Расчет вентиляции помещения: примеры и таблицы
В жилых и офисных зданиях, где постоянно находятся люди, должны быть созданы комфортные условия для их работы и жизнедеятельности. Эти условия регламентируются государственными санитарными нормами и другими документами. Параметры и необходимое количество воздуха для жилых и административных зданий прописаны в соответствующих строительных нормативных документах. Чтобы произвести расчет вентиляции в помещении, следует руководствоваться этими документами.
Содержание статьи:
Исходные данные для расчета воздухообмена
Цель расчета – определить, сколько чистого воздуха требуется подавать в каждое помещение и какое количество отработанного удалять из него. После этого выбирают способ организации воздухообмена и для холодного времени года рассчитывают тепловую мощность, которую нужно затратить для подогрева притока с улицы. Для начала нужно определить кратность обмена для каждой комнаты жилого дома.
Кратность обмена – число, показывающее сколько раз во всем
объеме помещения полностью обновится воздух в течение 1 часа.
Значения величины кратности для кабинетов и комнат различного назначения прописаны в СНиП 31–01-2003, для удобства они приведены в Таблице 1.
В СНиПе указаны расчетные значения расхода и кратности, но для топочных количество воздуха на горение необходимо уточнять по техническим характеристикам водогрейного котла.
Методы выполнения расчетов
Строительными нормами допускается производить расчет приточной вентиляции помещения несколькими способами:
- По кратности обмена, величина которой для каждого помещения закреплена нормами.
- По нормируемому удельному расходу воздушных масс на 1 м2 комнаты.
- По удельному объему свежей воздушной смеси на 1 человека, находящегося в доме свыше 2 часов ежедневно.
В соответствии со СНиП 41–01-2003 «Вентиляция и кондиционирование» для жилых зданий применяется следующая формула расчета вентиляции по нормируемой кратности:
L = Vn
- L – необходимое количество приточного воздуха, м3/ч;
- V – объем кабинета или комнаты, м3;
- n – расчетная кратность воздухообмена (Табл. 1).
Объем каждой комнаты определяют обмерами ее габаритов либо, в случае строящегося дома, по чертежам, входящим в проект. Расход притока для некоторых помещений имеет определенное нормированное значение, например, в санузлах или постирочных. Тогда габариты определять не требуется, принимается фиксированная величина, указанная в Таблице 1. После просчета каждой комнаты результаты суммируются и получается общее количество приточного воздуха, необходимое для всего дома.
Определение притока по удельному расходу свежей воздушной смеси на каждого человека осуществляется таким методом:
L = Nm
В этой формуле:
- L – то же, что в предыдущей формуле, м3/ч;
- N – число людей, находящихся в здании более 2 часов в течение суток, чел;
- m – удельное количество приточного воздуха на 1 человека, м3/ч (Табл.2).
Данный метод допускается применять не только для жилых, но и административных зданий, в офисах которых трудится много людей. В этом случае величина удельного расхода нормируется Приложением М СНиП 41–01-2003, что отражено в Таблице 2.
Объем вытяжки из офиса для соблюдения баланса равен притоку, — 1200 м3/ч.
Если в пересчете на 1 жильца приходится менее 20 м2 общей площади жилого дома, то производится расчет по площади помещения:
L = Ak
- L – необходимая величина притока, м3/ч;
- А – площадь кабинета или комнаты, м2;
- k – удельный расход чистого воздуха, подаваемого на 1 м2 площади комнаты.
СНиП 41–01-2003 устанавливает значение k в размере 3 м 3 на 1 м2 жилой площади. То есть, в спальню площадью 10 м2 понадобится подавать как минимум 10 х 3 = 30 м3/ч свежей воздушной смеси.
Устройство общеобменной вентиляции в доме
После того как потребность в притоке и вытяжке для всех комнат дома вычислена одним из вышеописанных методов, следует выбрать тип общеобменной вентиляции: с естественным или механическим побуждением. Первый тип подойдет для квартир, небольших частных домов и офисов. Здесь главную роль будет играть естественная вытяжка, поскольку именно она создает разрежение внутри дома и побуждает воздушные массы перемещаться в свою сторону, затягивая свежие с улицы. В этом случае расчет естественной вентиляции помещения сводится к вычислению высоты вертикальной вытяжной шахты.
Пример вентиляции в жилом доме
Вычисления делают методом подбора, так как вертикальные вытяжные каналы изготавливают стандартных размеров и высоты. Приняв определенное значение высоты шахты, его подставляют в формулу:
р = h (ρН — ρВ)
- р – гравитационное давление в канале, кгс/м2;
- h – высота канала, м;
- ρН – плотность наружного воздуха, в среднем принимается равной 1.27 кг/м3 при температуре +5ºС;
- ρВ – плотность воздушной смеси, удаляемой из квартиры, принимается по ее температуре.
При движении воздушных масс в шахте возникает сопротивление трению о ее стенки, сила тяги должна его преодолевать. Расчет и проектирование вертикального канала заключаются в том, чтобы сила тяги в нем была несколько больше сопротивления трению и соблюдалось условие:
Н ≤ 0.9 р
- р – гравитационное давление в канале, кгс/м2;
- Н – сопротивление вытяжной шахты, кгс/м2.
Величина Н вычисляется по следующей формуле:
Н = Rh
В этой формуле:
- R – потери давления на 1 м.п. шахты, является величиной справочной, кгс/м 2;
- h – высота канала, м;
Подставляя в вышеприведенные формулы значения высоты вытяжной шахты, производят вычисления до тех пор, пока условие для функционирования тяги не будет соблюдаться.
Вентиляция с принудительным побуждением
При использовании в организации воздухообмена местных и централизованных вентиляционных установок самым важным показателем остается расход наружных воздушных масс для обеспечения необходимого притока в здание. Если в комнатах устанавливаются местные приточные агрегаты с очисткой и подогревом, то их общая производительность должна равняться объему притока в здание, рассчитанному ранее.
Воздухообмен в помещениях
При подборе производительности приточного агрегата надо учитывать, что не все комнаты располагаются у наружных стен. Установка будет обслуживать не только свой кабинет, но и смежный, расположенный в глубине дома.
Централизованные приточно-вытяжные установки лучше подбирать с помощью специалистов, так как потребуется выполнить достаточно сложный расчет вентиляционных систем. Установка может использовать тепло вытяжного воздуха, нагревая с его помощью уличный, здесь важно правильно подобрать теплообменник.
Обработанная воздушная смесь будет раздаваться в помещения через сеть воздуховодов, понадобится определить их параметры (диаметр, протяженность, потери давления). Это нужно для правильного выбора вентиляционного агрегата, который для устойчивой работы системы должен развивать необходимое давление для преодоления всех сопротивлений.
Заключение
Произвести расчет потребного объема приточного воздуха в помещении жилого или административного здания – не столь уж сложная задача. Это первый шаг к созданию комфортных условий для жизнедеятельности или работы людей. Зная необходимые расходы притока и вытяжки, можно сделать прикидку общей стоимости работ и оборудования для устройства общеобменной вентиляции. Дальнейшую разработку и внедрение предпочтительнее доверить специалистам.
Кандидат технических наук. Начальник Центра образовательных стандартов и программ «Московского государственного строительного университета» (НИУ «МГСУ»).
Рекомендуем:
Мощность калорифераКалорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП. Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоной и для Москвы равна -26°С (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов). Таким образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, в приточных системах можно устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной. При этом приточная система должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года.Возможность использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В) напряжения питания. При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х фазное подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней, так как рабочий ток в этом случае меньше. Максимально допустимый ток потребления. Ток, потребляемый калорифером, можно найти по формуле: I = P / U, где I — максимальный потребляемый ток, А; Р — мощность калорифера, Вт; U — напряжение питание:
ΔT = 2,98 * P / L, где ΔT — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С;Р — мощность калорифера, Вт; L — производительность вентиляции, м3/ч. Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВтдля квартир, от 5 до 50 кВт для офисов. Если использовать электрический калорифер с расчетной мощностью не представляется возможным, следует установить калорифер, использующий в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления (водяной калорифер). Рабочеее давление, скорость движения воздуха в воздуховодах, уровень шумаПосле расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов) и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Далее по этой схеме рассчитывают три взаимосвязанных параметра — рабочее давление, создаваемое вентилятором, скорость потока воздуха и уровень шума. Требуемое рабочее давление определяется техническими характеристиками вентилятора и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха. Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором. От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха. Обычно эту скорость ограничивают значением от 2,5 до 4 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума. В тоже время, использовать «тихие» воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве. Поэтому при проектировании вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром воздуховодов. Для бытовых систем приточной вентиляции обычно используются гибкие воздуховоды сечением 160—250 мм и распределительные решетки размером 200×200 мм — 200×300 мм. Для точного расчета схемы вентиляции и воздухораспределительной сети, а также для разработки проекта вентиляции Вы можете обратиться в наш Проектный отдел |   |
Расчет воздухообмена по различным параметрам
Содержание
1. Способы расчета воздухообмена
1.1. По кратностям воздухообмена в зависимости от специфики помещений;
1.2. По площади помещений;
1.3. По количеству пребывающих в помещениях людей.
2. Подбор воздуховода
3. Общие требования к системам вентиляции.
Для того чтобы выбрать необходимую нам систему вентиляции, нужно знать, сколько же воздуха надо подавать или удалять с того или иного помещения, т.е. необходимо узнать воздухообмен в помещении или в группе помещений.
Это позволит выбрать тип и модель вентилятора и произвести расчет воздуховодов.
Нормы воздухообмена различного типа помещений определяется согласно нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений (СНиП 31–01-2003, СНиП 2.08.02-89, СНиП 2.09.04-87, СНиП 2.04.05-91, МГСН 3.01-01 «Жилые здания» и др.).
В нормативных документах четко определено, какие должны быть системы вентиляции в тех или иных помещениях, какое оборудование должно в них использоваться и где оно должно располагаться. А также какое количество воздуха, с какими параметрами и по какому принципу должно подаваться и удаляться из них.
Существует несколько способов расчета воздухообмена:
- по кратностям воздухообмена в зависимости от специфики помещений;
- по площади помещений;
- по количеству пребывающих в помещениях людей.
1.1. Расчет по кратностям
Представляет из себя наиболее сложный вариант. При его выполнении учитывается назначение каждой отдельной комнаты и нормативы по кратности воздухообмена для каждой из них. При этом учитывается температура воздуха в каждом конкретном помещении.
Кратность воздухообмена – это величина, значения которой показывают, какое количество раз в течение одного часа в помещении осуществляется полная замена воздуха. Кратность сильно зависит от объема конкретного помещения.
Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях следует принимать в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1. Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданий
№№ п/п | Помещения | Расчетная температура воздуха в холодный период года, °С | Кратность воздухообмена или количество удаляемого воздуха из помещения | ||
приток | вытяжка | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
1 | Общая комната (гостиная), спальня, жилая комната общежития 1 ) | 20 (22) 2) | не менее 30 м 3 /ч на человека |
| |
2 | Кухня квартиры и общежития |
|
|
| |
| с электроплитами | 16(18) 2) | — | Не менее 60 м 3 /ч | |
| с газовыми плитами | 16(18) 2) | — | Не менее 60 м 3 /ч при 2-конфорочных плитах; не менее 75 м 3 /ч при 3-конфорочных плитах, не менее 90 м 3 /ч при 4-конфорочных плитах | |
3 | Кухня-ниша | 16(18) 2) | Механическая приточно-вытяжная по расчету | ||
4 | Ванная комната | 25 | — | 25 м 3 /ч | |
5 | Уборная | 18 | — | 25 м 3 /ч | |
6 | Совмещенный санузел | 25 | — | 50 м 3 /ч | |
7 | Совмещенный санузел с индивидуальным подогревом | 18 | — | 50 м 3 /ч | |
8 | Душевая | 25 | — | 5-кратн. | |
9 | Гардеробная комната для чистки и глажения одежды | 18 | — | 1,5-кратн. | |
10 | Вестибюль, общий коридор, передняя, лестничная клетка в квартирном доме | 16 | — | — | |
11 | Вестибюль, общий коридор, передняя, лестничная клетка в общежитии | 16 | — |
| |
12 | Постирочная | 15 | по расчету, но не менее 4-кратн. | 7-кратн. | |
13 | Гладильная, сушильная в общежитии | 15 | по расчету, но не менее 2-кратн. | 3-кратн. | |
14 | Кладовые в квартирах (одноквартирных домах), хозяйственные и бельевые в общежитиях | 12 | — | 1,5-кратн | |
15 | Машинное помещение лифтов 3 ) | 5 | — | по расчету, но не менее 0,5-кратн. | |
16 | Мусоросборная камера | 5 | — | 1-кратн (через ствол мусоропровода) | |
17 | Сауна 5 ) | 16 4 ) | — | по расчету | |
18 | Тренажерный зал 5 ) | 16 | — | 80 м 3 /ч на человека | |
19 | Биллиардная 5 ) | 18 | — | 0,5-кратн. | |
20 | Библиотека, кабинет 5 ) | 20 | — | 0,5-кратн. | |
21 | Гараж — стоянка 5 ) | 5 | — | по расчету | |
22 | Бассейн 5 ) | 25 | Механическая приточно-вытяжная по расчету | ||
Примечания. 1. В одной из спален следует предусматривать расчетную температуру воздуха 22°С. 2. Значение в скобках относится к квартирам для престарелых и семей с инвалидами (в составе специализированных жилых домов и групп квартир) в соответствии с заданием на проектирование. 3. Температура воздуха в машинном помещении лифтов в теплый период года не должна превышать 40°С. 4. Температура для расчета дежурного отопления. 5. Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена указанны для квартир и одноквартирных домов жилища I категории. 6. В угловых помещениях квартир, одноквартирных домов и общежитии расчетную температуру воздуха следует принимать на 2°С выше указанной в таблице (но не выше 22°С). 7. В помещениях общественного назначения общежитий и специализированных квартирных жилых домов для престарелых и семей с инвалидами расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена следует принимать по соответствующим нормативным документам или техническому заданию в зависимости от назначения этих помещений | |||||
Таблица 2. Кратность воздухообмена в помещениях согласно СНиП 31-01-2003
| Помещение | Кратность или величина воздухообмена, м3 в час, не менее | |
| в нерабочем режиме | в режиме обслуживания | |
| Спальная, общая, детская комнаты | 0,2 | 1,0 |
| Библиотека, кабинет | 0,2 | 0,5 |
| Кладовая, бельевая, гардеробная | 0,2 | 0,2 |
| Тренажерный зал, бильярдная | 0,2 | 80 м3 |
| Постирочная, гладильная, сушильная | 0,5 | 90 м3 |
| Кухня с электроплитой | 0,5 | 60 м3 |
| Помещение с газоиспользующим оборудованием | 1,0 | 1,0 + 100 м3 на плиту |
| Помещение с теплогенераторами и печами на твердом топливе | 0,5 | 1,0 + 100 м3 на плиту |
| Ванная, душевая, уборная, совмещенный санузел | 0,5 | 25 м3 |
| Сауна | 0,5 | 10 м3 на 1 человека |
| Машинное отделение лифта | — | По расчету |
| Автостоянка | 1,0 | По расчету |
| Мусоросборная камера | 1,0 | 1,0 |
Для общих комнат и спален кратность составляет единицу на приток.
В гардеробной – полуторакратный, а в помещении для стиральной машины – полукратный на вытяжку.
Однократный воздухообмен – это когда в течение часа в помещение подали свежий и удалили «отработанный» воздух в количестве, равном одному объему помещения.
Если в таблице не указана какая-либо комната, рассчитайте для нее норму вентиляции жилых помещений по данным 3 куба воздуха в час на 1 кв.
Для жилых комнат, не имеющих естественной вентиляции (например, не открываются окна), на каждого человека «положен» минимальный расход воздушной массы, равный 60 м3/час.
Это касается прежде всего тех помещений, где человек обычно находится в активном, бодрствующем состоянии.
В то же время в спальнях, оборудованных системой естественного проветривания, допускается меньший расход воздуха — от 30 м3/час на каждого человека.
Приточный воздух из жилых помещений должен беспрепятственно перемещаться в подсобные: кухню, туалет, ванную комнату
Формула для расчета вентиляции:
L = n · V,
где L – расход воздуха, м3/ч;
n – нормируемая кратность воздухообмена, ч–1;
V – объем помещения, м3.
Для расчета воздухообмена группы помещений их можно рассматривать как единый воздушный объем, который должен отвечать условию:
ΣLпр = ΣLвыт, т. е. количество подаваемого воздуха должно быть равно количеству удаляемого.
Последовательность расчета вентиляции по кратностям следующая:
1. Считаем объем каждого помещения в доме.
2. Подсчитываем для каждого помещения кратность по формуле: L=n*V.
Для этого предварительно выбираем из таблицы 1 норму по кратности воздухообмена для каждого помещения. Для большинства помещений нормируется только приток или только вытяжка. Для некоторых, например кухня-столовая и то и другое. Прочерк означает, что в данное помещение не нужно подавать (удалять) воздух.
Для тех помещений, для которых в таблице вместо значения кратности воздухообмена 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 мы можем увеличивать до требуемой цифры.
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.
Все значения L округляем до 5 в большую сторону, т.е. значения должны быть кратны 5.
3. 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
4. Составляем уравнение баланса ∑ Lпр = ∑ Lвыт.
Если ∑ Lпр > ∑ Lвыт , то для увеличения ∑ Lвыт до значения ∑ Lпр увеличиваем значения воздухообмена для тех помещений, для которых мы в 3 пункте приняли воздухообмен равным минимально допустимому значению.
Рассмотрим расчеты на примере.
Дом площадью 146м2.
Чтобы провести расчет для вентиляционной системы по кратностям, для начала нужно составить список всех помещений в доме, записать их площадь и высоту потолков.
Например, в доме имеются следующие помещения:
- кухня площадью 20 м2;
- спальня — 24 м2;
- рабочий кабинет — 18 м2;
- гостиная — 42 м2;
- прихожая — 10 м2;
- туалет — 2 м2;
- ванная — 4 м2.
Высота потолков равна 3,5 м.
Узнаем объем каждой комнаты:
Умножаем высоту на площадь комнаты, получаем объем, измеряемый в кубометрах (метрах кубических, м3). Можно узнайть объем каждой комнаты умножив длину, высоту и ширину стен.
- кухня — 70 м3;
- спальня — 84 м3;
- рабочий кабинет — 63 м3;
- гостиная — 147 м3;
- прихожая — 35 м3;
- туалет — 7 м3;
- ванная — 14 м3.
Используя таблицу «Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданийнужно» произведем расчёт необходимый объем воздуха помещений по формуле
L=n*V, где n – нормируемая кратность воздухообмена, час–1; V – объем помещения, м3, увеличив каждый показатель до значения, кратного пяти.
Если в таблице стоит прочерк, значит комната не нуждается в вентилировании. Для большинства комнат можно делать только приток или вытяжку.
Для тех помещений, для которых в таблице вместо значения кратности воздухообмена указан минимальный воздухообмен (например, ≥90м3/ч для кухни), считаем требуемый воздухообмен равным этому рекомендуемому.
- кухня — 70 м3 — не менее 90 м3;
- спальня — 84 м3 х1 = 85 м3;
- рабочий кабинет — 63 м3 х 1= 65 м3 ;
- гостиная — 130 м3; Гостиная не указана в таблице, рассчитаем для нее норму вентиляции жилых помещений по данным 3 куба воздуха в час на 1 кв. м, то есть по формуле: L=S*3, где S является площадью комнаты.
- прихожая — в таблице стоит прочерк, значит комната не нуждается в вентилировании;
- туалет — 7 м3 — не менее 50 м3;
- ванная — 14 м3 — не менее 25 м3.
Теперь нужно отдельно суммировать сведения по помещениям, в которых осуществляется приток воздуха, и отдельно — комнаты, где установлены вытяжные вентиляционные устройства.
Для удобства записываем данные в таблицу:
| Помещение | Lпр, м3/час | Lвыт, м3/час |
| Кухня | — | ≥90 |
| Спальня | 85 | — |
| Рабочий кабинет | 65 | — |
| Гостиная | 130 | — |
| Прихожая | — | — |
| Туалет | — | ≥50 |
| Ванная | — | ≥25 |
| ∑ L | ∑ Lпр = 280 | ∑ Lвыт = ≥ 165 |
Теперь следует сравнить полученные суммы.
Очевидно, что необходимый приток превышает вытяжку на 115 м3/ч.
∑ Lпр = ∑ Lвыт:280<165 м3/час,
В итоге у вас должно сойтись уравнение объема притока и объема вытяжки. Если этого не произошло, число воздухообмена в этих помещениях можно увеличить до необходимого показателя.
Рекомендуется осуществлять распределение равномерно, по всем помещениям. Можно прибавить значения вытяжки для тех комнат, где требуется более сильная вентиляция или там, где значения были минимально допустимые – в санузле и кухне.
Важно распределить движение потоков воздуха таким образом, чтобы в доме не оставалась влага, не застаивались различные запахи.
В данном случае увеличиим показатель по кухне на 115 м3/час.
После правок результаты расчета будут выглядеть следующим образом:
| Помещение | Lпр, м3/час | Lвыт, м3/час |
| Кухня | — | 205 |
| Спальня | 85 | — |
| Рабочий кабинет | 65 | — |
| Гостиная | 130 | — |
| Прихожая | — | — |
| Туалет | — | ≥50 |
| Ванная | — | ≥25 |
| ∑ L | ∑ Lпр = 280 | ∑ Lвыт =280 |
Теперь уравнен
Расчет вентиляции здания.
Система вентиляции — одна из основных инженерных систем, которые применяются в зданиях любого типа и назначения. Она призвана обеспечить постоянное поступление во внутренние помещения свежего воздуха и отведение из них отработанного воздуха.
Содержание:
Система вентиляции — одна из основных инженерных систем, которые применяются в зданиях любого типа и назначения. Она призвана обеспечить постоянное поступление во внутренние помещения свежего воздуха и отведение из них отработанного воздуха. Эффективная работа системы возможна только при условии правильного подбора параметров установленного оборудования и сечения воздуховодов. Эти параметры должны быть достаточными для обеспечения потребности в притоке свежего воздуха для каждого конкретного объекта. Поэтому первой стадией внедрения является расчет системы вентиляции здания, который позволяет точно определить требуемые характеристики. Результаты расчета служат основой для дальнейшего проектирования вентсистемы.
Для чего нужна система вентиляции в здании
Система вентиляции должна обеспечивать поддержание состава и качественных показателей воздуха на уровне значений, предусмотренных нормативной документацией. Это необходимо для соблюдения санитарных норм и обеспечения комфортного микроклимата.
Состав воздуха в помещении не является постоянным, а все время изменяется. Дыхание людей сопровождается расходованием кислорода и выделением углекислого газа. Кроме того, на производственных и коммерческих объектах кислород может расходоваться при протекании определенных технологических процессов, которые также часто сопровождаются выделением различных газов, пыли и других загрязнителей. В результате в воздухе снижается концентрация кислорода, что делает его мало пригодным для дыхания. Нахождение людей в такой атмосфере приводит к ухудшению самочувствия и может негативно сказываться на здоровье. Присутствие в воздухе различных загрязнителей может быть напрямую опасно для здоровья, создавать угрозу возникновения пожара или взрыва.
Поэтому обязательным требованием является оснащение любого здания системой вентиляции. Она обеспечивает воздухообмен во внутренних помещениях здания, удаляя из них отработанный воздух, который замещается подаваемым с улицы свежим воздухом. Благодаря этому в помещениях остается оптимальное количество кислорода для дыхания, отсутствуют вредные газы и взвеси.
Также вентиляция должна поддерживать оптимальные значения температуры, влажности, скорости движения воздуха. Это позволяет поддерживать безопасные и комфортные условия в помещениях, предотвращать появление сырости, плесени и грибка на поверхностях.
Для отдельных помещений достаточной является естественная вентиляция, которая не предусматривает использование вентиляционного оборудования. Однако на многих объектах она не позволяет добиться требуемых параметров воздухообмена. В таких случаях приходится монтировать систему с принудительным побуждением.
Проверка работы вентиляционной системы
При неправильно проведенном расчете вентиляции помещения, а также засорении вентканалов или при сбоях в оборудовании возможно снижение эффективности или полная остановка системы.
Поэтому на действующих объектах периодически должна проводиться проверка работы вентиляционной системы. Для этой цели применяются инструментальные замеры скорости движения воздуха в воздуховоде при помощи специальных приборов — анемометров. Прибор подносится к вентиляционной решетке и измеряет скорость перемещения воздушных масс. Также могут применяться более сложные анемометры с выносными датчиками, подключаемыми к общему вычислительному модулю. Это дает возможность провести замеры одновременно в нескольких точках. Показания анемометров пересчитываются по специальным таблицам вентиляции помещений в значения расхода воздуха и кратности воздухообмена, которые сравниваются с нормативными параметрами для конкретного помещения.
В соответствии с действующими требованиями инструментальная проверка должна проводиться со следующей периодичностью:
- на объектах с естественной вентиляцией или общеобменной системой механического побуждения — не реже одного раза в 36 месяцев;
- на объектах с приточно-вытяжной системой — не реже одного раза в год;
- в помещениях, где возможно выделение взрывчатых, горючих веществ, токсинов I-II классов — ежемесячно.
В быту могут применяться простые способы проверки. Например, к вентрешетке можно поднести зажженную зажигалку, свечу или спичку. По отклонению пламени определяется, происходит ли движение воздуха по каналу, что позволяет оценить работоспособность системы. Однако это не самый лучший метод с точки зрения пожарной безопасности. Поэтому в качестве альтернативы пламени можно воспользоваться листом бумаги.
Из-за чего возможны проблемы с вентиляцией
Проблемы в работе вентиляционной системы могут возникать по разным причинам. К наиболее распространенным из них относятся:
- нарушения работы вентиляционного оборудования;
- засорение воздуховодов;
- неправильно выполненный расчет;
- изменившиеся условия эксплуатации системы.
Последний пункт наиболее характерен для зданий, оборудованных системами без механического побуждения. При проектировании домов старой постройки, чтобы рассчитать естественную вентиляцию, инженеры ориентировались на определенные условия, которые к сегодняшнему дню могли сильно измениться. Например, сегодня в большинстве квартир установлены герметичные пластиковые окна. В закрытом состоянии они не обеспечивают приток свежего воздуха с улицы. Также работа естественной вентиляции может ухудшаться из-за выполненной перепланировки помещений. Оптимальным решением подобных проблем может стать монтаж принудительной вентиляционной системы.
Расчет воздухообмена
Ключевым этапом проектирования является расчет воздухообмена, в ходе которого определяется необходимый объем воздуха для вентиляции помещения и производительность системы в кубометрах в час. Также обязательно рассчитывают требуемое соотношение приточной и вытяжной вентиляции. На основании показателей воздухообмена рассчитываются все остальные параметры системы, в том числе мощность вентиляторов, сечение воздуховодов, определяется схема воздуховодов с размещением воздухораспределительных и заборных устройств и т.д.
Сегодня применяются три основные методики расчета воздухообмена:
- по площади;
- по кратностям;
- по санитарным нормам.
Расчет по площади
Расчет по площади — самый простой способ определения требуемого воздухообмена. Он осуществляется на основании нормы, что на 1 квадратный метр воздуха в течение часа должно подаваться 3 кубометра свежего воздуха. При этом соотношение приточной и вытяжной вентиляции принимается 1:1.
Требуемая производительность вентиляционной системы определяется по формуле:
L = S*3, где:
L — необходимая производительность вентиляционной системы, м3/ч;
S — общая площадь вентилируемых помещений зданий, м2.
Расчет по кратностям
Этот способ расчета использует нормированные значения кратности воздухообмена для каждого типа помещений. Кратность воздухообмена — это показатель, который определяет, сколько раз в течение часа должен полностью обновиться воздух в комнате.
Для расчета требуемой производительности системы вентиляции по кратностям используется следующая формула:
L = n*V, где:
L — необходимая производительность вентиляционной системы, м3/ч;
n — нормативная кратность воздухообмена;
V — объем помещения, м3/ч.
Общая требуемая производительность системы вентиляции здания определяется как сумма значений необходимой производительности для каждого помещения.
Кратность воздухообмена для разных типов помещений приводится в соответствующей нормативной документации. Например, для жилых помещений значения кратности притока и вытяжки приведены в приложении 4 к СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания» и составляют от 1 до 2.
В офисных помещениях применяются более высокие значения требуемой кратности воздухообмена — в пределах от 2 до 3. В других типах помещений кратность устанавливается в зависимости от разных факторов, например, от протекающих в них технологических процессов, санитарных требований и т.д.
Расчет по санитарным нормам
Этот способ определения воздухообмена построен на основе санитарных норм, определяющими необходимое количество свежего воздуха на одного человека, присутствующего в помещении.
Метод предусматривает использование следующей формулы расчета вентиляции помещения:
L = N * Lн, где:
L — необходимая производительность вентиляционной системы, м3/ч;
N — количество присутствующих в помещении людей;
Lн — норма расхода воздуха на одного человека, м3/ч.
Типовая норма расхода воздуха на одного человека в соответствии со СНиП принимается 60 м3/ч. Для людей в состоянии покоя или сна может применяться норма 30 м3/ч, которую допускается использовать для определения требуемого воздухообмена в спальнях жилых домов. В случае регулярного присутствия на объекте временных посетителей для них применяют норму воздухообмена 20 м3/ч. Также существуют отдельные нормы для специальных помещений, например, для производственных объектов, заведений общепита и т.д.
Для определения общего воздухообмена рассчитывают необходимую производительность для каждого типа помещений и суммируют полученные значения.
Примеры расчетов воздухообмена
Для примера проведем расчет воздухообмена для системы вентиляции загородного жилого дома, состоящего из следующих комнат:
- спальня — 20 м2;
- гостиная — 35 м2;
- кухня — 18 м2;
- кабинет — 15 м2;
- ванная — 5 м2;
- туалет — 3 м2;
- прихожая — 10 м2.
Высота потолков в доме составляет 3 м. В коттедже проживает семья из 2 человек
Расчет будем проводить каждым из трех описанных выше методов.
Пример расчета по площади
Для расчета необходимо определить общую площадь дома. Просуммировав квадратуру всех комнат коттеджа, получаем значение 106 м2.
После определения общей площади дома воспользуемся формулой L = S*3 и получим:
L = 106*3 = 318 м3/ч.
Таким образом, при расчете воздухообмена по площади получаем требуемую производительность системы вентиляции 318 м3/ч.
Пример расчета по кратностям
Чтобы сделать расчет воздухообмена по кратностям, необходимо предварительно определить объем каждого помещения. Для этого площадь комнаты умножаем на высоту потолков 3 м. Каждое произведение округляем до значения, кратного 5, и получаем следующие результаты:
- спальня — 60 м3;
- гостиная — 105 м3;
- кухня — 55 м3;
- кабинет — 45 м3;
- ванная — 15 м3;
- туалет — 10 м3;
- прихожая — 30 м3.
В соответствии с таблицей в приложении 4 к СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания» для каждого помещения находим значение нормативной кратности воздухообмена по притоку и вытяжке. Нормативную кратность умножаем на объем каждого помещения и получаем требуемый воздухообмен. При этом методе расчета прихожая в расчет не берется. Для гостиной нормативная кратность отсутствует, поэтому воздухообмен для этого помещения определяется по площади (из расчета 3 кубометра воздуха на каждый квадратный метр) и составляет 105 м3/ч.
Пример расчета по санитарным нормам
Система вентиляции жилого дома должна быть сбалансирована. Поэтому значение воздухообмена по вытяжке необходимо увеличить до 210 м3/ч. Обычно это выполняется путем увеличения объема вытяжки в определенном помещении (например, в кухне) или во всех комнатах с вытяжкой равномерно. Чтобы повысить объем вытяжки, увеличивают сечение воздуховодов или мощность вентилятора.
Для дома из примера принимаем в расчет присутствие:
- в спальне — постоянно 2 человека;
- в гостиной — постоянно 2 человека и 2 временно присутствующих гостя;
- в кабинете — постоянно 1 человек и 1 временно присутствующий человек.
Расчет воздухообмена по санитарным нормам проводится с учетом необходимости подачи на одного постоянно присутствующего человека не менее 60 кубометров свежего воздуха в час. На одного временно присутствующего человека должно приходится не менее 20 кубометров приточного воздуха в час. Значения требуемого воздухообмена по вытяжке принимается аналогично методу по кратности.
Какой способ расчета воздухообмена выбрать
Из приведенного примера видно, что расчет каждым из применяемых способов дает разные результаты. При этом все эти результаты считаются корректными. При выборе конкретного метода расчета должны учитываться предпочтения заказчика, особенности помещений и их функциональное назначение. Также нужно принимать во внимание экономические соображения. В частности, устройство и эксплуатация вентиляционной системы на основании расчета по санитарным нормам потребует более значительных расходов по сравнению с вариантами расчета по кратностям и площади. Поэтому данный метод целесообразно принимать, если в помещениях действительно постоянно присутствует определенное количество людей, что позволит создать для них более комфортные условия.
Подбор сечения воздуховода
При проектировании канальной системы вентиляции после завершения расчета воздухообмена составляется схема сети воздуховодов, через которую свежий воздух будет распределяться по помещениям. Ключевым этапом здесь является определение сечения воздуховодов. Ошибки, допущенные при подборе сечения, становятся причиной слишком низкого или слишком высокого давления в вентиляционном канале, а также к повышенному уровню шума при работе системы.
Чаще всего для комплектации вентсистем применяются воздуховоды круглого и прямоугольного сечения. Для прямоугольных воздуховодов соотношение сторон не должно превышать 3:1. Для систем с механическим побуждением оптимальная скорость перемещения воздуха в магистральном вентиляционном канале должна составлять около 5 м/с, а в ответвлениях от магистрали — около 3 м/с. При естественной вентиляции скорость перемещения воздуха в вентканале не должна превышать 1 м/с.
Для правильного подбора сечения воздуховодов в профессиональном проектировании используется специальное программное обеспечение, которое позволяет определять размеры с максимальной точностью. Ориентировочные размеры сечения можно определить при помощи специальной диаграммы:
undefinedЗдесь по вертикальной оси откладывается величина расхода воздуха, а по горизонтальной — скорость его движения. Линиями на графике обозначены размеры сечения воздуховодов, которые оптимально подходят для конкретных параметров.
Чтобы определить размер сечения воздуховода для системы вентиляции, необходимо на вертикальной оси найти точку, соответствующую требуемому значению воздухообмена, определенного по расчету. По вертикальной оси находится точка, соответствующая требуемой скорости движения воздуха. Через эти точки прокладывают горизонтальные и вертикальные линии и находят точку их пересечения. От этой точки откладывается вниз вертикальная линия до пересечения с ближайшей кривой, обозначающей сечение воздуховода. Это сечение будет наиболее подходящим для системы вентиляции с данными параметрами.
Выводы
Точный расчет системы вентиляции здания определяет ее эффективную работу и комфорт находящихся в помещениях людей. Допущенные при проектировании ошибки очень сложно и дорого устраняются после монтажа системы. Поэтому выполнять эту задачу должны опытные инженеры-проектировщики с использованием специальных технических и программных средств. Заказать расчет вентиляции любого уровня сложности вы можете в «Акрукс-Про».
Понравилась статья? поделитесь с коллегами и друзьями
Расчет воздухообмена, его виды и формулы
Как выполняют расчет воздухообмена? В общем случае воздухообмен определяют по виду загрязнителей воздуха, встречающихся в данном помещении.
Воздухообмен – количество воздуха, необходимого для полной или частичной замены загрязненного воздуха в помещении. Воздухообмен измеряют в метрах кубических за час.
Содержание статьи:
Основными расчетами воздухообмена являются расчет за санитарными нормами, расчет за нормированной кратностью, расчет за компенсацией местных вытяжек. Также существует воздухообмен на ассимиляцию явной и полной теплоты, на удаление влаги, на разбавление вредоносных веществ в воздухе. Для каждого из этих критериев существует своя методика расчета воздухообмена.
Перед началом расчета воздухообмена нужно знать такие данные:
- количество вредных выбросов в помещение(теплоты, влаги, газов, паров) за один час;
- количество вредных веществ на один кубометр воздуха в помещении.
Расчет по кратности
Воздухообмен за кратностью определяется по формуле:
Lk=k•V (м3/час),
где k – нормированная кратность воздухообмена;
V- объем помещения, м3.
Показатель k для разных помещений и подробности расчета по кратности представлены в статье Кратность воздухообмена и Таблицы кратности воздухообмена по СПиПам.
Воздухообмен по теплоизбыткам
Воздухообмен по тепловыделениям определяется в том случае, если в помещении присутствует большое количество теплоты, которую нужно удалить.
Расчет воздухообмена по теплоизбыткам ведут по формуле:
L=3,6•Qизл/(ρ•c•(tуд–tпр)) (м3/час),
где Qизл – количество теплоты, которая выделяется в помещение, Вт;
ρ — плотность воздуха в помещении, кг/м3;
с – массовая теплоемкость воздуха;
tуд – температура воздуха, который удаляется вентиляцией, ºС;
tпр – температура воздуха,что подается, ºС.
Расчет воздухообмена по влаговыделениям
Нужный воздухообмен по избыткам влаги в помещении можно рассчитать за формулой:
L= W/(ρ(dyд–dпр) (м3/час),
где W – выделение влажности в помещении, ;
ρ — плотность воздуха в здании, кг/м3;
dуд – содержание влаги в воздухе, что удаляется системой вентиляции;
dпр – содержание влаги в воздухе, который подается.
Воздухообмен по газовыделениям
Воздухообмен по газовым выделениям в помещение рассчитывают за формулой:
L=K/(Kгдк–Kпр) (м3/час),
где К – весовое количество газов, что выделяются в помещение;
Кгдк – предельно допустимая концентрация газов;
Кпр – концентрация газов в подающемся воздухе.
Воздухообмен по санитарным нормам
Расчет воздухообмена в помещении по санитарным нормам (по количеству людей) определяется с условия обеспечения человека необходимым количеством свежего воздуха. Для общественных зданий санитарные нормы предусматривают подачу 20 м3/час•чел при временном пребывании человека в помещении, 40 м3/час•чел при длительном пребывании и 80м3/час•чел для спорт зала.
Формула расчета воздухообмена:
L= n•l (м3/час),
где n — количество людей, чел;
l — санитарная норма подачи воздуха, м3/час•чел.
Расчетный воздухообмен
За расчетное значение воздухообмена принимают максимальное значение из расчетов по теплопоступлениям, влагопоступлениям, поступлением вредных паров и газов, по санитарным нормам, компенсации местных вытяжек и нормативной кратности воздухообмена.
Воздухообмен жилых и общественных помещений обычно рассчитывают по кратности воздухообмена или по санитарным нормам.
После расчета требуемого воздухообмена составляется воздушный баланс помещений, подбирается количество воздухораспределителей и делается аэродинамический расчет системы. Поэтому советуем вам не пренебрегать расчетом воздухообмена, если хотите создать комфортные условия вашего пребывания в помещении.