Начнем, пожалуй, с естественной и . Как понятно из названия, к первому типу относятся проветривание и все, что никак не связано с устройствами. Соответственно, к механической вентиляции относятся вентиляторы, вытяжки, приточные клапаны и другая техника для создания принудительного потока воздуха.
Хороша умеренной скоростью этого потока, что создает комфортные условия в помещении для человека – ветер не ощущается. Хотя правильно установленная качественная принудительная вентиляция также не приносит сквозняков. Но есть и минус: при низкой скорости потока воздуха при естественной вентиляции необходимо более широкое сечение для его подачи. Как правило, наиболее эффективное проветривание обеспечивается с полностью открытыми окнами или дверьми, что ускоряет процесс воздухообмена, но может негативно сказаться на здоровье жильцов, особенно в зимний период года. Если мы проветриваем дом, частично открыв окна или полностью открыв форточки, на такое проветривание необходимо около 30–75 минут, а здесь возможно замерзание оконной рамы, что вполне может привести к конденсату, а холодный воздух, поступающий длительное время, ведет к проблемам со здоровьем. Открытые настежь окна ускоряют воздухообмен в помещении, сквозное проветривание займет примерно 4–10 минут, что безопасно для оконных рам, но при таком проветривании почти все тепло в доме выходит наружу, и долгое время температура внутри помещений достаточно низка, что опять-таки повышает риск заболеваний.
Не стоит также забывать про набирающие популярность приточные клапаны, которые устанавливаются не только на окнах, но и на стенах внутри комнат (стеновой приточный клапан), если конструкция окон не предусматривает такие клапаны. Стеновой клапан осуществляет инфильтрацию воздуха и представляет собой продолговатый патрубок, устанавливаемый в стену насквозь, закрытый с обеих сторон решетками и регулируемый изнутри. Он может быть как полностью открытым, так и закрытым тоже полностью. Для удобства в интерьере рекомендуется ставить такой клапан рядом с окном, поскольку его можно будет спрятать под тюлем, и поток проходящего воздуха будет нагреваться радиаторами, расположенными под подоконниками.
Для нормальной циркуляции воздуха по всей квартире необходимо обеспечить его свободное перемещение. Для этого на межкомнатных дверях ставят переточные решетки, чтобы воздух спокойно перемещался от приточных систем к вытяжным, проходя по всему дому, через все комнаты. Важно учитывать, что правильным считается такой поток, при котором самая пахнущая комната (туалет, ванная комната, кухня) – последняя. Если нет возможности установить переточную решетку, достаточно просто оставить зазор между дверью и полом, примерно 2 см. Этого вполне достаточно, чтобы воздух легко перемещался по дому.
В случаях, когда естественной вентиляции не хватает или нет желания ее устраивать, переходят к использованию механической вентиляции.
Благоприятный микроклимат в помещении - важное условие жизнедеятельности человека. Его в совокупности определяют температура, влажность и подвижность воздуха. Отклонения параметров негативно сказываются на здоровье и самочувствии, вызывают перегрев или переохлаждение тела. Недостаток кислорода приводит к гипоксии мозга и других органов.
Расчет и нормативы
Расчет вентиляции помещения производят при проектировании объекта согласно СНиП 13330.2012, 41-01-2003, 2.08.01-89. Но возникают случаи, когда ее работа неэффективна. Если проверка тяги бумажными полосками или пламенем зажигалки не выявила нарушение проходимости вентканалов, значит, вытяжная вентиляция не справляется со своими функциями по причине неправильно подобранного сечения.
Для чего нужна вентиляция
Задача вентиляции - обеспечить необходимый воздухообмен в помещении, создать оптимальные или приемлемые условия для длительного пребывания человека.
Исследования установили, что 80% времени люди проводят в помещениях. За один час в спокойном состоянии человек выделяет в окружающую среду 100 кКал. Теплоотдача происходит конвекцией, излучением и испарением. При недостаточно подвижном воздухе перенос энергии с поверхности кожи в пространство замедляется. В результате страдают многие функции организма, возникает ряд заболеваний.
Отсутствие или недостаточная вентиляция, особенно в помещениях с повышенной влажностью, приводит к застойным явлениям. Они сопровождаются нашествием трудновыводимых плесневых грибков, неприятными запахами и постоянной сыростью. Влага неблагоприятно отражается на строительных конструкциях, приводит к гниению деревянных и коррозии металлических элементов.
При избыточной тяге увеличивается выход воздушных масс в атмосферу, что зимой приводит к потере большого количества тепла. Растут затраты на отопление дома.
Качество и чистота воздуха - основной фактор, который определяет эффективность вентиляции. Загрязняющие испарения от строительных материалов, мебели, пыль и углекислый газ должны своевременно удаляться из помещения.
Существует обратная ситуация, когда воздух в доме или квартире гораздо чище, чем на улице. Выхлопные газы на оживленной трассе, дым или копоть, ядовитые загрязнения промышленных предприятий способны отравить атмосферу внутри помещений. Например, в центре большого города содержание угарного газа в 4-6 раз, диоксида азота в 3-40 раз, сернистого газа в 2-10 раз выше, чем в сельской местности.
Расчет вентиляции производят, чтобы определить вид системы воздухообмена, ее параметры, при которых будут сочетаться энергоэфективность жилья и благоприятный микроклимат в помещениях.
Параметры микроклимата для расчета
Нормативы согласно ГОСТ 30494-2011 определяют оптимальные и допустимые параметры качества воздуха в соответствии с назначением помещений. Они классифицируются стандартами на первую и вторую категорию. Это места, где люди отдыхают в положении лежа или сидя, занимаются учебой, умственным трудом.
В зависимости от периода года и назначения помещения установлены оптимальная и допустимая температура 17-27°С, относительная влажность 30-60% и скорость воздуха 0,15-0,30 м/с.
В жилых помещениях при расчете вентиляции определяют необходимый воздухообмен с применением удельных норм, в производственных - по допустимой концентрации загрязняющих веществ. При этом количество углекислого газа в воздухе не должно превышать 400-600 см³/м³.
На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу внутренней перепланировки . Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».
Виды вентиляционных систем по способу создания тяги
Движение воздушных масс возникает в результате разницы давления между слоями воздуха. Чем больше градиент, тем сильнее побуждающая сила. Для ее создания применяют естественную, принудительную или комбинированную систему вентиляции, где используются приточные, вытяжные или рециркуляционные (смешанные) способы удаления воздуха. В промышленных и общественных зданиях предусмотрены аварийная и противодымная вентиляции.
Естественное вентилирование
Естественная вентиляция помещений происходит согласно физическим законам - за счет разницы температур и давлений между наружным и внутренним воздухом. Еще во времена Римской империи инженеры устанавливали в домах знати подобия шахт, которые служили для проветривания.
В комплекс естественной вентиляции входят наружные и внутренние проемы, фрамуги, форточки, стеновые и оконные клапаны, вытяжные шахты, вентканалы, дефлекторы.
Качество вентилирования зависит от объема проходящих воздушных масс и траектории их движения. Самым благоприятным является вариант, когда окна и двери расположены в противоположных концах комнаты. В этом случае при циркуляции воздуха происходит полноценная его замена по всему помещению.
Вытяжные каналы размещают в помещениях с наибольшим уровнем загрязнения, неприятных запахов и влажности - кухнях, санузлах. Приточный воздух поступает из других комнат и выдавливает отработанный на улицу.
Чтобы вытяжка работала в нужном режиме, ее верх должен находиться выше крыши дома на 0,5-1 м. Это создает необходимую разницу давлений для перемещения воздуха.
Естественная вентиляция бесшумна, не потребляет электроэнергии, не требует больших вложений на устройство. Воздушные массы, проникающие извне, не приобретают дополнительных свойств - не подогреваются, не очищаются и не увлажняются.
Рециркуляция воздуха ограничивается пределами одной квартиры. Из соседних помещений подсоса быть не должно.
Принудительная вентиляция стала использоваться с середины 19 века. Сначала большие вентиляторы применяли на рудниках, в трюмах кораблей, сушильных цехах. С появлением электрических двигателей в проветривании помещений произошла революция. Появились регулируемые приборы не только для промышленных, но и для бытовых нужд.
Теперь наружному воздуху при прохождении через систему принудительного вентилирования сообщают дополнительные ценные качества - его очищают, увлажняют или осушают, ионизируют, подогревают или охлаждают.
Вентиляторы и эжекторы перемещают большие объемы воздушных масс на значительных площадях. В систему входят электродвигатели, пылеуловители, нагреватели, шумоглушители, приборы контроля и автоматики. Их встраивают в воздуховодные каналы.
Видео описание
Подробнее о расчете вентиляции с рекуператором рассказывают в этом видео:
Расчет естественной вентиляции жилых помещений
Расчет заключается в определении расхода приточного воздуха L в холодный и теплый период года. Зная эту величину, можно подобрать площадь сечения воздуховодов.
Дом или квартиру рассматривают как единый воздушный объем, где циркуляция газов происходит через открытые двери или подрезанное на 2 см от пола полотно.
Приток происходит сквозь негерметичные окна, наружные ограждения и путем проветривания, удаление - через вытяжные вентканалы.
Объем находят по трем методикам - кратности, санитарным нормам и площади. Из полученных значений выбирают наибольшее. Перед тем, как рассчитать вентиляцию, определяют назначение и характеристики всех помещений.
Основная формула для первого расчета:
L=nхV, м³/ч, где
- V - объем комнаты (произведение высоты на площадь),
- n - кратность, определяемая по СНиП 2.08.01-89 в зависимости от расчетной температуры в помещении в зимний период.
По второй методике объем рассчитывают исходя из удельной нормы на человека, регламентируемой СНиП 41-01-2003. Учитывают количество постоянно проживающих людей, наличие газовой плиты и санузла. По таб.М1 расход 60 м³/чел в час.
Третий способ - по площади.
- А - площадь помещения, м²,
- k - нормативный расход на м².
Расчет системы вентиляции: пример
Трехкомнатный дом общей площадью 80 м². Высота помещений 2,7 м. Проживает три человека.
- Гостиная 25 м²,
- спальня 15 м²,
- спальня 17 м²,
- санузел - 1,4² м²,
- ванна - 2,6 м²,
- кухня 14 м² с четырехкомфорной плитой,
- коридор 5 м².
Отдельно находят расход по притоку и вытяжке, чтобы объем входящего воздуха был равен удаляемому.
- гостиная L=25х3=75м³/ч, кратность по СниП.
- спальни L=32х1=32 м³/ч.
Общий расход по притоку:
L общ=Lгост.+Lспал.=75+32=107 м³/ч.
- санузел L= 50 м³/час (таб.СНиП 41-01-2003),
- ванна L= 25 м³/час.
- кухня L=90 м³/час.
Коридор по притоку не нормируется.
По вытяжке:
L=Lкух.+Lсануз.+ L ванны=90+50+25=165 м³/ч.
Приточный расход меньше вытяжки. Для дальнейших расчетов принимается наибольшая величина L=165 м³/ч.
По санитарным нормам расчет проводят исходя из количества жильцов. Удельный расход на одного человека составляет 60 м³.
L общ.=60х3=180м/ч.
С учетом временных посетителей, для которых установленный расход воздуха 20м/ч, можно принять L=200 м³/ч.
По площади расход определяют с учетом нормативной скорости воздухообмена 3м²/час на 1 м² жилого помещения.
L=57х3=171 м³/ч.
По результатам расчетов расход по санитарным нормам 200 м³/ч, кратности 165 м³/ч, по площади 171 м³/ч. Хотя все варианты правильны, при первом для проживающих условия будут комфортнее.
Итог
Зная воздушный баланс жилого дома, подбирают размер сечения воздуховодов. Чаще всего используют прямоугольные каналы с соотношением сторон 3:1 или круглые.
<
Для удобного расчета сечения можно воспользоваться онлайн калькулятором или диаграммой, где учитываются скорость и расход воздуха.
При вентиляции с естественным побуждением скорость в магистральных и ответвляющихся воздуховодах принимают равной 1 м/ч. В принудительной системе 5 и 3 м/ч соответственно.
При требуемом воздухообмене 200 м/ч достаточно выполнить естественную систему вентиляции. При больших объемах перемещаемого воздуха применяют смешанную рециркуляцию. В каналах монтируют рассчитанные по производительности приборы, которые обеспечат необходимые параметры микроклимата.
Для создания благоприятного микроклимата в производственных и жилых помещениях необходимо установка качественной вентиляционной системы. Особое внимание требуется обращать на длину и диаметр трубы для естественной вентиляции, так как от правильных расчетов зависит эффективность, производительность и надежность воздуховодов.
Какие предъявляются требования к вентиляционным трубам?
Основное назначение воздуховода для естественной вентиляции заключается в отводе отработанного воздуха из помещения.
При прокладке систем в домах, офисах и других объектах требуется учитывать следующие пункты:
- диаметр трубы для естественной вентиляции должен быть не меньше 15 см;
- при монтаже в жилых помещениях и на объектах пищевой промышленности важны антикоррозийные характеристики, в противном случае под воздействием повышенной влажности металлические поверхности поржавеют;
- чем меньше вес конструкции, тем легче монтаж и обслуживание;
- производительность зависит также от толщины воздуховода, чем тоньше, тем больше пропускная способность ;
- уровень пожарной безопасности – при горении не должно выделяться вредных веществ.
Если не соблюдать стандарты (нормы) при проектировании, монтаже и выборе материала изготовления и диаметра ПВХ труб вентиляции или из оцинкованной стали, то в помещениях воздух будет «тяжелым» из-за повышенной влажности и нехватки кислорода. В квартирах и домах с плохой вытяжкой часто запотевают окна, коптятся стены на кухне и образуется грибок.
Из какого материала выбрать воздуховод?
На рынке представлено несколько видов труб, отличающиеся между собой материалом изготовления:
Преимущества пластиковых труб:
- низкая себестоимость, если сравнивать с воздуховодами из других материалов;
- антикоррозийные поверхности не нуждаются в дополнительной защите или обработке;
- простота в обслуживании, при чистке можно использовать любые моющие средства;
- большой выбор диаметров труб ПВХ труб вентиляции;
- простая установка, также, при необходимости, легко проводится демонтаж конструкции;
- на поверхности не скапливаются загрязнения за счет гладкости;
- при нагревании не происходит выделения вредных и токсичных веществ для здоровья человека.
Металлические воздуховоды изготавливаются из оцинковки или нержавеющей стали, при рассмотрении характеристик можно выделить следующие достоинства:
- оцинкованные и нержавеющие трубы разрешается использовать на объектах с повышенной влажностью и частыми перепадами температур;
- влагостойкость – конструкции не подвержены образованию коррозии и ржавчины;
- высокие показатели термостойкости;
- относительно небольшой вес;
- простой монтаж – необходимы базовые знания.
В качестве материала для изготовления гофрированных воздуховодов применяется алюминиевая фольга. Основные плюсы:
- при установке образуется минимальное число соединений;
- легкость демонтажа;
- при необходимости трубопровод размещается под любым углом.
Преимущества тканевых конструкций:
- мобильность – легко устанавливаются и демонтируются;
- не возникает проблем при транспортировке;
- отсутствие конденсата при любых условиях эксплуатации;
- маленькая масса облегчает процесс крепежа;
- не нужно проводить дополнительную изоляцию.
Какие бывают формы воздуховодов?
В зависимости от сферы и направления использования выбирается не только диаметров труб ПВХ труб, но и форма:
- Спиральные формы отличаются повышенными показателями жесткости и привлекательным внешним видом . При монтаже соединения выполняются с применением картонного или резинного уплотнителя и фланцев. Системы не нуждаются в изоляции.
Совет! Если нет опыта в этой сфере, то для экономии собственных средств и времени лучше сразу обратиться к специалистам, так как рассчитать диаметр трубы для вентиляции с учетом воздушного потока, и провести самостоятельно монтаж будет весьма проблематично.
- Для жилых объектов (загородных и дачных домов) идеальным вариантом будут плоские формы за счет следующих достоинств:
- при необходимости круглые и плоские трубы легко комбинируются;
- если размеры не совпали, то параметры легко корректируются с использованием строительного ножа;
- конструкции отличаются относительно небольшой массой;
- в качестве соединительных элементов применяются тройники и фланцы.
- Установка гибких конструкций происходит без дополнительных элементов для соединения (фланцев и т. д.), что в значительной степени упрощает монтажный процесс. Для материала изготовления используется ламинированная полиэфирная пленка, натканное полотно или фольга из алюминия.
- Более востребованы круглые воздуховоды, спрос объясняется следующими достоинствами:
- минимальное число соединительных элементов;
- простая эксплуатация;
- хорошо распределяется воздух;
- высокие показатели жесткости;
- несложные установочные работы.
Материал изготовления и формы труб определяются еще на стадии разработки проектной документации, здесь учитывается большой перечень пунктов.
Как определяется диаметр вентиляционной трубы?
На территории России имеется ряд нормативных документов СНиП, где говорится, как рассчитать диаметр трубы для вентиляции естественного типа. Выбор основывается на кратности воздухообмена – определяющий показатель, какой объем и сколько раз за час заменяется воздух в помещении.
Сначала необходимо провести следующие действия:
- выполняются вычисления объема каждой комнаты в здании – требуется перемножить длину, высоту и ширину;
- объем воздуха вычисляется по формуле: L=n (нормируемая кратность воздухообмена)*V (объем помещения);
- полученные показатели L округляются в большую сторону до цифры кратной 5;
- составление баланса происходит так, чтобы вытяжные и приточные воздушные потоки совпадали в суммарном объеме;
- учитывается также максимальная скорость в центральном воздуховоде, показатели не должны быть больше 5 м/с, а на ответвленных участках сети не более 3 м/с.
Диаметр ПВХ труб вентиляции и из других материалов выбирается по полученным данным по представленной таблице:
Как определить длину вентиляционной трубы?
При написании проекта кроме расчета диаметра трубы для естественной вентиляции важным пунктом считается определение длины наружной части воздуховода. В общую величину входит протяженность всех каналов в здании, по которым циркулирует воздух и выводится наружу.
Расчеты производятся по таблице:
При расчете учитываются следующие показатели:
- если используется плоский воздуховод на установке над крышей, то минимальная длина должна составлять 0,5 м;
- при установке трубы вентиляции рядом с дымовой высота делается одинаковой, чтобы предотвратить в сезон отопления попадания дыма в помещение.
Производительность, эффективность и бесперебойная работа вентиляционной системы во многом зависит от правильности расчетов и соблюдения требований монтажа. Лучше выбирать проверенные компании с положительной репутацией!
Комментариев:
- Для чего необходимо знать о площади воздуховодов?
- Как посчитать площадь используемого материала?
- Вычисление площади воздуховодов
Возможная концентрация в закрытых помещениях воздуха, загрязненного пылью, водными парами и газами, продуктами термической переработки пищи, заставляет устанавливать системы вентиляции. Чтобы эти системы были эффективными, приходится делать серьезные расчеты, в том числе и расчет площади воздуховодов.
Выяснив ряд характеристик строящегося объекта, в том числе площади и объемы отдельных помещений, особенности их эксплуатации и количество людей, которые будут там находиться, специалисты, применяя специальную формулу, могут установить проектную производительность вентиляции. После этого появляется возможность рассчитать площадь сечения воздуховода, которое обеспечит оптимальный уровень проветривания внутренних помещений.
Для чего необходимо знать о площади воздуховодов?
Вентиляция помещений - достаточно сложная система. Одной из важнейших частей воздухораспределительной сети является комплекс воздуховодов. От качественного расчета ее конфигурации и рабочей площади (как трубы, так и суммарного материала, необходимого для изготовления воздуховода) зависит не только правильное расположение в помещении или экономия средств, но самое главное - оптимальные параметры вентиляции, гарантирующие человеку комфортные условия жизнедеятельности.
Рисунок 1. Формула для определения диаметра рабочей магистрали.
В частности, посчитать площадь необходимо таким образом, чтобы в результате получилась конструкция, способная пропускать требуемый объем воздуха при соблюдении других требований, предъявляемых к современным системам вентиляции. Следует понимать, что правильный расчет площади ведет к устранению потерь воздушного давления, соблюдению санитарных норм по скорости и уровню шума воздуха, протекающего по каналам воздуховодов.
Вместе с тем, точное представление о занимаемой трубами площади дает возможность при проектировании отводить под систему проветривания самое подходящее место в помещении.
Вернуться к оглавлению
Как посчитать площадь используемого материала?
Расчет оптимальной площади воздуховода находится в прямой зависимости от таких факторов, как объем воздуха, подаваемого в одну или несколько комнат, скорость его движения и потери давления воздуха.
В то же время расчет количества материала, необходимого для его изготовления, зависит как от площади сечения (габаритов канала вентиляции), так и от количества помещений, в которые необходимо нагнетать , и от особенностей конструкции системы проветривания.
Проводя расчеты величины сечения, следует иметь в виду, что чем оно больше, тем меньшей будет скорость прохождения воздуха по трубам воздуховода.
Одновременно в такой магистрали будет меньше аэродинамического шума, для работы систем принудительной вентиляции потребуются меньшие затраты электроэнергии. Чтобы высчитать площадь воздуховодов, необходимо применить специальную формулу.
Для расчета суммарной площади материала, который необходимо взять для сборки воздуховодов, нужно знать конфигурацию и базовые габариты проектируемой системы. В частности, для вычисления по круглым воздухораспределительным трубам потребуются такие величины, как диаметр и общая длина всей магистрали. В то же время объем используемого материала по прямоугольным конструкциям исчисляется на основе ширины, высоты и суммарной длины воздуховода.
При общих подсчетах потребности материала для всей магистрали необходимо учитывать также отводы и полуотводы различной конфигурации. Так, правильные расчеты круглого элемента невозможны без знания его диаметра и угла поворота. В вычислении площади материала для отвода прямоугольной формы участвуют такие составляющие, как ширина, высота и угол поворота отвода.
Стоит отметить, что для каждого такого расчета используется своя формула. Чаще всего трубы и фасонные элементы изготавливаются из оцинкованной стали согласно техническим требованиям СНиП 41-01-2003 (приложение Н).
Вернуться к оглавлению
Вычисление площади воздуховодов
На размер трубы вентиляции влияют такие характеристики, как массив воздуха, нагнетаемого внутрь помещений, скорость движения потока и уровень его давления на стенки и другие элементы магистрали.
Достаточно, не рассчитав всех последствий, уменьшить диаметр магистрали, как сразу же возрастет скорость воздушного потока, что приведет к увеличению давления по всей протяженности системы и в местах сопротивления. Кроме появления излишнего шума и неприятной вибрации трубы, электрические зафиксируют также рост расхода электроэнергии.
Однако далеко не всегда в погоне за устранением указанных недостатков можно и нужно увеличивать сечение вентиляционной магистрали. Прежде всего, этому могут воспрепятствовать ограниченные габариты помещений. Поэтому следует особенно тщательно подойти к процессу расчета площади трубы.
Для определения данного параметра необходимо применить следующую специальную формулу:
Sc = L х 2,778/V, где
Sc - площадь канала расчетная (см 2);
L - расход воздуха, движущегося по трубе (м 3 /час);
V - скорость движения воздуха по вентиляционной магистрали (м/сек);
2,778 - коэффициент согласования разномерностей (например, метров и сантиметров).
Результат вычислений - расчетная площадь трубы - выражается в квадратных сантиметрах, так как в данных единицах измерения он рассматривается специалистами как самый удобный для анализа.
Кроме расчетной площади сечения трубопровода важно установить фактическую площадь сечения трубы. При этом надо иметь в виду, что для каждого из основных профилей сечения - круглого и прямоугольного - принята своя отдельная схема вычисления. Итак, для фиксации фактической площади трубопровода круглого сечения применяется следующая специальная формула.
Для того чтобы системы кондиционирования работали без сбоев и обеспечивали заданную производительность, при их проектировании выполняется расчет воздуховодов вентиляции, включающий определение пропускной способности и выбор поперечного сечения.Устройства для транспортировки воздуха – воздуховоды - нашли самое широкое распространение в бытовых и промышленных системах вентиляции и кондиционирования, а также применяются для подачи воздуха в различном технологическом оборудовании в металлургии, химической и перерабатывающей промышленности.
Сегодня в бытовых и промышленных системах кондиционирования, независимо от их типа (вытяжная или приточная, принудительная или естественная) предусмотрено обустройство одного канала (вытяжного), а приток воздуха предполагается через окна и двери, а также через щели и зазоры, имеющиеся в стенах и полу строительного сооружения.
При создании комбинированной приточно-вытяжной системы требуется проектирование и расчет воздуховода вентиляции в приточном канале.
Помимо определения поперечного сечения, при котором будет обеспечен нужный воздухообмен (производительность), расчет воздуховодов вентиляции проводят на потери напора и жесткость. Последнее вызвано использованием в современных комплексах технологического оборудования для кондиционирования пластиковых и гибких воздуховодов для вентиляции, которые имеют пониженную прочность и жесткость по сравнению с традиционными металлическими конструкциями .
Особенности современных конструкций
Изготовление отдельных деталей и сборочных единиц вентиляционных и кондиционирующих систем (стандартизированные по диаметру и длине воздушные трубы или каналы) осуществляется или на промышленных предприятиях или в условиях ремонтно-строительных организаций, осуществляющих монтаж воздуховодов вентиляции по индивидуальному проекту, привязанному к конкретному возведенному объекту. При этом проектанты стремятся к максимальному использованию стандартизированных элементов, чтобы снизить ассортимент и количество оригинальных деталей, трудоемкость и стоимость изготовления которых гораздо выше, чем у изделий, выпускаемых серийно.
По конструкции и способу монтажа воздуховоды для вентиляции делятся на:
- встроенные канальные трубопроводы (шахты);
- внешние воздушные трубопроводы.
Первая категория трубопроводов обычно предусматривается в конструкции здания при разработке архитектурно-строительного проекта. Они прокладываются внутри кирпичных или бетонных стен, а также могут быть встроены как отдельный элемент в сэндвич-панели сборных индивидуальных домов, складских помещений и торговых павильонов.
Внешние трубопроводы обустраиваются при реконструкции и капитальном ремонте зданий, а также при перепрофилировании производственных помещений под выпуск другой номенклатуры продукции. Внешние трубопроводы для подачи воздуха выполняются в виде подвесных или навешиваемых на стену коробов или труб, состоящих из сборных прямолинейных и фасонных участков, соединенных специальной фурнитурой или при помощи фланцевых соединений.
Внешние воздуховоды классифицируются и по материалу изготовления. Сегодня для бытовых целей, в промышленности, складском хозяйстве и торговой деятельности широко используются следующие виды воздушных трубопроводов:
- металлические коробчатые конструкции, изготавливаемые из оцинкованной или нержавеющей стали и алюминия;
- пластиковые конструкции, при изготовлении которых используется полипропилен или армированный поливинилхлорид;
- гибкие (гофрированные) трубопроводы, изготавливаемые из алюминиевой, профилированной ленты или армированного термопластика.
В современном строительстве, при ремонте и реконструкции промышленных сооружений широкое распространение получили пластиковые воздуховоды для вентиляции, которые по сравнению с металлическими конструкциями имеют меньшую стоимость, вес и трудоемкость монтажа.
Расчет воздуховодов
На первом этапе выполнения расчетных работ составляется общая схема вентиляционной системы с указанием на ней длины прямолинейных участков, наличия и типа поворотных частей, а также мест изменения сечения трубопроводов. Исходя из санитарно-гигиенических требований к помещению и специфики производственного процесса назначается необходимый воздухообмен (кратность воздухообмена). После этого рассчитывается скорость движения воздуха внутри трубопровода, которая зависит от типа вентиляции – естественная или принудительная.
Хотя для существует множество программ, многие параметры все еще определяются по старинке, с помощью формул. Расчет нагрузки на вентиляцию, площади, мощности и параметров отдельных элементов производят после составления схемы и распределения оборудования.
Это сложная задача, которая под силу лишь профессионалам. Но если необходимо подсчитать площадь некоторых элементов вентиляции или сечение воздуховодов для небольшого коттеджа, реально справиться самостоятельно.
Расчет воздухообмена
Если в помещении нет ядовитых выделений или их объем находится в допустимых пределах, воздухообмен или нагрузка на вентиляцию рассчитывается по формуле:
R = n * R 1,
здесь R1 - потребность в воздухе одного сотрудника, в куб.м\час, n - количество постоянных сотрудников в помещении.
Если объем помещения на одного сотрудника составляет больше 40 кубометров и работает естественная вентиляция, не нужно рассчитывать воздухообмен.
Для помещений бытового, санитарного и подсобного назначения расчет вентиляции по вредностям производится на основании утвержденных норм кратности воздухообмена:
- для административных зданий (вытяжка) - 1,5;
- холлы (подача) - 2;
- конференц-залы до 100 человек вместимостью (по подаче и вытяжке) - 3;
- комнаты отдыха: приток 5, вытяжка 4.
Для производственных помещений, в которых постоянно или периодически в воздух выделяются опасные вещества, расчет вентиляции производится по вредностям.
Воздухообмен по вредностям (парам и газам) определяют по формуле:
Q = K \(k 2- k 1),
здесь К - количество пара или газа, появляющееся в здании, в мг\ч, k2 - содержание пара или газа в оттоке, обычно величина равна ПДК, k1 - содержание газа или пара в приточке.
Разрешается концентрация вредностей в приточке до 1\3 от ПДК.
Для помещений с выделением избыточного тепла воздухообмен рассчитывается по формуле:
Q = G изб\ c (tyx - tn ),
здесь Gизб - избыточное тепло, вытягиваемое наружу, измеряется в Вт, с - удельная теплоемкость по массе, с=1 кДж, tyx - температура удаляемого из помещения воздуха, tn - температура приточки.
Расчет тепловой нагрузки
Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию осуществляется по формуле:
Q в= V н * k * p * C р(t вн - t нро),
в формуле расчета тепловой нагрузки на вентиляцию Vн - внешний объем строения в кубометрах, k - кратность воздухообмена, tвн - температура в здании средняя, в градусах Цельсия, tнро - температура воздуха снаружи, используемая при расчетах отопления, в градусах Цельсия, р - плотность воздуха, в кг\кубометр, Ср - теплоемкость воздуха, в кДж\кубометр Цельсия.
Если температура воздуха ниже tнро снижается кратность обмена воздуха, а показатель расхода тепла считается равной Qв , постоянной величиной.
Если при расчете тепловой нагрузки на вентиляцию невозможно уменьшить кратность воздухообмена, расход тепла рассчитывают по температуре отопления.
Расход тепла на вентиляцию
Удельный годовой расход тепла на вентиляцию рассчитывается так:
Q= * b * (1-E),
в формуле для расчета расхода тепла на вентиляцию Qo - общие теплопотери строения за сезон отопления, Qb - поступления тепла бытовые, Qs - поступления тепла снаружи (солнце), n - коэффициент тепловой инерции стен и перекрытий, E - понижающий коэффициент. Для индивидуальных отопительных систем 0,15 , для центральных 0,1 , b - коэффициент теплопотерь:
- 1,11 - для башенных строений;
- 1,13 - для строений многосекционных и многоподъездных;
- 1,07 - для строений с теплыми чердаками и подвалами.
Расчет диаметра воздуховодов
Диаметры и сечения рассчитывают после того, как составлена общая схема системы. При расчетах диаметров воздуховодов вентиляции учитывают следующие показатели:
- Объем воздуха (приточного или вытяжного), который должен пройти через трубу за заданный промежуток времени, куб.м\ч;
- Скорость движения воздуха. Если при расчетах вентиляционных труб скорость движения потока занижена, установят воздуховоды слишком большого сечения , что влечет дополнительные расходы. Завышенная скорость приводит к появлению вибраций, усилению аэродинамического гула и повышению мощности оборудования. Скорость движения на притоке 1,5 - 8 м\сек, она меняется в зависимости от участка;
- Материал вентиляционной трубы. При расчете диаметра этот показатель влияет на сопротивление стенок. Например, наиболее высокое сопротивление оказывает черная сталь с шероховатыми стенками. Поэтому расчетный диаметр воздуховода вентиляции придется немного увеличить по сравнению с нормами для пластика или нержавейки.
Таблица 1 . Оптимальная скорость воздушного потока в трубах вентиляции.
Когда известна пропускная способность будущих воздуховодов, можно рассчитать сечение воздуховода вентиляции:
S = R \3600 v ,
здесь v - скорость движения воздушного потока, в м\с, R - расход воздуха, кубометры\ч.
Число 3600 - временной коэффициент.
здесь: D - диаметр вентиляционной трубы, м.
Расчет площади элементов вентиляции
Расчет площади вентиляции необходим в том случае, когда элементы изготавливаются из листового металла и нужно определить количество и стоимость материала.
Площадь вентиляции рассчитывают электронные калькуляторы или специальные программы, их во множестве можно найти в интернете.
Мы приведем несколько табличных значений наиболее популярных элементов вентиляции.
| Диаметр, мм | Длина, м | |||
| 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | |
| 100 | 0,3 | 0,5 | 0,6 | 0,8 |
| 125 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1 |
| 160 | 0,5 | 0,8 | 1 | 1,3 |
| 200 | 0,6 | 0,9 | 1,3 | 1,6 |
| 250 | 0,8 | 1,2 | 1,6 | 2 |
| 280 | 0,9 | 1,3 | 1,8 | 2,2 |
| 315 | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 |
Таблица 2 . Площадь прямых воздуховодов круглого сечения.
Значение площади в м. кв. на пересечении горизонтальной и вертикальной строчки.
| Диаметр, мм | Угол, град | ||||
| 15 | 30 | 45 | 60 | 90 | |
| 100 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,06 | 0,08 |
| 125 | 0,05 | 0,06 | 0,08 | 0,09 | 0,12 |
| 160 | 0,07 | 0,09 | 0,11 | 0,13 | 0,18 |
| 200 | 0,1 | 0,13 | 0,16 | 0,19 | 0,26 |
| 250 | 0,13 | 0,18 | 0,23 | 0,28 | 0,39 |
| 280 | 0,15 | 0,22 | 0,28 | 0,35 | 0,47 |
| 315 | 0,18 | 0,26 | 0,34 | 0,42 | 0,59 |
Таблица 3 . Расчет площади отводов и полуотводов круглого сечения.
Расчет диффузоров и решеток
Диффузоры используются для подачи или удаления воздуха из помещения. От правильности расчета количества и расположения диффузоров вентиляции зависит чистота и температура воздуха в каждом уголке помещения. Если установить диффузоров больше, увеличится давление в системе, а скорость падает.
Количество диффузоров вентиляции рассчитывается так:
N = R \(2820 * v * D * D ),
здесь R - пропускная способность, в куб.м\час, v - скорость воздуха, м\с, D - диаметр одного диффузора в метрах.
Количество вентиляционных решеток можно рассчитать по формуле:
N = R \(3600 * v * S ),
здесь R - расход воздуха в куб.м\час, v - скорость воздуха в системе, м\с, S - площадь сечения одной решетки, кв.м.
Расчет канального нагревателя
Расчет калорифера вентиляции электрического типа производится так:
P = v * 0,36 * ∆ T
здесь v - объем пропускаемого через калорифер воздуха в куб.м.\час, ∆T - разница между температурой воздуха снаружи и внутри, которую необходимо обеспечить калориферу.
Этот показатель варьирует в пределах 10 - 20, точная цифра устанавливается клиентом.
Расчет нагревателя для вентиляции начинается с вычисления фронтальной площади сечения:
Аф= R * p \3600 * Vp ,
здесь R - объем расхода приточки, куб.м.\ч, p - плотность атмосферного воздуха, кг\куб.м, Vp - массовая скорость воздуха на участке.
Размер сечения необходим для определения габаритов нагревателя вентиляции. Если по расчету площадь сечения получается чересчур большой, необходимо рассмотреть вариант из каскада теплобменников с суммарной расчетной площадью.
Показатель массовой скорости определяется через фронтальную площадь теплообменников:
Vp = R * p \3600 * A ф.факт
Для дальнейшего расчета калорифера вентиляции определяем нужное для согрева потока воздуха количества теплоты:
Q =0,278 * W * c (T п- T у),
здесь W - расход теплого воздуха , кг\час, Тп - температура приточного воздуха , градусы Цельсия, Ту - температура уличного воздуха, градусы Цельсия, c - удельная теплоемкость воздуха, постоянная величина 1,005.
Вентиляция любого помещения – необходимое условие, даже если это склад, не посещаемый людьми. А в общественных и жилых зданиях система вентиляции должна быть тщательно просчитана и устроена с учетом нормативов. Для каждого закрытого помещения, в том числе и мансардного, необходимо учесть систему воздухообмена, которая способствует комфортному нахождению людей. В любом жилом доме можно увидеть вентиляционные отверстия, которые отвечают за поступление свежего воздуха. В общественных помещениях, где предполагается нахождение людей, должна быть устроена приточно-вытяжная вентиляция осуществляющая циркуляцию воздушных масс. Санитарные нормы строго регламентируют устройство вентиляционных систем с учетом объемов помещений и предполагаемого количества, находящихся в нем людей. Ниже рассмотрим виды вентиляционных систем и методику расчетов воздухообмена.
Вентиляционные системы различаются по степени сложности их конструкции. Существуют несколько типов:
- Простые, естественные, осуществляющие приток чистого воздуха через каналы, сделанные в стенах здания.
- Приточно-вытяжные, имеющие отдельные каналы для поступления и для оттока воздуха.
- Приточно-вытяжные, принудительные, функционирующие на встроенных в воздуховоды канальных вентиляторах.
- Комбинированные или комплексные, контролирующие и обеспечивающие приток и вытяжку воздуха, а также регулирующие температуру и влажность в помещении.
От качества работы вентиляционной системы зависит комфортность нахождения людей внутри здания. Нормативы количества поступающего воздуха разработаны и опубликованы Роспотребнадзором, который и контролирует работу вентиляции в общественных зданиях.
Общая картина вентилирования современных домов
Что нужно знать о воздушных потоках
Основные этапы расчетов
Естественная вентиляция в жилых и общественных зданиях устраивается при их строительстве и не требует дополнительных расчетов. Поэтому разговор пойдет о принудительных системах. Первоочередной задачей для проведения точных расчетов вентиляционных систем является учет микроклимата помещений. Это допустимые и нормативно-рекомендуемые значения влажности, температуры и объемов циркуляции воздуха. В зависимости от типов выбранной системы, приведенных выше, определяются задачи – только воздухообмен или комплексное кондиционирование помещения.
Расчет поступаемого извне воздушного потока – первый и важнейший параметр, регулируемый санитарно-гигиеническими нормами. Он строится на минимальных объемах потребления и расходов воздуха за счет отточных каналов и работы технологического оборудования. Определение воздухообмена, который измеряется кубометрами замещаемого воздуха в час, зависит от объемов помещения и его назначения. Для квартир подача наружного воздуха осуществляется в комнаты, где, как правило, жильцы находятся долгое время. Это гостиная и спальня, реже кабинет и холлы. В коридорах, кухнях и санузлах притока, обычно, не делают, в них устанавливаются только вытяжные отверстия. Воздушные массы поступают естественным путем из соседних комнат, где сделан приток. Такая схема заставляет воздушный поток двигаться через жилые комнаты в технические, «выдавливая» отработанную воздушно-газовую смесь в вытяжные каналы. Одновременно при этом удаляются неприятные запахи, не распространяясь по квартире или дому.
Расчеты включают в себя два значения воздухообмена:
- По производительности – исходя из нормативов воздушной массы, приходящейся на одного человека.
- По кратности – сколько раз происходит смена воздуха в помещении за один час.
Важно! Для выбора производительности планируемой системы вентиляции принимается наибольшее из полученных значений .
Производительность по воздуху
Для жилых помещений количество поступаемого воздуха должно рассчитываться в соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП) № 41-01-2003. Здесь указано количество расхода одним человеком – 60 куб.м в час. Этот объем должен быть компенсирован притоком внешнего воздуха. Для спален допускается меньший объем – 30 куб.м в час на одного человека. При проведении расчетов следует учитывать только постоянно проживающих людей, т.е. не следует принимать для просчета воздухообмена количество гостей посещающих помещение время от времени. Для комфортного проведения вечеринок существуют системы регулирующие приток воздуха в разных комнатах. Такое оборудование позволит увеличить приток воздуха в гостиную, за счет уменьшения его в спальне.
Расчеты проводятся по формуле: L = N х Ln, где: L - расчетный объем поступающего воздуха куб.м в час; N - предполагаемое число людей; Ln - нормативный расход воздуха 1 чел. – для спален - 30 куб.м в час и для прочих помещений- 60 куб.м в час.
Производительность по кратности
Расчет кратности обмена воздуха в помещениях следует проводить, основываясь на параметрах помещения, для этого потребуется план дома или квартиры. В плане должно быть указано назначение помещения и его размеры (высота, площадь или длина и ширина). Для комфортного ощущения требуется минимум однократный обмен всего объема воздуха.
Следует отметить, что приточные каналы, как правило, дают объем воздуха для двукратного обмена, тогда как вытяжные рассчитаны на однократный воздухообмен. В этом нет противоречий, так как расход воздуха происходит еще и естественным путем – через щели, окна и двери. Проведя расчеты обмена воздуха для каждого помещения складываем значения, чтобы вычислить производительность вентсистемы. После чего можно будет правильно подобрать мощность приточных и вытяжных вентиляторов. Нормативные показатели производительности для различных помещений следующие:
- системы вентиляции жилых помещений - 150-500 куб.м в час;
- в частных домах и коттеджах - 550-2000 куб.м в час;
- в офисных помещениях - 1100-10000 куб.м в час.
Расчет проводим по формуле: L = NxSxH, где: L - расчетный объем поступающего воздуха куб.м в час; N - норматив кратности обмена воздуха: дома и квартиры – 1-2, офисные помещения – 2-3; S - площадь, кв.м; Н - высота, м;
Пример расчета аэродинамического расчета вентиляции
В расчетах вам также может помочь данный калькулятор
Одним из условий создания комфортного микроклимата в жилых и производственных помещениях является наличие инженерной системы, благодаря которой осуществляется циркуляция воздуха. Чтобы обеспечить ее эффективное функционирование, необходимо правильно рассчитать длину и диаметр вентиляционной трубы. Для этого пользуются несколькими методиками, в зависимости от характеристик инженерной системы.
Схема вентиляции частного дома
Последствия плохой вентиляции
При неправильной организации системы притока свежего воздуха в помещениях будет ощущаться нехватка кислорода и повышенная влажность. Ошибки в конструировании вытяжки чреваты появлением копоти на стенах кухни, запотеванием окон и появлением грибка на поверхности стен.
Запотевание окон при недостаточной вытяжке
При этом нужно учитывать, что для монтажа системы вентиляции могут использоваться трубы круглого или квадратного сечения. При удалении воздуха без применения специальных устройств целесообразно устанавливать круглые воздуховоды, так как они прочнее, герметичнее и отличаются хорошими аэродинамическими характеристиками. Квадратные трубы лучше использовать для принудительной вентиляции.
Расчет системы вентиляции
Нормативный объем приточного воздуха
Обычно в жилых зданиях используются системы естественной вентиляции. В этом случае наружный воздух поступает внутрь помещений через фрамуги, форточки и специальные клапаны, а его удаление происходит с помощью вентиляционных каналов. Они могут быть приставными или располагаться во внутренних стенах. Возведение вентиляционных каналов во внешних ограждающих конструкциях не допускается из-за возможного образования конденсата на поверхности и последующего повреждения сооружений. Кроме того, охлаждение может снижать скорость воздухообмена.
Обеспечение естественного притока воздуха с помощью проветривания
Определение параметров вентиляционных труб для жилых зданий осуществляется на основании требований, регламентируемых СНиП, и другими нормативными документами. Кроме того, важен и показатель кратности обмена, который отражает эффективность функционирования вентиляционной системы. Согласно ему объем притока воздуха в помещение зависит от его назначения и составляет:
- Для жилых зданий -3 м 3 /час на 1 м 2 площади, независимо от числа людей, пребывающих на территории. По санитарным нормам для временно находящихся достаточно 20 м 3 /час, а для постоянных жителей - 60 м 3 / час.
- Для подсобных сооружений (гараж и т.п.) -не менее 180 м 3 /час.
Чтобы рассчитать диаметр , в качестве основы берут систему с естественным притоком воздуха, без установки специальных устройств. Самый простой вариант - воспользоваться соотношением площади помещения и сечения вентиляционного отверстия.
В жилых зданиях на 1 м 2 необходимо 5,4 м 2 сечения воздуховода, а в подсобных - около 17,6 м 2 . Однако менее 15 м 2 его диаметр быть не может, иначе не обеспечивается циркуляция воздуха. Более точные данные получаются при помощи сложных расчетов.
Алгоритм определения диаметра вентиляционной трубы
На основании таблицы, приведенной в СНиП, производится определение параметров вентиляционной трубы на основании кратности воздухообмена. Она представляет собой величину, которая показывает, сколько раз в течение часа происходит замена воздуха в помещении, и зависит от его объема. Прежде чем определить диаметр трубы для вентиляции, выполняют следующее:
Диаграмма для определения диаметра вентиляционной трубы
Особенности определения длины вентиляционных труб
Еще одним важным параметром при проектировании систем вентиляции является длина наружной трубы. Она объединяет все находящиеся в доме каналы, по которым осуществляется циркуляция воздуха, и служит для его вывода наружу.
Расчет по таблице
Высота вентиляционной трубы зависит от ее диаметра и определяется по таблице. В ее ячейках указано сечение воздуховодов, а в столбце слева - ширина труб. Их высота указывается в верхней строке и обозначается в мм.
Подбор высоты трубы вентиляции по таблице
При этом нужно учитывать:
- Если вентиляционная труба находится рядом с , то их высота должна совпадать, чтобы избежать проникновения дыма внутрь помещений во время отопительного сезона.
- При расположении воздуховода от конька или парапета на расстоянии, которое не превышает 1,5 м, его высота должна быть больше 0,5 м. Если труба находится в пределах от 1,5 до 3 м от конька крыши, то она не может быть ниже его.
- Высота вентиляционной трубы над крышей плоской формы не может быть меньше 0,5 м.
Расположение вентиляционных труб относительно конька крыши
При выборе трубы для сооружения вентиляции и определения ее месторасположения необходимо предусмотреть достаточное сопротивление ветру. Она должна выдерживать шторм в 10 баллов, что составляет 40-60 кг на 1 м 2 поверхности.
Использование программного обеспечения
Пример расчета естественной вентиляции с помощью специальных программ
Расчет естественной вентиляции менее трудоемок, если воспользоваться для этого специальной программой. Для этого сначала определяется оптимальный объем притока воздуха, в зависимости от назначения помещения. Затем на основании полученных данных и особенностей проектируемой системы делают расчет вентиляционной трубы. При этом программа позволяет учитывать:
- среднюю температуру внутри и снаружи;
- геометрическую форму воздуховодов;
- шероховатость внутренней поверхности, которая зависит от материала труб;
- сопротивление движению воздуха.
Система вентиляции с трубами круглого сечения
В результате получают необходимые размеры вентиляционных труб для сооружения инженерной системы, которая должна обеспечивать циркуляцию воздуха в определенных условиях.
В процессе расчета параметров вентиляционной трубы следует обращать внимание и на локальное сопротивление при циркуляции воздуха. Оно может возникать из-за наличия сеток, решеток, отводов и других особенностей конструкции.
.Правильный расчет параметров вентиляционных труб позволит спроектировать и построить эффективную систему, которая даст возможность контролировать уровень влажности в помещениях и обеспечит комфортные условия для проживания.