Естественная вентиляция скорость воздуха – Скорость воздуха при естественной вентиляции

alexxlab
22.12.2016
Комментарии: 0

Скорость воздуха в воздуховодах: СНиП, формула расчёта

Воздухопроводы приточных или вытяжных вентиляционных систем могут изготавливаться из разных материалов и быть различной конфигурации. При этом их габаритные размеры целиком зависят от двух других параметров, и формула расчета скорости воздуха хорошо отражает эту зависимость. Эти два параметра — расход воздуха, движущегося по каналу, и скорость его движения.

Схема устройства воздуховода.

Как правильно подобрать параметры воздушного канала?

Из трех параметров, принимающих участие в расчете, нормируется только один, это диаметр круглого воздуховода или габаритные размеры канала прямоугольного сечения. В Приложении Н СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование» представлена нормаль диаметров и размеров, которых следует придерживаться при разработке вентиляционных систем. Остальные два параметра (скорость и расход воздушных масс) не нормируются, потребности в количестве свежего воздуха для вентиляции могут быть разными, иногда и довольно большими, поэтому расход определяется отдельными требованиями и расчетами. Только в жилых зданиях, детских садах, школах и учреждениях здравоохранения для помещений различного назначения прописаны четкие нормы вытяжки и притока. Эти значения представлены в нормативной документации, касающейся этих видов зданий.

Схема правильной установки канального вентилятора.

Скорость движения воздушных масс в каналах не ограничивается и не нормируется, ее следует принимать по результатам расчета, руководствуясь соображениями экономической целесообразности. В справочной технической литературе существуют рекомендуемые величины скоростей, которые можно принимать при тех или иных конкретных условиях. Рекомендуемые значения скорости движения воздуха, в зависимости от назначения воздухопровода для вентиляционных систем с механическим побуждением, отражены в Таблице 1.

Таблица 1

При естественном побуждении рекомендуемая скорость движения потока в системе варьируется от 0,2 до 1 м/с, что также зависит от функционального назначения каждого воздухопровода. В некоторых вытяжных шахтах высотных домов или сооружений эта величина может достигать 2 м/с.

Вернуться к оглавлению

Порядок вычислений

Изначально формула расчета скорости воздушного потока в канале представлена в справочниках под редакцией И.Г. Староверова и Р.В. Щекина в следующем виде:

L = 3600 x F x ϑ, где:

• L — расход воздушных масс на данном участке трубопровода, м³/ч;
• F — площадь поперечного сечения канала, м²;
• ϑ — скорость воздушного потока на участке, м/с.

Таблица расчета вентиляции.

Для определения скорости потока формула принимает такой вид:

ϑ= L / 3600 x F

Именно по ней рассчитывается действительная скорость воздуха в канале. Это нужно делать как раз по причине нормируемых значений диаметра или размеров трубы по СНиП. Вначале принимается рекомендуемая скорость для того или иного назначения воздухопровода и просчитывается его сечение. Далее диаметр канала круглого сечения определяется обратным просчетом по формуле площади круга:

F = π x D2 / 4, здесь D — диаметр в метрах.

Размеры канала прямоугольного сечения находят подбором ширины и высоты, произведение которых даст площадь сечения, эквивалентного расчетному. После этих вычислений подбирают ближайшие по нормали размеры воздухопровода (обычно принимают тот, который больше) и в обратном порядке находят величину действительной скорости потока в будущем воздуховоде. Данная величина потребуется для определения динамического давления на стенки трубы и вычисления потерь давления на трение и в местных сопротивлениях вентиляционной системы.

Вернуться к оглавлению

Некоторые экономические аспекты подбора размеров воздухопровода

Таблица для расчета гидравлического диаметра воздуховода.

При расчете размеров и скорости воздуха в воздуховоде наблюдается такая зависимость: при увеличении последней диаметры каналов уменьшаются. Это дает свои преимущества:

1. Проложить трубопроводы меньших размеров гораздо проще, особенно если их нужно подвешивать на большой высоте или если условия монтажа весьма стесненные.
2. Стоимость каналов меньшего диаметра соответственно тоже меньше.
3. В больших и сложных системах, которые расходятся по всему зданию, прямо в каналы необходимо монтировать дополнительное оборудование (дроссельные заслонки, обратные и противопожарные клапаны). Размеры и диаметры этого оборудования также уменьшатся, и снизится их стоимость.
4. Прохождение перекрытий трубопроводами в производственном здании может стать настоящей проблемой, если его диаметр большой. Меньшие размеры позволят пройти так, как нужно.

Главный недостаток такого выбора заключается в большой мощности вентиляционного агрегата. Высокая скорость воздуха в малом объеме создает большое динамическое давление, сопротивление системы растет, и для ее работы требуется вентилятор высокого давления с мощным электродвигателем, что вызывает повышенный расход электрической энергии и, соответственно, высокие эксплуатационные затраты.

Другой путь — это снижение скорости воздушных потоков в воздуховодах. Тогда параметры вентиляционного агрегата становятся экономически приемлемыми, но возникает множество трудностей в монтаже и высокая стоимость материалов.

Схема организации воздухообмена при общеобменной вентиляции.

Проблемы прохождения большой трубой перегруженных оборудованием и инженерными сетями мест решается множеством поворотов и переходов на другие виды сечений (с круглого на прямоугольное или плоскоовальное). Проблему стоимости приходится решать единоразово.

Во времена СССР проектировщики, как правило, старались найти компромисс между этими двумя решениями. В настоящее время удорожания энергоносителей появилась тенденция к применению второго варианта. Собственники предпочитают единоразово решить финансовые вопросы и смонтировать более экономичную вентиляцию, чем потом в течение многих лет оплачивать высокие затраты электроэнергии. Применяется и универсальный вариант, при котором в магистральных воздухопроводах с большими расходами скорость потока увеличивают до 12-15 м/с, чтобы уменьшить их диаметры. Дальше по системе соблюдается скорость 5-6 м/с на ответвлениях, вследствие чего потери давления выравниваются. Вывод здесь однозначный: скорость движения воздушного потока в каналах играет немаловажную роль для экономики предприятия.

Вернуться к оглавлению

Значения параметров в различных видах воздушных каналов

В современных вентиляционных системах применяются установки, включающие в себя весь комплекс для подачи и обработки воздуха: очистка, нагревание, охлаждение, увлажнение, шумопоглощение. Эти установки называют центральными кондиционерами. Скорость потока внутри нее регламентируется заводом-производителем. Дело в том, что все элементы для обработки воздушных масс должны действовать в оптимальном режиме, чтобы обеспечить требуемые параметры воздуха. Поэтому производители изготавливают корпуса установок определенных размеров под заданный диапазон расходов воздуха, при которых все оборудование будет работать эффективно. Обычно значение скорости движения потока внутри центрального кондиционера лежит в пределах 1,5-3 м/с.

Вернуться к оглавлению

Каналы магистральные и ответвления

Схема магистрального воздуховода.

Следом наступает очередь главного магистрального воздуховода. Часто он имеет большую протяженность и проходит транзитом через несколько помещений, прежде чем начнет разветвляться. Рекомендуемая максимальная скорость 8 м/с в таких каналах может не соблюдаться, поскольку условия прокладки (особенно через перекрытия) могут существенно ограничивать пространство для его монтажа. Например, при расходе 35 000 м³/ч, что не редкость на предприятиях, и скорости 8 м/с диаметр трубы составит 1,25 м, а если ее увеличить до 13 м/с, то размер станет уже 1000 мм. Такое увеличение технически осуществимо, так как современные воздуховоды из оцинкованной стали, изготовленные спирально-навивным методом, имеют высокую жесткость и плотность. Это исключает их вибрацию на высоких скоростях. Уровень шума от такой работы достаточно низок, а на фоне звука от работающего оборудования может быть практически не слышен. В Таблице 2 представлены некоторые популярные диаметры магистральных воздухопроводов и их пропускная способность при разной скорости движения воздушных масс.

Таблица 2

Схема эжекционной системы вентиляции.

Боковые ответвления воздухопроводов разводят подачу или вытяжку воздушной смеси по отдельным помещениям. Как правило, на каждом из них устанавливается диафрагма либо дроссель — клапан для регулировки количества воздуха. Эти элементы обладают немалым местным сопротивлением, поэтому сохранять высокую скорость нецелесообразно. Однако ее значение тоже может выходить за границы рекомендуемого диапазона, поэтому в Таблице 3 отражена пропускная способность воздуховодов самых популярных диаметров для ответвлений при различных скоростях.

Таблица 3

Недалеко от места присоединения к магистрали в канале устраивают лючок, он нужен для замера скорости потока после монтажа и регулировки всей вентиляционной системы.

Вернуться к оглавлению

Каналы внутри помещений

Кратность воздухообмена вентиляции.

Распределяющие каналы присоединяют основное ответвление к устройствам подачи или вытяжки воздуха из помещения: решеткам, распределительным или всасывающим панелям, диффузорам и прочим раздающим элементам. Скорости в этих отводах можно сохранять как в основном ответвлении, если мощность вентиляционного агрегата это позволяет, а можно и снизить до рекомендуемых. В таблице 4 можно увидеть расходы воздуха при различных скоростях и диаметрах каналов.

Таблица 4

Скорости, рекомендуемые для вытяжных и приточных решеток, а также других воздухораспределяющих устройств, необходимо соблюдать.

Воздух на выходе из них или при всасывании встречает множество небольших преград и производит шум, превышать уровень которого недопустимо. Звук выходящего из решетки потока на большой скорости обязательно будет слышен. Еще один неприятный момент: сильная воздушная струя, попадая на людей, может привести к их заболеваниям.

Вентиляционные системы с естественным побуждением обычно применяются в жилых и общественных зданиях или же в административных корпусах промышленных предприятий. Это разного рода вытяжные шахты, находящиеся во внутренних перегородках помещений, или наружные вертикальные воздуховоды. Скорость движения воздушного потока в них невелика, редко достигает 2-3 м/с в тех случаях, когда шахта имеет значительную высоту и возникает хорошая тяга. Когда речь идет о небольших расходах (порядка 100-200 м³/ч), лучшего решения, чем естественная вытяжка, не найти. Ранее и по сей день в промышленных помещениях применяют крышные дефлекторы, работающие за счет ветровой нагрузки. Скорость воздуха в таких вытяжных устройствах зависит от силы ветрового потока и достигает 1-1,5 м/с.

Вернуться к оглавлению

Измерение параметров воздушного потока при наладке системы

После того как приточная или вытяжная вентиляционная система смонтирована, необходимо ее наладить. Для этого с помощью лючков на воздуховодах измеряют скорость движения потока на всех магистралях и ветках системы, после чего производят регулировку дроссель-клапанами либо воздушными заслонками. Именно скорость воздуха в каналах является определяющим параметром при наладке, через нее и диаметр высчитывают расход на каждом из участков. Приборы, которыми проводят данные замеры, называют анемометрами. Устройства бывают нескольких типов и работают по разным принципам, каждый тип предназначен для измерения определенного диапазона скоростей.

Типы вентиляций в частном доме.

1. Анемометры крыльчатого типа имеют небольшой вес, просты в обращении, но имеют некоторую погрешность измерений. Принцип работы — механический, диапазон измеряемых скоростей — от 0,2 до 5 м/с.
2. Приборы чашечного типа тоже являются механическими, но диапазон проверяемых скоростей у них шире, от 1 до 20 м/с.
3. Термоанемометры снимают показания не только скорости потока, но и его температуры. Принцип действия — электрический, от специального датчика, вносимого в воздушный поток, результаты выводятся на экран. Прибор работает от сети 220 В, времени на измерение требуется меньше, и погрешность у него невысокая. Существуют устройства, работающие от батареек, диапазоны проверяемых скоростей могут быть самые разные, в зависимости от типа прибора и завода-производителя.

Величина скорости движения воздушного потока, наряду с двумя другими параметрами, расходом и поперечным сечением канала, является одним из самых важных факторов работы вентиляционных систем любого назначения.

Этот параметр присутствует на всех этапах, начиная от расчета скорости воздуха в воздуховоде и заканчивая наладкой работы системы после ее монтажа и пуска.

1poclimaty.ru

Работа систем вытяжной естественной вентиляции в жилом доме г. Тюмени

Библиографическое описание:

Жилина Т. С., Вяткина С. Д., Вяткина Ю. С., Пересторонин В. С. Работа систем вытяжной естественной вентиляции в жилом доме г. Тюмени [Текст] // Технические науки в России и за рубежом: материалы VII Междунар. науч. конф. (г. Москва, ноябрь 2017 г.). — М.: Буки-Веди, 2017. — С. 106-111. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/286/13140/ (дата обращения: 28.05.2019).

От эффективности работы систем вентиляции зависит качество воздуха, которым дышит человек. Недооценка влияния воздухообмена на состояние воздушной среды в квартирах жилых домов приводит к существенному ухудшению самочувствия проживающих в них людей.

Согласно требованиям нормативной литературы [1] в многоэтажных жилых зданиях современной застройки вытяжка из помещений санузлов (ванных комнат) должна происходить посредством естественной тяги, возникающей внутри вертикальной шахты, выходящей над кровлей. Свежий воздух, попадая в комнаты через окна, под воздействием тяги в шахте, устремляется к ее выходу на кухне или в санузле (ванной) через вытяжные вентиляционные каналы (расположенные в несущих стенах или пристроенные). Он проходит через всю квартиру, постепенно загрязняясь, после чего удаляется наружу через вентканалы. Таким образом, обеспечивается воздухообмен во всем объеме квартиры.

Если в каком-либо месте перекрыть путь этому воздушному потоку, то обновление воздуха в квартире прекратится.

Расчет естественной вентиляции и выбор сечения каналов проводится в соответствии с действующими нормативными документами для температуры наружного воздуха плюс 5 °С и температуры внутри помещения плюс 20–22 °С. Именно при таких показателях воздухообмен соответствует санитарным нормам.

При строительстве подавляющего числа многоквартирных жилых домов придерживаются традиционной схемы приточно-вытяжной вентиляции с естественным побуждением воздуха, требующих наименьших капитальных и эксплуатационных затрат. В то же время современная нормативная база в области расчетных параметров микроклимата помещений жилых зданий регламентирует поддержание постоянных значений воздухообмена в течение всего периода эксплуатации.

В данной статье авторами проводится исследование работы систем естественной вентиляции в жилом многоэтажном здании, расположенном в г. Тюмени.

Обследуемое 16-этажное здание с теплым чердаком, вентиляционные каналы на кухне и в ванной комнате — пристроенные, обшиты гипсокартоном. Поэтажные отводы систем естественной вентиляции выполнены на каждом этаже. Окна пластиковые. На кровле здания расположены утепленные вытяжные вентиляционные шахты.

Исследования параметров работы систем естественной вентиляции были проведены в марте 2017 г. Замеры скорости движения воздуха, температуры воздуха проводились в квартирах на 11, 13, 15 этажах в ванных комнатах и в вытяжной вентиляционной шахте здания при температуре наружного воздуха минус 10⁰С в безветренную погоду.

При определении наличия перемещения воздушных потоков в каналах системы естественной вентиляции применен цифровой анемометр — термометр TESTO 480.

Размеры сечения вентиляционного канала-спутника — 100х100 мм (рисунок 1).

Рис. 1. Точки замеров параметров воздуха в сечении вентиляционного канала

Произведены замеры параметров воздушного потока в следующих условиях:

1. при закрытых окнах; оконные клапаны не установлены:

Таблица 1

Замеры параметров вытяжного воздуха в вентиляционном канале квартиры на 11 этаже

Скорость движения воздуха на выходе из решетки на 11 этаже — в диапазоне от 0,05 до 0,70 м/с (средняя скорость — 0,44 м/с).

Таблица 2

Замеры параметров вытяжного воздуха ввентиляционном канале квартиры на 13 этаже

Скорость движения воздуха на выходе из решетки на 13 этаже — в диапазоне от 0,16 до 0,69 м/с (средняя скорость — 0,49 м/с).

Таблица 3

Замеры параметров вытяжного воздуха ввентиляционном канале квартиры на 15 этаже

Скорость движения воздуха на выходе из решетки на 15 этаже — в диапазоне от 0,10 до 0,40 м/с (средняя скорость — 0,27 м/с).

Таблица 4

Замеры параметров воздуха на выходе из вытяжной вентиляционной шахты

Скорость движения воздуха на выходе из вытяжной вентиляционной шахты на кровле здания — в диапазоне от 0,87до 1,01 м/с (средняя скорость — 0,95 м/с).

2. при закрытых окнах; оконные клапаны установлены:

Таблица 5

Замеры параметров вытяжного воздуха в вентиляционном канале квартиры на 11 этаже

Скорость движения воздуха на выходе из решетки на 11 этаже — в диапазоне от 0,6 до 0,1,08 м/с (средняя скорость — 0,80 м/с).

Таблица 6

Замеры параметров вытяжного воздуха ввентиляционном канале квартиры на 13 этаже

Скорость движения воздуха на выходе из решетки на 13 этаже — в диапазоне от 0,6 до 0,88 м/с (средняя скорость — 0,77 м/с).

Таблица 7

Замеры параметров вытяжного воздуха ввентиляционном канале квартиры на 15 этаже

Скорость движения воздуха на выходе из решетки на 15 этаже — в диапазоне от 0,89 до 1,07 м/с (средняя скорость — 0,93 м/с).

Таблица 8

Замеры параметров воздуха на выходе из вытяжной вентиляционной шахты

Скорость движения воздуха на выходе из вентиляционной шахты — в диапазоне от 0,87 до 1,50 м/с (средняя скорость — 1,23 м/с).

Результаты проведенных экспериментов 1 свидетельствуют о том, что система естественной вентиляции, удаляющая воздух из помещений ванных комнат, при закрытых окнах в комнатах без установки оконных клапанов практически не удаляет воздух из обслуживаемых помещений. В свою очередь, из результатов экспериментов 2 видно, что система естественной вентиляции при закрытых окнах в комнатах с установленными оконными клапанами работает на вытяжку в проектном режиме

Полученные результаты замеров были сопоставлены с действующими нормативными документами в области строительства многоэтажных зданий [3].

Таблица 9

Рекомендуемые скорости движения воздуха ввоздуховодах иканалах систем естественной вентиляции

* принято по данным [6];

** Принято по данным [5].

Допустимая скорость движения воздуха в каналах верхнего этажа — 0,5…0,8 м/с, в каналах нижнего этажа и сборных каналах верхнего этажа 1,0 м/с [6];

Для организации притока в оконных блоках должны предусматриваться форточки или открывающиеся фрамуги, подающие воздух в верхнюю зону помещения.

Согласно [4] можно порекомендовать:

– установить приточные устройства — оконные регулирующие клапаны. Принцип работы подобных клапанов построен на законах физики о расширении твердых металлов за счет температурных изменений;

– рекомендуется выполнять приточные устройства в виде горизонтальной щели шириной 15 мм в верхней части оконной коробки с клапаном на нижнем подвесе. При этом поток наружного воздуха с помощью клапана и под действием конвективного потока от отопительного прибора под окном отклоняется на потолок помещения, опускаясь в зону обитания, как правило, на некотором расстоянии от окна, с параметрами, близкими к параметрам внутреннего воздуха. Длина приточного устройства на 200 мм меньше длины оконного блока (по 100 мм с каждой стороны). Приточные устройства должны давать возможность регулирования расхода приточного воздуха.

Таким образом, для обеспечения устойчивого функционирования систем естественной вентиляции жилых многоквартирных зданий необходимо:

– обязательное применение приточных устройств, обеспечивающих регулируемый приток свежего воздуха в помещения квартир;

– проведение на стадии проектирования систем вентиляции увязки вытяжных каналов с приточными вентиляционными устройствами и между собой.

Литература:

1. СП 54.13330.2011 Актуализированная редакция СНиП 31–01–2003 Здания жилые многоквартирные. — М., Минрегион России, 2011, 42 с.

2. Вяткина Ю. С. Исследование работы систем естественной вентиляции в жилом здании / Ю. С. Вяткина, С. Д. Вяткина, Т. С. Жилина // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы архитектуры, строительства, экологии и энергосбережения в условиях Западной Сибири». — Тюмень: РИО ТюмГАСУ, 2015, с. 152–157.

3. СТО НОСТРОЙ 34–2012 Устройство систем теплоснабжения, отопления, вентиляции, кондиционирования и холодоснабжения, 2011.

4. ТР АВОК 5.2–2012. Технические рекомендации по организации воздухообмена в квартирах жилых зданий [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://pro.tion.ru/wp-content/uploads/2014/09/H-НП-АВОК-5.2–2012

5. Ливчак В. И. Решения по вентиляции многоэтажных жилых зданий (из опыта Германии, Франции, Финляндии и Москвы) / В. И. Ливчак // АВОК. — 1999. — № 6, c. 24–31.

6. Малахов М. А. Системы естественно-механической вентиляции в жилых зданиях с теплыми чердаками / М. А. Малахов // АВОК. — 2006. — № 7. с. 8–19.

Основные термины (генерируются автоматически): скорость движения воздуха, температура воздуха, естественная вентиляция, замер параметров, вытяжной воздух, этаж, канал квартиры, выход, вытяжная вентиляционная шахта, наружный воздух.

Похожие статьи

Влияние работы систем естественной вентиляции на…

скорость движения воздуха, температура воздуха, естественная вентиляция, замер параметров, вытяжной воздух, этаж, канал квартиры, выход, вытяжная вентиляционная шахта, наружный воздух.

Анализ систем перемешивающей и вытесняющей вентиляции…

скорость движения воздуха, температура воздуха, естественная вентиляция, замер параметров, вытяжной воздух, этаж, канал квартиры, выход, вытяжная вентиляционная шахта, наружный воздух.

Анализ эффективности естественного воздухообмена…

скорость движения воздуха, температура воздуха, естественная вентиляция, замер параметров, вытяжной воздух, этаж, канал квартиры, выход, вытяжная вентиляционная шахта, наружный воздух.

Эффективное осушение воздуха помещений бассейнов

скорость движения воздуха, температура воздуха, естественная вентиляция, замер параметров, вытяжной воздух, этаж, канал квартиры, выход, вытяжная вентиляционная шахта, наружный воздух.

Вентиляционные системы, применяемые на судах

скорость движения воздуха, температура воздуха, естественная вентиляция, замер параметров, вытяжной воздух, этаж, канал квартиры, выход, вытяжная вентиляционная шахта, наружный воздух.

О возможности использования тепловой депрессии, возникающей…

скорость движения воздуха, температура воздуха, естественная вентиляция, замер параметров, вытяжной воздух, этаж, канал квартиры, выход, вытяжная вентиляционная шахта, наружный воздух.

Расчет средней плотности воздуха в стволах при нагнетательном…

скорость движения воздуха, температура воздуха, естественная вентиляция, замер параметров, вытяжной воздух, этаж, канал квартиры, выход, вытяжная вентиляционная шахта, наружный воздух.

О методах определения потери и подсосов воздуха…

Опыт наладки вентиляционных систем показывает, что предусматриваемое СНиП 2.04.05-97 увеличение производительности вентиляторов на 10 или 15% для компенсации подсоса воздуха в вытяжных и потерь воздуха в приточных системах не всегда обеспечивает достижение…

Нормализация температурно-влажностного режима холодных…

‒ температуру наружного воздуха; ‒ температуру в чердачном пространстве

Таким образом, температурно-влажностный режим чердачных помещений оказывает огромное влияние как внутри здания и квартир верхних этажей, так и в подъезде в целом.

moluch.ru

Естественная вентиляция

Естественная вентиляция – это система вентиляции, не имеющая принудительной движущей воздух силы (вентилятора). Движение воздуха в естественной системе вентиляции осуществляется за счет естественных сил (перепада давления).

Проветривание помещений

К естественной вентиляции, например, относится осуществляемое вручную проветривание помещений: при открытии окон в двух комнатах без использования вентиляторов начинается движение воздуха, вызванное тем, что атмосферное давление на улице возле одного окна несколько выше, чем возле другого. Как следствие, наружный воздух попадает в квартиру через первое окно и движется ко второму.

Кстати, именно такую схему воздухообмена в квартирах рекомендует СНиП 2.08.01-89 „Жилые здания“: наружный воздух поступает через открытые форточки жилых комнат и удаляется через вытяжные решетки, установленные в кухнях, ванных комнатах и туалетах.

Воздухообмен квартиры не должен быть ниже:

• суммарной нормы вытяжки из туалетов, ванных комнат и кухни:
  • от кухонной электроплиты объем вытяжки должен составлять 60 м ³ /ч
  • от кухонной газовой плиты — 90 м ³ /ч
  • из совмещенного (душ + унитаз) санузла в квартире — 50 м ³ /ч
• нормы притока, равной 3 м ³ /ч на каждый квадратный метр жилой площади

Применение естественной вентиляции

Естественная вентиляция предусматривается для вспомогательных помещений (склады, санузлы, кухни в жилых зданиях и т.д.).

На системах естественной вентиляции вентиляторы не устанавливаются, удаление воздуха происходит за счет перепада давления между воздухозаборной решеткой и верхней точкой шахты. На шахтах таких систем устанавливается либо зонт, либо дефлектор, который увеличивает тягу в шахте.

Расчет естественной вентиляции

Движение воздуха при естественной вентиляции обеспечивается перепадом давления. Давление, принуждающее перемещаться воздух, определяется по следующей формуле:

• ρ _н — плотность наружного воздуха, кг/м ³ ;
• ρ _вн — плотность воздуха внутри помещения, кг/м ³ ;
• h — расстояние oт центра приточного проема до центра вытяжного пo вертикали, м;
• g — ускорение свобoдного падения, равное 9,81 м/с ².

Расчет естественной вентиляции сводится к определению живого сечения воздуховодов (воздушных каналов). Условием расчета является равенство давления, принуждающего перемещаться воздух, и аэродинамического сопротивления воздуховодов.

Сопротивление воздуховодов определяется по формуле:

р = R*l + Z,

• R — удельная потеря давления пo длине участка из-за трения, Па/м;
• l — длина участка, м;
• Z — потери в местных сопротивлениях, Па.

Величины R и Z зависят от вида воздуховодов или воздушных каналов, их сечения и геометрической формы вытяжного канала (повороты, сужения, расширения и др.). Эти величины выбираются по таблицам в зависимости от скорости движения воздуха. В свою очередь скорость движения воздуха определяется по формуле:

V = G / (S * 3600),

где:

• G – расход вытяжного воздуха, м ³ /ч;
• S – площадь вытяжного канала, м ² ;

Целью расчета является либо определение расхода воздуха, который будет вытягиваться через имеющиеся каналы, либо определение конфигурации вытяжных каналов и высоты подъёма вытяжной шахты для обеспечения требуемого расхода воздуха.

www.informteh.ru

Расчет естественной вентиляции

infopedia.su

правильный расчет допустимого объёма воздушных масс, санитарные нормы

Режим микроклимата в любом помещении влияет на работоспособность и самочувствие людей в целом. Для того чтобы определить, каким должен быть состав воздуха, необходимо обратиться к утверждённым законодательным нормам, которые и регулируют этот вопрос. Скорость воздуха в воздуховоде при этом играет ключевую роль для обеспечения такого микроклимата.

Необходимость качественной вентиляции

Сначала необходимо определить, почему важно обеспечить попадание воздуха в помещение через вентиляционные каналы.

Согласно строительным и гигиеническим нормам, каждый промышленный или частный объект должен иметь качественную систему вентиляции. Главной задачей такой системы является обеспечение оптимального микроклимата, температуры воздуха и уровня влажности, чтобы человек при работе или отдыхе мог себя чувствовать комфортно. Это возможно только тогда, когда воздух не является слишком тёплым, переполненным различными загрязнителями и имеет довольно высокий уровень влаги.

Некачественная вентиляция способствует появлению инфекционных заболеваний и патологий дыхательных путей. Кроме этого, быстрее портятся продукты питания. Если воздух имеет очень большой процент влаги, то на стенах может образоваться грибок, который может в последующем перейти на мебель.

Свежий воздух может попасть в помещение разными способами, но основным его источником всё же является качественно вмонтированная система вентиляции. При этом в каждом отдельном помещении она должна просчитываться под его конструктивные особенности, состав воздуха и объём.

Стоит отметить, что для частного дома или квартиры небольших размеров будет достаточно установить шахты с естественной циркуляцией воздуха. Для больших коттеджей или производственных цехов нужно монтировать дополнительное оборудование, вентиляторы для принудительной циркуляции воздушных масс.

При планировке здания любого предприятия, цехов или общественных учреждений больших размеров необходимо следовать таким правилам:

• в каждой комнате или помещении необходима качественная система вентиляции;
• состав воздуха должен отвечать всем установленным нормам;
• на предприятиях следует устанавливать дополнительное оборудование, с помощью которого можно регулировать скорость обмена воздуха, а в целях частного использования — менее мощные вентиляторы, если естественная вентиляция не справляется;
• в разных помещениях (кухня, санузел, спальня) требуется монтировать разные типы систем вентиляции.

Для того чтобы вентиляция соответствовала таким требованиям, нужно сделать необходимые расчёты. Кроме этого, важно правильно подобрать оборудование — устройства для подачи и отвода воздуха.

Также следует проектировать систему таким образом, чтобы воздух был чистым в том месте, где он будет забираться. В противном случае в вентиляционные шахты и затем в комнаты может попадать загрязнённый воздух.

Во время составления проекта вентиляции, после того как необходимый объём воздуха рассчитан, проделываются отметки, где должны находиться вентиляционные шахты, кондиционеры, воздуховоды и прочие комплектующие. Это относится как к частным коттеджам, так и к многоэтажным домам.

От размеров шахт будет зависеть эффективность работы вентиляции в целом. Необходимые к соблюдению правила по требуемому объёму указаны в санитарной документации и нормах СНиП. Скорость воздуха в воздуховоде в них также предоставлена.

Санитарные нормы

Санитарные нормы

Скорость движения воздуха в воздуховодах непосредственно зависит от таких не менее важных показателей, как уровень шума и вибрации. Воздух, который проходит по каналам, с увеличением количества различных изгибов шахты и поворотов пропорционально увеличивает количество издаваемого шума и вибрации от движения.

По мере уменьшения сопротивления будет снижаться давление в вентиляционной системе и, конечно же, скорость движения кислорода. Для того чтобы понять общие правила выбора оборудования и его правильного расчёта, нужно узнать нормы основных факторов, которые влияют на выбор.

Уровень шума

Нормы, которые можно найти в СНиПах по этому вопросу, касаются всех видов жилых помещений: многоквартирных и частных домов, производственных и общественных зданий.

Согласно таким нормам, необходимо не превышать максимально допустимый уровень шума в следующих помещениях:

• палаты, больницы, санатории — днём до 50 Дб, а ночью до 40 Дб;
• учебные кабинеты — до 55 Дб;
• жилые квартиры — до 55 Дб днём и до 45 Дб ночью;
• в зданиях, которые прилегают к больницам и санаториям — днём до 60 Дб, ночью до 50 Дб;
• территории, которые прилегают к жилым зданиям — днём до 70 Дб, а ночью до 60 Дб;
• непосредственно возле здания школы — до 70 Дб.

Одной из причин увеличения уровня шумов в доме и, соответственно, превышения допустимых норм является неправильно сформированная сеть воздуховодов.

Показатель вибрации

Так же, как и уровень шума, вибрация напрямую влияет на скорость движения кислорода в шахтах. При этом такой показатель зависит от множества факторов. К ним можно отнести качество прокладок (их функция заключается в снижении уровня вибрации), размер воздуховода, скорость кислорода (который движется по каналам), материал для изготовления шахт и прочие нюансы.

Что касается цифр, то уровень вибрации должен быть в пределах 109—115 Дб. Если при проверке эти показатели будут превышены, то необходимо исправлять технические недочёты, допущенные при проектировании, или заменить вентилятор, который работает очень громко.

Скорость потока воздуха в вентиляции по нормам СНиП не должна влиять на увеличение таких показателей, как излишний шум или вибрация.

Кратность воздухообмена

Очищение воздуха в помещении происходит благодаря системе вентиляции. Этот процесс может быть как естественным, так и принудительным. В первом варианте вентиляция происходит в первую очередь через оборудованную систему шахт без вмонтированного дополнительного оборудования. К этому можно отнести постоянное открывание и закрывание дверей, окон, форточек и просто все щели в помещении.

Нужно понимать, что за определённое количество времени воздух в комнате должен несколько раз меняться, чтобы оставаться постоянно очищенным в пределах норм. Число смен воздуха за день — это кратность. Этот показатель также очень важный для определения скорости воздуха в воздуховодах.

Кратность можно вычислить по такой формуле: N=V/W.

Значения в формуле можно подставлять следующие:

• N — кратность воздуха за 1 час.
• V — объём кислорода, попадающего с улицы в комнату за 1 час.
• W — объём помещения.

Если нормы не будут соблюдены, это чревато последствиями — будет увеличиваться уровень шума, вибрации и т. п. Кроме этого, в помещении не будет достаточно свежего воздуха.

Также это может привести к следующей ситуации:

1. Показатель завышен. Такой вариант возникает, когда скорость воздуха в шахтах превышает норму. Последствия — неправильный температурный режим в помещении. Оно просто не будет успевать прогреваться. Если воздух очень сухой, то это будет провоцировать различные болезни дыхательных путей, кожи и т. п.
2. Показатель занижен. При возникновении такой ситуации свежий воздух не поступает в помещение в достаточном количестве, поэтому уровень загрязнения довольно высок. В кислороде присутствует большая концентрация вредных веществ, бактерий, болезнетворных организмов, опасных газов. Количество кислорода уменьшается, а углекислого газа — увеличивается. Кроме этого, может наблюдаться повышенный уровень влажности, что чревато появлением плесени.

Для того чтобы такой показатель, как кратность, отвечал всем санитарным нормам, необходимо проверить его. Если он не соответствует общим требованиям, то требуется заменить отвечающее за это оборудование — вентиляторы или другие нагнетающие приборы для механического удаления неприятных запахов. При необходимости меняется и система шахт полностью.

Рекомендованная скорость

Определив максимальную скорость воздуха в воздуховоде, можно получить качественный результат. При составлении проекта необходимо для каждого помещения высчитывать нормы вентиляции отдельно. К примеру, на производстве — это цеха, в жилых многоэтажках — квартиры, а в частных коттеджах — поэтажные блоки.

Перед тем как устанавливать систему вентиляции, следует определиться с ключевыми элементами и зафиксировать их местонахождение. Нужно знать, какие маршруты будут проложены, систему магистралей и её размеры, форму вентиляционных шахт и их габариты.

Движение воздушных потоков внутри жилых и производственных зданий является очень сложным, поэтому ими занимаются только специалисты с соответствующим опытом работы.

Согласно общепринятым нормам, внутри помещения скорость воздуха не должна превышать показателя 0,3 метра за секунду. В качестве исключения из правила могут выступать ремонтные или другие строительные работы, при которых максимальный показатель может увеличиваться максимум на 30%.

Стоит отметить, что в больших производственных цехах должна работать система вентиляции, состоящая из двух шахт, а не одной, как это допустимо в квартирах или частных домах. В связи с этим скорость каждого из воздуховодов должна составлять 50% от необходимого максимума для каждой шахты.

Бывают форс-мажорные обстоятельства, кода необходимо полностью закрыть вентиляционные шахты или уменьшить количество вытекаемого воздуха за единицу времени. При этом сделать это нужно оперативно. К примеру, в случае возникновения пожара вентиляцию требуется перекрыть до минимального уровня в целях предотвращения распространения огня по другим помещениям здания. Для этого дополнительно в систему монтируются клапаны и отсекатели.

Правильный выбор

Правильный выбор

Кроме расчёта скорости в воздуховоде, необходимо правильно выбрать сам материал для монтажа шахт. Если все расчёты сделаны, следует выбрать диаметр круглых труб или сечение квадратных для создания системы вентиляции. Кроме этого, не помешает приобрести и металлические решётки во избежание попадания твёрдых частей в каналы.

Также можно предварительно купить вентилятор для нагнетания воздуха и определить, какую скорость и давление он создаёт. Зная такие показатели, как скорость воздуха и необходимое количество для определённой комнаты, можно определить, какого сечения должны быть вентиляционные шахты. Для этих целей используется формула S = L/3600*V.

Определив такой результат, можно подсчитать и диаметр труб по формуле D = 1000*√(4*S/π), где

• D — диаметр воздуховода.
• S — внутренний объём шахт.
• n — число «пи» равно 3.14.

• D — диаметр воздуховода.
• S — внутренний объём шахт.
• n — число «пи» равно 3.14.

Полученные результаты сопоставляют с нормами СНиП и по этим параметрам выбирают сечения труб, самые близкие к полученному результату.

Стоит отметить, что для таких расчётов необязательно пользоваться формулами или таблицами СНиП. Сегодня существует достаточно много онлайн-калькуляторов, с помощью которых очень просто просчитать расход приточного кислорода, скорости, давления и других показателей, просто введя исходные данные.

Таким образом, скорость в вентиляционных шахтах играет важную роль для обеспечения поступления воздуха в помещение, а также дымоудаления и выкачки из комнаты других вредных веществ.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

sarstroyka.ru

Расчет системы вентиляции

Под вентиляцией понимают организацию воздухообмена для обеспечения заданных условий, согласно требованиям санитарных норм или технологических требований в каком-нибудь конкретном помещении.

Существует ряд основных показателей, которые определяют качество окружающего нас воздуха. Это:

• наличие в нем кислорода и углекислого газа,
• присутствие пыли и других веществ,
• неприятный запах,
• влажность и температура воздуха.

Привести все эти показатели в удовлетворительное состояние может только правильно рассчитанная система вентиляции. Причем любая схема вентиляции предусматривает как удаление отработанного, так и подачу свежего воздуха, обеспечивая, таким образом, воздухообмен в помещении. Чтобы приступить к расчету такой системы вентиляции, необходимо, прежде всего, определить:

1. Тот объем воздуха, который нужно удалить из помещения, руководствуясь данными о нормах воздухообмена для различных помещений.

Нормируемая кратность воздухообмена.

Зная эти нормы легко рассчитать количество удаляемого воздуха.

L=V_пом×Кр (м³/ч)
L – количество удаляемого воздуха, м³/ч
V_пом – объем помещения, м³
Кр – кратность воздухообмена

Не вдаваясь в детали, т. к. здесь я веду разговор об упрощенной вентиляции, которой, кстати, нет даже во многих солидных заведениях скажу, что кроме кратности нужно еще учесть:

• сколько людей в помещении,
• сколько выделяется влаги и тепла,
• количество выделяющегося CO2 по допустимой концентрации.

Но для расчета несложной системы вентиляции достаточно знать минимально необходимый воздухообмен для данного помещения.

2. Определив необходимый воздухообмен, нужно рассчитать вентиляционные каналы. В основном вент. каналы рассчитывают по допустимой скорости движения в нем воздуха:

V=L/3600×F
V – скорость движения воздуха, м/с
L – расход воздуха, м³/ч
F – площадь сечения вентиляционных каналов, м²

Любые вент. каналы имеют сопротивление движению воздуха. Чем выше скорость потока воздуха, тем больше сопротивление. Это, в свою очередь, приводит к потери давления, которое создает вентилятор. Тем самым, уменьшая его производительность. Поэтому существует допустимая скорость движения воздуха в вентиляционном канале, которая учитывает экономическую целесообразность или т. н. разумный баланс между размерами воздуховодов и мощностью вентиляторов.

Допустимая скорость движения воздуха в вентиляционных каналах.

Кроме потерь вместе со скоростью также увеличивается и шум. Придерживаясь рекомендуемых значений, уровень шума при движении воздуха будет в пределах нормы. При проектировании воздуховодов их площадь сечения должна быть такой, чтобы скорость движения воздуха по всей длине воздуховода была примерно одинаковой. Так как количество воздуха по всей длине воздуховода неодинаково, площадь его сечения должна увеличиваться вместе с увеличением количества воздуха, т. е., чем ближе к вентилятору, тем больше площадь сечение воздуховода, если мы говорим от вытяжной вентиляции.

Таким образом, можно обеспечить относительно одинаковую скорость воздуха по всей длине воздуховода.

Участок А. S=0,032м², скорость воздуха V = 400 / 3600 х 0,032 = 3,5 м/с
Участок В. S=0,049м², скорость воздуха V = 800 / 3600 х 0,049 = 4,5 м/с
Участок C. S=0,078м², скорость воздуха V = 1400 / 3600 х 0,078 = 5,0 м/с

3. Теперь осталось выбрать вентилятор. Любая система воздуховодов создает потерю давления, которое создает вентилятор, и как следствие уменьшает его производительность. Для определения потери давления в воздуховоде пользуются соответствующим графиком.

Для участка А при его длине 10м потери давления составят 2Па х 10м = 20Па

Для участка В при его длине 10м потери давления составят 2,3Па х 10м = 23Па

Для участка С при его длине 20м потери давления составят 2Па х 20м = 40Па

Сопротивление потолочных диффузоров может составить около 30Па, если выбрать серию ПФ (ВЕНТС). Но в нашем случае лучше использовать решетки с большей площадью живого сечения, например серию ДП (ВЕНТС).

Таким образом, общая потеря давления в воздуховоде будет около 113Па. Если требуется установить обратный клапан и шумоглушитель, потери будут еще выше. Выбирая вентилятор это нужно учесть. Для нашей системы подойдет вентилятор ВЕНТС ВКМц 315. Его производительность 1540 м³/ч., а, при сопротивлении сети 113Па, его производительность уменьшиться до 1400 м³/ч, согласно его техническим характеристикам.

Вот, в принципе, самый простой метод расчета несложной вентиляционной системы. В остальных случаях обращайтесь к специалистам. Мы всегда готовы сделать расчет для любой системы вентиляции и кондиционирования, и предложить широкий выбор качественного оборудования.

profclimat.md

принцип работы и преимущества в использовании

Среди существующих типов систем естественная вентиляция наиболее доступна с финансовой точки зрения. При строительстве любого здания всегда присутствуют неплотности в проёмах окон, дверей, при укладке строительного материала, что способствует проникновению воздуха внутрь помещения. Его вытяжка обеспечивается воздействием внешних факторов, а также взаимодействием воздушной среды снаружи и внутри посещения.

Назначение и преимущества

Естественная вентиляция представляет собой систему, которая исключает использование любых устройств, принудительно побуждающих к движению воздушные потоки. Как правило, это вентиляторы любой мощности.

Циркуляция воздуха осуществляется лишь посредством проникновения воздуха через открытые окна, двери, форточки. Также воздух проникает сквозь всевозможные щели.

Применяется вентиляция с естественным побуждением в любом строении. И лишь, если данный тип системы не справляется с обслуживанием помещения, может быть задействовано одно или несколько устройств, задачей которых является нагнетание воздуха и ускорение его вытяжки. В каждом из видов: естественная и механическая вентиляция, есть свои особенности, но первый из указанных имеет ряд ощутимых преимуществ:

• простота обустройства;
• отсутствие крупных финансовых затрат;
• при правильно составленном проекте система естественной вентиляции может быть весьма эффективна;
• монтаж воздуховодов легко выполняется самостоятельно, без привлечения профессионалов.

Основные виды естественной вентиляции:

1. Самопроизвольная (неорганизованная). В этом случае воздух поступает и удаляется из помещения исключительно за счёт естественных условий (разница давлений, температур, а также скорость ветра).
2. Организованная. Обеспечивается посредством обустройства специальных отверстий, располагающихся на разной высоте и имеющих различную площадь. В зависимости от данных параметров, а также от того, как регулируется подача воздуха, различают несколько подвидов системы:

• ярусная;
• аэрация;
• гравитационная.

Когда проектируется естественная вентиляция принцип работы играет первостепенную роль, так как циркуляция в помещении зависит исключительно от того, насколько верным был расчёт. При малейших ошибках воздухообмен может быть недостаточным, что приведёт к ряду негативных последствий, включая образование застоя воздуха, увеличение уровня влажности, образование грибка и плесени.

Особенности обустройства

В каждом из видов объектов циркуляция воздуха происходит с учётом различных особенностей строения. Так, естественная вентиляция в частном доме обеспечивается помимо специально для этого предусмотренных отверстий (форточки в окнах, щели под дверью) также посредством основного строительного материала, из которого строился дом.

Дерево, будь то брус или доски, способно «дышать», то есть воздух проникает в помещение через поры данного материала. Каркасный материал и кирпич лишены этого свойства, а значит, естественная вентиляция дома рассчитана только на достаточную пропускную способность форточек и щелей в окнах.

Внутри жилого помещения воздушные потоки циркулируют благодаря щелям под дверью между комнатами. Вытяжная система сконцентрирована вблизи помещений специального назначения, так как в них ощутимо увеличиваются значения всех параметров воздушной среды. В жилом помещении – это кухня и санузел. По такому же принципу обустраивается и естественная вентиляция в многоэтажном доме. С одним лишь отличием: имеется общая для всех квартир центральная магистраль, от которой расходятся ответвления. Именно данные каналы подводятся к кухням и санузлам всех квартир.

Составление проекта

Одним из первых шагов является расчет естественной вентиляции. Прежде всего, необходимо вычислить производительность будущей системы. Для этого определяется достаточное значение воздухообмена и его кратность. Существуют нормативные документы, в которых оговаривается, каким должен быть воздухообмен в помещении, чтобы удовлетворять потребность одного человека в кислороде за один час времени. Данное значение составляет 60 м3/ч. Определить достаточный воздухообмен в помещении можно, умножив количество человек, которые проживают в доме, на нормированное значение воздухообмена.

Определить количество смен объема воздуха в помещении можно, если умножить нормированную кратность воздухообмена на объем комнаты. Расчеты производятся для каждого помещения, а результаты суммируются. После того, как основные расчеты были произведены, составляется схема естественной вентиляции, которая основывается на физических свойствах воздуха при различных температурах. Так, воздушный поток, попадая в помещение, изначально более прохладный, а значит, проходит по низу помещения. Нагреваясь, он поднимается к потолку. Именно там обычно устанавливаются вытяжные решётки.

Соответственно, если обустраиваются дополнительные отверстия с контролируемым клапаном подачи воздуха, то делается это ближе к полу. А все воздуховоды располагаются вверху. Выполняя аэродинамический расчет системы естественной вентиляции, необходимо получить значения давлений на концах воздуховодов, а также просчитать среднюю скорость движения ветра. В действительности значение последнего из указанных параметров будет несколько ниже из-за того, что форма сечения воздуховода и уровень шероховатости его стенок несколько замедляют скорость продвижения воздушных потоков.

Проектирование естественной вентиляции включает в себя также расчёт сечения вентиляционных каналов. Ввиду того, что циркуляция воздушных потоков осуществляется под воздействием внешних факторов, то для обеспечения достаточной тяги требуется на порядок большая площадь сечения воздуховодов, чем для организации принудительной вентиляции.

Также следует знать, что скорость перемещения воздуха по вентиляционным каналам зависит и от их длины. Поэтому организация естественной циркуляции на чердаке не всегда оправданна.

Нередко для усиления тяги прибегают к использованию устройств механического действия — дефлекторов. Они просты по конструкции и устанавливаются на выходе воздуховодов. Благодаря особенностям механизма дефлекторы способны разряжать воздух в радиусе своего действия, что ощутимо увеличивает скорость движения воздушных потоков. Важной особенностью при составлении проекта вентиляционной системы является влияние значения температуры окружающей среды на тягу. Так, в летнее время естественная вентиляция практически перестаёт функционировать из-за того, что разница температур снаружи и внутри помещения незначительна.

oventilyatsii.ru