Источники
ISBN 0-75064-606-3 HVAC Engineer’s Handbook 2001 – F.Porges
ISBN 5-89520-044-3 Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика – В.А.Ананьев, Л.Н.Балуева, А.Д.Гальперин, А.К.Городов, М.Ю.Еремин, С.М.Звягинцева, В.П.Мурашко, И.В.Седых
Методические рекомендации к СП 7.13130.2013. Расчётное определение основных параметров противодымной вентиляции зданий – И.И.Ильминский, Д.В.Беляев, П.А.Вислогузов, Б.Б.Колчев
СП 154.13130.2013. Встроенные подземные автостоянки. Требования пожарной безопасности. ссылка на документ (сайт МЧС России)
СП 7.13130.2013. Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности ссылка на документ (сайт МЧС России)
Форум АВОК Диалог специалистов. Посты пользователя ИОВ №229939 http://forum.abok.ru/index.php?showtopic=105717
Форум АВОК Диалог специалистов. Посты пользователя NOVIK N №71 http://forum.abok.ru/index.php?showtopic=23215&st=300&p=1043665entry1043665
Рекомендуемые места установки вентиляторов
В проектировании тихих систем вентиляции кроме подбора устройств с удовлетворительными шумовыми характеристиками нужно подбирать выгодные места их установки.
http://1poclimaty.ru/youtu.be/Ho2GXJgJIGI
{reklama2}
В разрабатываемом здании вентиляторы располагают в специально отведенных звукоизолированных помещениях — в вентиляционных камерах. Камеры ставят обособленно от помещений с повышенными требованиями к тишине и комфортному уровню шума. Их оборудуют вдали от шахт лифтов, лестничных переходов, дверных и оконных проемов.
Выводы воздуховодов в открытое пространство предполагается направить так, чтобы шум не направлялся в сторону жилых построек и мест отдыха. Корректное направление звука от работы вентиляции эффективно помогает в минимизации шумовых помех вентиляционных комплексов объектов.
Правильно разместив в пространстве и направив выходное отверстие вентиляции, вы добьетесь снижения шума до разрешенных пределов без дополнительных затрат.
Расчет скорости воздуха в воздуховоде по сечению: таблицы, формулы
При расчете и установке вентиляции большое внимание уделяется количеству свежего воздуха, поступающего по этим каналам. Для вычислений используются стандартные формулы, которые хорошо отражают зависимость между габаритами вытяжных устройств, скоростью движения и расходом воздуха. Некоторые нормы прописаны в СНиПах, но в большинстве своем имеют рекомендательный характер
Некоторые нормы прописаны в СНиПах, но в большинстве своем имеют рекомендательный характер.
Общие принципы расчета
Воздуховоды могут быть изготовлены из различных материалов (пластик, металл) и иметь разные формы (круглые, прямоугольные). СНиП регулирует только габариты вытяжных устройств, но не нормирует количество притяжного воздуха, т. к. его потребление в зависимости от типа и назначения помещения может сильно различаться. Этот параметр высчитывается по специальным формулам, которые подбираются отдельно.
Нормы установлены только для социальных объектов: больниц, школ, дошкольных учреждений. Они прописаны в СНиПах для таких зданий. При этом отсутствуют четкие правила по скорости движения воздуха в воздуховоде. Есть только рекомендуемые значения и нормы для принудительной и естественной вентиляции в зависимости от ее типа и назначения, их можно посмотреть в соответствующих СНиПах. Это отражено в таблице, приведенной ниже.
Скорость движения воздуха измеряется в м/с.
Рекомендуемые скорости воздуха
Дополнить данные в таблице можно следующим образом: при естественной вентиляции скорость движения воздуха не может превышать 2 м/с независимо от ее назначения, минимальная допустимая – 0,2 м/с. В противном случае обновление газовой смеси в помещении будет недостаточным. При принудительной вытяжке максимально допустимым считается значение 8 -11 м/с для магистральных воздуховодов. Превышать данные нормы не следует, т. к. это создаст слишком большое давление и сопротивление в системе.
Формулы для расчета
Для проведения всех необходимых вычислений необходимо обладать некоторыми данными. Чтобы вычислить скорость воздуха, понадобится следующая формула:
ϑ= L / 3600*F, где
ϑ – скорость потока воздуха в трубопроводе вентиляционного устройства, измеряется в м/с;
L – расход воздушных масс (данная величина измеряется в м3/ч) на том участке вытяжной шахты, для которого производится вычисление;
F – площадь поперечного сечения трубопровода, измеряется в м2.
По данной формуле и производится расчет скорости воздуха в воздуховоде, причем его фактическое значение.
Из этой же формулы можно вывести и все остальные недостающие данные. Например, чтобы рассчитать расход воздуха, формулу необходимо преобразовать следующим образом:
L = 3600 x F x ϑ.
В некоторых случаях подобные вычисления производить сложно или не хватает времени. В этом случае можно использовать специальный калькулятор. Встречается множество подобных программ в интернете. Для инженерных бюро лучше установить специальные калькуляторы, которые обладают большей точностью (вычитают толщину стенки трубы при расчете ее площади поперечного сечения, ставят большее количество знаков в число пи, высчитывают более точный расход воздуха и т. д.).
Знать скорость движения воздуха необходимо для того, чтобы вычислить не только объем подачи газовой смеси, но и для определения динамического давления на стенки каналов, потерь на трение и сопротивление и т.д.
Несколько полезных советов и замечаний
Как можно понять из формулы (или при проведении практических расчетов на калькуляторах), скорость воздуха увеличивается при уменьшении размеров трубы. Их этого факта можно извлечь ряд преимуществ:
- не возникнет потерь или необходимости в прокладке дополнительного вентиляционного трубопровода для обеспечения необходимого расхода воздуха, если габариты помещения не позволяют провести каналы больших размеров;
- можно прокладывать трубопроводы меньших размеров, что в большинстве случаев проще и удобней;
- чем меньше диаметр канала, тем дешевле его стоимость, снизится цена и на доборные элементы (заслонки, клапаны);
- меньший размер труб расширяет возможности монтажа, их можно расположить так, как нужно, практически не подстраиваясь под внешние стесняющие факторы.
Однако при прокладке воздуховодов меньшего диаметра необходимо помнить, что при повышении скорости воздуха повышается динамическое давление на стенки труб, увеличивается и сопротивление системы, соответственно потребуется более мощный вентилятор и дополнительные расходы. Поэтому до монтажа необходимо тщательно провести все расчеты, чтобы экономия не обернулась большими затратами или даже убытками, т.к. постройку, не соответствующую нормам СНиП могут не допустить до эксплуатации.
Алгоритм выполнения расчетов
При проектировании, настройке или модификации уже действующей вентиляционной системы обязательно выполняются расчеты воздуховода. Это необходимо для того, чтобы правильно определить его параметры с учетом оптимальных характеристик производительности и шума в актуальных условиях.
При выполнении расчетов большое значение имеют результаты замеров расхода и скорости движения воздуха в воздушном канале.
Расход воздуха – объем воздушной массы, поступающий в систему вентиляции за единицу времени. Как правило, этот показатель измеряется в м³/ч.
Скорость движения – величина, которая показывает, насколько быстро воздух перемещается в системе вентиляции. Этот показатель измеряется в м/с.
Если известны эти два показателя, можно рассчитать площадь круглых и прямоугольных сечений, а также давление, необходимое для преодоления локального сопротивления или трения.
Составляя схему, нужно выбрать угол зрения с того фасада здания, который расположен в нижней части планировки. Воздуховоды отображаются сплошными толстыми линиями
Чаще всего используется следующий алгоритм проведения вычислений:
- Составление аксонометрической схемы, в которой перечисляются все элементы.
- На базе этой схемы рассчитывается длина каждого канала.
- Измеряется расход воздуха.
- Определяется скорость потока и давление на каждом участке системы.
- Выполняется расчет потерь на трение.
- С использованием нужного коэффициента выполняется расчет потерь давления при преодолении локального сопротивления.
При выполнении расчетов на каждом участке сети воздухораспределения получаются разные результаты. Все данные нужно уравнять посредством диафрагм с веткой наибольшего сопротивления.
Вычисление площади сечения и диаметра
Правильный расчет площади круглых и прямоугольных сечений очень важен. Неподходящий размер сечения не позволит обеспечить нужный воздушный баланс.
Слишком большой воздуховод займет много места и уменьшит эффективную площадь помещения. Если выбрать слишком маленький размер каналов, будут появляться сквозняки, так как увеличится давление потока.
Для того, чтобы рассчитать необходимую площадь сечения (S), нужно знать значения расхода и скорости движения воздуха.
Для вычислений используется следующая формула:
S = L/3600*V,
при этом L – расход воздуха (м³/ч), а V – его скорость (м/с);
Используя следующую формулу, можно посчитать диаметр воздуховода (D):
D = 1000*√(4*S/π), где
S – площадь сечения (м²);
π – 3,14.
Если планируется установка прямоугольных, а не круглых воздуховодов, вместо диаметра определяют необходимую длину/ширину воздушного канала.
Все полученные значения сопоставляют со стандартами ГОСТ и выбирают изделия, наиболее близкие по диаметру или площади сечения
При выборе такого воздуховода в расчет берется примерное сечение. Используется принцип a*b ≈ S, где a – длина, b – ширина, а S – площадь сечения.
Согласно нормативам, соотношение ширины и длины не должно быть выше 1:3. Также следует пользоваться таблицей типовых размеров, предоставляемой заводом-изготовителем.
Чаще всего встречаются такие размеры прямоугольных каналов: минимальные габариты – 0,1 м х 0,15 м, максимальные – 2 м х 2 м. Преимущество круглых воздуховодов в том, что они отличаются меньшим сопротивлением и, соответственно, создают меньше шума при работе.
Расчет потери давления на сопротивление
По мере продвижения воздуха по магистрали создается сопротивление. Для его преодоления вентилятор приточной установки создает давление, которое измеряют в Паскалях (Па).
Потерю давления можно снизить, увеличив сечение воздуховода. При этом может быть обеспечена примерно одинаковая скорость потока в сети
Для того, чтобы подобрать подходящую приточную установку с вентилятором нужной производительности, необходимо рассчитать потерю давления на преодоление локального сопротивления.
Применяется эта формула:
P=R*L+Ei*V2*Y/2, где
R – удельная потеря давления на трение на определенном участке воздуховода;
L – длина участка (м);
Еi – суммарный коэффициент локальной потери;
V – скорость воздуха (м/с);
Y – плотность воздуха (кг/м3).
Значения R определяются по нормативам. Также этот показатель можно рассчитать.
Если сечение воздуховода круглое, потери давления на трение (R) рассчитываются следующим образом:
R = (X*D/В) * (V*V*Y)/2g, где
X – коэфф. сопротивления трения;
L – длина (м);
D – диаметр (м);
V – скорость воздуха (м/с), а Y – его плотность (кг/ м³);
g – 9,8 м/с².
Если же сечение не круглое, а прямоугольное, в формулу необходимо подставить альтернативный диаметр, равный D = 2АВ/(А + В), где А и В – стороны.
Помещения детских дошкольных организаций
Обеспечение требуемых норм воздухообмена в дошкольных организациях является базовым условием здоровья и нормальной умственной активности малышей. Однако при обеспечении вентиляции необходимо исключать возможность возникновения сквозняков, учитывая это требование, проветривание в детских дошкольных организациях осуществляется в соответствии с распорядком дня учреждения.
Согласно нормам, обозначенным в СНиП 41.21-2003, для обеспечения проветривания кратность воздухообмена в классе для занятий, раздевалке, игровой комнате и в спальне для детей в возрасте до 2 лет должна составлять 1,5 ед/час. Более строгие требования предъявляются при обеспечении полной замены в области умывальника, туалета, медицинского пункта и кухни, для которых этот показатель составляет 2-3 ед/час.
Воздуховоды с естественным и механическим побуждением
У вентиляционных сетей диапазон скоростей перемещения воздушных потоков составляет 0,3 – 30,0 м/с. Осуществляется транспортировка механическим или естественным способом. Разработаны нормы вентилирования помещений по специфике, площади, количеству проживающих человек.
Параметр определяется инженерами во время разработки проекта, зависит от:
- категории архитектурного сооружения;
- целевого назначения здания и отдельного помещения;
- сечения и материала воздуховодов вентиляции;
- наличия изоляции вентиляционных каналов;
- количества фасонных элементов;
- наличия, количества регулировочных и дроссельных узлов.
Во внимание принимаются второстепенные факторы, характерные для объекта вентилирования
Воздуховоды естественной вентиляции
Инженерные сети с естественным побуждением перемещают воздушные потоки по законам физики без применения вентиляторов. Циркуляция создается разностью температур и давления.
Вентиляционная система двухэтажного дома
Теплый воздух внутри помещения направляется вверх, отводится по вытяжке на улицу. Холодные массы поступают в комнату через приточное отверстие, расположенное на нижней части стены.
Скорость перемещения воздуха больше зависит от природных факторов, чем от человека. В безветренную погоду тяга способна отсутствовать или иметь обратное направление.
Нормативных документов не разработано. Имеются справочники, где нормы скорости воздуха в воздуховоде с естественным побуждением носят рекомендательный характер:
- Ветровые сети с дефлектором и давлением 5-6 Па имеют скоростной диапазон 1-1,5 м/с.
- Гравитационные сети при перепаде температур 5оС и давлении 3-4 Па имеют скоростной диапазон 0,5-1,5 м/с.
Внутри вытяжных общедомовых шахт зданий с 4-12 этажами при давлении 6 Па естественная скорость воздуха в воздуховоде достигает 2 м/с. Скоростные диапазоны на других участках вентиляции указаны в таблице.
| Узел вентиляции | Рекомендуемая скорость потока (м/с) |
| Вентиляционные решетки | 0,3-0,6 |
| Вертикальные воздуховоды | 0,5-1 |
| Горизонтальные сборные каналы | 0,6-0,8 |
| Вытяжки | 1-1,5 |
Справочники не содержат рекомендации скоростей воздушных потоков для высотных зданий, где больше 12 уровней и перепад температур от 6оС. Показатель инженеры рассчитывают индивидуально по расширенной схеме.
Воздуховоды механической вентиляции
Инженерная сеть, где воздух перемещается под напором вентиляторов, называется принудительной или механической. Скоростной поток зависит от мощности моторов, сечения воздуховодов. Окружающая среда оказывает слабое влияние на интенсивность перемещения воздуха механическим способом.
Инженерная сеть востребована для новых жилых многоквартирных и частных домов. Механическую вентиляцию проектируют для предприятий, общественных зданий, сельскохозяйственных ферма.
Скорость воздуха определяют на этапе проектировки инженерной сети по двум методикам
- Метод допустимых скоростей инженерами применяется на стадии разработки чертежей вентиляции. За основу берут оптимальный скоростной показатель. Для получения рабочего параметра на каждом участке сети определяют сечение воздуховодов, величину потери давления.
- Метод динамических давлений применяется на стадии проектировки или технико-экономического обоснования вентиляционной сети. За основу берут величину потери давления на каждом погонном метре участка системы. После определения оптимального скоростного потока воздуха рассчитывают сечение каналов.
Из двух способов определения скорости воздуха несложный метод динамических давлений считается ориентировочным.
Алгоритм вычисления скорости воздуха
Учитывая вышеизложенные условия и технические параметры конкретно взятого помещения, можно определить характеристики вентиляционной системы, а также рассчитать скорость воздуха в трубах.
Опираться следует на кратность воздухообмена, которая для данных расчетов является определяющим значением.
Для уточнения параметров расхода пригодится таблица:
В таблице представлены размеры воздуховодов с прямоугольным сечением, то есть указаны их длина и ширина. Например, при использовании каналов 200 мм х 200 мм при скорости 5 м/с расход воздуха составит 720 м³/ч
Чтобы самостоятельно произвести расчеты, нужно знать объем помещения и норму кратности воздухообмена для комнаты или зала заданного типа.
Например, необходимо узнать параметры для студии с кухней общим объемом 20 м³. Возьмем минимальное значение кратности для кухни – 6. Получается, что в течение 1 часа воздушные каналы должны переместить около L = 20 м³*6 =120 м³.
Также необходимо узнать площадь сечения воздуховодов, установленных в систему вентиляции. Она вычисляется по следующей формуле:
S = πr2 = π/4*D2,
где:
- S — площадь сечения воздуховода;
- π — число «пи», математическая константа, равная 3,14;
- r — радиус сечения воздуховода;
- D — диаметр сечения воздуховода.
Предположим, что диаметр воздуховода круглой формы равен 400 мм, подставляем его в формулу и получаем:
S = (3,14*0,4²)/4 = 0,1256 м²
Зная площадь сечения и расход, можем вычислить скорость. Формула расчета скорости воздушного потока:
V = L/3600*S,
где:
- V — скорость воздушного потока, (м/с);
- L — расход воздуха, (м³/ч);
- S — площадь сечения воздушных каналов (воздуховодов), (м²).
Подставляем известные значения, получаем: V = 120/(3600*0,1256) = 0,265 м/с
Следовательно, чтобы обеспечить необходимую кратность воздухообмена (120 м3/ч) при использовании круглого воздуховода с диаметром 400 мм, потребуется установить оборудование, позволяющее увеличить скорость воздушного потока до 0,265 м/с.
Следует помнить, что описанные ранее факторы – параметры уровня вибрации и уровня шума – напрямую зависят от скорости движения воздуха.
Если шум будет превышать показатели нормы, придется снижать скорость, следовательно, увеличивать сечение воздуховодов. В некоторых случаях достаточно установить трубы из другого материала или заменить изогнутый фрагмент канала на прямой.
Важность воздухообмена для человека
По строительным и гигиеническим нормам, каждый жилой или производственный объект необходимо обеспечить системой вентиляции.
Главное ее назначение – сохранение воздушного баланса, создание благоприятного для работы и отдыха микроклимата. Это значит, что в атмосфере, которой дышат люди, не должно наблюдаться переизбытка тепла, влаги, загрязнений различного рода.
Нарушения в организации системы вентиляции приводят к развитию инфекционных болезней и заболеваний дыхательной системы, к снижению иммунитета, к преждевременной порче продуктов питания.
В излишне влажной и теплой среде быстро развиваются болезнетворные микроорганизмы, на стенах, потолках и даже на мебели появляются очаги плесени и грибка.
Схема вентиляции в двухэтажном частном доме. Вентиляционная система оборудована приточно-вытяжной энергосберегающей установкой с рекуператором теплоты, который позволяет повторно использовать тепло выводимого из здания воздуха
Одним из условий сохранения здорового воздушного баланса является правильное проектирование системы вентиляции. Каждая часть воздухообменной сети должна быть подобрана, исходя из объемов помещения и характеристик воздуха в нем.
Предположим, в небольшой квартире достаточно хорошо налаженной приточно-вытяжной вентиляции, тогда как в производственных цехах обязательна установка оборудования для принудительного воздухообмена.
При строительстве домов, общественных учреждений, цехов предприятий руководствуются следующими принципами:
- каждое помещение нужно обеспечить системой вентиляции;
- необходимо соблюдать гигиенические параметры воздуха;
- на предприятиях следует установить устройства, увеличивающие и регулирующие скорость воздухообмена; в жилых помещениях – кондиционеры или вентиляторы при условии недостаточной вентиляции;
- в помещениях разного назначения (например, в палатах для больных и операционной или в офисе и в комнате для курения) необходимо оборудовать разные системы.
Чтобы вентиляция соответствовала перечисленным условиям, нужно сделать расчеты и подобрать оборудование – приборы подачи воздуха и воздуховоды.
Также при устройстве вентиляционной системы необходимо правильно выбирать места забора воздуха, чтобы не допустить поступления загрязненных потоков обратно в помещения.
В процессе составления проекта вентиляции для частного дома, многоэтажного жилого здания или производственного помещения рассчитывают объем воздуха и намечают места монтажа вентиляционного оборудования: водухообменных установок, кондиционеров и воздуховодов
От размеров воздуховодов (в том числе домовых шахт) зависит эффективность воздухообмена. Выясним, каковы нормы скорости потока воздуха в вентиляции, указанные в санитарной документации.
Расчёт системы вентиляции
Этот материал любезно предоставлен моим другом — Spirit’ом.
Согласно санитарным нормам, система вентиляции должна обеспечивать замену воздуха в помещении за один час, это значит что за час в помещение должен поступить и удалиться из него объём воздуха, равный объёму помещения. Поэтому первым шагом мы считаем этот объём, перемножив площадь помещения на высоту потолков. Если у вас допустим помещение площадью 40 м2 с высотой потолков 2.5м, то его объём будет 40*2.5=100 м3. Значит производительность приточной и вытяжной систем должны быть по 100 м3/ч. Это минимальный расход, я рекомендую вдвое больше. Ищете вентилятор с такой производительностью, а лучше ещё больше, потому что производительность указывается при условии отсутствия противодавления, а когда вы поставите в приточную систему фильтр, противодавление появится и уменьшит производительность. Если у вас производительность 200 м3/ч, то в трубе 125мм примерная скорость потока будет 4.5 м/с, в трубе 100 мм — 6.5 м/с, а в трубе 160мм – чуть меньше 3 м/с. Считается, что комфортная скорость воздуха для человека – до 2 м/с. Если у вас есть анемометр, то зная эти цифры вы можете проверить производительность системы вентиляции.
Далее, допустим вы хотите поставить в приточный канал нагреватель. С помощью четвёртой таблицы вы можете определить его мощность. Допустим на улице -10°С, а вам хочется чтобы в помещении было +20°С, значит разница температур 30°С. Находим строчку 200 м3/ч, смотрим пересечение столбца 30°С, получаем мощность 2010 Вт. Понятно, что это при отсутствии других источников тепла, так что в реале потребуется существенно меньше.
Следующий момент – расчёт влажности. В тёплом воздухе помещается больше воды, чем в холодном. Поэтому при нагревании его влажность уменьшается, а при охлаждении увеличивается. Допустим у нас за бортом -10°С при 80% влажности, а в помещении воздух нагревается до +20°С. Содержание воды в одном кубометре 2.1*0.8=1.68 г/м3, а влажность нагретого воздуха получится 1.68/17.3=0.097 то есть примерно 10%. Сколько же надо испарить воды, чтобы получить влажность, допустим, 50% при расходе 200 м3/ч?
Ответ: 200*(17.3*0.5-1.68)=1394 г/ч=1.4 кг/ч
Производительность по воздуху
Расчет системы вентиляции начинается с определения производительности по воздуху (воздухообмена), измеряемой в кубометрах в час. Для расчетов нам потребуется план объекта, где указаны наименования (назначения) и площади всех помещений.
Подавать свежий воздух требуется только в те помещения, где люди могут находиться длительное время: спальни, гостиные, кабинеты и т. п. В коридоры воздух не подается, а из кухни и санузлов удаляется через вытяжные каналы. Таким образом, схема движения воздушных потоков будет выглядеть следующим образом: свежий воздух подается в жилые помещения, оттуда он (уже частично загрязненный) попадает в коридор, из коридора — в санузлы и на кухню, откуда удаляется через вытяжную вентиляцию, унося с собой неприятные запахи и загрязнители. Такая схема движения воздуха обеспечивает воздушный подпор «грязных» помещений, исключая возможность распространения неприятных запахов по квартире или коттеджу.
Для каждого жилого помещения определяется количество подаваемого воздуха. Расчет обычно ведется в соответствии со и МГСН 3.01.01. Поскольку СНиП задает более жесткие требования, то в расчетах мы будем ориентироваться на этот документ. В нем говорится, что для жилых помещений без естественного проветривания (то есть там, где окна не открывают) расход воздуха должен составлять не менее 60 м³/ч на человека. Для спален иногда используют меньшее значение — 30 м³/ч на человека, поскольку в состоянии сна человек потребляет меньше кислорода (это допустимо по МГСН, а также по СНиП для помещений с естественным проветриванием). При расчете учитываются только люди, находящиеся в помещении длительное время. Например, если у вас в гостиной пару раз в году собирается большая компания, то увеличивать производительность вентиляции из-за них не нужно. Если же вы хотите, чтобы гости чувствовали себя комфортно, можно установить VAV-систему, которая позволяет регулировать расход воздуха раздельно в каждом помещении. С такой системой вы сможете увеличить воздухообмен в гостиной за счет его снижения в спальне и других помещениях.
После расчета воздухообмена по людям нам нужно рассчитать воздухообмен по кратности (этот параметр показывает, сколько раз в течение одного часа в помещении происходит полная смена воздуха). Чтобы воздух в помещении не застаивался, нужно обеспечить хотя бы однократный воздухообмен.
Таким образом, для определения требуемого расхода воздуха нам нужно рассчитать два значения воздухообмена: по количеству людей и по кратности и, после чего выбрать большее из этих двух значений:
Расчет воздухообмена по количеству людей:
L = N * Lnorm, где
L требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;
N количество людей;
Lnorm норма расхода воздуха на одного человека:
- в состоянии покоя (сна) 30 м³/ч;
- типовое значение (по СНиП) 60 м³/ч;
Расчет воздухообмена по кратности:
L = n * S * H, где
L требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;
n нормируемая кратность воздухообмена:
для жилых помещений – от 1 до 2, для офисов – от 2 до 3;S площадь помещения, м²;
H высота помещения, м;
Рассчитав необходимый воздухообмен для каждого обслуживаемого помещения, и сложив полученные значения, мы узнаем общую производительность системы вентиляции. Для справки типовые значения производительности вентиляционных систем:
- Для отдельных комнат и квартир от 100 до 500 м³/ч;
- Для коттеджей от 500 до 2000 м³/ч;
- Для офисов от 1000 до 10000 м³/ч.
Некоторые экономические аспекты подбора размеров воздухопровода
Таблица для расчета гидравлического диаметра воздуховода.
При расчете размеров и скорости воздуха в воздуховоде наблюдается такая зависимость: при увеличении последней диаметры каналов уменьшаются. Это дает свои преимущества:
- Проложить трубопроводы меньших размеров гораздо проще, особенно если их нужно подвешивать на большой высоте или если условия монтажа весьма стесненные.
- Стоимость каналов меньшего диаметра соответственно тоже меньше.
- В больших и сложных системах, которые расходятся по всему зданию, прямо в каналы необходимо монтировать дополнительное оборудование (дроссельные заслонки, обратные и противопожарные клапаны). Размеры и диаметры этого оборудования также уменьшатся, и снизится их стоимость.
- Прохождение перекрытий трубопроводами в производственном здании может стать настоящей проблемой, если его диаметр большой. Меньшие размеры позволят пройти так, как нужно.
Главный недостаток такого выбора заключается в большой мощности вентиляционного агрегата. Высокая скорость воздуха в малом объеме создает большое динамическое давление, сопротивление системы растет, и для ее работы требуется вентилятор высокого давления с мощным электродвигателем, что вызывает повышенный расход электрической энергии и, соответственно, высокие эксплуатационные затраты.
Другой путь — это снижение скорости воздушных потоков в воздуховодах. Тогда параметры вентиляционного агрегата становятся экономически приемлемыми, но возникает множество трудностей в монтаже и высокая стоимость материалов.
Схема организации воздухообмена при общеобменной вентиляции.
Проблемы прохождения большой трубой перегруженных оборудованием и инженерными сетями мест решается множеством поворотов и переходов на другие виды сечений (с круглого на прямоугольное или плоскоовальное). Проблему стоимости приходится решать единоразово.
Во времена СССР проектировщики, как правило, старались найти компромисс между этими двумя решениями. В настоящее время удорожания энергоносителей появилась тенденция к применению второго варианта. Собственники предпочитают единоразово решить финансовые вопросы и смонтировать более экономичную вентиляцию, чем потом в течение многих лет оплачивать высокие затраты электроэнергии. Применяется и универсальный вариант, при котором в магистральных воздухопроводах с большими расходами скорость потока увеличивают до 12-15 м/с, чтобы уменьшить их диаметры. Дальше по системе соблюдается скорость 5-6 м/с на ответвлениях, вследствие чего потери давления выравниваются. Вывод здесь однозначный: скорость движения воздушного потока в каналах играет немаловажную роль для экономики предприятия.
Важность правильного воздухообмена
Основным назначением вентиляции является создание и поддержание благоприятного микроклимата внутри жилых и производственных помещений.
Если воздухообмен с наружной атмосферой будет слишком интенсивным, то воздух внутри здания не успеет прогреться, особенно в холодное время года. Соответственно, в помещениях будет холодно и недостаточно влажно.
И наоборот, при низкой скорости обновления воздушной массы мы получаем переувлажненную, избыточно теплую атмосферу, которая вредна для здоровья. В запущенных случаях нередко наблюдается появление на стенах грибков и плесени.
Нужен определенный баланс воздухообмена, который позволит поддерживать такие показатели влажности и температуру воздуха, которые положительно сказываются на здоровье людей. Эта важнейшая задача, которая требует решения.
Воздухообмен зависит в основном от скорости прохождения воздуха по вентиляционным каналам, сечения самих воздуховодов, количества изгибов трассы и длины участков с меньшими диаметрами воздухопроводящих труб.
Все эти нюансы учитываются при проектировании и расчетах параметров вентиляционной системы.
Эти вычисления позволяют создать надежную внутридомовую вентиляцию, которая отвечает всем нормативным показателям, утвержденным в «Строительных нормах и правилах».
Расчёт воздухообмена на удаление вредностей
Расчёт воздухообмена на удаление вредностей, как правило, применяется на производствах с выбросами вредных веществ в помещение. Однако это может быть и расчёт на удаление влагоизбытков, например, в бассейне. Суть его заключается в том, чтобы разбавить концентрацию того или иного вещества до допустимых значений. Значения предельных концентраций для различных веществ приведены в ГН 2.2.5.3532-18 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».
Например, в частном доме бассейн площадью 15 м2 испаряет 4,3 кг/ч (4300 г/ч) воды. Влагосодержание наружного воздуха зимой составляет 0,5 г/кг, летом — 11 г/кг, а требуемое влагосодержание в помещении бассейна составляет 13 г/кг.
Таким образом, зимой наружный воздух способен поглотить 13-0,5=12,5г/кг влаги из помещения бассейна. Для отвода 4,3 кг/ч воды нужен расход воздуха, равный 4300/12,5=344 кг/ч или, учитывая среднюю плотность воздуха 1,2 кг/м3, получим расход 344/1,2=287 м3/ч.
В летнее время наружный воздух способен поглотить лишь 13-11=2 г/кг влаги. Для отвода 4,3 кг/ч воды потребуется расход воздуха 4300/(2·1,2) ≈ 1800 м3/ч. Дальнейший расчёт системы следует вести по наибольшему расчётному расходу, то есть исходя из 1800 м3/ч.
