Особенности и порядок расчета вытяжной и приточной вентиляции

Содержание

Проектирование производственных предприятий: санитарные нормы

В соответствии с нормами СниП, любые нежелательные вещества, выделяемые в производственном помещении, принимаются из расчетов проектной документации (технологической ее части).


Если в технологических нормах проектирования подобные данные не указаны, количество выделяемых в помещении токсичных веществ допускается принимать на основе фактов, полученных в соответствующем исследовании. Искомые значения также могут быть найдены в сопроводительной документации к специализированной технике.

Токсические вещества выбрасываются в пространство из рассредоточенных и сосредоточенных устройств общеобменной вентиляции.

При проектировании рабочей зоны промназначения с отсутствием естественного проветривания, на одного субъекта должно подаваться не менее 60 м3/ч воздуха механической вентиляцией.

Расчет сечения воздуховодов методом допустимых скоростей

Расчет сечения воздуховода вентиляции методом допустимых скоростей базируется на нормированной максимальной скорости. Скорость выбирается для каждого типа помещения и участка воздуховода в зависимости от рекомендуемых значений. Для каждого типа здания существуют максимально допустимые скорости в магистральных воздуховодах и ответвлениях, выше которых использование системы затруднено из-за шума и сильных потерь давления.

Рис. 1 (Схема сети для расчета)

В любом случае, перед началом расчета необходимо составить план системы. Для начала необходимо рассчитать требуемое количество воздуха, которое нужно подать и удалить из помещения. На этом расчете будет базироваться дальнейшая работа.

Сам процесс расчета сечения методом допустимых скоростей упрощенно состоит из таких этапов:

  1. Создается схема воздуховодов, на которой отмечаются участки и расчетное количество воздуха, которое будет по ним транспортироваться. Лучше на ней же указать все решетки, диффузоры, изменения сечения, повороты и клапаны.
  2. По подобранной максимальной скорости и количеству воздуха рассчитывается сечение воздуховода, его диаметр или размер сторон прямоугольника.
  3. После того, как известны все параметры системы, можно подобрать вентилятор необходимой производительности и напора. Подбор вентилятора базируется на расчете падения давления в сети. Это существенно сложнее, чем просто подобрать сечение воздуховода на каждом участке. Этот вопрос мы рассмотрим в общих чертах. Так как иногда просто подбирают вентилятор с небольшим запасом.

Для расчета необходимо знать параметры максимальной скорости воздуха. Их берут из справочников и нормативной литературы. В таблице приведены значения для некоторых зданий и участков системы.

Нормативная скорость

Тип здания

Скорость в магистралях, м/с

Скорость в ответвлениях, м/с

Производство

до 11,0

до 9,0

Общественные

до 6,0

до 5,0

Жилые

до 5,0

до 4,0

Значения приблизительные, но позволяют создать систему с минимальным уровнем шума.

Рис, 2 (Номограмма круглого жестяного воздуховода)

Как использовать этих значения? Их необходимо подставить в формулу или использовать номограммы (схемы) для разных форм и типов воздуховодов.

Номограммы обычно даются в нормативной литературе или в инструкции и описании воздуховодов конкретного производителя. Например, такими схемами комплектуются все гибкие воздуховоды. Для труб из жести данные можно найти в документах и на сайте производителя.

В принципе, можно не использовать номограмму, а найти требуемую площадь сечения, исходя из скорости воздуха. А площади подобрать по диаметру или ширине и длине прямоугольного сечения.

Пример

Рассмотрим пример. На рисунке приведена номограмма для круглого воздуховода из жести. Номограмма полезна еще и тем, что на ней можно уточнить потери давления на участке воздуховода при заданной скорости. Эти данные потребуются в дальнейшем для подбора вентилятора.

Итак, какой воздуховод подобрать на участке сети (ответвлении) от решетки до магистрали, по которому будет прокачиваться 100 м³/ч? На номограмме находим пересечения заданного количества воздуха с линией максимальной скорости для ответвления 4 м/с. Также недалеко от этой точки находим ближайший (больший) диаметр. Это труба диаметром 100 мм.

Таким же образом находим сечение для каждого участка. Все подобрано. Теперь осталось провести подбор вентилятора и расчет воздуховодов и фасонных частей (если это необходимо для производства).

Расчет материала для воздуховодов и фасонных элементов

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий необходим при их производстве. Он делается для того, чтобы определить количество материала (жести) для изготовления участка трубы или какого-либо фасонного элемента.

Для расчета необходимо использовать лишь формулы из геометрии. Например, для круглого воздуховода находим диаметр окружности, умножением которого на длину участка получим площадь наружной поверхности трубы.

Для изготовления 1 метра трубопровода диаметром 100 мм потребуется: π·D·1=3.14·0.1·1=0.314 м² жести. Также необходимо учитывать от 10-15 мм запаса на соединение. Также рассчитывается и прямоугольный воздуховод.

Расчет фасонных частей воздуховодов осложнен тем, что для него не существует определенных формул, как для круглого или прямоугольного сечения. Для каждого элемента необходимо проводить раскрой и рассчитывать необходимое количество материалов. Это делается на производстве или в жестяных мастерских.

Современные блага цивилизации позволяют обустроить дом по своему желанию, оснастив жилище всеми необходимыми для комфортного проживания предметами, в том числе и сетями снабжения. Можно ли представить современный дом без вентиляционной системы и кондиционера? Сегодня это кажется нереальным, но ведь раньше людям не было известно о таких благах.

От того, насколько правильно спроектирована система вентиляции, зависит ее дальнейшее функционирование. Здесь важна каждая деталь. Ведь при допущении даже небольшой ошибки система может дать сбой и, к примеру, вместо холодного воздуха гнать внутрь помещения горячий. Система вентиляции состоит из множества элементов, которые соединяются между собой специальными деталями и фасонными изделиями.

Главный фактор, влияющий на производительность вентиляционной системы, — правильность проектирования. Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий необходим для слаженной работы всей системы. Проведение вычислений — дело трудоемкое и требующее определенных затрат. Хотя сегодня этот процесс легко провести с применением специальных формул или целых компьютерных программ.

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий согласно формуле выглядит следующим образом:

  • Sc — площадь сечения;
  • L — расход циркулируемого потока;
  • V — скорость потока в определенном месте (м/с);
  • 2,778 — фиксированное значение (коэффициент).

Процесс проектирования аварийной вентиляции

Значение «кВ» применяют тогда, когда требуется эффективная оценочная характеристика воздухообмена в промышленной постройке. Таким показателем воздухообмена выражается отношение общего объема приходящего воздуха («L» (м3 \ч)) к показателю «Vn», (м3), который характеризует суммарный объем чистого пространства помещения. Расчет производится на принятый отрезок времени.

Если на стадии проектирования были по стандартам организованы проект и все расчеты, то кратность будет меняться от 1 до 10 единиц для промышленных помещений.

Кроме теоретической базы и формул для расчета, чтобы определить необходимый показатель, специалисты предпочитают анализировать естественные условия на похожих работающих производствах, имеющих фактические данные о токсических выделениях.

В процессе определения кратности используют отраслевые документы, СниПы, санитарные стандарты.

Способ расчета воздуховодов методом постоянных скоростей

Расчет воздуховодов вентиляции нужно начинать с плана помещений.

Используя все нормы определяют нужное количество воздуха в каждую зону и рисуют схему разводки. На ней показываются все решетки, диффузоры, изменения сечения и отводы. Расчет производится для самой удаленной точки системы вентиляции, поделенной на участки, ограниченные ответвлениями или решетками.

Схема разводки системы вентиляции.

Расчет воздуховода для монтажа системы вентиляции заключается в выборе нужного сечения по всей длине, а так же нахождение потери давления для подбора вентилятора или приточной установки. Исходными данными являются значения количества проходящего воздуха в сети вентиляции. Используя схему, проведём расчет диаметра воздуховода. Для этого понадобится график потери давления. Для каждого типа воздуховодов график разный. Обычно, производители предоставляют такую информацию для своих изделий, либо можно найти ее в справочниках. Рассчитаем круглые жестяные воздуховоды, график для которых показан на нашем  рисунке.

Номограмма для выбора размеров


По выбранному методу задаемся скоростью воздуха каждого участка. Она должна быть в пределах норм для зданий и помещений выбранного назначения. Для магистральных воздуховодов приточной и вытяжной вентиляции рекомендуются такие значения:

  • жилые помещения – 3,5–5,0 м/с;
  • производство – 6,0–11,0 м/с;
  • офисы – 3,5–6,0 м/с.

Для ответвлений:

  • офисы – 3,0–6,5 м/с;
  • жилые помещения – 3,0–5,0 м/с;
  • производство – 4,0–9,0 м/с.

Когда скорость превышает допустимую, уровень шума повышается до некомфортного для человека уровня.

После определения скорости (в примере 4,0 м/с) находим нужное сечение воздуховодов по графику. Там же есть потери давления на 1 м сети, которые понадобятся для расчета. Общие потери давления в Паскалях находим произведением удельного значения на длину участка:

Руч=Руч·Руч.

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:

  1. 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;
  2. 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.

Общие сведения для вычисления площади сечения

Площадь труб для воздуховода рассчитывают по разным значениям:

  1. На соответствие санитарно-гигиеническим параметрам (СанПиН).
  2. По количеству проживающих.
  3. По площади комнат.

Результат можно получить как для отдельного помещения, так и для дома в целом. Для расчета есть специальные программы с заложенными в них алгоритмами. Еще один вариант расчета — использование формул.

Площадь сечения воздуховодов при их проектировании выбирается так, чтобы воздух по всех длине двигался с примерно одинаковой скоростью. По всей протяженности системы количество воздуха разное, поэтому площадь сечения воздуховода должна изменяться в большую сторону с ростом объема воздушной массы.

Если рассматривать вытяжную вентиляцию, то квадратура сечения растет по мере приближения к вентилятору. Только так можно гарантировать более-менее одинаковую скорость массы воздуха на всем протяжении воздухопровода

С ростом круглого сечения уменьшается скорость потока воздуха. Снизится при этом и аэродинамический шум. Минус таких воздуховодов в громоздкости конструкции, из-за чего невозможна их установка в пространство между черновым и навесным потолком, а также в увеличенной стоимости.

Если такой возможности нет, можно отдать предпочтение прямоугольной геометрии, поскольку высота прямоугольного сечения меньше. С другой стороны круглые изделия легче устанавливать, да и свои эксплуатационные преимущества у них имеются.

Поскольку круглые воздуховоды не всегда можно вписать в интерьер, а более эстетичные прямоугольные дорогие, как альтернативу, стоит рассмотреть овальные изделия. Они и эргономичны, и эффективны

Выбор того или иного варианта зависит от приоритетов пользователя. Если во главе угла экономия электроэнергии, минимальный шум и есть все возможности монтажа габаритной сети, лучший выбор — круглая форма воздуховода.

1 Причины проблем с вентиляцией

Если вычисления произведены правильно, то поступление чистого воздуха нормальной влажности, а также удаление неприятных запахов будет максимально допустимым. В противоположном случае гарантировано образование плесени, грибка в ванных и туалетах, постоянная духота в кухнях и комнатах. Ситуация усугубляется тем, что практически все помещения оборудуются герметичными пластиковыми окнами без щелевой вентиляции. Приходится компенсировать недостаток свежего воздуха принудительно.

Ещё одной причиной проблем с ликвидацией отработанных масс, неприятных ароматов и избыточных водяных паров являются засоры и разгерметизация вентиляционных труб. Негативное влияние на микроклимат может оказать перепланировка помещений в том случае, если не прибегнуть к инженерной помощи при расчёте площади воздуховодов при модернизации вентиляции в соответствии с новыми параметрами.

Проще всего зафиксировать проблемы в этой системе с помощью проверки присутствия тяги. Для этого к вытяжному каналу надо поднести лист бумаги или горящую спичку. Применение открытого огня в помещениях с газовым нагревательным оборудованием не рекомендуется. Если отклонение явно заметно, то о проблемах говорить не приходится. В случае обратного результата следует выяснить причины отсутствия притока свежего воздуха и приступить к их устранению, что может потребовать заново пересчитать все параметры.

Формулы расчета вентиляции

Расчет по площади помещения

Это самый простой расчет. Для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м3/час свежего воздуха на 1 м2 площади помещения, независимо от количества людей.

Расчет по санитарно-гигиеническим нормам

По санитарным нормам для общественных и административно-бытовых зданий на одного постоянно пребывающего в помещении человека необходимо 60 м3/час свежего воздуха, а на одного временного 20 м3/час.

В случае жилого помещения можно ориентироваться на то, в каком помещении сколько времени проводят жильцы. Например, для спальни рекомендуется принять, что хозяева находятся там постоянно (8 часов подряд), а для кабинета можно принять 1 человек — постоянно, и 1-2 временно.

Расчет по кратностям

В документе (СНиП 2.08.01-89* Жилые здания, Приложение 4) приведена таблица с кратностями воздухообмена по типам помещений (табл.1):

Таблица 1. Кратности воздухообмена в помещениях жилых зданий.
Помещения Расчетная температура зимой,ºС  Требования к воздухообмену
Приток Вытяжка
Общая комната, спальня, кабинет 20 1-кратный
Кухня 18 По воздушному балансу квартиры, но не менее, м3/час 90
Кухня-столовая 20 1-кратный
Ванная 25 25
Уборная 20 50
Совмещенный санузел 25 50
Помещение для стиральной машины в квартире 18 0,5-кратный
Гардеробная для чистки и глажения одежды 18 1,5-кратный
Вестибюль, общий коридор, лестничная клетка, прихожая квартиры 16
Электрощитовая 5 0,5-кратный

Здесь приведена сокращенная версия таблицы, если вы не нашли свой тип помещения — обратитесь к исходному документу (СНиП-у).

Кратность воздухообмена — это величина, которая означает, сколько раз в течение часа воздух в помещении полностью заменяется на новый. Она напрямую зависит от объема помещения. То есть, однократный воздухообмен это когда в течение часа в помещение подали и удалили объем воздуха, равный объему помещения; 0,5 кранный воздухообмен – половине объема помещения и т.д. В этой таблице в двух последних колонках указаны кратности и требования к воздухообмену в помещениях по притоку и вытяжке воздуха соответственно.

Формула расчета вентиляции, включающая нужное количество воздуха выглядит так:

L=n*V (м3/час) , где

n – нормируемая кратность воздухообмена, час-1;

V – объём помещения, м3.

Когда мы считаем воздухообмен для группы помещений в пределах одного здания (к примеру, жилая квартира) или для здания в целом (коттедж), их нужно рассматривать как единый воздушный объём. Этот объём должен отвечать условию ∑ Lпр = ∑ Lвыт То есть, какое количество воздуха мы подаём, такое же должны и удалить.

Таким образом, последовательность расчета вентиляции по кратностям следующая:

  1. Считаем объем каждого помещения в доме (объем=высота * длина * ширина).
  2. Подсчитываем для каждого помещения требуемый воздухообмен по формуле L=n*V.

Для этого выбираем из таблицы 1 норму по кратности воздухообмена. Для большинства помещений нормируется только приток или только вытяжка. Для некоторых (например кухня-столовая) и то, и другое. Прочерк означает, что для данного помещения нормы не установлены.

Для тех помещений, для которых вместо кратности указан минимальный воздухообмен (например, 90м3/ч для кухни), считаем требуемый воздухообмен равным этому рекомендуемому. В самом конце расчета, если уравнение баланса (∑ Lпр и ∑ Lвыт) у нас не сойдется, то значения воздухообмена для данных комнат будем увеличивать до требуемой величины.

Если в таблице нет какого-либо помещения, то норму воздухообмена для него считаем, учитывая что для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м3/час свежего воздуха на 1 м2 площади помещения. Т.е. считаем воздухообмен для таких помещений по формуле: L=Sпомещения*3.

  1. Суммируем отдельно L тех помещений, для которых нормируется приток воздуха, и отдельно L тех помещений, для которых нормируется вытяжка. Получаем 2 цифры: ∑ Lпр и ∑ Lвыт
  2. Составляем уравнение баланса ∑ Lпр = ∑ Lвыт.

Если ∑ Lпр > ∑ Lвыт , то для увеличения ∑ Lвыт до значения ∑ Lпр увеличиваем значения воздухообмена для тех помещений, для которых мы во 2 пункте приняли воздухообмен равным минимально допустимому значению.

Расчет по виду вентиляции

Естественная

Правильный расчет вентиляции естественного типа внутри помещения в частном доме или в квартире учитывает тот факт, что движение воздуха должно обеспечиваться за счет различия температуры. Принято делить естественную вентиляцию на канальный и бесканальный типы. Именно первый вариант преимущественно используется в частных постройках и в многоквартирных домах. В зависимости от замыслов конструкторов, каналы проводятся в виде шахт, в особых блоках или непосредственно внутри стен.

Говоря про принципы и методику расчета, надо заметить, что для вычислений применяется простая формула. Сначала из плотности воздуха в комнате вычитают плотность уличного воздуха. На эту разность умножают произведение ускорения свободного падения и дистанции от края приточного приема до середины вытяжного отверстия. Как неоднократно подтверждала практика, аэрация различных сооружений за счет открытия фрамуг приносит превосходные результаты. Первым шагом становится определение того, насколько велики нижние и верхние просветы, в соответствии с этими данными формируется математическая модель аэрации.

Примерно в районе средних частей верхних просветов, над плоскостью совпадающих давлений возникает избыточное напряжение. Как раз оно и имеет решающее значение для удаления загрязненного воздуха. Чтобы определить, с какой скоростью будет двигаться воздух в середине низового просвета, нужно сначала умножить расходный коэффициент на площадь этих входов. Потом на полученную цифру делят требуемый отток воздуха.

Механическая

Вентиляционные системы такого типа подразделяют на приточную, приточно-вытяжную и чисто вытяжную разновидности. Приточная конструкция используется там, где тепла много, а вредных веществ мало. Также она ценна в ситуациях, когда требуется усилить воздушный подпор, помогая локальной вентиляции улучшать состояние воздуха при выделении вредных веществ в единичных местах. Когда рассчитывается приточно-вытяжная вентиляция, ей стараются придать максимально возможную кратность

А для вытягивающей разновидности очень важно учесть, насколько плотны удаляемые пары и газы

Циркуляция воздуха в промышленных зданиях

Во время планирования промышленных построек и их строительства должны быть грамотно расчитаны в помещениях вентиляционные пути и определена циркуляция воздуха. Для этого не обойтись без использования показателя кратности воздухообмена, который определяется на основе табличных сводок загрязненности пространства оксидами, окисями ацетилена и другими токсичными веществами.

Выполняя расчет воздухообмена в здании, выделяемое тепло таким образом учитывается, чтобы полученное превышающее норму количество могло беспрепятственно удаляться круглый год.

Для уменьшения количества избыточного тепла применяют аэрацию. Такой процесс очень распространен в химической промышленности, например, на производственных участках, предусматривающих термообработку. В таком случае благодаря аэрации показатель кратности воздухообмена летом достигает 40-60 пунктов.

При такой организации воздушных путей и воздухообменных показателях достигаются предусматриваемые санитарными нормами метеорологические стандарты.

Так, возведение помещений и их внутреннее обустройство потом оказывает влияние на расчетный показатель кратности воздухообмена, для этой цели организовываются специальные открываемые проемы, гарантирующие устранение вредных примесей и приток свежего воздуха работникам.

Расчёт вентиляции в частном доме

Расчёт вентиляции должен производиться профессионалами на этапе проектирования жилых, административных и производственных зданий. При эксплуатации специализированных помещений (вредные цеха, лаборатории), в расчёт необходимо принимать вредные вещества и их ПДК.

При строительстве частного дома расчёты вентиляции упрощаются и их можно выполнить самостоятельно, зная методику. В этой статье мы рассмотрим методику, основанную на приложении «Ж» СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» (актуализированная редакция СНиП 41-01-2003). Данная методика учитывает удельные нормы воздухообмена, которые рассчитываются двумя способами:

1) По нормируемой кратности воздухообмена;

2) По нормируемому удельному расходу приточного воздуха.

При получении результатов по каждому способу расчёта, принимается во внимание наибольшее значение. Теперь ознакомимся более детально с указанными выше способами расчёта


Теперь ознакомимся более детально с указанными выше способами расчёта.

2.1 Нормируемая кратность воздухообмена:

Кратность воздухообмена — определяет кол-во раз, которое воздух в помещении успеет полностью обновиться в течение одного часа.

То есть, если кратность воздухообмена равна 1 (ч-1), это значит что за час воздух полностью обновится в указанном помещении, если 0,5 (ч-1) — только половина объёма воздуха в помещении будет заменена свежим.

Кратности воздухообмена для различных помещений представлены в таблице 9.1 СП 54.13330.2011, также эта таблица, но на мой взгляд, в более удобном виде есть в СТО НП «АВОК» 2.1-2008 (Данный стандарт одобрен и рекомендован Госстроем России, и по сути упорядочивает информацию из российских и зарубежных нормативных документов):

Таблица 1 — Нормы минимального воздухообмена в помещениях жилых зданий:

Для того, чтобы рассчитать расход приточного воздуха, используем формулу:

L=V × n   (формула №1)

V – объём помещения, м3;

n – кратность воздухообмена, ч-1;

2.2 Нормируемый удельный расход приточного воздуха

Этот способ расчёта предлагает использовать две формулы:

L=A × k    (формула №2)

A – площадь помещения, м2;

k – нормируемый расход приточного воздуха на 1 м2, м3/(ч⋅м2);

L=N × m    (формула №3)

N – число людей;

m – нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 человека, м3/ч;

Если площадь помещения на одного проживающего меньше 20 м2, то используем формулу №2, если больше — формулу №3.

2.3 Пример расчёта минимального нормируемого воздухообмена

Обозначим несколько принципов, которые будут необходимы в расчётах:

  • 1 — Приток воздуха осуществляется через жилые помещения;
  • 2 — Удаление воздуха происходит через ванную, туалет, кухню;
  • 3 — Соблюдается баланс воздухообмена: приток воздуха равен оттоку.

Пример №1:

Общая площадь квартиры Fобщ = 100 м2. Площадь жилых помещений Fжил = 70 м2. Кухня оснащена 4-конфорочной газовой плитой. В квартире постоянно проживает 4 человека.

1) Определение объёма притока:

а) По кратностям:

Используем формулу №1:

L=V × n   (формула №1)

V = S × h = 100 × 3,0 = 300 м3;

n = 0,35 в соответствии с таблицей №1;

L = 300 × 0,35 = 105 м3/ч

Для расчёта используем полный объём помещения, а не только объём жилых зон

б) По удельному расходу приточного воздуха:

Определяем заселённость — 100/4 = 25 м2/чел. (> 20 м2/чел), соответственно используем формулу №3:

L=N × m   (формула №3)

N = 4 человека, m = 30 м3/ч·чел. (по таблице 1)

L=4× 30 = 120 м3/ч

Выбираем наибольшее значение, соответственно минимальный объём приточного воздуха составляет — 120 м3/ч

2) Определение объёма вытяжки:

Вытяжка осуществляется через кухню, ванную и туалет. Параметры для этих помещений определяем по таблице №1:

Lкухни = 90 м3/ч Lванной = 25 м3/ч Lтуалета = 25 м3/ч Lвытяжки = 90 + 25 + 25 = 140 м3/ч

Мы видим, что объём вытяжного воздуха получился больше приточного, поэтому для соблюдения баланса воздушных масс увеличиваем объём приточного воздуха, и он становится равным: Lпритока = Lвытяжки = 140 м3/ч

Пример №2:

Оставим все данные, как в примере №1, но увеличим число проживающих до 6 человек.


1) Определение объёма притока:

а) Расчёт по кратностям не изменился: L = 105 м3/ч

б) По удельному расходу приточного воздуха:

Определяем заселённость — 100/6 = 16,67 м2/чел. (< 20 м2/чел), соответственно используем формулу №2:

L=A × k    (формула №2)

A – площадь жилых помещений, по условию равна 70 м2, k – нормируемый расход приточного воздуха — 3 м3/(ч⋅м2)

L=70 × 3 = 210 м3/ч

2) Определение объёма вытяжки:

Lвытяжки = 90 + 25 + 25 = 140 м3/ч (остался прежним)

Мы видим, что в данном случае объём приточного больше объёма удаляемого воздуха, поэтому для соблюдения баланса увеличиваем объём вытяжки и получаем:

Lпритока = Lвытяжки = 210 м3/ч

Общие требования

В вентиляционных системах, предназначенных для удаления пожароопасных летучих веществ, воздуховоды должны производиться из огнеупорных материалов. Основные транзитные сегменты вентиляции необходимо выполнять из металла.

Рассчитывая окончательные параметры воздуховодов, необходимо предусмотреть:

  1. Возможность установки противопожарных клапанов как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.
  2. Монтаж воздушных затворов на площадках между этажами. Функциональные возможности этих приборов должны соответствовать нормативным требованиям по аварийному блокированию выборочных сегментов системы.
  3. На каждом поэтажном коллекторе возможно подключить максимально пять воздуховодов.
  4. Монтаж системы автоматического пожарного оповещения.

Во всех проводимых расчетах были использованы рекомендации строительных норм и правил. Эти нормативные значения позволяют выяснить минимально возможную эффективность вентиляции, которая сможет обеспечить комфортный микроклимат в помещении

Иначе говоря, правила СНиП ориентированы прежде всего на минимизирование затрат на монтаж и эксплуатацию вентсистемы, что немаловажно при разработке систем вентиляции общественных и админзданий

Потери давления

Находясь в воздуховоде вентиляционной системы воздух испытывает некоторое сопротивление. Чтобы его можно было преодолеть, в системе должен быть соответствующий уровень давления. Общепринято, что давление воздуха измеряется в собственных единицах — Па.

Все необходимы расчёты проводятся с помощью специализированной формулы:

P = R * L + Ei * V2 * Y/2,

Здесь P – давление; R – частичные изменения уровня давления; L – общие размеры всего воздуховода (длина); Ei – коэффициент всевозможных потерь (суммировано); V – скорость воздуха в сети; Y – плотность воздушных потоков.

Ознакомится со всевозможными условными обозначениями, встречающимися в формулах, возможно при помощи специальной литературы (справочников). При этом, значение Ei уникально в каждом отдельном случае из-за зависимости от определённого типа вентиляции.

Подбор вентилятора

Составляющей частью метода допустимых скоростей является расчет потерь давления в сети воздуховодов для подбора вентилятора необходимой производительности и напора.

Потери давления на прямых участках

В принципе, требуемую производительность вентилятора можно узнать путем сложения необходимого количества воздуха для всех помещений здания и подбором подходящей модели в каталоге производителя. Но проблема в том, что максимальное количество воздуха, указанное в документации к вентилятору, он способен подать лишь без сети воздуховодов. А при подключении трубы его производительность будет падать в зависимости от потери давления в сети.

Для этого в документации каждому вентилятору дается диаграмма производительности в зависимости от падения давления в сети. А как же рассчитать это падение? Для этого необходимо определить:

  • падение давления на ровных участках воздуховодов;
  • потери на решетках, поворотах, тройниках и других фасонных элементах и препятствиях в сети (местных сопротивлениях).

Потери давления на участках воздуховодов рассчитываются по той же приведенной номограмме. От точки пересечения линии скорости движения воздуха в подобранном воздуховоде и его диаметра находим потери давления в паскалях на метр. Далее высчитываем полные потери давления на участке определенного диаметра умножением удельной потери на длину.

Для нашего примера с воздуховодом 100 мм и скоростью около 4 м/с потери давления будут составлять около 2 Па/м.

Потери давления на местных сопротивлениях

Расчет потерь давления на поворотах, изгибах, тройниках, изменения сечения и переходах существенно сложнее чем на прямых участках. Для такого на той же приведенной выше схеме указываются все элементы, которые могут препятствовать движению.

Рис 3 (Некоторые к. м. с.)

Далее необходимо для каждого такого местного сопротивления в нормативной литературе найти коэффициент местного сопротивления (к. м. с), который обозначается буквой ζ (дзетта). Потеря давления на каждом таком элементе находится по формуле:

Pм. с.=ζ×Pд

где Pд=V2×ρ/2 — динамическое давление (V – скорость, ρ – плотность воздуха).

Например, если на уже рассматриваемом нами участке диаметром 100 мм со скоростью движения воздуха 4 м/с будет находиться круглый отвод (поворот 90 градусов) к. м. с. которого 0,21 (по таблице), потери давления на нем будут составлять

Pм. с.=0,21 · 42·(1,2/2) = 2,0 Па.

Средняя плотность воздуха при температуре 20 градусов составляет 1,2 кг/м3.

Далее необходимо сложить потери давления в воздуховодах и на местных сопротивлениях сети от вентилятора до самого удаленного участка. Это лучше делать в табличной форме.

Рис 4 (Пример таблицы)

По найденным параметрам подбирается вентилятор.

Подводя итоги

Редакция Seti.guru надеется, что сегодняшняя статья была интересна и полезна нашему уважаемому читателю. Если у вас остались вопросы, их можно задать в обсуждениях ниже, наша команда с удовольствием на них ответит в максимально короткие сроки

Если у вас есть опыт в монтаже вентиляционных систем или их проектировании (неважно, положительный или отрицательный), просим вас поделиться им с другими читателями. Это будет полезно начинающим домашним мастерам, делающим первые шаги в области устройства вентиляции. А мы напоследок, по уже сложившейся доброй традиции, предлагаем посмотреть короткий видеоролик по сегодняшней теме, который вам точно будет интересен

А мы напоследок, по уже сложившейся доброй традиции, предлагаем посмотреть короткий видеоролик по сегодняшней теме, который вам точно будет интересен.


С этим читают