Как правильно рассчитать диаметр трубы для системы вентиляции. Расчет диаметра воздуховода вентиляции


Расчет вентиляционных коробов. Как рассчитать сечение и диаметр воздуховода

Комментариев:

  • Факторы, оказывающие влияние на размеры воздухопроводов
  • Расчет габаритов воздухопровода
  • Подбор габаритов под реальные условия

Для передачи приточного или вытяжного воздуха от вентиляционных установок в гражданских или производственных зданиях применяются воздухопроводы различной конфигурации, формы и размера. Зачастую их приходится прокладывать по существующим помещениям в самых неожиданных и загроможденных оборудованием местах. Для таких случаев правильно рассчитанное сечение воздуховода и его диаметр играют важнейшую роль.

Факторы, оказывающие влияние на размеры воздухопроводов

На проектируемых или вновь строящихся объектах удачно проложить трубопроводы вентиляционных систем не составляет большой проблемы – достаточно согласовать месторасположение систем относительно рабочих мест, оборудования и других инженерных сетей. В действующих промышленных зданиях это сделать гораздо сложнее в силу ограниченного пространства.

Этот и еще несколько факторов оказывают влияние на расчет диаметра воздуховода:

  1. Один из главных факторов – это расход приточного или вытяжного воздуха за единицу времени (м 3 /ч), который должен пропустить данный канал.
  2. Пропускная способность также зависит от скорости воздуха (м/с). Она не может быть слишком маленькой, тогда по расчету размер воздухопровода выйдет очень большим, что экономически нецелесообразно. Слишком высокая скорость может вызвать вибрации, повышенный уровень шума и мощности вентиляционной установки. Для разных участков приточной системы рекомендуется принимать различную скорость, ее значение лежит в пределах от 1.5 до 8 м/с.
  3. Имеет значение материал воздуховода. Обычно это оцинкованная сталь, но применяются и другие материалы: различные виды пластмасс, нержавеющая или черная сталь. У последней самая высокая шероховатость поверхности, сопротивление потоку будет выше, и размер канала придется принять больше. Значение диаметра следует подбирать согласно нормативной документации.

В Таблице 1 представлена нормаль размеров воздуховодов и толщина металла для их изготовления.

Таблица 1

Примечание: Таблица 1 отражает нормаль не полностью, а только самые распространенные размеры каналов.

Воздуховоды производят не только круглой, но и прямоугольной и овальной формы. Их размеры принимаются через значение эквивалентного диаметра. Также новые методы изготовления каналов позволяют использовать металл меньшей толщины, при этом повышать в них скорость без риска вызвать вибрации и шум. Это касается спирально-навивных воздухопроводов, они имеют высокую плотность и жесткость.

Вернуться к оглавлению

Расчет габаритов воздухопровода

Сначала необходимо определиться с количеством приточного или вытяжного воздуха, которое требуется доставить по каналу в помещение. Когда эта величина известна, площадь сечения (м 2) рассчитывают по формуле:

В этой формуле:

  • ϑ – скорость воздуха в канале, м/с;
  • L – расход воздуха, м 3 /ч;
  • S – площадь поперечного сечения канала, м 2 ;

Для того чтобы связать единицы времени (секунды и часы), в расчете присутствует число 3600.

Диаметр воздуховода круглого сечения в метрах можно высчитать исходя из площади его сечения по формуле:

S = π D 2 / 4, D 2 = 4S / π, где D – величина диаметра канала, м.

Порядок расчета размера воздухопровода следующий:

  1. Зная расход воздуха на данном участке, определяют скорость его движения в зависимости от назначения канала. В качестве примера можно принять L = 10 000 м 3 /ч и скорость 8 м/с, так как ветка системы – магистральная.
  2. Вычисляют площадь сечения: 10 000 / 3600 х 8 = 0.347 м 2 , диаметр будет – 0,665 м.
  3. По нормали принимают ближайший из двух размеров, обычно берут тот, который больше. Рядом с 665 мм есть диаметры 630 мм и 710 мм, следует взять 710 мм.
  4. В обратном порядке производят расчет действительной скорости воздушной смеси в воздухопроводе для дальнейшего определения мощности вентилятора. В данном случае сечение будет: (3.14 х 0.71 2 / 4) = 0.4 м 2 , а реальная скорость – 10 000 / 3600 х 0.4 = 6.95 м/с.
  5. В том случае если необходимо проложить канал прямоугольной формы, его габариты подбирают по рассчитанной площади сечения, эквивалентного круглому. То есть высчитывают ширину и высоту трубопровода так, чтобы площадь равнялась 0.347 м 2 в данном случае. Это может быть вариант 700 мм х 500 мм или 650 мм х 550 мм. Такие воздухопроводы монтируют в стесненных условиях, когда место для прокладки ограничено технологическим оборудованием или другими инженерными сетями.

Когда извес

mirhat.ru

Выбор воздуховода и расчет диаметра

Диаметр воздуховода рассчитывается несколькими методами, в результате получают исходные данные для выбора оптимальной вентиляционной системы. Параметры и размеры промышленной вентиляции прописаны в положениях строительных норм и правил, в зависимости от назначения к каждому помещению выдвигаются индивидуальные требования по кратности обмена воздуха, шумности, местам расположения воздуховодов и их габаритам.

Зачем нужен расчет диаметров воздухопроводов

Промышленная вентиляция проектируется с учетом нескольких фактов, на все существенное влияние оказывает сечение воздухопроводов.

  1. Кратность обмена воздуха. Во время расчетов принимаются во внимание особенности технологии, химический состав выделяемых вредных соединений, и габариты помещения.
  2. Шумность. Системы вентиляции не должны ухудшать условия труда по параметру шумности. Сечение и толщина подбирается таким образом, чтобы минимизировать шум воздушных потоков.
  3. Эффективность общей системы вентиляции. К одному магистральному воздухопроводу могут присоединяться несколько помещений. В каждом из них должны выдерживаться свои параметры вентиляции, а это во многом зависит от правильности выбора диаметров. Они выбираются с таким расчетом, чтобы размеры и возможности одного общего вентилятора могли обеспечивать регламентируемые режимы системы.
  4. Экономичность. Чем меньше размеры потерь энергии в воздуховодах, тем ниже потребление электрической энергии. Одновременно нужно принимать во внимание стоимость оборудования, выбирать экономически обоснованные габариты элементов.

Эффективная и экономичная система вентиляции требует сложных предварительных расчетов, заниматься этим могут только специалисты с высшим образованием. В настоящее время для промышленной вентиляции чаще всего используются пластиковые воздуховоды, они отвечают всем современным требованиям, дают возможность уменьшить не только габариты и себестоимость вентиляционной системы, но и затраты на ее обслуживание.

Пластиковая промышленная вентиляция

Расчет диаметра воздухопровода

Для расчетов габаритов нужно иметь исходные данные: максимально допустимую скорость движения воздушного потока и объем пропускаемого воздуха в единицу времени. Эти данные берутся из технических характеристик вентиляционной системы. Скорость движения воздуха оказывает влияние на шумность системы, а она строго контролируется санитарными государственными организациями. Объем пропускаемого воздуха должен отвечать параметрам вентиляторов и требуемой кратности обмена. Расчетная площадь воздухопровода определяется по формуле Sс = L × 2,778 / V, где:

Sс – площадь сечения воздуховода в квадратных сантиметрах; L – максимальная подача (расход) воздуха в м3/час;V – расчетная рабочая скорость воздушного потока в метрах за секунду без пиковых значений;2,778 – коэффициент для перевода различных метрических чисел к значениям диаметра в квадратных сантиметрах.

Проектировщики вентиляционных систем учитывают следующие важные зависимости:

  1. При необходимости подачи одинакового объема воздуха уменьшение диаметра воздухопроводов приводит к возрастанию скорости воздушного потока. Такое явление имеет три негативных последствия. Первое – увеличение скорости движения воздуха увеличивает шумность, а этот параметр контролируются санитарными нормами и не может превышать допустимых значений. Второе – чем выше скорость движения воздуха, тем выше потери энергии, тем мощнее нужны вентиляторы для обеспечения заданных режимов функционирования системы, тем больше их размеры. Третье – небольшие габариты воздухопроводов не в состоянии правильно распределять потоки между различными помещениями.

Зависимость скорости воздуха от диаметра воздухопровода

  1. Неоправданное увеличение диаметров воздуховодов повышает цену вентиляционной системы, создает сложности во время монтажных работ. Большие размеры оказывают негативное влияние на стоимость обслуживания системы и себестоимость изготавливаемой продукции.

Чем меньше диаметр воздухопровода, тем быстрее скорость движения воздуха. А это не только повышает шумность и вибрацию, но и увеличивает показатели сопротивления воздушного потока. Соответственно, для обеспечения необходимой расчетной кратности обмена требуется устанавливать мощные вентиляторы, что увеличивает их размеры и экономически невыгодно при современных ценах на электрическую энергию.

При увеличении диаметров вышеописанные проблемы исчезают, но появляются новые – сложность монтажа и высокая стоимость габаритного оборудования, включая различную запорную и регулирующую арматуру. Кроме того, воздуховоды большого диаметра требуют много свободного места для установки, под них приходится проделывать отверстия в капитальных стенах и перегородках. Еще одна проблема – если они используются для обогрева помещений, то большие размеры воздуховода требуют увеличенных затрат на мероприятия по теплозащите, из-за чего дополнительно возрастает сметная стоимость системы.

В упрощенных вариантах расчетов принимается во внимание, что оптимальная скорость воздушных потоков должна быть в пределах 12–15 м/с, за счет этого удается несколько уменьшить их диаметр и толщину. В связи с тем, что магистральные воздуховоды в большинстве случаев прокладываются в специальных технических каналах, уровнем шумности можно пренебрегать. В ответвлениях, заходящих непосредственно в помещения, скорость воздуха уменьшается до 5–6 м/с, за счет чего уменьшается шумность. Объем воздуха берется из таблиц СаНиПина для каждого помещения в зависимости от его назначения габаритов.

Проблемы возникают с магистральными воздуховодами значительной протяженности на больших предприятиях или в системах с множеством ответвлений. К примеру, при нормируемом расходе воздуха 35000 м3/ч и скорости воздушного потока 8 м/с диаметр воздухопровода должен быть не менее 1,5 м толщиной более двух миллиметров, при увеличении скорости воздушного потока до 13 м/с габариты воздуховодов уменьшаются до 1 м.

Таблица потери давления

Потери давления

Диаметр ответвлений воздухопроводов рассчитывается с учетом требований к каждому помещению. Допускается использовать для них одинаковые размеры, а для изменения параметров воздуха устанавливать различные регулируемые дроссельные заслонки. Такие варианты вентиляционных систем позволяют в автоматическом режиме изменять показатели работы с учетом фактической ситуации. В помещениях не должно быть сквозняков, вызванных работой вентиляции. Создание благоприятного микроклимата достигается за счет правильного выбора места монтажа вентиляционных решеток и их линейных размеров.

Сами системы рассчитываются методом постоянных скоростей и методом потери давления. Исходя из этих данных, подбираются размеры, тип и мощность вентиляторов, рассчитывается их количество, планируются места установки, определяются размеры воздуховода.

plast-product.ru

Какой диаметр трубы выбрать для вентиляции в частном доме

Монтаж системы вентиляции в жилом доме или гараже является основным условием создания комфортного микроклимата. Лучший способ стабилизации влажности в помещении – циркуляция воздуха. Для организации приточной вентиляции необходимо правильно рассчитать диаметр труб.

Прежде чем приступить к выбору материала вентиляционных труб и их диаметра, следует выяснить критерии выбора. Лучше всего ориентироваться на нормативные документы. Согласно им основным показателем правильно спроектированной и уставленной системы вентиляции является показатель кратности воздухообмена. Помимо него для жилых зданий следует учитывать санитарные нормы.

shemashema

Согласно этому параметру расчетный показатель притока воздуха в помещение зависит от его целевого назначения.

  • Жилое здание. Оптимальный объем притока воздуха составляет 3 м³/час на 1 м² независимо от количества пребывающих в нем людей. По санитарным нормам на 1 одного постоянно проживающего требуется 60 м³/час, а для временно находящегося – 20.
  • Подсобное помещение (гараж). Для средней площади гаража необходимо обеспечить приток воздуха 180 м³/час.

Для основы берется естественная вентиляция, без установки вспомогательных устройств. Существует система расчетов, которую из-за сложности трудно применить на практике для частного дома, квартиры или гаража. Проще воспользоваться простыми соотношениями площади помещения к сечению вентиляционного отверстия:

  • Жилое здание — на 1 м² площади необходимо 5,4 см² сечения вентиляционной трубы.
  • Гараж – на 1 м² 17,6 см² сечения.

vozduh_venvozduh_venТ.е. для комнаты, площадью 30 м² выбирается труба с сечением 162 см², или диаметром 14 см. Такая же методика применима для расчета вентиляции в гараже. Необходимо помнить, что для полноценного воздухообмена устанавливают 2 трубы – в нижней части помещения монтируют входную для притока воздуха, а в верхней выходной патрубок.

Это лишь один из немногих показателей, который необходимо учитывать при расчете системы вентиляции. Кроме него принимают во внимание длину воздуховодов, возможность принудительного притока воздушных масс и т.д. Поэтому полноценный расчет системы возможен только профессионалами.

dearhouse.ru

Расчет мощности вентиляции онлайн. Расчет систем вентиляции

  • Калькулятор для автоматического расчета параметров системы вентиляции
  • Расчет стоимости вентиляции в частном доме (коттедже)

Теперь, зная из каких компонентов состоит система вентиляции, мы можем приступить к ее комплектации. В этом разделе мы расскажем о том, как рассчитать приточную вентиляцию для объекта площадью до 300–400 м² - квартиры, небольшого офиса или коттеджа. Естественная вытяжная вентиляция на таких объектах обычно уже установлена на этапе строительства, поэтому рассчитывать ее не требуется. Следует отметить, что в квартирах и коттеджах вытяжная вентиляция обычно проектируется из расчета однократного воздухообмена, в то время как приточная обеспечивает, в среднем, двукратный воздухообмен. Это не является проблемой, поскольку часть приточного воздуха будет удаляться через неплотности в окнах и дверях, не создавая избыточной нагрузки на вытяжную систему. В нашей практике мы никогда не сталкивались с требованием службы эксплуатации многоквартирного здания ограничить производительность приточной системы вентиляции (в то же время установка вытяжных вентиляторов в каналы вытяжной вентиляции часто бывает запрещена). Если же вы не хотите разбираться в методике расчета и формулах, то можете воспользоваться Калькулятором , который выполнит все необходимые расчеты.

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, кабинетыи 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 СНиП 41-01-2003 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

    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.

Расчет воздухораспределительной сети

После определения производительности вентиляции можно переходить к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов), дроссель-клапанов и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Схему составляют таким образом, чтобы при минимальной общей длине трассы система вентиляции могла подавать расчетное количество воздуха во все обслуживаемые помещения. Далее по этой схеме рассчитывают размеры воздуховодов и подбирают воздухораспределители.

Расчет размеров воздуховодов

Для расчета размеров (площади сечения) воздуховодов нам нужно знать объем воздуха, проходящий через воздуховод в единицу времени, а также максимально допустимую скорость воздуха в канале. При увеличении скорости воздуха размеры воздуховодов уменьшаются, но уровень шума и сопротивление сети возрастают. На практике для квартир и коттеджей скорость воздуха в воздуховодах ограничивают на уровне 3–4 м/с, поскольку при более высоких скоростях воздуха шум от его движения в воздуховодах и распределителях может стать слишком заметным.

Следует также учитывать, что использовать «тихие» низкоскоростные воздуховоды большого сечения не всегда возможно, поскольку их сложно разместить в запотолочном пространстве. Снизить высоту запотолочного пространства позволяет применение прямоугольных воздуховодов, которые при одинаковой площади сечения имеют меньшую высоту, чем круглые (например, круглый воздуховод диаметром 160 мм имеет такую же площадь сечения, как и прямоугольный размером 200×100 мм). В тоже время монтировать сеть из круглых гибких воздуховодов проще и быстрее.

Итак, расчетная площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

Sс = L * 2,778 / V , где

Sс - расчетная площадь сечения воздуховода, см²;

L - расход воздуха через воздуховод, м³/ч;

V - скорость воздуха в воздуховоде, м/с;

2,778 - коэффициент для согласования различных размерностей (часы и секунды, метры и сантиметры).

Итоговый результат мы получаем в квадратных сантиметрах, поскольку в таких единицах измерения он более удобен для восприятия.

Фактическая площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

S = π * D² / 400 - для круглых воздуховодов,

S = A * B / 100 - для прямоугольных воздуховодов, где

S - фактическая площадь сечения воздуховода, см²;

D - диаметр круглого воздуховода, мм;

A и B - ширина и высота прямоугольного воздуховода, мм.

В таблице приведены данные по расходу воздуха в круглых и прямоугольных воздуховодах при разных скоростях движения воздуха.

Таблица 1. Расход воздуха в воздуховодах

Параметры воздуховодов Расход воздуха (м³/ч) при скорости воздуха:
Диаметркруглоговоздуховода Размерыпрямоугольноговоздуховода Площадьсечениявоздуховода 2 м/с 3 м/с 4 м/с 5 м/с 6 м/с
80×90 мм 72 см² 52 78 104 130 156
Ø 100 мм 63×125 мм 79 см² 57 85 113 142 170
63×140 мм 88 см² 63 95 127 159 190
Ø 110 мм 90×100 мм 90 см² 65 97 130 162 194
80×140 мм 112 см² 81 121 161 202 242
Ø 125 мм 100×125 мм 125 см² 90 135 180 225 270
100×140 мм 140 см² 101 151 202 252 302
Ø 140 мм 125×125 мм 156 см² 112 169 225 281 337
90×200 мм 180 см² 130 194 259 324 389
Ø 160 мм 100×200 мм 200 см² 144 216 288 360 432
90×250 мм 225 см² 162 243 324 405 486
Ø 180 мм 160×160 мм 256 см² 184 276 369 461 553
90×315 мм 283 см² 204 306 408 510 612
Ø 200 мм 100×315 мм 315 см² 227 340 454 567 680
100×355 мм 355 см² 256 383 511 639 767
Ø 225 мм 160×250 мм 400 см² 288 432 576 720 864
125×355 мм 443 см² 319 479 639 799 958
Ø 250 мм 125×400 мм 500 см² 360 540 720 900 1080
200×315 мм 630 см² 454 680 907 1134 1361
Ø 300 мм 200×355 мм 710 см² 511 767 1022 1278 1533
160×450 мм 720 см² 518 778 1037 1296 1555
Ø 315 мм 250×315 мм 787 см² 567 850 1134 1417 1701
250×355 мм 887 см² 639 958 1278 1597 1917
Ø 350 мм 200×500 мм 1000 см² 720 1080 1440 1800 2160
250×450 мм 1125 см² 810 1215 1620 2025 2430
Ø 400 мм 250×500 мм 1250 см² 900 1350 1800 2250 2700

Расчет размеров воздуховода производится отдельно для каждой ветки, начиная с магистрального канала, к которому подключается вентустановка. Отметим, что скорость воздуха на ее выходе может достигать 6–8 м/с, поскольку размеры присоединительного фланца вентустановки ограничены размером ее корпуса (шум, возникающий внутри нее, гасится шумоглушителем). Для уменьшения скорости воздуха и снижения уровня шума размеры магистрального воздуховода часто выбирают больше размеров фланца вентустановки. В этом случае подключение магистрального воздуховода к вентустановке производится через переходник.

В бытовых системах вентиляции обычно используются круглые воздуховоды диаметром от 100 до 250 мм или прямоугольные эквивалентного сечения.

Выбор воздухораспределителей

Зная расход воздуха можно подобрать по каталогу воздухораспределители с учетом соотношения их размеров и уровня шума (площадь сечения воздухораспределителя, как правило, в 1,5–2 раза больше площади сечения воздуховода). Для примера рассмотрим параметры популярных воздухораспределительных решеток Арктос серий АМН, АДН, АМР, АДР:

Выбор приточной установки

Для выбора приточной установки нам потребуются значения трех параметров: общей производительности, мощности калорифера и сопротивления воздухопроводной сети. Производительность и мощность калорифера мы уже рассчитали. Сопротивление сети можно найти с помощью Калькулятора или, при ручном расчете, принять равным типовому значению (см. раздел Расчет сопротивления сети).

Для выбора подходящей модели нам нужно отобрать вентустановки, максимальная производительность которых несколько больше расчетного значения. После этого по вентиляционной характеристике мы определяем производительность системы при заданном сопротивлении сети. Если полученное значение будет несколько выше требуемой производительности вентиляционной системы, то выбранная модель нам подходит.

Для примера проверим, подойдет ли вентустановка с приведенной на рисунке вентхарактеристикой для коттеджа площадью 200 м².

Расчетное значение производительности - 450 м³/ч. Сопротивление сети примем равным 120 Па. Для определения фактической производительности мы должны провести горизонтальную линию от значения 120 Па, после чего от точки ее пересечения с графиком провести вниз вертикальную линию. Точка пересечения этой линии с осью «Производительность» и даст нам искомое значение - около 480 м³/ч, что немного больше расчетного значения. Таким образом, эта модель нам подходит.

Заметим, что многие современные вентиляторы имеют пологие вентхарактеристики. Это означает, что возможные ошибки в определении сопротивления сети почти не влияют на фактическую производительность системы вентиляции. Если бы мы в нашем примере ошиблись при определении сопротивления воздухопроводной сети на 50 Па (то есть фактическое сопротивление сети было бы не 120, а 180 Па), производительность системы упала бы всего на 20 м³/ч до 460 м³/ч, что не повлияло бы на результат нашего выбора.

После выбора приточной установки (или вентилятора, если используется наборная система) может оказаться, что ее фактическая производительность заметно больше расчетной, а предыдущая модель приточной установки не подходит, поскольку ее производительности недостаточно. В этом случае у нас есть несколько вариантов:

  1. Оставить все как есть, при этом фактическая производительность вентиляции будет выше расчетной. Это приведет к повышенному расходу энергии, затрачиваемой на нагрев воздуха в холодное время года.
  2. «Задушить» вентустановку с помощью балансировочных дроссель-клапанов, закрывая их до тех пор, пока расход воздуха в каждом помещении не снизится до расчетного уровня. Это также приведет к перерасходу энергии (хотя и не такому большому, как в первом варианте), поскольку вентилятор будет работать с избыточной нагрузкой, преодолевая повышенное сопротивление сети.
  3. Не включать максимальную скорость. Это поможет в том случае, если вентустановка имеет 5–8 скоростей вентилятора (или плавную регулировку скорости). Однако большинство бюджетных вентустановок имеет только 3-х ступенчатую регулировку скорости, что, скорее всего, не позволит точно подобрать нужную производительность.
  4. Снизить максимальную производительность приточной установки точно до заданного уровня. Это возможно в том случае, если автоматика вентустановки позволяет настраивать максимальную скорость вращения вентилятора.

Нужно ли ориентироваться на СНиП?

Во всех расчетах, которые мы проводили, использовались рекомендации СНиП и МГСН. Эта нормативная документация позволяет определить минимально допустимую производительность вентиляции, обеспечивающую комфортное пребывание людей в помещении. Другими словами требования СНиП направлены в первую очередь на минимизацию стоимости системы вентиляции и затрат на ее эксплуатацию, что актуально при проектировании вентсистем для административных и общественных зданий.

В квартирах и коттеджах ситуация иная, ведь вы проектируете вентиляцию для себя, а не для усредненного жителя и вас никто не заставляет придерживаться рекомендаций СНиП. По этой причине производительность системы может быть как выше расчетного значения (для большего комфорта), так и ниже (для уменьшения энергопотребления и стоимости системы). К тому же субъективное ощущение комфорта у всех разное: кому-то достаточно 30–40 м³/ч на человека, а для кого-то будет мало и 60 м³/ч.

Однако если вы не знаете, какой воздухообмен вам нужен для комфортного самочувствия, лучше придерживаться рекомендаций СНиП. Поскольку современные приточные установки позволяют регулировать производительность с пульта управления, вы сможете найти компромисс между комфортом и экономией уже в процессе эксплуатации системы вентиляции.

В жилых и офисных зданиях, где постоянно находятся люди, должны быть созданы комфортные условия для их работы и жизнедеятельности. Эти условия регламентируются государственными санитарными нормами и другими документами. Параметры и необходимое количество воздуха для жилых и административных зданий прописаны в соответствующих строительных нормативных документах. Чтобы произвести расчет вентиляции в помещении, следует руководствоваться этими документами.

Исходные данные для расчета воздухообмена

Цель расчета – определить, сколько чистого воздуха требуется подавать в каждое помещение и какое количество отработанного удалять из него. После этого выбирают способ организации воздухообмена и для холодного времени года рассчитывают тепловую мощность, которую нужно затратить для подогрева притока с улицы. Для начала нужно определить кратность обмена для каждой комнаты жилого дома.

Кратность обмена – число, показывающее сколько раз во всем объеме помещения полностью обновится воздух в течение 1 часа.

Значения величины кратности для кабинетов и комнат различного назначения прописаны в СНиП 31–01-2003, для удобства они приведены в Таблице 1 .

В СНиПе указаны расчетные значения расхода и кратности, но для топочных количество воздуха на горение необходимо уточнять по техническим характеристикам водогрейного котла.

Методы выполнения расчетов

Строительными нормами допускается производить расчет приточной вентиляции помещения несколькими способами:

  1. По кратности обмена, величина которой для каждого помещения закреплена нормами.
  2. По нормируемому удельному расходу воздушных масс на 1 м 2 комнаты.
  3. По удельному объему свежей воздушной смеси на 1 человека, находящегося в доме свыше 2 часов ежедневно.

В соответствии со СНиП 41–01-2003 «Вентиляция и кондиционирование» для жилых зданий применяется следующая формула расчета вентиляции по нормируемой кратности:

  • L – необходимое количество приточного воздуха, м 3 /ч;
  • V – объем кабинета или комнаты, м 3 ;
  • n – расчетная кратность воздухообмена (Табл. 1).

Объем каждой комнаты определяют обмерами ее габаритов либо, в случае строящегося дома, по чертежам, входящим в проект. Расход притока для некоторых помещений имеет определенное нормированное значение, например, в санузлах или постирочных. Тогда габариты определять не требуется, принимается фиксированная величина, указанная в Таблице 1. После просчета каждой комнаты результаты суммируются и получается общее количество приточного воздуха, необходимое для всего дома.

Определение притока по удельному расходу свежей воздушной смеси на каждого человека осуществляется таким методом:

В этой формуле:

  • L – то же, что в предыдущей формуле, м 3 /ч;
  • N – число людей, находящихся в здании более 2 часов в течение суток, чел;
  • m – удельное количество приточного воздуха на 1 человека, м 3 /ч (Табл.2).

Данный метод допускается применять не только для жилых, но и административных зданий, в офисах которых трудится много людей. В этом случае величина удельного расхода нормируется Приложением М СНиП 41–01-2003, что отражено в Таблице 2 .

Объем вытяжки из офиса для соблюдения баланса равен притоку, - 1200 м 3 /ч.

Если в пересчете на 1 жильца приходится менее 20 м 2 общей площади жилого дома, то производится расчет по площади помещения:

  • L – необходимая величина притока, м 3 /ч;
  • А – площадь кабинета или комнаты, м 2 ;
  • k – удельный расход чистого воздуха, подаваемого на 1 м 2 площади комнаты.

СНиП 41–01-2003 устанавливает значение k в размере 3 м 3 на 1 м 2 жилой площади. То есть, в спальню площадью 10 м 2 понадобится подавать как минимум 10 х 3 = 30 м 3 /ч свежей воздушной смеси.

Устройство общеобменной вентиляции в доме

После того как потребность в притоке и вытяжке для всех комнат дома вычислена одним из вышеописанных методов, следует выбрать тип общеобменной вентиляции: с естественным или механическим побуждением. Первый тип подойдет для квартир, небольших частных домов и офисов. Здесь главную роль будет играть естественная вытяжка, поскольку именно она создает разрежение внутри дома и побуждает воздушные массы перемещаться в свою сторону, затягивая свежие с улицы. В этом случае расчет естественной вентиляции помещения сводится к вычислению высоты вертикальной вытяжной шахты.

Пример вентиляции в жилом доме

Вычисления делают методом подбора, так как вертикальные вытяжные каналы изготавливают стандартных размеров и высоты. Приняв определенное значение высоты шахты, его подставляют в формулу:

р = h (ρ Н — ρ В)

  • h – высота канала, м;
  • ρ Н – плотность наружного воздуха, в среднем принимается равной 1.27 кг/м 3 при температуре +5ºС;
  • ρ В – плотность воздушной смеси, удаляемой из квартиры, принимается по ее температуре.

При движении воздушных масс в шахте возникает сопротивление трению о ее стенки, сила тяги должна его преодолевать. Расчет и проектирование вертикального канала заключаются в том, чтобы сила тяги в нем была несколько больше сопротивления трению и соблюдалось условие:

Н ≤ 0.9 р

  • р – гравитационное давление в канале, кгс/м 2 ;
  • Н – сопротивление вытяжной шахты, кгс/м 2 .

Величина Н вычисляется по следующей формуле:

В этой формуле:

  • R – потери давления на 1 м.п. шахты, является величиной справочной, кгс/м 2 ;
  • h – высота канала, м;

Подставляя в вышеприведенные формулы значения высоты вытяжной шахты, производят вычисления до тех пор, пока условие для функционирования тяги не будет соблюдаться.

Вентиляция с принудительным побуждением

При использовании в организации воздухообмена местных и централизованных вентиляционных установок самым важным показателем остается расход наружных воздушных масс для обеспечения необходимого притока в здание. Если в комнатах устанавливаются местные приточные агрегаты с очисткой и подогревом, то их общая производительность должна равняться объему притока в здание, рассчитанному ранее.

Воздухообмен в помещениях

При подборе производительности приточного агрегата надо учитывать, что не все комнаты располагаются у наружных стен. Установка будет обслуживать не только свой кабинет, но и смежный, расположенный в глубине дома.

Централизованные приточно-вытяжные установки лучше подбирать с помощью специалистов, так как потребуется выполнить достаточно сложный расчет вентиляционных систем. Установка может использовать тепло вытяжного воздуха, нагревая с его помощью уличный, здесь важно правильно подобрать теплообменник.

Обработанная воздушная смесь будет раздаваться в помещения через сеть воздуховодов, понадобится определить их параметры (диаметр, протяженность, потери давления). Это нужно для правильного выбора вентиляционного агрегата, который для устойчивой работы системы должен развивать необходимое давление для преодоления всех сопротивлений.

Заключение

Произвести расчет потребного объема приточного воздуха в помещении жилого или административного здания – не столь уж сложная задача. Это первый шаг к созданию комфортных условий для жизнедеятельности или работы людей. Зная необходимые расходы притока и вытяжки, можно сделать прикидку общей стоимости работ и оборудования для устройства общеобменной вентиляции. Дальнейшую разработку и внедрение предпочтительнее доверить специалистам.

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

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:

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

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):

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

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.

+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

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

Расчет системы естественной вентиляции с учетом приточных устройств

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).

3,2Па > 1,4Па+1,0(0,4)Па=2,4(1,8)Па

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

Требования к монтажу и эксплуатации естественной вентиляции подвала

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.

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 25..50мм, 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 10..15°С) теплый летний воздух (с температурой 20..25°С) охлаждается и еще больше повышает свою влажность, что приводит к выпадению конденсата на стенах подвала, росту плесени и т.п.

Заключение

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 выполнить работы по расчету и монтажу инженерных систем: отопления, водоснабжения, канализации, электрики, вентиляции и встроенного пылесоса, вы можете обратиться к нам в разделе КОНТАКТЫ . Мы проводим работы по монтажу инженерных систем в Минске и Минском районе.

troickkrymsk.ru