая скорость вентиляции будет следующей:
- Компонент площади = 0,18 куб. футов/кв. фут x 4500 кв. футов = 810 куб. футов
- Заполняемость компонент = 10 куб. футов в минуту на человека x 300 человек = 3000 куб.0002 Это значение называется Поток наружного воздуха в зоне дыхания в стандарте ASHRAE 62.1. Затем его делят на эффективность распределения воздуха в зоне , , чтобы получить поток наружного воздуха в зоне , , который должен обеспечиваться системой вентиляции. Если эффективность распределения для приведенного выше примера равна 0,8, зональный поток наружного воздуха должен составлять 4762,5 кубических футов в минуту (3810 кубических футов в минуту / 0,8).
Нравится:
Нравится Загрузка…
25 сентября 2020 г.принципы и примеры расчета
Мечтаете, чтобы в доме был здоровый микроклимат и ни в одной комнате не пахло затхлостью и сыростью? Чтобы дом был по-настоящему комфортным, еще на этапе проектирования необходим грамотный расчет вентиляции.
Если при строительстве дома вы упустите этот важный момент, в будущем вам придется решать ряд проблем: от удаления плесени в ванной до нового ремонта и установки системы воздуховодов. Согласитесь, не слишком приятно увидеть черную рассаду на кухне на подоконнике или в углах детской комнаты, и снова погрузиться в ремонтные работы.
В представленной нами статье собраны полезные материалы по расчету систем вентиляции, справочные таблицы. Приведены формулы, наглядные иллюстрации и реальный пример для помещений различного назначения и определенной площади, показанные в видео.
Содержание статьи:
- Причины проблем с вентиляцией
- Как рассчитать воздухообмен?
- Примеры расчета объема воздухообмена
- Как выбрать сечение воздуховода?
- Выводы и полезное видео по теме
Причины проблем с вентиляцией
При правильных расчетах и правильном монтаже вентиляция дома осуществляется в нужном режиме. Это означает, что воздух в жилом помещении будет свежим, с нормальной влажностью и без неприятных запахов.
Если наблюдается обратная картина, например, постоянная духота, в санузле или другие негативные явления, необходимо проверить состояние системы вентиляции.
Фотогалерея
Фото
Расчет и проектирование вентиляции осуществляется на стадии проектирования строительства или перепланировки. Система необходима для обеспечения нормального микроклимата в помещении
При проектировании и выполнении расчетов системы вентиляции выбираются оптимальные сечения воздуховодов и мощность оборудования
В системах вентиляции с механическим нагнетанием воздуха , вентиляторы несут ответственность за его движение. В приточных вентиляторах подача воздуха в помещение, в вытяжных — отвод
Если система вентиляции строится параллельно с системой кондиционирования или воздушного отопления, то в расчетах необходимо учитывать объем подаваемого ими воздуха
Вытяжка не должна подключаться к вентиляционному каналу. Это отдельные системы, каждая из которых решает свои задачи.
Поскольку условия эксплуатации разных помещений различны, расчеты для них производятся отдельно
Система вентиляции разрабатывается не только для помещений, но и для отдельных строительных конструкций. Например, вентиляция подкровельного пространства устроена для отвода конденсата из-под кровли
Оборудованы обязательной системой вентиляции подвальные помещения и цокольный этаж. Вентиляция продлит срок службы заглубленных и контактирующих с грунтом конструкций и, как следствие, увеличит срок службы здания
Вентиляция частного чердака
Вентканал в перекрытии каркасного дома
Элементы приточно-вытяжной системы
Вентиляция спаренная с кондиционером
Решетка вентиляционная и вытяжка
Вытяжной вентилятор в ванной
Кровельная вентиляция
Приточная труба подвала
Немало проблем вызывает отсутствие тончайших щелей, характерных для окон и дверей, спровоцированных установкой герметичных пластиковых конструкций. В этом случае в дом поступает слишком мало свежего воздуха, нужно позаботиться о его притоке.
Засорение и разгерметизация воздуховодов могут вызвать серьезные проблемы с удалением отработанного воздуха, насыщенного неприятными запахами, а также избыточного количества водяного пара.
В результате в служебных помещениях могут появиться колонии грибков, что плохо сказывается на здоровье людей и может спровоцировать ряд тяжелых заболеваний.
Запотевшие окна, плесень и грибок в ванной, духота – все это явные признаки того, что жилые помещения плохо проветриваются
Но бывает и так, что элементы работают нормально, но проблемы, описанные выше, остаются нерешенными. Возможно, расчеты системы вентиляции для конкретного дома или квартиры были проведены неправильно.
Может негативно сказаться на вентиляции помещений, их переделке, перепланировке, появлении пристроек, установке уже упомянутых ранее металлопластиковых окон и т. д. При таких существенных изменениях не место перерасчетам и модернизации существующей вентиляции систему в соответствии с новыми данными.
Одним из простых способов обнаружения проблем с вентиляцией является . К решетке вытяжного отверстия следует поднести зажженную спичку или лист папиросной бумаги. Не следует использовать для такой проверки открытый огонь, если в помещении используется газовое отопительное оборудование.
Слишком плотные внутренние двери могут мешать нормальной циркуляции воздуха по дому, решить проблему помогут специальные решетки или отверстия
Если пламя или бумага уверенно отклоняются в сторону вытяжки, сквозняк, если этого не происходит или отклонение слабый, неравномерный, становится очевидной проблема со сбросом отработанного воздуха. Причиной могут быть закупорки или повреждения воздуховода в результате неумелого ремонта.
Устранить поломку удается не всегда, решением проблемы часто становится установка дополнительного вытяжного вентиляционного оборудования. Перед их установкой также не помешает произвести необходимые расчеты.
Для определения наличия или отсутствия нормальной тяги в системе вытяжной вентиляции дома можно воспользоваться пламенем или листом тонкой бумаги
Как рассчитать воздухообмен?
Все расчеты систем вентиляции сводятся к определению объема воздуха в помещении. В качестве такой комнаты можно рассматривать как отдельную комнату, так и совокупность комнат в конкретном доме или квартире.
На основании этих данных, а также сведений из нормативных документов рассчитываются основные параметры системы вентиляции, такие как количество и сечение воздуховодов, мощность вентилятора и т. д.
Существуют специализированные методики расчета, позволяющие рассчитывать не только обновление воздушных масс в помещении, но и отвод тепловой энергии, изменение влажности, удаление загрязнений и т. д. Такие расчеты обычно выполняются для зданий промышленного назначения , социальные или любые специализированные цели.
Если есть необходимость или желание выполнить такие подробные расчеты, лучше всего обратиться к инженеру, изучавшему такие методы.
Для самостоятельного расчета жилых помещений используйте следующие варианты:
- по кратности;
- по санитарным нормам;
- по районам.
Все эти методики относительно просты, разобравшись в их сути, рассчитать основные параметры своей вентиляционной системы сможет даже неспециалист. Самый простой способ — использовать расчет площади. За основу берется следующая норма: каждый час в дом должно поступать три кубометра свежего воздуха на каждый квадратный метр площади.
Количество людей, постоянно проживающих в доме, не учитывается.
Система вентиляции в жилых домах устроена так, что воздух поступает через спальню и гостиную, а удаляется из кухни и ванной
Расчет санитарных норм также относительно прост. В этом случае для расчетов используется не площадь, а данные о количестве постоянных и временных жителей.
Для каждого жителя необходимо обеспечить приток свежего воздуха в количестве 60 куб.м в час. Если в помещении регулярно присутствуют временные посетители, то на каждого такого человека нужно добавить еще 20 кубометров в час.
Чуть сложнее расчет частоты воздухообмена. При его выполнении учитывается назначение каждого отдельного помещения и нормы кратности воздухообмена для каждого из них.
Кратностью воздухообмена называют коэффициент, отражающий величину полной замены вытяжного воздуха в помещении в течение одного часа. Соответствующая информация содержится в специальной нормативной таблице ( СНиП 2.08.01-89* Жилые дома, прил. 4 ).
По данной таблице расчет вентиляции дома выполняется по кратностям. Соответствующие коэффициенты отражают скорость воздухообмена в единицу времени в зависимости от назначения помещения
Рассчитайте количество воздуха, которое необходимо обновить в течение часа, по формуле:
L = N * V ,
Где:
- N — скорость воздухообмена в час, взятая из таблицы;
- V — объем помещения, куб.м
Объем каждого помещения посчитать очень просто, для этого нужно площадь помещения умножить на его высоту. Затем для каждого помещения рассчитывается объем воздухообмена в час по приведенной выше формуле.
Показатель L по каждому помещению суммируется, итоговое значение позволяет получить представление о том, сколько именно свежего воздуха должно поступать в помещение в единицу времени.
Конечно, через точно такое же количество отработанного воздуха должно быть удалено. В одном помещении не устанавливайте одновременно приточную и вытяжную вентиляцию. Обычно воздух подается через «чистые» помещения: спальню, детскую, гостиную, кабинет и т. д.
Вытяжная вентиляция в ванной или санузле устанавливается в верхней части стены, встроенный вентилятор работает автоматически
Удаляют воздух из подсобных помещений: санузлов, ванн, кухонь и т.д. Это разумно, т.к. неприятные запахи характерные для этих комнат не распространяются по всему жилищу, а сразу выносятся наружу, что делает проживание в доме более комфортным.
Поэтому в расчетах принимают норматив только для приточной или только для вытяжной вентиляции, что отражено в нормативной таблице.
Если воздух не нужно подавать в конкретное помещение или удалять из него, в соответствующем поле ставится прочерк. Для некоторых помещений указывается минимальное значение кратности воздухообмена. Если расчетное значение ниже минимального, используйте для расчетов табличное значение.
При обнаружении проблем с вентиляцией после проведенного ремонта в доме можно установить приточно-вытяжную арматуру в стену
Конечно, в доме могут быть помещения, назначение которых не указано в таблице. В таких случаях используются нормы, принятые для жилых помещений, т.е. 3 кубометра на квадратный метр помещения. Нужно просто умножить площадь помещения на 3, полученное значение принять за норму воздухообмена.
Все значения коэффициента воздухообмена L следует округлить в большую сторону, чтобы они были кратны пяти. Теперь нужно рассчитать сумму кратностей воздухообмена L для помещений, через которые осуществляется приток воздуха. Отдельно суммируется кратность воздухообмена L тех помещений, из которых удаляется отработанный воздух.
Если результат расчета не соответствует санитарным требованиям, сапуну установки или , существующая система модернизируется или очищается.
Холодный наружный воздух может негативно сказаться на качестве отопления в доме, для таких ситуаций используйте вентиляционные устройства с рекуператором
Тогда следует сравнить эти два показателя. Если L по притоку оказалось выше, чем L по вытяжке, то необходимо увеличить показатели для тех помещений, для которых в расчетах использовались минимальные значения.
Примеры расчета объема воздухообмена
Чтобы произвести расчет по кратным, сначала нужно составить список всех комнат в доме, записать их площадь и высоту потолков.
Например, в гипотетическом доме имеются следующие помещения:
- Спальня — 27 кв.м.;
- Гостиная — 38 кв.м.;
- Кабинет — 18 кв.м.;
- Детская — 12 кв.м.;
- Кухня — 20 кв.м.;
- Санузел — 3 кв.м.;
- Санузел — 4 кв.м.;
- Коридор — 8 кв.м.
Учитывая, что высота потолков во всех комнатах три метра, рассчитаем соответствующие объемы воздуха:
- Спальня — 81 куб.м.;
- Гостиная — 114 м.куб.;
- Шкаф — 54 куб.м.;
- Детский — 36 куб.м.;
- Кухня — 60 м.куб.;
- Санузел — 9 куб.м.;
- Санузел — 12 куб. м.;
- Коридор — 24 м.куб.
Теперь, используя приведенную выше таблицу, нужно рассчитать вентиляцию помещения с учетом частоты воздухообмена, увеличив каждый показатель до кратности пяти:
- Спальня — 81 куб.м * 1 = 85 куб.м.;
- Гостиная — 38 кв.м. * 3 = 115 куб.м.;
- Шкаф — 54 куб.м * 1 = 55 куб.м.;
- Детский — 36 куб.м * 1 = 40 куб.м.;
- Кухня — 60 м.куб — не менее 90 м.куб;
- Санузел — 9 м.куб. не менее 50 м.куб.;
- Санузел — 12 м.куб. не менее 25 м.куб.
В таблице нет информации о нормативах для коридора, поэтому данные для этого небольшого помещения в расчете не учитываются. Для гостиной производился расчет по площади с учетом норматива в три кубометра. метров на квадратный метр.
Правильно организованная система вентиляции обеспечит достаточный воздухообмен в жилом помещении. При проектировании необходимо учитывать требования и нормы СНиП
Теперь нужно отдельно обобщить информацию по помещениям, в которые подается воздух, и отдельно — помещениям, где установлены вытяжные вентиляционные устройства.
Объем воздухообмена притоком:
- Спальня — 81 куб.м * 1 = 85 куб.м/ч.;
- Гостиная — 38 кв.м. * 3 = 115 куб.м/ч;
- Шкаф — 54 куб.м * 1 = 55 куб.м/ч;
- Детский — 36 куб.м * 1 = 40 куб.м/ч;
Итого : 295 куб.м\ч.
Объем вытяжного воздуха:
- Кухня — 60 куб.м — не менее 90 м3/ч;
- Санузел — 9 куб.м — не менее 50 м3/ч;
- Санузел — 12 куб.м — не менее 25 куб.м/ч.
Итого : 165 м3/ч
Теперь следует сравнить полученные суммы. Очевидно, что требуемый приток превышает вытяжку на 130 куб. м в час (295 кубометров в час-165 кубометров в час).
Чтобы устранить эту разницу, нужно увеличить вытяжной воздухообмен, например, за счет повышения производительности на кухне. На практике это делается, например, заменой воздуховодов на каналы большего размера.
Правила расчета площади воздуховодов при замене или модернизации системы вентиляции. Рекомендуем ознакомиться с полезным материалом.
После редактирования результаты расчета будут выглядеть так:
Объем приточного воздуха :
- Спальня — 81 куб.м * 1 = 85 куб.м/ч.;
- Гостиная — 38 кв.м. * 3 = 115 куб.м/ч;
- Шкаф — 54 куб.м * 1 = 55 куб.м/ч;
- Детский — 36 куб.м * 1 = 40 куб.м/ч;
Итого : 295 куб.м\ч.
Объем вытяжного воздуха :
- Кухня — 60 м3 — 220 м3/ч;
- Ванная — 9м куб. — не менее 50 м3/ч;
- Санузел — 12 куб.м — не менее 25 куб.м/ч.
Итого : 295 м3/ч
Объемы притока и вытяжки равны, что соответствует требованиям при расчете воздухообмена по кратности.
Расчет системы вентиляции для кухни также крайне важен. Особенно, если там используется газовое варочное оборудование
Расчет воздухообмена в соответствии с санитарными нормами намного проще. Предположим, что в доме, о котором шла речь выше, постоянно проживают два человека и еще двое нерегулярно проживают в комнате.
Расчет ведется отдельно по каждому помещению в соответствии с нормой 60 м.куб на человека для постоянных жителей и 20 м.куб в час для временных посетителей:
- Спальня — 2 человека * 60 = 120 м.куб\час ;
- Кабинет — 1 чел * 60 = 60 м.куб\час;
- Гостиная 2 чел * 60 + 2 чел * 20 = 160 куб.м\час;
- Дети 1 чел. * 60 = 60 куб.м\час.
Итого по притоку — 400 куб.м\час.
Для количества постоянных и временных жителей дома нет строгих правил; эти цифры определяются исходя из реальной ситуации и здравого смысла.
Своевременное поступление в ванную комнату достаточного количества воздуха, а также своевременная эвакуация отработанного воздуха способствует предотвращению образования спертого воздуха и появления плесневых грибов.
Вытяжка рассчитывается по нормам, изложенным в таблице выше, и увеличивается на общий приток:
- Кухня — 60 куб.м — 300 м3/ч;
- Санузел — 9 куб. м — не менее 50 м3/ч;
- Санузел — 12 куб.м — не менее 50 м3/ч.
Общая вытяжка : 400 м3/ч
Повышенный воздухообмен для кухни и ванной комнаты. Недостаточный объем вытяжки можно разделить между всеми помещениями, в которых она установлена. Либо увеличить этот показатель только для одной комнаты, как это было сделано при расчете кратно.
В соответствии с санитарными нормами воздухообмен рассчитывается аналогичным образом. Допустим, площадь дома 130 кв.м. Тогда воздухообмен по притоку должен быть 130 кв.м * 3 куб.м\час = 390 куб.м\час.
Осталось распределить этот объем по комнатам по вытяжке, например, таким образом:
- Кухня — 60 м.куб — 290 м.куб/ч;
- Санузел — 9 куб.м — не менее 50 м3/ч;
- Санузел — 12 куб.м — не менее 50 м3/ч.
Общая вытяжка : 390 м3/ч
Баланс воздухообмена является одним из основных показателей при проектировании вентиляционных систем. Дальнейшие расчеты основаны на этой информации.
Как выбрать сечение воздуховода?
Система вентиляции, как известно, может быть канальной или неканальной. В первом случае нужно правильно выбрать раздел каналов. Если принято решение об установке конструкций с прямоугольным сечением, то соотношение его длины и ширины должно приближаться к 3:1.
Длина и ширина поперечного сечения воздуховодов с прямоугольной конфигурацией должны соотноситься как три к одному с целью снижения количества шума
Норма на главном вентиляционном воздуховоде должна быть около пяти метров в секунду, а на ветках — до трех метров в секунду. Это гарантирует, что система работает с минимальным шумом. Скорость воздуха во многом зависит от площади поперечного сечения воздуховода.
Для подбора размеров конструкции можно воспользоваться специальными расчетными таблицами. В такой таблице слева нужно выбрать объем воздухообмена, например, 400 куб.м\ч, а сверху выбрать значение скорости – пять метров в секунду.
Затем нужно найти пересечение горизонтальной линии воздухообмена с вертикальной линией скорости.
По этой схеме рассчитывается сечение воздуховодов для системы канальной вентиляции. Скорость движения в основном русле не должна превышать 5 м/с
От этого пересечения вниз провести линию до кривой, по которой можно определить подходящий участок. Для прямоугольного воздуховода это будет значение площади, а для круглого – диаметр в миллиметрах. Сначала производятся расчеты для основного воздуховода, а затем для ответвлений.
Таким образом, расчеты производятся, если в доме планируется только один вытяжной канал. Если предполагается установка нескольких вытяжных каналов, то общий объем вытяжного канала следует разделить на количество каналов, а затем проводить расчеты по изложенному принципу.
Данная таблица позволяет подобрать сечение воздуховода для канальной вентиляции с учетом объема и скорости движения воздушных масс
Кроме того, существуют специализированные программы-расчёты, с помощью которых можно производить аналогичные расчёты. Для квартир и жилых домов такие программы могут быть даже удобнее, так как дают более точный результат.
На нормальный воздухообмен влияет такое явление, как обратная тяга, что позволит ознакомиться со спецификой и методами борьбы с ней.
Выводы и полезное видео по теме
Ролик №1. Полезная информация о принципах работы системы вентиляции:
Ролик №2. Вместе с вытяжным воздухом в доме уходит и тепло. Здесь наглядно продемонстрированы расчеты тепловых потерь, связанных с работой системы вентиляции:
Правильный расчет вентиляции — основа ее успешного функционирования и залог благоприятного микроклимата в доме или квартире . Знание основных параметров, на которых основываются такие расчеты, позволит не только правильно спроектировать систему вентиляции при строительстве, но и скорректировать ее состояние при изменении обстоятельств.