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.
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 м 3 /ч) на том участке вытяжной шахты, для которого производится вычисление;
F – площадь поперечного сечения трубопровода, измеряется в м 2 .
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.
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.
Микроклимат, обеспеченный системами вентиляции в жилом или производственном помещении, влияет на самочувствие и работоспособность людей. Для создания комфортных условий жизнедеятельности разработаны нормы, определяющие состав воздуха. Постараемся разобраться, какой должна быть скорость воздуха в воздуховоде, чтобы он всегда оставался свежим и отвечал гигиеническим нормам.
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.
Что необходимо знать для определения скорости
Скорость движения воздуха тесно взаимосвязана с такими понятиями, как уровень шума и уровень вибрации в вентиляционной системе. Проходящий по каналам воздух создает определенный шум и давление, которые возрастают с увеличением количества поворотов и изгибов.
Санитарные нормы уровня шума
Нормативы, указанные в СНиП, касаются помещений жилого (частных и многоквартирных домов), общественного и производственного типа. В таблице, представленной ниже, вы можете сравнить нормы для помещений различного типа, а также территорий, прилегающих к зданиям.
Часть таблицы из №1 СНиП-2-77 из параграфа «Защита от шума». Максимально допустимые нормы, относящиеся к ночному времени, ниже дневных значений, а нормы для прилегающих территорий выше, чем для жилых помещений
Уровни звукового давления представлены в другой таблице:
При введении в эксплуатацию вентиляционного или другого оборудования, связанного с обеспечением благоприятного, здорового микроклимата в помещении, допускается лишь кратковременное превышение обозначенных параметров шума
Одной из причин увеличения принятых норм как раз может быть неправильно спроектированная система воздуховодов.
Каким должен быть уровень вибрации
Мощность работы вентиляторов напрямую связана с уровнем вибрации. Максимальный порог вибрации зависит от нескольких факторов:
- размеров воздуховода;
- качества прокладок, обеспечивающих снижение уровня вибрации;
- материала изготовления труб;
- скорости потока воздуха, проходящего по каналам.
Нормы, которых стоит придерживаться при выборе вентиляционных устройств и при расчетах, касающихся воздуховодов, представлены в следующей таблице:
Предельно допустимые значения локальной вибрации. Если при проверке реальные показатели выше норм, значит, система воздуховодов спроектирована с техническими недочетами, которые необходимо исправить, или мощность вентилятора слишком велика
Скорость воздуха в шахтах и каналах не должна влиять на увеличение показателей вибрации, как и на связанные с ними параметры звуковых колебаний.
Расчет кратности воздухообмена
Очистка воздуха происходит благодаря процессу воздухообмена, который подразделяется на естественный или принудительный. В первом случае он осуществляется при открывании дверей, фрамуг, форточек, окон (и называется аэрацией) или просто путем инфильтрации через щели на стыках стен, дверей и окон, во втором – с помощью кондиционеров и вентиляционного оборудования.
Смена воздуха в комнате, подсобном помещении или цеху должна происходить несколько раз в час, чтобы степень загрязнения воздушных масс была допустимой. Количество смен – это кратность, величина, также необходимая для определения скорости воздуха в вентканалах.
Кратность вычисляют по следующей формуле:
N – кратность воздухообмена (ч-1); V – объем чистого воздуха, заполняющего помещение за 1 ч (м³/ч); W – объем помещения (м³)
Чтобы не выполнять дополнительные расчеты, средние показатели кратности собраны в таблицы. Например, для жилых помещений подходит следующая таблица кратности воздухообмена:
Судя по таблице, частая смена воздушных масс в помещении необходима, если ему характерна высокая влажность или температура воздуха – например, в кухне или санузле. Соответственно, при недостаточной естественной вентиляции в данных помещениях устанавливают приборы принудительной циркуляции
Что случится, если нормативы кратности воздухообмена не будут соблюдаться или будут, но в недостаточной степени? Произойдет одно из двух:
- Кратность ниже нормы. Свежий воздух прекращает замещать загрязненный, вследствие чего в помещении увеличивается концентрация вредных веществ: бактерий, болезнетворных микроорганизмов, опасных газов. Количество кислорода, важного для дыхательной системы человека, уменьшается, а углекислого газа, напротив, увеличивается. Влажность повышается до максимума, что чревато появлением плесени.
- Кратность выше нормы. Возникает, если скорость перемещения воздуха в каналах превышает норму. Это негативно влияет на температурный режим: помещение просто не успевает нагреваться. Излишне сухой воздух провоцирует болезни кожи и дыхательного аппарата.
Чтобы кратность обмена воздуха соответствовала санитарным нормам, следует установить, убрать или отрегулировать вентиляционные приборы, а при необходимости и заменить воздуховоды.
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 х 6 =120 м³.
Также необходимо узнать площадь сечения воздуховодов, установленных в систему вентиляции. Она вычисляется по следующей формуле:
Предположим, что диаметр воздуховода круглой формы равен 400 мм, подставляем его в формулу и получаем:
S = (3,14 х 0,4²) : 4 = 0,1256 м²
Зная площадь сечения и расход, можем вычислить скорость. Формула расчета скорости воздушного потока:
Обозначения: V (м/с) – скорость воздушного потока, L (м³/ч) – расход воздуха, S (м²) – площадь сечения воздушных каналов (воздуховодов)
Подставляем известные значения, получаем: V = 120: (3600 х 0,1256) = 0,265 м/с
Следовательно, чтобы обеспечить необходимую кратность воздухообмена (120 м 3 /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.
Во время составления проекта здания выполняют расчет каждого отдельного участка. На производстве это цеха, в жилых домах – квартиры, в частном доме – поэтажные блоки или отдельные комнаты. Перед установкой системы вентиляции известно, каковы маршруты и размеры главных магистралей, какой геометрии необходимы вентиляционные каналы, какой размер труб является оптимальным.
Не стоит удивляться габаритным размерам воздуховодов в заведениях общественного питания или других учреждениях – они рассчитаны на вывод большого количества использованного воздуха
Расчеты, связанные с передвижением воздушных потоков внутри жилых и производственных зданий, относят к разряду наиболее сложных, поэтому заниматься ими обязаны опытные квалифицированные специалисты. Рекомендованная скорость воздуха в воздуховодах обозначена в СНиП — нормативной государственной документации, и при проектировании или сдаче объектов ориентируются именно на нее.
В таблице указаны параметры, которых следует придерживаться при устройстве вентиляционной системы. Числами указана скорость перемещения воздушных масс по местам установки каналов и решеток в общепринятых единицах – м/с
Считается, что внутри помещений скорость воздуха не должна превышать показатель 0,3 м/с. Исключения составляют временные технические обстоятельства (например, ремонтные работы, установка строительной техники и др.), во время которых параметры могу превышать нормативы максимум на 30 %.
В больших по объему помещениях (гаражах, производственных цехах, складах, ангарах) часто вместо одной вентиляционной системы действуют две. Нагрузка делится пополам, следовательно, и скорость воздуха подбирают так, чтобы она обеспечивала по 50 % общего расчетного объема перемещения воздуха (удаления загрязненного или подачи чистого).
При возникновении форс-мажорных обстоятельств возникает необходимость в резкой смене скорости воздуха или полной приостановке работы вентиляционной системы. Например, по требованиям пожарной безопасности скорость движения воздуха снижают до минимума в целях предотвращения распространения по соседним помещениям огня и дыма во время возгорания. С этой целью в воздуховодах и на переходных участках монтируют отсекатели и клапаны.
Как правильно выбрать воздуховоды
Зная результаты аэродинамических расчетов, можно правильно подобрать параметры воздуховодов, а точнее – диаметр круглых и габариты прямоугольных сечений. Кроме того, параллельно можно выбрать прибор принудительной подачи воздуха (вентилятор) и определить потери давления в процессе передвижения воздуха по каналу.
Зная величину расхода воздуха и значение скорости его движения, можно определить, какого сечения воздуховоды потребуются. Для этого берется формула, обратная формуле для подсчета расхода воздуха: S = L / 3600 х V. Используя результат, можно посчитать диаметр:
Если необходимо выбрать прямоугольные, а не круглые воздуховоды, то следует вместо диаметра определить длину/ширину изделий. При выборе ориентируются на примерное сечение, используя принцип a х b ≈ S и таблицы типоразмеров, предоставленные заводами-изготовителями. Напоминаем, что по нормам отношение ширины и длины не должно превышать 1 к 3.
Воздуховоды с прямоугольным или квадратным сечением имеют эргономичную форму, что позволяет устанавливать их впритык к стенам. Этим пользуются, обустраивая домашние вытяжки и маскируя трубы над потолочными навесными конструкциями или над кухонными шкафами (антресолями)
Общепринятые стандарты прямоугольных каналов: минимальные размеры – 100 мм х 150 мм, максимальные – 2000 мм х 2000 мм. Круглые воздуховоды хороши тем, что обладают меньшим сопротивлением, соответственно, имеют минимальные показатели уровня шума. В последнее время специально для внутриквартирного применения выпускают удобные, безопасные и легкие пластиковые короба.
Видео-материалы о системах вентиляции
Полезные видеоролики научат вас работать с физическими величинами и помогут лучше представить, как действует вентиляционная система.
Расчет параметров естественной вентиляции с помощью компьютерной программы:
Полезная информация об устройстве вентиляционной системы в строящемся частном доме:
Информацию статьи можно использовать в ознакомительных целях и для того, чтобы лучше представить себе работу вентиляционной системы. Для более точных расчетов скорости движения воздуха при проектировании домашних коммуникаций рекомендуем обратиться к инженерам, которые знают нюансы устройства вентиляции и помогут правильно выбрать размеры воздуховодов.
Нередко при строительстве дома можно столкнуться с системой воздуховода. Известно, что воздуховод – это одна из главных частей в вентиляционной системе. И, конечно, не маловажен при строительстве сам расчет скорости воздуха в воздуховоде. От правильного расчета будет зависеть распределение воздуха в помещении.
пропускать необходимый объем воздуха;быть минимум шумным;быть герметичным;
- иметь минимум потери напора;
- не превышать норму по скорости воздуха.
Для чего же нужны эти нормы? Конечно, для безопасности самих людей. А так же для нормальных условий на месте работы или отдыха. Важно, чтобы при работе вентиляционной системы никого не продуло или никому не стало плохо от духоты. Именно для безопасности следует соблюдать все установленные нормы и ни в коем случае не отклоняться от них.
https://www.youtube.com/watch?v=mkr3IF2apKE
Любая ошибка при установке данной системы может привести к негативным последствиям. Следует следить не только за расчетами, но и за техникой сборки системы. Стоит обратить внимание на закрепление системы, трубы достаточно тяжелые, и их падение может закончиться плачевно.
