Особенности и порядок расчета вытяжной и приточной вентиляции

Вытяжная вентиляция

Предназначение вентиляции вытяжного типа — это проветривание. Иными словами, такое конструктивное сооружение способствует качественному выводу из помещений уже отработанных воздушных потоков, и обеспечивает замену их на свежие потоки с улицы. Современное техническое развитие позволяет наряду с решением основной задачи устанавливать в таких системах оборудование кондиционирования, подогрева-охлаждения, фильтрации. Однако насколько это необходимо и целесообразно следует решать в каждом отдельном случае.

Соблюдение санитарных и гигиенических условий в помещении может обеспечить только лишь постоянная вентиляция атмосферы помещения. Правильно рассчитать вытяжную вентиляцию – значит создать в здании благоприятную для самочувствия и здоровья человека среду, которая будет отвечать всем имеющимся санитарным требованиям. Вытяжная вентиляция необходима для борьбы с вредными выделениями внутри помещения. Эти выделения в жилом здании можно определить так:

• пыль;
• избыток влаги (не только ванная комната, туалет, кухня, столовая, но и жилые комнаты зачастую отличаются высокой влажностью);
• избыток тепла;
• пары вредных веществ и скопления разных газов.

Вентиляция вытяжного типа может представлять собой целую систему разных конструктивных элементов, общей целью которых является полноценное удаление использованного (отработанного) воздуха из любых помещений. Проверить ее функциональность очень просто: если после прогулки вы заходите в квартиру, а ощущение свежести в ней ни чем не отличается от тех ощущений, которые вы испытывали на улице, значит, вытяжная вентиляция вашего дома работает просто идеально.

Конечно же, такой метод проверки действенен там, где воздух вокруг дома чист, что невозможно в условиях загазованности городской среды или вблизи от промышленных предприятий. Таким образом, если при входе в квартиру вы ощущаете даже небольшое присутствие неприятного запаха или спертости, то вентиляционную систему нужно проверить на эффективность работы. В случае обнаружения каких-то неполадок, их следует исправить в обязательном порядке. Помните, что организму человека свойственно привыкать к окружающим его запахам и атмосфере. Однако даже если вы не будете ощущать явного дискомфорта от потребления несвежего воздуха, на вашем самочувствии он будет продолжать сказываться максимально отрицательно.

Определение мощности котла

Базисом системы отопления выступают разные виды котлов: жидко- или твердотопливные, электрические или газовые.

Котел – это центральный узел системы отопления, который генерирует тепло. Основной характеристикой котла есть его мощность, а именно скорость преобразования количество теплоты за единицу времени.

Произведя расчеты тепловой нагрузки на отопление получим требуемую номинальную мощность котла.

• Sпомещения– общая площадь отапливаемого помещения;
• Руделльная– удельная мощность относительно климатических условий.

Но эта формула не учитывает тепловые потери, которых достаточно в частном доме.

Ркотла=(Qпотерь*S)/100, где

• Ркотла– мощность котла;
• Qпотерь– потери тепла;
• S – отапливаемая площадь.

Расчетную мощность котла необходимо увеличить. Запас необходим, если планируется использование котла для подогрева воды для ванной комнаты и кухни.

В большинстве систем отопления частных домов рекомендуется обязательно использовать расширительный резервуар, в котором будет храниться запас теплоносителя. Каждый частный дом нуждается в горячем водоснабжении

К – будет равен 1.25, то есть расчётная мощность котла будет увеличена на 25%.

Таким образом, мощность котла предоставляет возможность поддерживать нормативную температуру воздуха в комнатах здания, а также иметь начальный и дополнительный объём горячей воды в доме.

Проводим расчет для ХП.

Последовательность расчета (см. рисунок 2):

1. На J-d диаграмму наносим (•) Н — с параметрами наружного воздуха:

t_Н„Б“ = -28°C;   J_Н„Б“ = -27,8 кДж/кг

и определяем недостающий параметр — абсолютную влажность или влагосодержание d_Н„Б“.

2. Принимаем температуру воздуха в помещении.

При наличии тепловых избытков лучше принять верхний предел

t_В = 22°С.

В этом случае стоимость вентиляции будет минимальной.

3. Определяем тепловое напряжение помещения

4. Исходя из величины теплового напряжения помещения, находим градиент повышения температуры по высоте

Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий

Тепловая напряженность помещения Qя /Vпом	grad t, °C/м
кДж/м3	Вт/м3
Более 80	Более 23	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
Менее 40	Менее 10	0 ÷ 0,5

и рассчитываем температуру воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения

t_y = t_B + grad t(H-h_р.з.), ºС

где: Н — высота помещения, м;h_р.з. — высота рабочей зоны, м.

На J-d диаграмму наносим изотерму уходящего воздуха t_y.

5. Принимаем, что температура приточного воздуха t_П отличается от внутренней температуры воздуха в помещении t_В не более чем на 5°С.

t_П = t_В — 5 = 22 — 5 = 17°С.

На J-d диаграмму наносим изотерму приточного воздуха .

6. Проводим линию постоянного влагосодержания — d = const из точки наружного воздуха – (•) Н, до изотермы .

Получаем точку — (•) К с параметрами воздуха после нагрева в калорифере.

Одновременно это будет и точка приточного воздуха — (•) П.

6. Определяем величину тепло-влажностного отношения

Для нашего примера примем величину тепло-влажностного отношения

На J-d диаграмме проводим линию тепло-влажностного отношения через (•)0 на шкале температур, а затем через точку приточного воздуха — (•) П проводим параллельную линию линии тепло-влажностного отношения до пересечения с изотермой внутреннего — t_В и уходящего — t_У воздуха. Получаем точки — (•) В и (•) У.

7. По формулам определяем воздухообмен по полному теплу

и по влагосодержанию

Полученные численные значения должны совпадать с точностью ±5%.

8. Полученные величины воздухообменов сравниваются с нормативным воздухообменом и принимается большая из величин.

5 Конструктивные особенности

Отверстия клапанов и воздуховодов закрываются специальными решётками, предотвращающими попадание внутрь мусора и насекомых. Изготавливаются они из металла и пластика, имеют разные размеры и формы. В качестве аналогов таких решёток иногда используются анемостаты.

В многоэтажных домах обязательно наличие вентиляционной шахты. Её роль выполняет высокая вытяжная труба с большим диаметром, проходящая от первого до последнего этажа и выходящая через крышу. Во всех квартирах имеются отверстия, выходящие в эту шахту.

В зданиях, где есть или были печи и камины, предусмотрены дымоходы, через которые удаляются продукты горения топлива. В некоторых случаях они заменяют шахты вентиляции. Для усиления тяги дымоходы и шахты комплектуются дефлекторами.

В дверях жилых домов или в промежутке под дверью часто крепятся переточные клапаны. Они обеспечивают движение воздушных потоков от точки притока до вытяжки, когда двери закрыты.

Типы и виды воздуховодов

Перед расчетом сетей нужно определить из чего они будут изготовлены. Сейчас применяются изделия из стали, пластика, ткани, алюминиевой фольги и др. Часто воздуховоды изготовляют из оцинкованной или нержавеющей стали, это можно организовать даже в небольшом цеху. Такие изделия удобно монтировать и расчет такой вентиляции не вызывает проблем.

Кроме этого, воздуховоды могут различаться по внешнему виду. Они могут быть квадратного, прямоугольного и овального сечения. Каждый тип обладает своими достоинствами.

• Прямоугольные позволяют сделать системы вентиляции небольшой высоты или ширины, при этом сохраняется нужная площади сечения.
• В круглых системах меньше материала,
• Овальные совмещают плюсы и минусы других видов.

Для примера расчета вентиляции выберем круглые трубы из жести. Это изделия, которые используют для вентиляции жилья, офисных и торговых площадей. Расчет будем проводить одним из методов, который позволяет точно подобрать сеть воздуховодов и найти ее характеристики.

Распределение объемов вытяжки по помещениям и определение площади поперечного сечения каналов

Итак, найден объем воздуха, который должен поступить помещения квартиры в течение часа и, соответственно, выведен за это же время.

Далее, исходят их количества вытяжных каналов, имеющихся (или планируемых к организации – при проведении самостоятельного строительства) в квартире или доме. Полученный объем необходимо распределить между ними.

Для примера, вернемся к таблице выше. Через три вентиляционных канала (кухня, санузел и ванная) необходимо отвести 240 кубометров воздуха в час. При этом из кухни по расчетам должно отводиться не менее 125 м³, из ванной и туалета по нормативам – не менее, чем по 25 м³. Больше – пожалуйста.

Поэтому напрашивается такое решение: кухне «отдать» 140 м³/час, а оставшееся — разделить поровну между ванной и санузлом, то есть по 50 м³/час.

Ну а зная объем, который необходимо отвести в течение определённого времени – несложно подсчитать ту площадь вытяжного канала, которая гарантированно справится с задачей.

Правда, для расчетов требуется еще и значение скорости воздушного потока. А она тоже подчиняется определённым правилам, связанным с допустимыми уровнями шума и вибрации. Так, скорость потока воздуха на вытяжных вентиляционных решетках при естественной вентиляции должна быть в пределах диапазона 0,5÷1,0 м/с.

Приводить формулу расчета здесь не будем – сразу предложим читателю воспользоваться онлайн-калькулятором, который определит требуемую минимальную площадь сечения вытяжного канала (отдушины).

Калькулятор расчета минимальной площади сечения вентиляционной отдушины

Укажите запрашиваемые значения и нажмите«РАССЧИТАТЬ ПЛОЩАДЬ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ВЫТЯЖНОГО КАНАЛА»Какой объем воздуха должен пройти через вытяжной канал, м⁹/часОжидаемая скорость воздушного потока на входе в вентиляционный канал, м/с

Обладая элементарными знаниями в геометрии, полученную площадь несложно привести к размерам прямоугольника. Правда, при этом должно соблюдаться условие – соотношение длинной и короткой стороны – не более, чем 3:1.

Нередко вентиляционные решетки имеют и круглое окно. Значит, необходимо пересчитать площадь сечения в диаметр. Или же требуется сделать переход от прямоугольного сечения на круглое. В обоих случаях будет полезен третий калькулятор, предназначенный специально для такой цели.

Перейти к расчётам

Укажите запрашиваемые данные и нажмите«РАССЧИТАТЬ ДИАМЕТР ВОЗДУХОВОДА»Расчет провести: — по расчитанной площади поперечного сечения — как эквивалент площади прямоугольного канала Площадь поперечного сечения, см²Ширина канала, ммВысота канала, мм

Полученное значение будет ориентиром при приобретении стандартных деталей с круглым сечением. Естественно, округление при этом делается в бо́льшую сторону.

Нарушение параметров воздухообмена

Если вы видите запотевшие без особых окна, чувствуете затхлый запах или считаете, что кислород словно перекрыт, вполне возможно, что вентиляционная система либо неправильно спроектирована, либо необходимо срочно провести ее техобслуживание.

Проверка работоспособности вентиляционного оборудования проводится строго по нормированным правилам, а не при помощи распространенного метода в виде горящей спички

Для жителей МКД следует не медля обратиться в обслуживающую организацию, чаще всего это УК, с заявлением, что есть подозрение на нарушение функционирования вентиляционного оборудования. На основании этого заявления к вам должен явиться специалист для осмотра.

Если УК никак не отреагировала на жалобу либо речь идет о другом здании, имеет смысл попробовать пожаловаться в Роспротребнадзор, Жилинспекцию, Санэпидемстанцию за проверкой.

Расчет воздуховодов

Расчет воздуховодов вентиляции является одним из важнейших этапов проектирования системы подачи воздуха. Перед тем как приступить к непосредственному подбору площади сечения проводов, необходимо определить производительность вентиляции по воздуху.

Воздуховоды из пластика — это качественный и надёжный товар с длительным эксплуатационным сроком

Расчет производительности по воздуху системы вентиляции

Для начала необходим план объекта, на котором указаны площади и назначение всех комнат. Подача воздуха предусматривается только в те помещения, в которых люди находятся длительное время (гостиная, спальня, кабинет). Не подается воздух в коридоры, поскольку попадает туда из жилых комнат, а далее – в кухни и санузлы. Оттуда воздушный поток выводится через вытяжную вентиляцию. Такая схема предотвращает распространение неприятных запахов по дому или квартире.

Количество подаваемого воздуха для каждого типа жилого помещения рассчитывается с использованием МГСН 3.01.01. и СНиП 41-01-2003. Стандартным объемом на 1 человека в каждой комнате является 60 м?/ч. Для спальни эта цифра может быть уменьшена в 2 раза до 30 м?/ч

Также стоит отметить, что при расчете принимают во внимание только люди, длительно находящихся в помещении

Следующим этапом является расчет воздухообмена по кратности. Кратность показывает, сколько раз в час происходит полное обновление воздуха в помещении. Минимальным значением является единица. Это значение предотвращает застой атмосферы в комнатах.

Перед монтажом труб системы вентиляции производятся необходимые замеры и составляется технический проект

Исходя из вышесказанного, для определения расхода воздуха требуется вычислить два параметра воздухообмена: по кратности и по количеству людей, из которых выбирается большее значение.

Расчет по количеству людей:

L = N х Lnorm, где

L – мощность приточной вентиляции, м?/ч;

N – число людей;

Lnorm – нормированное значение расхода воздуха на человека (типовое – 60 м?/ч, в состоянии сна – 30 м?/ч).

Расчет по кратности воздухообмена:

L = b х S х H, где

L – мощность приточной вентиляции, м?/ч;

b – кратность воздуха (жилые помещения – от 1 до 2, офисы – от 2 до 3);

S – площадь помещения, м?;

H – вертикальные размеры помещения (высота), м?.

После расчета воздухообмена для каждого помещения полученные значения суммируются для каждого метода. Большее и будет требуемой производительностью вентиляции. Например, типичными значениями являются:

• комнаты и квартиры – 100-500 м?/ч;
• коттеджи – 500-2000 м?/ч;
• офисы – 1000-10000 м?/ч

Шланги для системы вентиляции имеют лёгкий вес и высокие параметры гибкости

Методика расчета сечения воздуховодов

Для расчета площади воздуховодов необходимо знать объем воздуха, который должен по ним протекать за промежуток времени (согласно предыдущему этапу расчета) и максимальную скорость потока. Расчетные значения сечения снижаются с увеличением скорости прохождения воздуха, однако при этом возрастает уровень шума. На практике, для коттеджей и квартир значение скорости выбирается в пределах 3-4 м/c.

Стоит отметить, что использовать низкоскоростные проводы с большими размерами не всегда представляется возможным ввиду сложности размещения в запотолочном пространстве. Уменьшить высоту конструкции можно используя прямоугольные воздуховоды, имеющие при аналогичной площади сечения меньшие габариты, по сравнению с круглой формой. Однако монтировать круглые гибкие каналы быстрее и легче.

Компьютерное моделирование внутренних инженерных сетей вентиляции

Расчет площади воздуховода производится по формуле:

Sc = L х 2,778 / V, где

Sc – расчетный размер сечения провода, см?;

L – расход воздуха, м?/ч;

V – скорость воздуха в проводе, м/с;

2,778 – константа для пересчета различных размерностей.

Расчет фактической поперечной площади воздуховода круглого сечения производится по формуле:

Расчет фактической площади пластиковых воздуховодов прямоугольного сечения производится по формуле:

S = A х B / 100, где

S – площадь воздуховода фактическая, см?;

A и B – поперечные размеры воздуховода прямоугольного сечения, мм.

От того, насколько верно будет рассчитана система вентиляции, зависит качество оттока загрязнённого воздуха

Расчеты начинают с магистрального канала и проводят для каждой ветки. Скорость воздуха в главном канале может быть увеличена до 6-8 м/c. Следует добавить, что в бытовых вентиляционных системах, как правило, применяют круглые каналы диаметром 100-250 мм или с аналогичной площадью сечения прямоугольные. Очень удобно использовать для выбора пластиковых воздуховодов для вентиляции каталоги Вентс.

Основные критерии качественного воздухообмена

Комфорт людей живущих/работающих или находящихся в помещении, зависит от нескольких основных факторов. Это температура, качество, скорость движения и влажность воздуха. Все они могут регулироваться при помощи вентиляции и кондиционирования, тем самым устанавливая комфортные параметры.

Требования по ним закреплены в ряде различных документов, это СП, ГОСТы, санитарные нормы. Они регламентируют воздухообмен по оптимальным и допустимым критериям.

Оптимальные параметры — это рекомендуемые нормы самого благоприятного качества воздухообмена для человека по всем факторам сразу.

Во всех домах должна быть спроектирована система вентиляции. В отдельных случаях достаточно ограничиться вытяжкой/притоком, а некоторые дома требуют (либо по желанию хозяев) установки многочисленных конструкций для поддержания оптимального микроклимата

Допустимые параметры — минимально обязательные нормативы, они допускаются в том случае, если оптимальные по каким-то причинам невозможно организовать, например, связанным с техническими возможностями либо бюджетными.

В санитарных нормах также прописаны нормы вентиляции и кондиционирования — чистота воздуха, предел шума и расчеты по количеству воздуха на каждого человека в помещении. Соответственно, установленные в помещении системы вентиляции и кондиционирования обязаны справляться с указанными нормативами.

Для подачи воздуха в помещение используются канальные вентиляторы или различные приборы. Так осуществляется естественная или механическая приточка. В конструкцию могут быть включены системы для фильтрации, обогрева поступающего воздуха, например калориферы и т.д.

Рабочее давление и сечение воздуховода

Принципиальная схема работы воздухонагревателя .

Расчет вентиляции предполагает обязательное определение таких параметров, как рабочее давление и сечение воздуховодов. Эффективная и полноценная система включает в свой состав распределители воздуха, воздуховоды и фасонные изделия. При определении рабочего давления нужно учитывать такие показатели:

1. Форма вентиляционных труб и их сечение.
2. Параметры вентилятора.
3. Число переходов.

Расчет подходящего диаметра можно выполнять с использованием следующих соотношений:

1. Для здания жилого типа на 1 м пространства будет достаточно трубы с площадью сечения, равной 5,4 см².
2. Для частных гаражей – труба сечением 17,6 см² на 1 м² площади.

С сечением трубы напрямую связан такой параметр, как скорость воздушного потока: в большинстве случаев подбирают скорость в пределах 2,4-4,2 м/с.

Таким образом, выполняя расчет вентиляции, будь то вытяжная, приточная или приточно-вытяжная система, нужно учитывать ряд важнейших параметров. От правильности этого этапа зависит эффективность всей системы, поэтому будьте внимательны и терпеливы. При желании можно дополнительно определить расход электроэнергии на работу устраиваемой системы.

Нюанс вентиляции верхних этажей

Второй этаж сложно хорошо вентилировать с помощью естественных потоков – малый перепад высоты для тяги. Если уровень отделен входной дверью, он вентилируется по аналогии с первым. Но, если пространство не перекрыто, то на верхнем этаже организуется индивидуальная вентиляция каждого помещения. Иначе на второй этаж будет затягиваться «грязный» воздух с первого. Вариант сложный по реализации для естественной тяги. Поэтому многоэтажные дома чаще оборудуются механической вентиляцией.

Ушло время, когда комнаты проветривались настежь открытыми окнами. Ведь свежий воздух приносил с собою пыль, шум и холод. Современная вентиляция частного дома незаметна, она только ощущается. Хороший сон, отсутствие сырости и постоянно свежий воздух стоят того, чтобы реализовать правильный воздухообмен.

Подбираем высоту труб

Следующий шаг – определение силы тяги, возникающей внутри вытяжного блока при заданном перепаде высот. Параметр зовется располагаемым гравитационным давлением и выражается в Паскалях (Па). Расчетная формула:

• p – гравитационное давление в канале, Па;
• Н – перепад высот между выходом вентиляционной решетки и срезом вентканала над крышей, м;
• ρвозд – плотность воздуха помещения, принимаем 1.2 кг/м³ при домашней температуре +20 °С.

Методика расчета основана на подборе требуемой высоты. Вначале определитесь, на сколько вы готовы поднять трубы вытяжки над кровлей без ущерба внешнему виду здания, затем подставьте значение высоты в формулу.

Пример. Берем перепад высот 4 м и получаем давление тяги p = 9.81 х 4 (1.27 — 1.2) = 2.75 Па.

Теперь грядет сложнейший этап – аэродинамический расчет отводных каналов. Задача – выяснить сопротивление воздуховода потоку газов и сопоставить результат с располагаемым напором (2.75 Па). Если потеря давления окажется больше, трубу придется наращивать либо увеличивать проходной диаметр.

Аэродинамическое сопротивление воздуховода вычисляется по формуле:

• Δp – общие потери давления в шахте;
• R – удельное сопротивление трению проходящего потока, Па/м;
• Н – высота канала, м;
• ∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
• Pv – давление динамическое, Па.

Покажем на примере, как считается величина сопротивления:

1. Находим значение динамического давления по формуле Pv = 1.2 х 1² / 2 = 0.6 Па.
2.  Сопротивление от трения R находим по таблице, ориентируясь на показатели динамического напора 0.6 Па, скорости потока 1 м/с и диаметра воздухопровода 225 мм. R = 0.078 Па/м (обозначено зеленым кружочком).
3. Местные сопротивления вытяжной шахты – это жалюзийная решетка, отвод кверху 90° и зонт на конце трубы. Коэффициенты ξ этих деталей – величины постоянные, равные 1.2, 0.4 и 1.3 соответственно. Сумма ξ = 1.2 + 0.4 + 1.3 = 2.9.
4. Окончательное вычисление: Δp = 0.078 Па/м х 4 м + 2.9 х 0.6 Па = 2.05 Па.

Сравним расчетный напор, образующийся в воздухопроводе, и полученное сопротивление. Сила тяги p = 2.75 Па больше, чем потери давления (сопротивление) Δp = 2.05 Па, шахта высотой 4 метра слишком высока, строить такую бессмысленно.

Теперь укоротим вентканал до 3 м, снова произведем перерасчет:

1. Располагаемое давление p = 9.81 х 3 (1.27 — 1.2) = 2.06 Па.
2. Удельное сопротивление R и местные коэффициенты ξ остаются прежними.
3. Δp = 0.078 Па/м х 3 м + 2.9 х 0.6 Па = 1.97 Па.

Напор природной тяги 2.06 Па превышает сопротивление системы Δp = 1.97 Па, значит, шахта трехметровой высоты станет исправно работать на естественную вытяжку и обеспечит нужный расход удаляемых газов.

Канал вентиляции Ø225 мм можно разделить на 2 меньших трубы, но не по диаметру, а по сечению. Получаем 2 круглых вентканала 150—160 мм, как сделано на фото. Высота обеих шахт остается неизменной — 3.5 м.

Производительность по воздуху

Расчет системы вентиляции начинается с определения производительности по воздуху (воздухообмена), измеряемой в кубометрах в час. Для расчетов нам потребуется план объекта, где указаны наименования (назначения) и площади всех помещений.

Подавать свежий воздух требуется только в те помещения, где люди могут находиться длительное время: спальни, гостиные, кабинеты и т. п. В коридоры воздух не подается, а из кухни и санузлов удаляется через вытяжные каналы. Таким образом, схема движения воздушных потоков будет выглядеть следующим образом: свежий воздух подается в жилые помещения, оттуда он (уже частично загрязненный) попадает в коридор, из коридора — в санузлы и на кухню, откуда удаляется через вытяжную вентиляцию, унося с собой неприятные запахи и загрязнители. Такая схема движения воздуха обеспечивает воздушный подпор «грязных» помещений, исключая возможность распространения неприятных запахов по квартире или коттеджу.

Для каждого жилого помещения определяется количество подаваемого воздуха. Расчет обычно ведется в соответствии со  и МГСН 3.01.01. Поскольку СНиП задает более жесткие требования, то в расчетах мы будем ориентироваться на этот документ. В нем говорится, что для жилых помещений без естественного проветривания (то есть там, где окна не открывают) расход воздуха должен составлять не менее 60 м³/ч на человека. Для спален иногда используют меньшее значение — 30 м³/ч на человека, поскольку в состоянии сна человек потребляет меньше кислорода (это допустимо по МГСН, а также по СНиП для помещений с естественным проветриванием). При расчете учитываются только люди, находящиеся в помещении длительное время. Например, если у вас в гостиной пару раз в году собирается большая компания, то увеличивать производительность вентиляции из-за них не нужно. Если же вы хотите, чтобы гости чувствовали себя комфортно, можно установить VAV-систему, которая позволяет регулировать расход воздуха раздельно в каждом помещении. С такой системой вы сможете увеличить воздухообмен в гостиной за счет его снижения в спальне и других помещениях.

После расчета воздухообмена по людям нам нужно рассчитать воздухообмен по кратности (этот параметр показывает, сколько раз в течение одного часа в помещении происходит полная смена воздуха). Чтобы воздух в помещении не застаивался, нужно обеспечить хотя бы однократный воздухообмен.

Таким образом, для определения требуемого расхода воздуха нам нужно рассчитать два значения воздухообмена: по количеству людей и по кратности и, после чего выбрать большее из этих двух значений:

1. Расчет воздухообмена по количеству людей:

   L = N * Lnorm, где

   L  требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;

   N  количество людей;

   Lnorm  норма расхода воздуха на одного человека:

   •      в состоянии покоя (сна)  30 м³/ч;
   •      типовое значение (по СНиП)  60 м³/ч;

2. Расчет воздухообмена по кратности:

   L = n * S * H, где

   L  требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;

   n  нормируемая кратность воздухообмена:
   для жилых помещений – от 1 до 2, для офисов – от 2 до 3;

   S  площадь помещения, м²;

   H  высота помещения, м;

Рассчитав необходимый воздухообмен для каждого обслуживаемого помещения, и сложив полученные значения, мы узнаем общую производительность системы вентиляции. Для справки типовые значения производительности вентиляционных систем:

• Для отдельных комнат и квартир  от 100 до 500 м³/ч;
• Для коттеджей  от 500 до 2000 м³/ч;
• Для офисов  от 1000 до 10000 м³/ч.

Стандартные задачи системы вентиляции

Проект вентиляции преимущественно зависит от площади помещения, количества людей, рода их деятельности, уровня физической активности, оборудования (если это производственный цех или что-то подобное). Если говорить о бытовых задачах, то вентиляция должна:

– создавать нормальный климат в рабочей зоне, не создавая при этом излишнего шума

– устранять из помещения вредные газообразные вещества, примеси, неприятные запахи

– подавать в помещение свежий или очищенный воздух

– быть удобной в эксплуатации и монтаже

– не создавать во время работы шума, вибраций, сквозняков и т.д.

Необходимый объем свежего воздуха:

– для офисных помещений – 60 м3/ч на человека;

– для жилых комнат 20 м3/ч на человека;

– температура воздушных потоков от 20±2 °С.

Объем удаляемого воздуха:

– для санузла или ванной комнаты 50 м3/ч;

– для кухонь 10 м3/ч на квадратный метр;

– для рабочих помещений рассчитывается исходя из количества работников.

Дополнительные требования можно посмотреть в СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование (с Изменениями N 1, 2, 3)».

Допустим, речь идет об офисном помещении, где постоянно находится определенное количество работников, занимающихся умственным трудом. Использовать только приточную, либо только вытяжную вентиляцию неразумно, т.к. для обеспечения воздухообмена персонал начнет открывать окна, может появиться неприятный сквозняк, в помещение будет проникать посторонний шум, работоспособность снизится. Разумнее использовать приточно-вытяжную систему, которая создаст необходимый микроклимат.

Свежий воздух всасывается через воздухозаборные решетки и,  очищенный и подогретый, подается в помещение, загрязненный, тем временем, отводится через вытяжку наружу. Использование шумоглушителей остается на усмотрение проектировщиков. Воздуховод может быть подобран таким образом, что воздушная масса будет двигаться, не производя особого шума, а за разговорами коллег, работой офисной техники шум и вовсе не будет слышен.Схема движения воздуха в приточно-вытяжной системе вентиляции в офисе

Методика расчета

При общеобменной вентиляции потребный
воздухообмен оп­ределяют из условия
удаления избыточной теплоты и разбавле­ния
вредных выделений свежим воздухом до
допустимых кон­центраций . Предельно
допустимые концентрации вредных веществ
в воздухе рабочей зоны устанавливают
по ГОСТ 12.1.005-88.

2.1.Расчетное значение температуры
приточного воздуха зависит от
географического расположения предприятия
принимают равной 22,3 °С.

Температуру воздуха в рабочей зоне
принимают на 3…5 °С выше расчетной
температуры наружного воздуха. Плотность
воздуха, кг/м3, поступающего в
помещение,

.(1)

Избыточное количество теплоты, подлежащей
удалению из производственного помещения,
определяют по тепловому ба­лансу:

,(2)

где

К основным источникам тепловыделений
в производствен­ных помещениях
относятся:

• горячие поверхности оборудования
  (печи, сушильные каме­ры, трубопроводы
  и др.);

• оборудование с приводом от электродвигателей;

• солнечная радиация;

• персонал, работающий в помещении;

• различные остывающие массы (металл,
  вода и др.).

Поскольку перепад температур воздуха
внутри и снаружи зда­ния в теплый
период года незначительный (3…5 °С), то
при расчете воздухообмена по избытку
тепловыделений потери теплоты через
конструкции зданий можно не учитывать.
При этом некоторое увеличение воздухообмена
благоприятно вли­яет на условия труда
работающих в наиболее жаркие дни теп­лого
периода года.

С учетом
изложенного формула (2) принимает
следующий вид:

.(3)

В настоящем расчетном задании избыточное
количество теп­лоты определяется
только с учетом тепловыделений
электро­оборудования и работающего
персонала:

,(4)

где

Теплота, выделяемая электродвигателями
оборудования,

,(5)

где
β — коэффициент, учитывающий загрузку
оборудования, одновременность его
работы, режим
работы; β = 0,25…0,35; N—общая
установочная мощность элект­родвигателей,
кВт.

Теплота, выделяемая работающим персоналом,

(6)

где n—число работающих, чел.; К_р—теплота, выделяемая одним человеком,КДж/ч (принимается
равной при легкой работе 300 кДж/ч; при
работе средней тя­жести 400 кДж/ч;
при тяжелой работе 500 кДж/ч).

2.2.Расход
приточного воздуха, м3/ч, необходимый
для отвода из­быточной теплоты,

(7)

где
Q_из6
— избыточное количество теплоты, кДж/ч;с —
теплоемкость воздуха, Дж/(кг-К);с=1,2кДж/(кг·К); ρ —плотность воздуха,
кг/м3;t_уд— температура воздуха, удаляемого
из помещения, принимается равной
температуре воздуха врабочей
зоне, °С; t_пр
— температура приточного воздуха, °С.

Расход приточного воздуха, м3/ч,
необходимый для поддержа­ния
концентрации вредных веществ в заданных
пределах,

,(8)

где
G—
количество выделяемых вредных веществ,
мг/ч (см. таблицу); q_уд—кон­центрация
вредных веществ в удаляемом воздухе,
которая не должна превышать предельно
допустимую, мг/м3, т. е.q_удq_пдк;q_пр—концентрация
вредных ве­ществ в приточном воздухе,
мг/м3.

(9)

2.3.Определение
потребного воздухообмена.

Для определения потребного воздухообменаLнеобходимо
сравнить величиныL₁иL₂, рассчитанные
по формулам (1) и (8), и выбрать наибольшую
из них.

2.4. По
номограмме (рис. 1) подобрать вентилятор
ЦАГИ серия Ц4-70 № 6 и определить его
основные характеристики: окружная
скорость колеса ω,м/с,
число оборотов n,
об/мин, КПД η,
полное давление H
кгс/м2 (
мм вод ст)

2.5.Кратность воздухообмена, 1/ч,

(10)

где L—потребный воздухообмен, м3/ч;V_c—внутренний
свободный объем поме­щения, м3.

Кратность воздухообмена помещений
обычно составляет от 1 до 10 (большие
значения для помещений со значительными
выделениями теплоты, вредных веществ
или небольших по объему).

Для машино- и приборостроительных цехов
рекомендуемая кратность воздухообмена
составляет 1…3, для литейных,
кузнечно-прессовых, термических цехов,
химических производств — 3…10.

Выводы и полезное видео по теме

Как бороться с тяжелой атмосферой в помещении:

Мы рассмотрели обязательные и допустимые параметры микроклимата в некоторых категориях зданий, а также в каких помещениях должна быть, и какая именно, вентиляция. Как видите, в большинстве случаев они отличаются. Единое требование — где-бы не находились, они должны соответствовать действующим нормативам. Соблюдение норм — гарантия безопасности жизни и здоровья людей.

Разумеется, мы дали вам лишь общие представления, озвучить в одной статье по каждому пункту все точные требования невозможно. Тем более, что они зачастую индивидуальны по габаритам зданий, их геометрии, расположению залов и так далее. Если вам нужно разработать качественную вентиляцию или кондиционирование, следует обращаться в опытные фирмы с лицензией, также как и для того, чтобы доказать, что ваши права на комфортный микроклимат в каком-либо случае нарушаются.

А вы сталкивались с проблемами микроклимата? Или может быть проектировали систему воздухообмена? Делитесь своим опытом и задавайте интересующие вас вопросы в комментариях.