1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет тяги естественной вентиляции

Расчет естественной вентиляции — все формулы и примеры расчетов

Естественная вентиляция помещения — представляет собой спонтанное перемещение воздушных масс в следствии разницы его температурных режимов в не дома и внутри. Данный вид вентиляция делится на бесканальную и канальную, относительно способна работы являться непрерывной и периодическая.

Систематическое движение фрамуг, форточек, дверей и окон подразумевает под самой процедуру проветривания. Вентиляция бесканального вида, сформирована на стабильном основании в комнатах промышленного типа со ощутимыми тепловыми выделениями, организующая нужную частоту обмена воздушных масс в средине их, этот процесс называются аэрированием.

В частных и многоэтажных домах больше применяется природная вентиляционная система канального вида, каналы в какой расположены в вертикальном положении в специализированных блоках, шахтах либо расположены в самих стенках.

Расчет естественной вентиляции

Перепечатка статей, равно как и их отдельных частей, запрещена. Мы хотим оставить за собой право на эксклюзивное размещение данного материала на нашем сайте . Здесь мы делимся знаниями и опытом, наработанными нашей командой за годы работы в сфере проектирования и монтажа инженерных систем.

Введение
Техническое задание
Анализ исходных данных
Предлагаемое техническое решение
Проверка производительности вытяжки
Приточные устройства для естественной вентиляции подвала
Расчет вентиляции с учетом приточных устройств
Требования к монтажу и эксплуатации естественной вентиляции подвала
Заключение

Введение наверх

Цель данной статьи — рассказать о методе расчета естественной вентиляции на примере подвала загородного дома. Будет проанализировано исходное техническое задание, предложены технические решения по реализации естественной вентиляции, сделаны расчеты вытяжных вентиляционных каналов. Также будут разработаны и рассчитаны приточные устройства для подачи свежего приточного воздуха с улицы и регулирования расхода воздуха в помещениях. Расчеты выполнялись с использованием программы-калькулятора для расчета систем естественной вентиляции в разделе ЗАГРУЗКИ.

Техническое задание наверх

Согласно техническому заданию на разработку, требуется разработать схему естественной вентиляции неотапливаемого подвала в загородном частном доме.

План помещений подвала загородного дома.

Исходные данные:

  • общая площадь подвала: 108 м²;
  • назначение помещений подвала: неотапливаемые кладовые, технические помещения;
  • высота помещений подвала: 3,5м;
  • планируемые вытяжные вентканалы: не более 2 шт, материал — кирпич, предпочтительное расположение см. на плане подвала;
  • высота вентканалов (от вентрешетки в подвале до верха вентшахты): 7,5м;
  • назначение вентиляции: контроль влажности и температурного режима в подвальных помещениях в течение холодного времени года.

Анализ исходных данных наверх

Согласно исходным данным, определим площади вентилируемых помещений, объем воздуха и требуемый воздухообмен в них. Для помещений вспомогательного характера (кладовые, техпомещения и т.п.) требуемая норма воздухообмена составляет 0,2 объема/час:

Кратность (величина) воздухообмена для различных помещений.

Рассчитываем площади помещений подвала, объем воздуха в них, кратность воздухообмена и фактически требуемый объем заменяемого воздуха в них:

НазваниеПлощадь,
м²
Объём,
м³
Кратность ВО,
крат
Воздухообмен,
м³/ч
1Помещение 1381300,226
2Помещение 210350,27
3Кладовая 110350,27
4Кладовая 2381300,226
5Тех.помещение12420,28
всего1083780,276

Площади помещений, объем воздуха в них, кратность воздухообмена, требуемый воздухообмен.

Таким образом, требуется обеспечить приток и удаление воздуха для естественной вентиляции подвала в объеме не менее 76м³/час.

Исходя из требований заказчика, приоритет вентиляции отдан помещениям:

  • Кладовая 1,
  • Кладовая 2,
  • Помещение 1,
  • Техпомещение,
  • Помещение 2 (необязательно).

Предлагаемое техническое решение наверх

Исходя из анализа исходных данных, предлагается следующее решение организации естественной вентиляции подвала. На рисунке показано распределение поступающего приточного воздуха. Приточный воздух поступает в первую очередь в приоритетные помещения через три отдельных организованных притока (их расчет см. далее). Благодаря переточным решеткам в межкомнатных дверях, приточный воздух, проходит к вытяжным вентиляционным решеткам и через два отдельных вентиляционных канала удаляется наружу. Расчетные расходы воздуха, согласно нормам расчета естественной вентиляции, указаны для температуры на улице в +5°С.

Схема расположения притоков (жирные синие линии), направления движения (тонкие синие линии) и расходы приточного воздуха (синие цифры) в каждом помещении.

На рисунке показаны три отдельных притока (жирные синие линии):

Приток 1:с улицы в Помещение 138м³/ч
Приток 2:с улицы в Кладовую 17м³/ч
Приток 3:с улицы в Кладовую 238м³/ч

Тонкие синие линии на рисунке — пути перетока (движения) приточного воздуха из различных помещений к вытяжным решеткам вентканалов 1 и 2. Цифры расхода в каждом помещении показывают итоговый воздухообмен в этих помещениях (больше требуемого, см. таблицу выше). Для обеспечения свободного перемещения воздуха между помещениями, требуется установить в нижней части межкомнатных дверей переточные решетки с суммарной площадью отверстий не менее 200см² на каждую решетку (всего 5 проемов).

Проверка производительности вытяжки наверх

Из-за незначительного объема воздухообмена, предварительно примем расчетное сечение двух вытяжных каналов в 140×140мм каждый. Проверим производительность планируемых вентканалов для расчетных условий (температура воздуха на улице +5°С.). Расчеты выполнялись с использованием программы-калькулятора для расчета систем естественной вентиляции VentCalc, которую можно скачать у нас на сайте в разделе ЗАГРУЗКИ. Коэффициент шероховатости вентканалов принят 4мм, т.к. материал каналов — кирпич.

Определение гравитационного давления (тяги) и сопротивления вентиляционных каналов при естественной вентиляции для расчетной температуры наружного воздуха +5°С.

Таким образом предлагаемая конфигурация вентканала может обеспечить воздухообмен в расчетный период в 57м³/час. Т.к. всего вентканалов будет два, то суммарный воздухообмен составит 2×57=114м³/час, что больше требуемого расхода (76м³/ч) в 1,5 раза. Более того, при меньшей температуре воздуха на улице тяга вырастет еще больше и, например при -5°С составит 2×71=176м³/час (больше требуемого в 1,9 раза).

Определение гравитационного давления (тяги) и сопротивления вентиляционных каналов при естественной вентиляции для расчетной температуры наружного воздуха -5°С.

Значит, предложенные вентканалы подходят для организации естественной вентиляции данных помещений со значительным запасом. Точные значения производительности вытяжных каналов будут получены при расчетных расходах с учетом сопротивления приточных устройств, см. далее.

Приточные устройства для естественной вентиляции подвала наверх

С учетом пожеланий заказчика и специфики архитектуры строения (низкий цоколь 300мм) была выбрана следующая конфигурация притоков:

Предлагаемое расположение притоков.

Воздухозаборные уличные решетки всех притоков расположены на фасаде дома, на высоте в районе пола первого этажа, чтобы в зимнее время они не могли быть засыпаны снегом. Трубы от уличных решеток проходят горизонтально через стену 1-го этажа дома, далее с поворотом 90° опускаются вниз и проходят перекрытие подвала. Приток 1 и приток 3 оканчиваются в помещениях подвала под потолком приточными клапанами ⌀160мм. Приток 2 после прохода через перекрытие подвала, проходит несущую стену и заходит в Кладовую 1. Приток 2 оканчивается приточной решеткой ⌀100мм на стене под потолком.

Ниже представлена детальная конфигурация притоков в изометрии:

Пространственная конфигурация притоков.

Расчет системы естественной вентиляции с учетом приточных устройств наверх

Рассчитываем гравитационное давление (тягу) и сопротивление вытяжного канала (потери давления) при расчетном расходе воздуха через него (3м³/ч):

Расчет параметров вытяжного вентиляционного канала (тяга и потери давления) при расчетном расходе воздуха в нем в программе VentCalc.

Гравитационное давление вытяжного канала: 3,2Па.
Сопротивление вытяжного канала с решетками: 1,4Па.

Рассчитываем сопротивление приточных устройств (Приток 1, Приток 3):

Сопротивление (потери давления) для приточных устройств 1 и 3 системы естественной вентиляции подвала.

В сумму коэффициентов местных сопротивлений включены: уличная решетка КМС=2,1; колено 90° КМС=1,1 и приточный клапан КМС=2,1. Длина — 1м. Итого, сопротивление приточных устройств 1 и 3: 1,0Па

Рассчитываем сопротивление приточного устройства Приток 2:

Сопротивление (потери давления) для приточного устройства 2.

В сумму коэффициентов местных сопротивлений включены: уличная решетка КМС=2,1; 3 колена 90° КМС=3×1,1 и приточный клапан КМС=2,1. Длина — 3,5м.
Итого, сопротивление приточного устройства 2: 0,4Па

Проверим условие превышения гравитационного давления вытяжки (тяги) над общим сопротивлением системы (сумма потерь давления в притоке и вытяжке):

  • Гравитационное давление вытяжки: 3,2Па;
  • сопротивление вытяжного канала с решетками: 1,4Па;
  • сопротивление приточного устройства: 1,0Па (0,4Па).

Условие выполнено. Значит, предложенная схема вентиляции способна обеспечить расчетный расход воздуха 2×38=76м³/ч.

Требования к монтажу и эксплуатации естественной вентиляции подвала наверх

Вентиляционные шахты при выполнении их из кирпича должны быть выполнены вертикально, с постоянным сечением и аккуратно: без наплывов раствора, ухудшающих тягу. Наверху шахты должны иметь защиту от попадания атмосферных осадков (флюгарка, колпак), а при необходимости дефлектор — устройство, увеличивающее тягу. Участки вентиляционной шахты, проходящие через неотапливаемые холодные чердаки и над кровлей, следует утеплять, чтобы избежать ухудшения и опрокидывания тяги в зимнее время при низких температурах воздуха на улице.

Читать еще:  Какой гребенкой класть плитку на пол?

Для изолирования помещений подвала от остального объема жилого дома, требуется установить дверь на спуске в подвал. Дверь должна иметь уплотнения для ограничения прохождения воздуха через нее.

Воздухозаборные уличные решетки следует применить с защитой от насекомых и грызунов (сетка) и от попадания осадков (жалюзи) с возможностью полного ручного перекрытия на случай ограничения вентиляции подвала до минимума.

Горизонтальные трубы притоков после уличных решеток проложить с уклоном 3% в сторону улицы для отвода случайно попавшей воды на улицу.

Для ограничения повышенного расхода воздуха в зимнее время (из-за возросшей тяги вытяжных каналов) и для ограничения воздухообмена в подвале в летнее время (см. ниже) приточные клапаны следует использовать с возможностью регулировки расхода и возможностью их полного перекрытия.

Для этой же цели вентиляционные решетки на вытяжных вентиляционных каналах также должны иметь функцию регулировки вплоть до их полного закрытия (если в помещениях нет газового оборудования).

Для предотвращения появления конденсата трубы притоков на всей длине (в т.ч. и при проходе сквозь стены и перекрытия) необходимо изолировать с наружной стороны теплоизоляцией толщиной например, из вспененного полиэтилена.

В летнее время, для предотвращения попадания теплого влажного воздуха в подвал следует ограничивать проветривание подвала путем перекрытия вентиляционных решеток на притоках и на вытяжках. Дело в том, что попадая в холодный подвал (который окружен со всех сторон грунтом с температурой ) теплый летний воздух (с температурой ) охлаждается и еще больше повышает свою влажность, что приводит к выпадению конденсата на стенах подвала, росту плесени и т.п.

Заключение наверх

В данном материале мы рассмотрели вопрос организации естественной вентиляции подвальных помещений в загородном частном доме. Произвели необходимые расчеты с использованием простой и удобной программы VentCalc и дали рекомендации по монтажу и эксплуатации естественной вентиляции подвала.

Если вам необходимо осуществить проектирование и монтаж инженерных систем для вашего дома в Минске и Минском районе; вы хотите получить консультации и выполнить монтаж системы отопления, водоснабжения, канализации, вентиляции, встроенного пылесоса, выполнить электромонтажные работы; сделать необходимые расчеты и подобрать оборудование; либо вы столкнулись с трудностями при реализации ваших идей — мы будем рады вам помочь.

Пример расчета вентиляции с помощью калькулятора

На этом примере мы покажем, как рассчитать приточную вентиляцию для комнатной квартиры, в которой живет семья из трех человек (двое взрослых и ребенок). Днем к ним иногда приезжают родственники, поэтому в гостиной может длительное время находиться до 5 человек. Высота потолков квартиры — 2,8 метра. Параметры помещений:

№ помещения123
Наименование помещенияДетскаяСпальняГостиная
Площадь17 м²14 м²22 м²
Кол-во людей1 человек
(днем и ночью)
2 человека ночью,
1 человек днем
0 человек ночью,
5 человек днем

Нормы расхода для спальни и детской зададим в соответствии с рекомендациями СНиП — по 60 м³/ч на человека. Для гостиной ограничимся 30 м³/ч, поскольку большое количество людей в этой комнате бывает нечасто. По СНиП такой расход воздуха допустим для помещений с естественным проветриванием (для проветривания можно открыть окно). Если бы мы и для гостиной задали расход воздуха 60 м³/ч на человека, то требуемая производительность для этого помещения составила бы 300 м³/ч. Стоимость электроэнергии для нагрева такого количества воздуха оказалась бы очень высокой, поэтому мы пошли на компромисс между комфортом и экономичностью. Для расчета воздухообмена по кратности для всех помещений выберем комфортный двукратный воздухообмен.

Магистральный воздуховод будет прямоугольным жестким, ответвления — гибкими шумоизолированными (такое сочетание типов воздуховодов не самое распространенное, но мы выбрали его в демонстрационных целях). Для дополнительной очистки приточного воздуха будет установлен фильтр тонкой очистки класса EU5 (расчет сопротивления сети будем вести при загрязненных фильтрах). Скорости воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума на решетках оставим равными рекомендуемым значениям, которые заданы по умолчанию.

Расчет начнем с составления схемы воздухораспределительной сети. Эта схема позволит нам определить длину воздуховодов и количество поворотов, которые могут быть как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости (нам нужно посчитать все повороты под прямым углом). Итак, наша схема:

Сопротивление воздухораспределительной сети равно сопротивлению самого длинного участка. Этот участок можно разделить на две части: магистральный воздуховод и самое длинное ответвление. Если у вас есть два ответвления примерно одинаковой длины, то нужно определить, какое из них имеет большее сопротивление. Для этого можно принять, что сопротивление одного поворота равно сопротивлению 2,5 метров воздуховода, тогда наибольшее сопротивление будет иметь ответвление, у которого значение (2,5* поворотов + длина воздуховода) максимально. Выделять из трассы две части необходимо для того, чтобы можно было задать разный тип воздуховодов и разную скорость воздуха для магистрального участка и ответвлений.

В нашей системе на всех ответвлениях установлены балансировочные , позволяющие настроить расходы воздуха в каждом помещении в соответствии с проектом. Их сопротивление (в открытом состоянии) уже учтено, поскольку это стандартный элемент вентиляционной системы.

Длина магистрального воздуховода (от воздухозаборной решетки до ответвления в помещение № 1) — 15 метров, на этом участке есть 4 поворота под прямым углом. Длину приточной установки и воздушного фильтра можно не учитывать (их сопротивление будет учтено отдельно), а сопротивление шумоглушителя можно принять равным сопротивлению воздуховода той же длины, то есть просто посчитать его частью магистрального воздуховода. Длина самого длинного ответвления составляет 7 метров, на нем есть 3 поворота под прямым углом (один — в месте ответвления, один — в воздуховоде и один — в адаптере). Таким образом, мы задали все необходимые исходные данные и теперь можем приступать к расчетам (скриншот). Результаты расчета сведены в таблицы:

Результаты расчета по помещениям

№ помещения123
Наименование помещенияДетскаяСпальняГостиная
Расход воздуха95 м³/ч120 м³/ч150 м³/ч
Площадь сечения воздуховода88 см²111 см²139 см²
Рекомендуемый диаметр воздуховодаØ 110 ммØ 125 ммØ 140 мм
Рекомендуемые размеры решетки200×100 мм
150×150 мм
200×100 мм
150×150 мм
200×100 мм
150×150 мм

Результаты расчета общих параметров

Тип вентсистемыОбычнаяVAV
Производительность365 м³/ч243 м³/ч
Площадь сечения магистрального воздуховода253 см²169 см²
Рекомендуемые размеры магистрального воздуховода160×160 мм
90×315 мм
125×250 мм
125×140 мм
90×200 мм
140×140 мм
Сопротивление воздухопроводной сети219 Па228 Па
Мощность калорифера5.40 кВт3.59 кВт
Рекомендуемая приточная установкаBreezart 550 Lux
(в конфигурации на 550 м³/ч)
Breezart 550 Lux (VAV)
Максимальная производительность
рекомендованной ПУ
438 м³/ч433 м³/ч
Мощность электрич. калорифера ПУ4.8 кВт4.8 кВт
Среднемесячные затраты на электроэнергию2698 рублей1619 рублей

Расчет воздухопроводной сети

  • Для каждого помещения (подраздел 1.2) рассчитывается производительность, определяется сечение воздуховода и подбирается подходящий воздуховод стандартного диаметра. По каталогу Арктос определяются размеры распределительных решеток с заданным уровнем шума (используются данные для серий АМН, АДН, АМР, АДР). Вы можете использовать и другие решетки с такими же размерами — в этом случае возможно незначительное изменение уровня шума и сопротивления сети. В нашем случае решетки для всех помещений оказались одинаковыми, поскольку при уровне шума в 25 дБ(А) допустимый расход воздуха через них составляет 180 м³/ч (решеток меньшего размера в этих сериях нет).
  • Сумма расходов воздуха по всем трем помещениям дает нам общую производительность системы (подраздел 1.3). При использовании производительность системы будет на треть ниже за счет раздельной регулировки расхода воздуха в каждом помещении. Далее рассчитывается сечение магистрального воздуховода (в правой колонке — для VAV системы) и подбираются подходящие по размерам воздуховоды прямоугольного сечения (обычно дается несколько вариантов с разным соотношением размеров сторон). В конце раздела рассчитывается сопротивление воздухопроводной сети, которое получилось весьма большим — это связано с использованием в вентсистеме фильтра тонкой очистки, который имеет высокое сопротивление.
  • Мы получили все необходимые данные для комплектации воздухораспределительной сети, за исключением размера магистрального воздуховода между ответвлениями 1 и 3 (в калькуляторе этот параметр не рассчитывается, поскольку конфигурация сети заранее неизвестна). Однако площадь сечение этого участка можно легко рассчитать вручную: из площади сечения магистрального воздуховода нужно вычесть площадь сечения ответвления №3. Получив площадь сечения воздуховода, его размер можно определить по таблице.
Читать еще:  Как утеплить крышу под шифером с чердака?

Расчет мощности калорифера и выбор приточной установки

Далее по производительности системы и разности температур воздуха определяется максимальная мощность калорифера. После этого на основании всех полученных данных подбирается приточная установка.

Рекомендуемая модель Breezart 550 Lux имеет программно настраиваемые параметры (производительность и мощность калорифера), поэтому в скобках указана производительность, которая должна быть выбрана при настройке ПУ. Можно заметить, что максимально возможная мощность калорифера этой ПУ на 11% ниже расчетного значения. Недостаток мощность будет заметен только при температуре наружного воздуха ниже -22°С, а это бывает не часто. В таких случаях приточная установка будет автоматически переключаться на меньшую скорость для поддержания заданной температуры на выходе (функция «Комфорт»).

В результатах расчета помимо требуемой производительности системы вентиляции указывается максимальная производительность ПУ при заданном сопротивлении сети. Если эта производительность оказывается заметно выше требуемого значения, можно воспользоваться возможностью программного ограничения максимальной производительности, которая доступна для всех вентустановок Breezart. Для максимальная производительность указывается для справки, поскольку регулировка ее производительности производится автоматически в процессе работы системы.

Расчет стоимости эксплуатации

В этом разделе рассчитывается стоимость электроэнергии, затрачиваемой на нагрев воздуха в холодный период года. Затраты для зависят от ее конфигурации и режима работы, поэтому принимаются равными среднему значению: 60% от затрат обычной системы вентиляции. В нашем случае можно сэкономить снижая расход воздуха ночью в гостиной, а днем — в спальне.

Расчёт вентиляции

Вентиляция служит для поддержания достаточного количества свежего чистого воздуха в помещении и для удаления отработанного загрязненного воздуха из помещения. Кроме того, вентиляция обеспечивает движение воздуха в помещении, что способствует устранению лишней влаги, сырости, застойного воздуха и накопившихся запахов. Для того, чтобы подобрать все необходимые комплектующие, требуется произвести расчёт системы вентиляции.

Расчёт приточной вентиляции

Расчёт приточной вентиляции выполняется для каждого из помещений в отдельности. Алгоритм расчёта зависит от назначения помещения. Так, для офисных помещений, фойе и переговорных будут применены различные зависимости.

В первую очередь, выполняя расчёт приточной вентиляции, следует обратиться к нормативным документам — сводам правил (СП) для рассматриваемого типа объекта:

  • СП 44.13330.2011 — Административные и бытовые здания
  • СП 54.13330.2016 — Здания жилые многоквартирные
  • СП 56.13330.2011 — Производственные здания
  • СП 57.13330.2011 — Складские здания
  • СП 113.13330.2016 — Стоянки автомобилей
  • СП 118.13330.2012* — Общественные здания и сооружения
  • СП 278.1325800.2016 — Здания образовательных организаций высшего образования

В сводах правил приведены таблицы кратностей воздухообмена для различных помещений. Например, согласно п. 7.31 СП 118.13330.2012 кратность воздухообмена в магазине должна быть не менее 1. Напомним, что кратность воздухообмена показывает, сколько раз воздух в помещении должен смениться за один час. Следовательно, чтобы провести расчёт приточной вентиляции нужно определить объём помещения магазина.

Предположим, площадь магазина составляет 50 м 2 , высота потолков 3 метра. Тогда объем помещения составит 150 м 3 , а требуемый расход приточного воздуха будет равен 150·1=150 м 3 /ч.

Для других типов объектов в нормах может быть указана не кратность воздухообмена, а расход воздуха, приходящийся на одного человека. Так, согласно таблице 7.3 СП 118.13330.2012 в зрительных залах кинотеатров расход воздуха на одного зрителя должен быть не менее 20 м 3 /ч. В этом случае расчёт приточной вентиляции будет заключаться в подсчёте числа зрителей и умножении полученного значения на 20 м 3 /ч. Для зрительного зала вместимостью 300 человек получим: 300·20 = 6000 м 3 /ч.

Расчёт вытяжной вентиляции

Расчёт вытяжной вентиляции также ведётся с учетом требований сводов правил, список которых приведён выше. Например, однократный воздухообмен в магазине будет означать, что производительность вытяжной системы также должна составлять 1 объём помещения в час (150 м 3 /ч для рассмотренного магазина).

Однако при расчёте вытяжной вентиляции есть одна особенность. В «чистых» помещениях (офисы, кабинеты, переговорные, жилые комнаты и другие помещения с постоянным пребыванием человека) рекомендуется, чтобы расход вытяжного воздуха был на меньше расхода приточного воздуха. Это делается для того, чтобы «лишний» воздух уходил в смежные помещения — в коридоры и технические помещения. Тем самым обеспечивается защита от перетекания запахов из смежных помещений и жилые и офисные зоны.

Кроме того, на любом объекте есть помещения, где предусматривается только вытяжка — санузлы, душевые, технические помещения, гардеробы и другие. Как правило, нормы предписывают устраивать для них отдельные вытяжные системы. При этом расчёт вытяжных систем ведётся исходя из следующих цифр:

  • Вытяжка от одного унитаза: 50 м 3 /ч
  • Вытяжка от одной раковины: 25 м 3 /ч
  • Вытяжка от одной душевой кабинки: 75 м 3 /ч
  • Вытяжка из технических помещений: 1 крат.

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции сводится к расчёту приточной и вытяжной систем вентиляции по отдельности. Далее, функцию двух систем может выполнять один агрегат — приточно-вытяжная установка.

Приточно-вытяжные установки обычно применяют для общеобменных систем вентиляции. Учитывая преобладание притока над вытяжкой, о котором говорилось выше, в таких установках расход приточного воздуха больше, чем вытяжного. Кроме того, аэродинамическое сопротивление приточной системы всегда выше, чем вытяжной ввиду наличия секций фильтрации, нагрева, а иногда и охлаждения. Поэтому вытяжные вентиляторы, как правило, предусматриваются меньшей мощности, нежели приточные.

Наконец, выполняя расчёт приточно-вытяжной вентиляции, можно сэкономить, предусмотрев рекуператор тепла. Это устройство, которое передаёт тепло от вытяжного воздуха приточному. В зимнее время рекуператор способен достаточно сильно прогреть приточный воздух за счёт вытяжного и, как следствие, существенно снизить мощность нагревателя.

Например, в приточной системе вентиляции требуется нагреть 1000 м 3 /ч воздуха с ‑26°С до +20°С. Мощность нагревателя составит 0,335·1000·(20-(-26)) = 15,3 кВт.

Предположим, в рекуператоре удалось нагреть приточный воздух до температуры +7°С. Тогда нагревателю останется лишь догреть его до искомых +20°С. Мощность такого нагревателя составит 0,335·1000·(20-7)=4,3 кВт. Таким образом, применение рекуператора позволило понизить энергозатраты системы на 11 кВт или на 72%.

Расчёт естественной вентиляции

Суть естественной вентиляции — обеспечение естественного воздухообмена в помещении. Приточная естественная вентиляция обычно представляет собой открытые окна. Естественная вытяжная вентиляция — это шахта, которая поднимается на определенную высоту. Чем выше — тем сильнее тяга, и тем интенсивнее будет работать естественная вентиляция в целом.

Естественная вентиляция. 1 — вытяжная решетка, 2 — открытое окно, 3 — вытяжная шахта.

Расчёт естественной вентиляции позволяет определить сечение вытяжной шахты и, при необходимости, высоту подъёма этой шахты. В ходе расчёта определяется располагаемое гравитационное давление (тяга), подбирается сечение, рассчитываются аэродинамические потери и проверяется условие, чтобы потери не превышали тягу.

Располагаемое гравитационное давление определяется по формуле:

где g — ускорение свободного падения (g=9,81 м/с 2 ); h — высота шахты (м); ρН — плотность наружного воздуха (принимается для +5°С равной 1,27 кг/м 3 ); ρВ — плотность внутреннего воздуха (принимается для +18°С равной 1,21 кг/м 3 ).

Площадь сечения шахты рассчитывается исходя требуемого расхода и скорости воздуха. Скорость воздуха задаётся самостоятельно, рекомендуется принимать не более 1,5 м/с, желательно — 1 м/с.

где L — расход воздуха (м 3 /ч), v — скорость воздуха (м/с).

По полученной площади сечения шахты определяется длина А и ширина В сечения (так, чтобы A·B ≈S) для прямоугольных шахт или диаметр круглых шахт (D=корень(4·S/p)).

Далее определяется аэродинамическое сопротивление шахты ΔРШ, включая сопротивление вытяжной решетки в помещении и дефлектора на улице. Оно должно быть как минимум на 10% меньше располагаемого гравитационного давления ΔРГ:

Если это условие не выполняется, следует принять меньшую скорость движения воздуха в шахте (это позволит снизить ΔРШ) или увеличить высоту шахты (это позволит увеличить ΔРГ).

Расчёт воздуховодов вентиляции

Расчёт воздуховодов вентиляции сводится к определению сечения воздуховодов — сторон прямоугольных воздуховодов или диаметра круглых. Расчёт сечения вентиляции ведётся по формуле:

где L — расход воздуха (м 3 /ч), v — скорость воздуха (м/с). Скорость воздуха в системах принудительной вентиляции принимается:

  • До 15 м/с в системах противодымной вентиляции
  • До 6 м/с в магистральных воздуховодах общеобменной вентиляции
  • До 4 м/с в ответвлениях от магистральных воздуховодов общеобменной вентиляции.

Далее для прямоугольных воздуховодов подбираются такие размеры проходного сечения А и В, чтобы А·В≈S. Кроме того, А и В должны быть кратны 50 миллиметрам. Например, для S=0,07 м 2 можно предложить А=350мм и В=200 мм или А=300 мм и В=250 мм.

Читать еще:  Ковровое покрытие на ступени лестницы

Для круглых воздуховодов выполняется расчёт диаметра вентиляции D: D=корень(4·S/p).

Далее принимается ближайший больший диаметр воздуховода из ряда стандартных диаметров: 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 650, 800, 1000 миллиметров. Более подробно о стандартных диаметрах круглых воздуховодов читайте в отдельном материале.

Например, для той же площади сечения S = 0,07 м 2 получим D ≈ 300 мм. Ближайший больший круглый воздуховод имеет диаметр 315 миллиметров — именно его и следует принять.

Более подробно о видах воздуховодов и их классификации читайте в отдельной статье.

Пример расчёта вентиляции

В качестве примера рассмотрим небольшой офис компании, включающий ресепшен (2 рабочих места) и три кабинета (4, 6 и 8 рабочих мест и по 2 места для посетителей в каждом из них). Напомним, что на каждое постоянное рабочее место требуется 60 м 3 / ч, на каждого посетителя — 20 м 3 /ч. Расход приточного воздуха для такого объекта составит:

  • Для ресепшена — 2·60 = 120 м 3 /ч
  • Для кабинета 1 — 4·60+2·20 = 280 м 3 /ч
  • Для кабинета 2 — 6·60+2·20 = 400 м 3 /ч
  • Для кабинета 3 — 8·60+2·20 = 520 м 3 /ч

Общий расход приточного воздуха составит 120+280+400+520 = 1320 м 3 /ч.

Примем скорость воздуха v = 4 м/с. Получим площадь сечения S = 1320/(3600·4) = 0,092 м 2 . Примерно такую площадь сечения имеет круглый воздуховод диаметром 400 мм. Но такой диаметр считается слишком большим, рекомендуется применять прямоугольные воздуховоды.

Среди прямоугольных воздуховодов можно предложить, например, 400×250 мм — именно такого типоразмера далее следует подбирать вентилятор, шумоглушители, воздухонагреватель, фильтр и другие элементы приточной системы вентиляции.

Кстати, рассчитаем мощность воздухонагревателя для данной системы (нагрев с −26°С до +18°С):

Заключение

Расчёт вентиляции следует выполнять в соответствии с требованиями Сводов Правил и иных нормативных документов РФ. В ходе расчёта определяется производительность систем, сечение воздуховодов, подбираются все элементы, входящие в состав той или иной системы.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир климата»

На этапе создания проекта нередко встречаются ошибки и недоработки. Это может быть превышенный шумовой фон, обратная или недостаточная тяга, задувание (верхние этажи многоэтажных жилых домов) и другие проблемы. Часть из них можно решить и после завершения монтажа, с помощью дополнительных установок.

Яркий пример низкоквалифицированного расчета — недостаточная тяга на вытяжке из производственного помещения без особо вредных выбросов. Допустим, вентканал заканчивается круглой шахтой, возвышающейся над крышей на 2 000 – 2 500 мм. Поднимать её выше не всегда возможно и целесообразно, и в подобных случаях используется принцип факельного выброса. В верхней части круглой вентшахты устанавливается наконечник с меньшим диаметром рабочего отверстия. Создаётся искусственное сужение сечения, которое влияет на скорость выброса газа в атмосферу — она многократно увеличивается.

Пример проекта

Методика расчёта вентиляции позволяет получить качественную внутреннюю среду, правильно оценив негативные факторы, её ухудшающие. В компании «Мега.ру» работают профессиональные проектировщики инженерных систем любой сложности. Мы оказываем услуги на территории Москвы и соседних областей. Также компания успешно занимается удалённым сотрудничеством. Все способы связи указаны на странице «Контакты», обращайтесь.

Механическое вентилирование

Часто применяется, особенно актуально для крупногабаритных гаражных построек с двумя этажами, хранением нескольких автомобилей и т.д. Данный способ не зависит от атмосферных условий, силы и направления ветра, сезонности, температуры наружного воздуха.

Для обустройства необходимого движения воздушных потоков внутри строения механизмы принудительного побуждения, вентиляционные каналы, по которым подается, удаляется воздух.

Применяются вентиляторы, устанавливаемые внутри вентканалов (канальные), вентиляционных проемов (осевые). Мощность механизмов примерно одинакова. При выключенном состоянии вентиляторов проветривание также осуществляется, но с меньшей производительностью.

Правильное оборудование воздуховодов

Короба из оцинковки могут быть круглой, квадратной и прямоугольной формы. Трубы чаще ставят для организации приточного потока в производственных и общественных помещениях. Для монтажа используются хомуты, крепящиеся к перекрытию шпильками. Прямоугольные короба подвешивают на жестких траверсах, где высота регулируется контрольной гайкой. Обязательно делаются резиновые прокладки.

Гибкие воздуховоды длиной до 5 м прокладывают без промежуточных опор, трубопроводы большей длины фиксируют подвесами, хомутами на шпильках во избежание прогиба. Несмотря на гибкость, для таких магистралей есть определенные радиусы, больше которых поворачивать трассу не рекомендуется.

Устройство системы естественной вентиляции

Устройство естественной вентиляции зависит от разницы температур атмосферного и внутреннего воздуха, уровня ветрового давления, разницы давления между обслуживаемым помещением и верхнем уровнем вытяжной шахты.

Естественный приток воздуха обеспечивается через оконные и дверные проемы, трещины в стенах и установленные вентиляционные клапаны. Теплый отработанный воздух вытесняется прохладным приточным и выводится через вентиляционные решетки в вытяжные каналы.

Пониженное давление в вентиляционных каналах способствует движению воздуха через вентиляционные шахты наружу. Часто на выходе вентиляционной шахты устанавливают насадку зонт или дефлектор, которые аккумулируют поток ветра и усиливают тягу.

В холодный период из-за перепада температур снаружи и внутри здания мощность тяги естественной вентиляции значительно выше, чем в теплый период. Если температура воздуха снаружи выше, чем в помещении — система малоактивна. В систему естественной вентиляции входят:

  • вентиляционные воздуховоды;
  • приточные и переточные клапаны;
  • вытяжные решетки;
  • фитинги и коллекторы;
  • вентиляционная шахта (или дымоход с дефлектором).

Для стабильной вентиляционной тяги необходимо проводить своевременную очистку вентиляционных каналов.

Периодичность плановой очистки вентиляционных каналов

Тип объектаПериодичность
Дома с печным отоплением1 раз в год
Дома без печного отопления1 раз в 5-7 лет
Кухня с газовой плитой1 раз в 2-4 года
Многоквартирные дома1 раз в 2-3 года

Для загрязненных вентиляционных каналов периодичность чистки не реже 1 раз в 6 мес., плановый осмотр – 1 раз в мес.

Преимущества и недостатки естественной вентиляции

И естественная, и искусственная вентиляция обладают как достоинствами, так и недостатками. Чтобы понять, почему при монтаже своими руками следует предпочесть естественную вентиляцию механической, необходимо подробно рассмотреть принцип устройства первой.

Вплоть до 90-х годов устройство вентиляции в жилых домах было естественным, но большинство толком этого не застало: модой на пластиковые окна, всевозможные утеплители и элементы «умного дома» схема естественной вентиляции была вытеснена на периферию, где и так десятилетиями строили по старинке.

Принцип естественной вентиляции частного дома

Интересно! Естественная вентиляция – это вентиляционная система, в которой отсутствует принудительная движущая сила: вентилятор или другое механическое устройство. Воздушная тяга при такой схеме возникает за счёт перепада давления, а рабочий принцип естественной вентиляции основан на разнице температурных показателей в здании и на улице. Чем значительнее эта разница – тем лучше обеспечивается воздухообмен в помещениях.

Деревянные окна слегка сквозили, полусантиметровая щель под дверью обеспечивала естественную тягу. Необходимые 30 м 3 /час в сутки обеспечивались сами собой, так что скорее изыскивали способ уменьшить неизбежно возникающие при естественной приточной вентиляции сквозняки.

Для естественной циркуляции воздуха герметичные рамы окон следует оборудовать вентиляционным клапаном

Плюсы правильно организованной естественной вентиляции очевидны: она не требует особых затрат, работает сама по себе и смягчает температурный режим в помещении. Минусов тоже хватает: старая вентиляция была обеспечена старыми технологиями. Сейчас, особенно при стремлении сделать всё своими руками, нужно аккуратно просчитывать воздушный поток, иначе можно впасть в экстремум: сквозняки или недостаток кислорода будут обеспечены.

Считается, что подобные работы должен делать мастер. Но дешевизна естественной вентиляции по сравнению с искусственной позволяет наладить её самостоятельно. В случае ошибки исправить её будет в разы проще и дешевле.

Правильно организованная естественная вентиляция не требует особых затрат, работает сама по себе и смягчает температурный режим в помещении

8. 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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector