Расчет нормального воздухообмена для эффективной вентиляции квартиры или дома
Итак, при нормальной работе вентиляции в течение часа воздух в помещениях должен постоянно меняться. Действующими руководящими документами (СНиП и СанПиН) установлены нормы притока свежего воздуха в каждое из помещений жилой зоны квартиры, а также минимальные объемы его вытяжки через каналы, расположенные на кухне, в ванной в санузле, иногда – и в некоторых других специальных помещениях.
Эти нормативы, опубликованные в нескольких документах, для удобства читателя объединены в одну таблицу, показанную ниже:
| Тип помещения | Минимальные нормы воздухообмена (кратность в час или кубометров в час) | |
|---|---|---|
| ПРИТОК | ВЫТЯЖКА | |
| Требования по Своду Правил СП 55.13330.2011 к СНиП 31-02-2001 «Одноквартирные жилые дома» | ||
| Жилые помещения с постоянным пребыванием людей | Не менее однократного обмена объема в течение часа | – |
| Кухня | – | 60 м³/час |
| Ванная, туалет | – | 25 м³/час |
| Остальные помещения | Не менее 0,2 объема в течение часа | |
| Требования по Своду Правил СП 60.13330.2012 к СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» | ||
| Минимальный расход наружного воздуха на одного человека: жилые помещения с постоянным пребыванием людей, в условиях естественного проветривания: | ||
| При общей жилой площади более 20 м² на человека | 30 м³/час, но при этом не менее 0,35 от общего объема воздухообмена квартиры в час | |
| При общей жилой площади менее 20 м² на человека | 3 м³/час на каждый 1 м² площади помещения | |
| Требования по Своду Правил СП 54.13330.2011 к СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные» | ||
| Спальная, детская, гостиная | Однократный обмен объема в час | |
| Кабинет, библиотека | 0,5 от объема в час | |
| Бельевая, кладовка, гардеробная | 0,2 от объема в час | |
| Домашний спортзал, биллиардная | 80 м³/час | |
| Кухня с электрической плитой | 60 м³/час | |
| Помещения с газовым оборудованием | Однократный обмен + 100 м³/час на газовую плиту | |
| Помещение с твёрдотопливным котлом или печью | Однократный обмен + 100 м³/час на котел или печь | |
| Домашняя прачечная, сушилка, гладильная | 90 м³/час | |
| Душевая, ванная, туалет или совмещенный санузел | 25 м³/час | |
| Домашняя сауна | 10 м³/час на каждого человека |
Пытливый читатель наверняка заметит, что нормативы по разным документам несколько отличаются. Причем, в одном случае нормы устанавливаются исключительно по размерам (объему) помещения, а другом – по количеству людей постоянно пребывающих в этом помещении. (Под понятием постоянного пребывания имеется в виду нахождение в комнате 2 часа и более).
Поэтому при проведении расчетов вычисления минимального объема воздухообмена желательно проводить по всем доступным нормативам. А затем – выбрать результат с максимальным показателем – тогда ошибки точно не будет.
Провести быстро и точно расчет притока воздуха для всех помещений квартиры или дома поможет первый предлагаемый калькулятор.
Калькулятор расчета требуемых объемов притока воздуха для нормальной вентиляции
Как видите, калькулятор позволяет провести вычисления и от объёмов помещений, и от количества постоянно пребывающих в них людей. Повторимся, желательно провести оба расчета, а затем выбрать из двух получившихся результатов, если они будут различаться, максимальный.
Проще будет действовать, если заранее составить небольшую таблицу, в которой перечислены все помещения квартиры или дома. А затем в нее вносить полученные значения притока воздуха – для комнат жилой зоны, и вытяжки – для помещений, где предусмотрены вытяжные вентиляционные каналы.
К примеру, это может выглядеть так:
| Помещение и его площадь | Нормы притока | Нормы вытяжки | ||
|---|---|---|---|---|
| 1 способ – по объему комнаты | 2 способ – по количеству людей | 1 способ | 2 способ | |
| Гостиная, 18 м² | 50 | – | – | |
| Спальная, 14 м² | 39 | – | – | |
| Детская, 15 м² | 42 | – | – | |
| Кабинет, 10 м² | 14 | – | – | |
| Кухня с газовой плитой, 9 м² | – | – | 60 | |
| Санузел | – | – | – | |
| Ванная | – | – | – | |
| Гардероб-кладовая, 4 м² | – | |||
| Суммарное значение | 177 | |||
| Принимаемое общее значение воздухообмена |
Затем суммируются максимальные значения (они в таблице для наглядности выделены подчёркиванием), отдельно для притока и для вытяжки воздуха. А так как при работе вентиляции должно соблюдаться равновесие, то есть сколько воздуха в единицу времени поступило в помещения – столько же должно и выйти, итоговым выбирается также максимальное значение из полученных двух суммарных. В приведенном примере – это 240 м³/час.
Этот значение и должно быть показателем суммарной производительности вентиляции в доме или квартире.
Кратность смены воздуха
Кратность для помещений разного типа определяется так:
| Тип помещения | Кратность |
| Пекарня | 20-30 |
| Оранжерея | 25-50 |
| Офис | 6-8 |
| Ванная комната, душевая | 3-8 |
| Парикмахерская | 10-15 |
| Ресторан, бар | 6-10 |
| Спальня | 2-4 |
| Вестибюль | 3-5 |
| Классная комната в школе | 2-3 |
| Кафетерий | 10-12 |
| Палата в больнице | 4-6 |
| Магазин | 8-10 |
| Подвальное помещение | 8-12 |
| Кухня в доме или в квартире | 10-15 |
| Спортивный зал | 6-8 |
| Чердачное помещение | 3-10 |
| Кухня в общепите | 15-20 |
| Кладовка | 3-6 |
| Раздевалка с душем | 15-20 |
| Прачечная | 10-15 |
| Туалет в доме, в квартире | 3-10 |
| Конференц-зал | 8-12 |
| Жилая комната | 3-6 |
| Бильярдная | 6-8 |
| Общественный туалет | 10-15 |
| Гараж | 6-8 |
| Комната переговоров | 4-8 |
| Подсобное помещение | 15-20 |
| Библиотека | 3-4 |
| Столовая | 8-12 |
Таблица для расчета минимальной производительности вытяжки относительно объема кухни.
Наибольший показатель кратности выбирают для использования в помещениях со множеством людей, с высокой влажностью и температурой, с большим количеством пыли и сильными запахами. На кухне с электрической варочной поверхностью можно выбирать меньший показатель, с газовой плитой – больший. Связано это с тем, что газ при включенной плите выделяет продукты горения. Вентилятор, выбранный с учетом вышеперечисленных данных, можно смонтировать в стене, окне, потолке помещения.
Расчет приточно вытяжной вентиляции
ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ
В условиях климата средней полосы, воздух, поступающий в помещение необходимо подогревать. Для этого устанавливают приточную вентиляцию с обогревом входящего воздуха.
Нагрев теплоносителя осуществляется различными путями – электро калорифером, впуск воздушных масс около батарейного или печного отопления. Согласно СН и П температура входящего воздуха должна быть не менее 18 гр. цельсия.
Соответственно мощность воздухонагревателя рассчитывается в зависимости от самой низкой ( в данном регионе) уличной температуры. Формула для расчета максимальной температуры нагрева помещения воздухонагревателем:
Расчет воздуховодов
Расчет воздуховодов или проектирование систем вентиляции
В создании оптимального микроклимата помещений наиболее важную роль играет вентиляция. Именно она в значительной степени обеспечивает уют и гарантирует здоровье находящихся в помещении людей. Созданная система вентиляции позволяет избавиться от множества проблем, возникающих в закрытом помещении: от загрязнения воздуха парами, вредными газами, пылью органического и неорганического происхождения, избыточным теплом. Однако предпосылки хорошей работы вентиляции и качественного воздухообмена закладываются задолго до сдачи объекта в эксплуатацию, а точнее, на стадии создания проекта вентиляции. Производительность систем вентиляции зависит от размеров воздуховодов, мощности вентиляторов, скорости движения воздуха и других параметров будущей магистрали. Для проектирования системы вентиляции необходимо осуществить большое количество инженерных расчетов, которые учтут не только площадь помещения, высоту его перекрытий, но и множество других нюансов.
Расчет площади сечения воздуховодов
После того, как вы определили производительность вентиляции, можно переходить к расчету размеров (площади сечения) воздуховодов.
Расчет площади воздуховодов определяется по данным о необходимом потоке, подаваемом в помещение и по максимально допустимой скорости потока воздуха в канале. Если допустимая скорость потока будет выше нормы, то это приведет к потере давления на местные сопротивления, а также по длине, что повлечет за собой увеличение затрат электроэнергии. Также правильный расчет площади сечения воздуховодов необходим для того, чтобы уровень аэродинамического шума и вибрация не превышали норму.
При расчете нужно учитывать, что если вы выберете большую площадь сечения воздуховода, то скорость воздушного потока снизится, что положительно повлияет и на снижение аэродинамического шума, а также на затраты по электроэнергии. Но нужно знать, что в этом случае стоимость самого воздуховода будет выше. Однако использовать «тихие» низкоскоростные воздуховоды большого сечения не всегда возможно, так как их сложно разместить в запотолочном пространстве. Уменьшить высоту запотолочного пространства позволяет применение прямоугольных воздуховодов, которые при одинаковой площади сечения имеют меньшую высоту, чем круглые (например, круглый воздуховод диаметром 160 мм имеет такую же площадь сечения, как и прямоугольный размером 200×100 мм). В то же время монтировать сеть из круглых гибких воздуховодов проще и быстрее.
Поэтому при выборе воздуховодов обычно подбирают вариант, наиболее подходящий и по удобству монтажа, и по экономической целесообразности.
Площадь сечения воздуховода определяется по формуле:
Sс — расчетная площадь сечения воздуховода, см²;
L — расход воздуха через воздуховод, м³/ч;
V — скорость воздуха в воздуховоде, м/с;
2,778 — коэффициент для согласования различных размерностей (часы и секунды, метры и сантиметры).
Итоговый результат мы получаем в квадратных сантиметрах, поскольку в таких единицах измерения он более удобен для восприятия.
Фактическая площадь сечения воздуховода определяется по формуле:
S = π * D² / 400 — для круглых воздуховодов,
S = A * B / 100 — для прямоугольных воздуховодов, где
S — фактическая площадь сечения воздуховода, см²;
D — диаметр круглого воздуховода, мм;
A и B — ширина и высота прямоугольного воздуховода, мм.
Расчет сопротивления сети воздуховодов
После того как вы рассчитали площадь сечения воздуховодов, необходимо определить потери давления в вентиляционной сети (сопротивление водоотводной сети). При проектировании сети необходимо учесть потери давления в вентиляционном оборудовании. Когда воздух движется по воздуховодной магистрали, он испытывает сопротивление. Для того чтобы преодолеть это сопротивление, вентилятор должен создавать определенное давление, которое измеряется в Паскалях (Па). Для выбора приточной установки нам необходимо рассчитать это сопротивление сети.
Для расчета сопротивления участка сети используется формула:
Где R – удельные потери давления на трение на участках сети
L – длина участка воздуховода (8 м)
Еi – сумма коэффициентов местных потерь на участке воздуховода
V – скорость воздуха на участке воздуховода, (2,8 м/с)
Y – плотность воздуха (принимаем 1,2 кг/м3).
Значения R определяются по справочнику (R – по значению диаметра воздуховода на участке d=560 мм и V=3 м/с). Еi – в зависимости от типа местного сопротивления.
В качестве примера, результаты расчета воздуховода и сопротивления сети приведены в таблице:
Особенности и применение естественной вентиляции
В помещении с металлопластиковыми окнами на них ставят приточные клапаны
Воздух в неорганизованных воздуховодах удаляется с помощью тяги в каналах, расположенных обычно в ванной, туалете и кухне. Тяготение возникает пропорционально разнице температур наружной и внутренней атмосферы и высоте стояка от вентиляционной решетки до оголовка трубы на кровле.
Используются сквозные искусственные каналы и клапаны при недостаточной тяге в вентиляционных шахтах:
- проветриватель ставят в наружной стене или раме, устройство увеличивает объем воздуха, но его работа также зависит от климата;
- бризер одновременно очищает и проветривает поступающий воздух с помощью одного или набора фильтров и мембран, монтируется в стене дома;
- к принудительной циркуляции относится установка вентиляторов в окне или стеновой нише.
Играет роль ветреная погода. Если летом открыть фрамугу, струя под напором выдавит воздух в вытяжную шахту. Ветровая нагрузка может использоваться для работы дефлекторов, которые устанавливаются на оголовок и улучшают тягу за счет поворотов. Естественная вентиляция остается самым дешевым способом проветривания, не требует затрат на монтаж и эксплуатацию.
Отопление типовых производственных помещений
5.1. Воздушные системы отопления заводских цехов
Воздушное отопление заводских цехов представляет собой сеть воздуховодов, по которым перемещается горячий воздух, нагреваемый от газового котла либо климатической установки. Такая система отопления оптимальна для сварочных, столярных, сборочных цехов предприятий промышленности.
Основные элементы конструкции:
- устройства для забора наружного воздуха;
- нагревательный блок (теплообменник, ТЭН);
- металлические воздуховоды.
Организация воздушного отопления заводских цехов позволяет добиться оптимального обогрева отдельных участков. С помощью установленных в воздуховодах элементов воздушные потоки направляются в определенные зоны помещения. Система может использоваться также и для охлаждения – требуется дополнительная установка кондиционера.
5.2. Воздушные системы отопления складских помещений
Оптимальное решение для воздушного отопления складов – размещение подвесных либо напольных теплогенераторов, а также тепловентиляторов, использующих горячую воду для прогрева воздуха.
Такой способ подходит для складов со стеллажным и открытым хранением. Возможна как организация полноценного отопления, так и поддержание температуры выше нуля для защиты материальных ценностей от замерзания.
5.3. Воздушные системы отопления гаражей
Для воздушного отопления гаражей любой площади лучшее решение – установка жидкотопливного либо газового теплогенератора. При помощи располагаемых снаружи установок в гараже поддерживается температура, комфортная для занятого ремонтом и техническим обслуживанием автомобилей персонала.
5.4. Воздушные системы отопления сельскохозяйственных объектов
Для поддержания оптимальной температуры для роста и развития растений в оранжереях, теплицах, парниках рекомендуется использование энергоэффективных теплогенераторов.
Современные установки разработаны специально для использования на объектах сельскохозяйственного назначения. Они обеспечивают комфортные условия труда для персонала, имеют минимальный уровень шума.
5.5. Воздушные системы отопления ангаров с техникой (суда, авиа и проч.)
Для ангаров большой площади с высокими потолками и часто открывающимися воротами наиболее экономичным и энергоэффективным способом отопления является использование газовых или работающих на жидком топливе теплогенераторов.
Установки и топливные емкости размещаются как внутри помещений, так и снаружи. Теплый воздух подается по системе воздуховодов с аэродинамическими заслонками, что позволяет равномерно прогреть ангар или направить воздушный поток на обогрев определенного участка.
Воздушное отопление – наиболее экономичный способ для производственных помещений, складов, гаражей. Эффективность достигается за счет подачи значительного объема нагретого воздуха, его равномерного распределения по всей площади или точечного обогрева некоторых участков.
Компания «ПромТИС» готова обеспечить реализацию системы воздушного отопления для вашего производственного помещения под ключ. Мы спроектируем оптимальную воздушную систему отопления, поставим и установим необходимое оборудование, произведем отладку его работы, а также предоставим сервисное техническое обслуживание.
Подробности по телефонам: +7 (812) 327-50-19 или +7 (812) 324-25-61.Также вы можете задать вопросы через контактную форму.
Пример расчета и обустройства вентиляции
За основу возьмем планировку частного дома внутренней площадью 91.5 м² и перекрытиями высотой 3 м, представленного выше на чертеже. Как рассчитать количество вытяжки / притока на здание целиком согласно методике СНиП:
- Объем удаленного воздуха из гостиной и спальни, имеющей равную квадратуру, составит 15.75 х 3 х 1 = 47.25 м³/ч.
- В детской комнате: 21 х 3 х 1 = 63 м³/ч.
- Кухня: 21 х 3 х 1 + 100 = 163 м³/ч.
- Санузел – 25 м³/ч.
- Итого 47.25 + 47.25 + 63 + 163 + 25 = 345.5 м³/ч.
Наружная схема подачи воздуха и выброса вредных газов из комнат загородного дома Теперь проверим результаты на соответствие второму нормативному документу. Поскольку в доме проживает семья из 4 человек (2 взрослых + 2 детей), в гостиной, спальне и детской долго находятся по 2 чел. Пересчитаем воздухообмен в указанных комнатах по количеству людей: 2 х 30 = 60 м³/ч (в каждом помещении).
Объем вытяжки из детской удовлетворяет требованиям (63 куба в час), а вот значения для спальни и гостиной придется откорректировать. Двум человекам недостаточно 47.25 м³/ч, берем 60 кубов и снова пересчитываем общую величину воздухообмена: 60 + 60 + 63 + 163 + 25 = 371 м³/ч.
Не менее важно правильно распределить воздушные потоки в здании. В частных коттеджах принято устраивать системы естественной вентиляции – это значительно дешевле и проще монтажа электрических нагнетателей с воздуховодами
Добавим лишь один элемент принудительного удаления вредных газов – кухонную вытяжку.
Пример организация воздухообмена в одноэтажном дачном доме
Как правильно организовать естественное движение потоков:
- Приток во все жилые помещения обеспечим через автоматические клапаны, встроенные в оконный профиль либо прямо в наружную стену. Ведь стандартные металлопластиковые окна герметичны.
- В перегородке между кухней и санузлом устроим блок из трех вертикальных шахт, выходящих на кровлю.
- Под межкомнатными дверьми предусмотрим зазоры шириной до 1 см для прохода воздуха.
- Установим кухонную вытяжку и подключим к отдельному вертикальному каналу. Она возьмет на себя часть нагрузки – удалит 100 кубов отработанных газов за 1 час в процессе готовки пищи. Останется 371 — 100 = 271 м³/ч.
- Две шахты выведем решетками в санузел и кухню. Размеры труб и высоту рассчитаем в последнем разделе данного руководства.
- За счет естественной тяги, возникающей в двух каналах, воздух устремится из детской, спальни и зала в коридор, а дальше — к вытяжным решеткам.
Подробнее об организации природной вентиляции смотрите на видео:
Как произвести расчет мощности вытяжной техники
Показатели мощности вытяжки напрямую зависят от ее производительности. Чем больше она способна прокачать воздуха, тем мощнее в ней стоит вентилятор, которому для работы нужен электродвигатель.
Для подключенной к вентканалам техники, работающей только в вытяжном режиме, производительность рассчитывать следует на основе сечения воздуховодов. Сделать это без инженерных познаний и проекта жилища практически невозможно. А расчет мощности вытяжки по площади подходит исключительно для рециркуляционных моделей. В отличие от первого варианта на их производительности размер вентиляционных каналов не сказывается.
Простейшая формула расчета по площади
Классический расчет производительности кухонной вытяжки – умножение квадратуры кухни, ее высоты и коэффициента 12. Однако полученная цифра очень условна. Она не учитывает множество факторов.
- готовки на электроплитке;
- кухонной комнаты с закрытыми дверьми и окнами;
- прямоугольной кухни без обилия декоративных изысков.
Если для приготовления еды используется газовая плита, то коэффициент 12 следует без раздумий менять на 20. В этом случае помимо испарений вытяжка должна будет удалять из кухни и продукты горения газа. Плюс при любых раскладах стоит добавить 15–20% про запас.
Расчет производительности вытяжного оборудования по кубатуре кухни
Еще 25–30% мощности необходимо добавить на угольный фильтр. Он создает дополнительное сопротивление для прохождения воздушного потока.
Если дверь на кухню постоянно открыта или вместо нее арка, то рассчитывать параметры вытяжной техники следует исходя из общей квадратуры прилегающего помещения. То же касается коридоров, а также совмещенных гостиных или залов. Отсутствие преград увеличивает объем обрабатываемого воздуха, так как он постоянно циркулирует между кухней и смежными комнатами.
Учет дополнительных факторов
Приведенный расчет производительности рассчитан на вытяжку с рециркуляцией. Если техника работает в вытяжном режиме, отправляя поток в вентиляцию, то на ее эффективность сильно влияет пропускная способность вентканалов. Конечно, увеличить объем прокачиваемого сквозь узкую шахту воздуха можно за счет повышенной мощности двигателя, однако это приводит к возрастанию шума от работающего вентилятора и перегреву электромотора.
Ориентировочные показатели необходимой производительности вытяжки в кухне
В большинстве частных и многоквартирных домов вентиляционные каналы в разрезе не превышают 125 мм, что позволяет через них прокачать порядка 400 м 3 /ч воздуха. Если установить в кухне вытяжку большей производительности, то толку от нее будет мало. К тому же воздуховоды часто имеют внутри неровности, сужения и повороты, что еще больше снижает их пропускные возможности.
Если следовать упрощенному расчету, то для небольшой по площади кухни достаточно будет маломощной вытяжки. Однако формулы формулами, а здравый смысл никогда не помешает. Маленькую комнату запахи от плиты заполняют быстрее, и концентрация их в этом случае получается на порядок выше, нежели в просторной кухне. Для совсем небольшого помещения, где готовится пища, необходимо подбирать технику мощнее расчетных показателей.
Расчет воздуховодов вентиляции
При устройстве системы вентиляции важно правильно подобрать и определить параметры всех элементов системы. Необходимо найти требуемое количество воздуха, подобрать оборудование, рассчитать воздуховоды, фасонные элементы и другие комплектующие вентиляционной сети
Как проводится расчет воздуховодов вентиляции? Что влияет на их размер и сечение? Разберем этот вопрос подробнее
Как проводится расчет воздуховодов вентиляции? Что влияет на их размер и сечение? Разберем этот вопрос подробнее.
Воздуховоды необходимо рассчитывать с двух точек зрения. Во-первых, подбирается необходимое сечение и форма. При этом необходимо учитывать количество воздуха и другие параметры сети. Также уже при изготовлении рассчитывается количество материала, например, жести, для изготовления труб и фасонных элементов. Такой расчет площади воздуховодов позволяет заранее определить количество и стоимость материала.
Типы воздуховодов
Для начала пару слов скажем и материалах и типах воздуховодов
Это важно из-за того, что в зависимости от формы воздуховодов существуют особенности его расчета и выбора площади поперечного сечения. Также важно ориентироваться и на материал, так как от него зависит особенности движения воздуха и взаимодействие потока со стенками
Если коротко, то воздуховоды бывают:
Если коротко, то воздуховоды бывают:
- Металлические из оцинкованной или черной стали, нержавейки.
- Гибкие из алюминиевой или пластиковой пленки.
- Жесткие пластиковые.
- Тканевые.
По форме воздуховоды изготовливаются круглого сечения, прямоугольного и овального. Наиболее часто используются круглые и прямоугольные трубы.
Большая часть из описанных воздуховодов изготовливаются в заводских условиях, например, гибкие из пластика или тканевые, и изготовить их на объекте или в небольшой мастерской сложно. Большая часть изделий, которым требуется расчет, производят из оцинкованной стали или нержавейки.
Из оцинкованной стали изготовляются как прямоугольные, так и круглые воздуховоды, причем для производства не требуется особо дорогостоящее оборудование. В большинстве случаев достаточно гибочного станка и устройства для изготовления круглых труб. Не считая мелкого ручного инструмента.
Расчет поперечного сечения воздуховода
Основная задача, которая возникает при расчете воздуховодов – это выбор поперечного сечения и формы изделия. Этот процесс проходит при проектировании системы как в специализированных компаниях, так и при самостоятельном изготовлении. Необходимо провести расчет диаметра воздуховода или сторон прямоугольника, выбрать оптимальное значение площади поперечного сечения.
Расчет поперечного сечения проводят двумя способами:
- допустимых скоростей;
- постоянной потери давления.
Метод допустимых скоростей проще для неспециалистов, поэтому рассмотрим в общих чертах его.
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:
- 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.
- По подобранной максимальной скорости и количеству воздуха рассчитывается сечение воздуховода, его диаметр или размер сторон прямоугольника.
- 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.
Алгоритм расчета сечения воздуховодов
Расчет сечения воздуховодов подразумевает определение размеров воздуховодов в зависимости от расхода пропускаемого воздуха. Он выполняется в 4 этапа:
- Пересчет расхода воздуха в м3/с
- Выбор скорости воздуха в воздуховоде
- Определение площади сечения воздуховода
- Определение диаметра круглого или ширины и высоты прямоугольного воздуховода.
На первом этапе расчёта воздуховода расход воздуха G, выраженный, как правило, в м3/час, переводится в м3/с. Для этого его необходимо разделить на 3600:
G [м3/c] = G [м3/час] / 3600
На втором этапе следует задать скорость движения воздуха в воздуховоде. Скорость следует именно задать, а не рассчитать. То есть выбрать ту скорость движения воздуха, которая представляется оптимальной.
Высокая скорость воздуха в воздуховоде позволяет использовать воздуховоды малого сечения. Однако при этом поток воздуха будет шуметь, а аэродинамическое сопротивление воздуховода сильно возрастёт.
Малая скорость воздуха в воздуховоде обеспечивает тихий режим работы системы вентиляции и малое аэродинамическое сопротивление, но делает воздуховоды очень громоздкими.
Для систем общеобменной вентиляции оптимальной скоростью воздуха в воздуховоде считается 4 м/с. Для больших воздуховодов (600×600 мм и более) скорость воздуха может быть повышена до 6 м/с. В системах дымоудаления скорость воздуха может достигать и превышать 10 м/с.
Итак, на втором этапе расчета воздуховодов задаётся скорость движения воздуха v [м/с].
На третьем этапе определяется требуемая площадь сечения воздуховода путем деления расхода воздуха на его скорость:
S = G [м3/c] / v [м/с]
На четвёртом, заключительном, этапе под полученную площадь сечения воздуховода подбирается его диаметр или длины сторон прямоугольного сечения.
Вычисление воздухообмена
Специалисты используют две основные схемы:
По укрупненным показателям. В данной методике не предусматриваются вредные выбросы, такие как тепло и вода. Условно назовем его «Способ №1».
Метод с учётом избытков тепла и влаги. Условное название «Способ №2».
Способ №1
Единица измерения — м3/ч (кубические метры в час). Применяют две упрощенные формулы: L=K ×V(м3/ч); L=Z ×n (м3/ч), где
K – кратность воздухообмена. Отношение объёма приточки за одни час, к общему воздуху в помещении, крат в час; V – объём помещения, м3; Z – значение удельного обмена воздуха за единицу верчения, n – количество единиц измерения.
Нормативные требования
Производственные цеха, комнаты отдыха, санитарные узлы и другие помещения оборудуются приточно – вытяжной вентиляцией, согласно СНиП 41-01-2003 «Вентиляция, отопление и кондиционирование». ГОСТ 12.1.005-88 содержит параметры воздуха в разных зонах производства. Также используются данные СанПиН 2.2.4.548-96.
Оцинкованные воздуховоды
Кроме всего прочего, при проектировании вентсистем промпредприятий предъявляются следующие требования:
- Соответствие вентиляционной системы актуальным требованиям по пожарной безопасности.
- Наличие сертификатов качества на материалы.
- Воздуховоды изготавливаются из нержавеющей стали или на них наносится антикоррозийной покрытие.
- Воздуховоды покрываются слоем масляной или другой горючей краски толщиной не более 0,2 мм.
- В зоне работы людей предельная концентрация вредных веществ (ПДК) не более 30%.
- Расчетная температура воздуха внутри зимой не ниже +10⁰С. Ночью или когда нет людей, может опускаться до +5⁰С.
- В летний период расчётная температура внутри помещения принимается равной наружной. Допускается отклонение на 4⁰С.
- Шумовая нагрузка от работающей системы вентиляции не должна быть выше 110 дБ.
Это основные требования, но существует множество дополнений, специфических отклонений и других норм. Учесть все нюансы проектирования вентиляции под конкретный объект может только опытный специалист.
Расчет вентиляции цеха
Для того чтобы спроектировать и установить вентиляцию необходимо качественно и с высокой точностью рассчитать масштабы ее работы. Расчет системы вентиляции цеха осуществляется на основе данных об объемах выделяемых вредных веществ, тепла и различных справочных показателей.
Расчет системы вентиляции цеха выполняется отдельно по каждому из видов загрязнений:
По излишкам тепла
Q = Qu + (3,6V — cQu * (Tz — Tp) / c * (T1 — Tp)), где
Qu (м3) — объем, который отводится местным отсосом;
V (Ватт) — количество теплоты, которое выделяет продукция или оборудование;
с (кДж) — показатель теплоемкости = 1,2 кДж (справочная информация);
Tz (°C) — t загрязненного воздуха, отводимого от рабочего места;
Tp (°C) — t приточных воздушных масс
T1 — t воздуха, удаляемого вентиляцией общеобменного типа.
Для взрывоопасного или токсичного производства
При таких расчетах ключевая задача — разбавить токсичные выбросы и испарения до предельного допустимого уровня
Q = Qu + (M — Qu(Km — Kp)/(Ku — Kp)), где
M (мг*час) — масса токсичных веществ, выделяемых за один час;
Km (мг/м3) — содержание токсичных веществ в воздухе, отводимых местными системами;
Kp (мг/м3) — количество отравляющих веществ в приточных воздушных массах;
Ku (мг/м3) — содержание токсичных веществ в воздухе, отводимое общеобменными системами.
По излишкам влаги
Q = Qu + (W — 1,2 (Om — Op) / O1 — Op)), где
W (мг*час) — количесиво влаги, которое попадает в помещение цеха за 1 час;
Om (грамм*кг) — объем пара, отводимый локальными системами;
Op (грамм*кг) — показатель влажности приточного воздуха;
O1 (грамм*кг) — количество пара, отводимое общеобменной системой.
По выделениям от персонала
Q = N * m, где
N — число работников
m — расход воздуха из расчета на 1 чел*час (согласно СНиП составляет 30 м3 на человека в проветриваемом помещении, 60м3 — в нерповетриваемом).
Расчет вытяжной вентиляции цеха
Определить количество вытяжного воздуха можно по следующей формуле:
L = 3600 * V * S, где
L (м3) — расход воздуха;
V — скорость воздушного потока в вытяжном устройстве;
S — площадь проема установки вытяжного типа.
