Расчет естественной вентиляции

Как рассчитать естественную вентиляцию для помещения

Естественная вентиляция осуществляется за счет разного воздушного давления снаружи и внутри дома. Неорганизованная система предполагает поступление свежих потоков через щели в оконных и дверных проемах и зависит от времени года. Организованный способ означает аналогичный способ воздухообмена, но кислород притекает через специальные приспособления для подачи воздуха. Расчет естественной вентиляции требуется, чтобы контролировать кратность воздухообмена в комнате.

Определение естественной вентиляции

За комфортные условия в частном и многоэтажном доме отвечает вентиляция. В многоквартирном секторе предусматриваются вентиляционные стояки и шахты, которые выводят отработанный воздух за пределы строения (на крышу). Для нормализации микроклимата требуется удаление и приток свежих воздушных масс.

В квартирах со старыми рамами из дерева воздух поступает в жилую зону через неплотно прикрытые створки. Современные требования к отделке интерьера ужесточают меры герметизации, и металлопластиковые заполнения проемов со стеклопакетами характеризуются отсутствием щелей. Неприятные запахи из санузла и кухни выводятся через шахту, но внутри квартиры наступает область разрежения, в которой некомфортно чувствуют себя жильцы.

Правильная организация и нормативы

Естественное проветривание отличается разной эффективностью в зимний и летний период. Разница температур удаляющихся и входящих масс вызывает ускорение притока, что характерно для холодного времени. Летом температура за окном выше комнатных значений, скорость воздуха в естественной вентиляции замедляется. Работа воздухоотводящих шахт становится менее результативной.

Нормативные акты и условия расчета систем изложены в документе СНиП 41.01 – 2003 «Отопление, кондиционирование и вентиляция». Требования к работе естественных воздуховодов содержатся и в СП 73.13320 – 2012 «Внутренние санитарно-технические системы зданий». Организация входного потока означает применение специальных клапанов в оконных рамах и стенах строения для оптимизации воздухообмена.

Особенности и применение естественной вентиляции

Воздух в неорганизованных воздуховодах удаляется с помощью тяги в каналах, расположенных обычно в ванной, туалете и кухне. Тяготение возникает пропорционально разнице температур наружной и внутренней атмосферы и высоте стояка от вентиляционной решетки до оголовка трубы на кровле.

Используются сквозные искусственные каналы и клапаны при недостаточной тяге в вентиляционных шахтах:

  • проветриватель ставят в наружной стене или раме, устройство увеличивает объем воздуха, но его работа также зависит от климата;
  • бризер одновременно очищает и проветривает поступающий воздух с помощью одного или набора фильтров и мембран, монтируется в стене дома;
  • к принудительной циркуляции относится установка вентиляторов в окне или стеновой нише.

Играет роль ветреная погода. Если летом открыть фрамугу, струя под напором выдавит воздух в вытяжную шахту. Ветровая нагрузка может использоваться для работы дефлекторов, которые устанавливаются на оголовок и улучшают тягу за счет поворотов. Естественная вентиляция остается самым дешевым способом проветривания, не требует затрат на монтаж и эксплуатацию.

Расчет и формулы

Вычисления по вентиляционной системе заключаются в определении оптимальных условий, в которых воздух поступает и выводится наиболее эффективно.

Расчет вентиляции помещения включает разделы:

  • определение скорости потоков;
  • вычисление объема воздуха;
  • расчет параметров входного отверстия или канала.

При вычислении принимается во внимание кратность воздушного обмена по нормативам, учитываются гигиенические и санитарные нормы, площадь помещения. Есть технические расчеты, которые просчитывают обновление микроклимата, удаление тепла, изменение влажности, степени загрязненности.

Расчет скорости воздуха

Параметр определяется как быстрота движения потока в каждой точке, при этом значение не зависит от направления. В некоторых помещениях есть неоднородные перемещения воздуха, что ведет к потере тепла тела. Принимается среднее значение воздушной скорости, которое выбирается между меньшей и большей охлаждающей результативностью.

Расчет системы вентиляции в части скорости воздуха опирается на кратность обмена и находится по формуле B = M / 3600 · S, где:

  • B — скорость перемещающихся масс (м/с);
  • M — показатель расходования воздуха (м3/ч);
  • S — площадь поперечного сечения воздуховода (м2).

Расход определяется из расчета по 60 м3/час на одного человека, если он беспрерывно находится в комнате и 20 м3/час, если его пребывание считается временным. Такие нормативы прописаны в санитарно-гигиенических правилах.

Расчет объема воздуха

Атмосфера очищается благодаря воздухообмену в помещении. Смена воздушной массы должна быть несколько раз за час, чтобы уровень загрязнения находился в допустимых рамках. Количество замен называется кратностью воздухообмена, на основании которой находится скорость потока.

Показатель кратности можно рассчитывать по формуле N = V / Y, где:

  • N — кратность замены воздуха (раз/ч);
  • V — количество воздуха, пополняющего комнату за час (м3/ч);
  • Y — объем искомого помещения (м3).

Показатель приведен в специальных таблицах, чтобы не рассчитывать его для одинаковых по площади и функциональности комнат.

  • жилые помещения — 3 м3/ч для 1 квадрата площади;
  • кухня — 6 – 8 м3/ч;
  • ванна, душевая, прачечная — 7 – 9 м3/ч;
  • гардероб, кладовка — 1 – 1,5 м3/ч;
  • гараж, погреб — 4 – 8 м3/ч.

Если кратность ниже нормы, свежие потоки не будут поступать, и микроклимат не будет обновляться, в нем накопятся вредные микроорганизмы, газы. При увеличении воздухообмена больше положенного атмосфера высушивается, охлаждается, что приводит к болезням дыхательной системы.

Расчет диаметра канала

После определения объема и скорости потока вычисляется сечение отводящего канала.

Диаметр канала вентиляции нежилого помещения подсчитывается по формуле, которая является обратной от вычисления скорости S = B / 3600 · M, где:

  • S — площадь (м2);
  • B — скорость потока (м/с);
  • M — расход (м3/ч).

Результат применяется для вычисления диаметра D = 1000 · √ (4 · S / π), где:

  • D — полученный диаметр (м);
  • S — расчетная площадь поперечного сечения (м2);
  • π — математическое число (3,14).

Результат диаметра сравнивается с параметрами готового изделия и выбирается близкое по размерам изделие. Определение размеров канала, скорости потока и кратности воздухообмена относится к сложным вычислениям, поэтому рассчитать вентиляцию легче всего, обратившись к инженерам-специалистам.

Цель расчета

Правильно подобранный размер вентиляционных шахт, стояков и каналов позволяет уравнивать поступающие и выводящиеся объемы воздуха. В результате уменьшается риск дыхательных заболеваний, улучшается комфорт, сон, повышается работоспособность.

Если при вычислении получается объем приточной массы больше, чем удаляющейся, рекомендуется принимать значение по максимальному индексу. В интернете предлагается онлайн-калькулятор для получения результатов, требуется только подставить индивидуальные значения.

Правильное оборудование воздуховодов

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

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

Расчет естественной вентиляции — все формулы и примеры расчетов

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

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

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

вентиляции

Вычисление аэрации

Аэрация промышленных комнат летом гарантирует поступление воздушных потоков сквозь просветы снизу ворот и входных дверей. В прохладные месяца поступление в нужных размерах совершается под средством верхних просветов, от 4 м и больше над уровнем пола. Вентиляция на протяжении целого года выполнялась при помощи шахт, дефлекторов и форточек.

Зимой фрамуги открывают только в участках над генераторами усиленных тепловых выделений. Во время генерации в комнатах здания лишней очевидной теплоты, то температурный режим воздуха в нем постоянно больше, чем температурный режим вне здания, и, в соответствии, плотность менее.

Данное явление и приводит к присутствию разницы давлений атмосферы вне и внутри комнат. В плоскости на конкретной высоте комнаты, которую именуют как плоскость одинаковых давлений, данная разница отсутствует, то есть, приравнивается к нулю.

Выше данной плоскости имеется некое излишнее напряжение, что приводит к удалению горячей атмосферы наружу, а внизу от данной плоскости, — разрежение, обусловливающее приток свежего воздуха. Давление, вынуждающее передвигаться воздушные массы в процессе природной вентиляции, можно установить исходя их вычислений:

монтирует

Естественная вентиляция формула

  • где н — плотность воздуха вне помещения, кг/м3;
  • вн — плотность воздушных масс в помещении, кг/м3;
  • h — расстояние между приточным проемом и центром вытяжного, м;
  • g — ускорение свободного падения, 9,81 м/с2.

Метод проветривания (аэрации) построек с помощью раскрывающихся фрамуг считается довольно верным и результативным.

При вычислении природной вентиляции помещений учитываются установление участка нижних и верхних просветов. Сперва получают значение участка нижних просветов. Задается модель аэрации постройки.

потолок

Расчет естественной вытяжной вентиляции

Потом, в связи от участка открытия верхних и нижних соответственно, приточных и вытяжных фрамуг в помещении приблизительно в центре высоты сооружения получается степень одинаковых давлений, в этом месте влияние точно также нулю. В соответствии, влияние в степени сосредоточении нижних просветов станет равняться:

  • где ср– равна средней температуре плотности воздушных масс в помещении, кг/м3;
  • h1– высoта oт плоскости одинаковых давлений до нижних просветов, м.

На уровне центров верхних просветов, выше плоскости одинаковых давлений образуется избыточное напряжение, Па, равняющееся:

Именно это давление и оказывает воздействие на вытяжку воздуха. Общее напряжение, располагающее для обмена воздушных потоков в комнате:

вытяжка

Скорость естественной вентиляции

Скорость воздуха в центре нижних просветов, м/с:

  • где L – необходимый обмен воздушными массами, м3/час;
  • 1 – коэффициент расхода, зависящий от конструкции створок нижних просветов и угла их открытия (при 90 открытия, =0,6; 30 – =0,32);
  • F1– площадь нижних просветов, м2
Читайте также  Монтаж вентиляции своими руками

Затем вычисляются потери, Па, в нижних просветах:

Приняв, что Ре = Р1+Р2 =h(н — ср), а температура удаляемого воздуха tуд=tрз+(10 — 15oС), определяем плотности н и ср, которые соответствуют температурам tн и tср.

Лишнее давление в плоскости верхних просветов:

Необходимая их площадь (м2):

требования

Вычисление и расчет вентиляционных каналов

Вычисление естественной системы проветривания канального вида сближается к установлению активного разреза воздуховодов, какие с целью доступа необходимого числа воздуха выражают противодействие, надлежащее вычисленному напряжению.

Для самого длительного тракта сети устанавливают издержки напряжения в каналах воздуховода как сумму издержкой напряжения в абсолютно всех его местах. В каждом из них издержки давления формируются с потерь на трение (RI) и издержек в местах противодействия (Z):

  • где R — удельная потеря напряжения по длине участка от трения, Па/м;
  • l — длина участка, м.

Площадь живого сечения воздуховодов, м2:

  • где L — расход воздуха, м3/ч;
  • v — скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с (равна 0,5… 1,0 м/с).

Задавая скорость движения воздуха по вентиляции, и прочитывают площадь его активного сечения и масштабы. При помощи специализированных номограмм либо табличных расчётов для округлой формы воздуховодов устанавливают издержки напряжения на трение.

требования

Естественная вентиляция расчет воздуховодов

Для прямоугольной формы воздуховодов этой концепции проветривания планируют диаметр dЭ равновесный округлому воздуховоду:

  • где, а и b — длина сторон прямоугольного воздуховода, м.

В случае использования воздуховодов сделанных не из метала, их удельные издержки давления по трению R, взятые с номограммы для стальных воздуховодов, изменяют, умножив на соответствующий коэффициент k:

  • для шлакогипсовых — 1,1;
  • для шлакобетонных — 1,15;
  • для кирпичных — 1,3.

Избытки давления, Па, на преодоление определённых сопротивлений для разных участков вычисляется за уравнением:

  • где – сумма коэффициентов противодействий на участке;
  • v2/2 — динамическое напряжение, Па, взятое с нормативов.

Для создания концепции непринужденной вентиляции предпочтительно остерегаться извилистых заворотов, множественного числа задвижек и клапанов, так как утраты на местные противодействия как правило в каналах воздуховодов достигают вплоть до 91% от всех затрат.

Естественная вентиляция содержит небольшой радиус воздействия и среднюю результативность для комнат излишками тепла в которых соввем малы, что возможно относить недостаткам, а достоинством — легкость системы, невысокая цена и простота в сервисном обслуживании.

Считают на бумаге

Естественная вентиляция пример расчета

Наведем наглядный пример — нужно рассчитать данные для вентиляции в частном доме:

Общая площадь – 60 м2;
ванная, кухня с газовой плитой, туалет;
кладовая комната – 4,5 м2;
высота потолков – 3 м.

Для оборудования воздуховодов будут применяться бетонные блоки.

Приток воздуха с улицы по нормативам: 60 *3 * 1 = 180 м3/час.

Вытяжка воздуха из помещения:
кухни – 90 м3/час;
ванной – 25 м3/час;
туалета – 25 м3/час;
90 + 25 + 25 = 140 м3/час

Частота обновления воздушных масс в кладовой – 0,2 в 1/час.
4,5 * 3 * 0,2 = 2,7 м3/час

Как сделать расчет естественной вентиляции

Естественная вентиляция – это система, при которой отсутствует принудительная движущая сила: вентилятор или другой агрегат, а перетекание воздуха происходит под воздействием перепадов давления. Основные составляющие системы – это вертикальные каналы, начинающиеся в вентилируемом помещении и заканчивающиеся выше уровня кровли как минимум на 1 м. Расчет их количества, а также определение их места расположения производится на этапе проектирования строения.

Схема естественной вентиляции

Схема естественной вентиляции.

Перепад температур в нижней и верхней точке канала способствует тому, что воздух (в доме он теплее, чем снаружи) поднимается вверх. Главными показателями, которые воздействуют на силу тяги являются: высота и сечение канала. Помимо них на эффективность работы системы естественной вентиляции влияет теплоизоляция шахты, повороты, препятствия, сужения в ходах, а также ветер, причем он может и способствовать тяге, и снижать ее.

Такая система имеет довольно простое обустройство и не требует значительных затрат как при монтаже, так и во время эксплуатации. В нее не входят механизмы с электроприводами, она работает бесшумно. Но у естественной вентиляции есть и недостатки:

  • эффективность работы напрямую зависит от атмосферных явлений, поэтому используется она не оптимально большую часть года;
  • производительность невозможно отрегулировать, единственное, что подлежит корректировке – это воздухообмен, и то лишь в сторону уменьшения;
  • в холодное время года является причиной значительных теплопотерь;
  • в жару не работает (отсутствует перепад температур) и воздухообмен возможен лишь через открытые форточки;
  • при неэффективной работе могут возникнуть в помещении сырость и сквозняки.

Нормы производительности и каналы естественной вентиляции

Канальная система вытяжной вентиляции с естественным побуждением

Канальная система вытяжной вентиляции с естественным побуждением.

Оптимальным вариантом расположения каналов является ниша в стене строения. При прокладывании следует помнить, что наилучшая тяга будет при ровной и гладкой поверхности воздуховодов. Для обслуживания системы, то есть чистки, нужно запроектировать встроенный люк с дверью. Чтобы мусор и различные осадки не оказывались внутри шахт над ними устанавливается дефлектор.

Согласно строительным нормам минимальная производительность системы должна исходить из следующего расчета: в тех комнатах, где постоянно находятся люди, каждый час должно происходить полное обновление воздуха. Что касается других помещений, то должно удаляться:

  • из кухни – не менее 60 м³/час при использовании электроплиты и не менее 90 м³/час при применении газовой;
  • ванны, уборной – не менее 25 м³/час, если санузел совмещенный, то не менее 50 м³/час.

При проектировании системы вентиляции коттеджей самой оптимальной является модель, при которой предусматривается прокладка общей вытяжной трубы через все помещения. Но если такой возможности нет, то вентиляционные ходы прокладываются из:

Кратность воздухообмена вентиляции

Таблица 1. Кратность воздухообмена вентиляции.

  • санузла;
  • кухни;
  • кладовки – при условии, что ее дверь открывается в жилую комнату. Если же она ведет в холл или кухню, то можно оборудовать лишь приточный канал;
  • котельной;
  • из комнат, которые разграничены с помещениями с вентиляцией более чем двумя дверьми;
  • если дом в несколько этажей, то, начиная со второго, при наличии входных дверей с лестницы каналы прокладывают также и с коридора, а при отсутствии – из каждого помещения.

Во время расчета количества каналов необходимо брать во внимание то, как оборудован пол на первом этаже. Если он деревянный и смонтирован на лагах, то предусматривается отдельный ход для вентиляции воздуха в пустотах под таким полом.

Кроме определения количества воздуховодов, в расчет системы вентиляции входит определение оптимального сечения каналов.

Параметры каналов и расчет вентиляции

При прокладывании воздуховодов могут использоваться как прямоугольные блоки, так и трубы. В первом случае минимальный размер стороны равняется 10 см. Во втором наименьшая площадь сечения воздуховода – 0,016 м², что соответствует диаметру трубы – 150 мм. По каналу с такими параметрами может проходить объем воздуха равный 30 м³/час при условии, что высота трубы будет более 3 м (при меньшем показателе естественная вентиляция не обеспечивается).

Производительность канала вентиляции

Таблица 2. Производительность канала вентиляции.

В том случае если требуется усилить производительность воздуховода, то либо расширяется площадь сечения трубы, либо увеличивается длина канала. Длина, как правило, обуславливается местными условиями – количеством и высотой этажей, наличием чердака. Чтобы сила тяги в каждом из воздуховодов была равной, на этаже протяженность каналов должна быть одинакова.

Чтобы определить какого размера требуется проложить каналы вентиляции, необходимо рассчитать то количество воздуха, которое нужно удалить. Принимается, что в помещения поступает воздух снаружи, далее он распространяется в комнаты с вытяжными шахтами и через них выводится.

Расчет производится поэтажно:

  1. Определяется наименьшее количество воздуха, которое должно поступать снаружи – Qп, м³/час, значение находится по таблице из СП 54.13330.2011 «Здания жилые многоквартирные» (таблица 1);
  2. Согласно нормативам определяется наименьшее количество воздуха, которое нужно вывести из дома – Qв, м³/час. Параметры указаны в разделе «Нормы производительности и каналы естественной вентиляции»;
  3. Полученные показатели сравнивают. За минимальную производительность – Qр, м³/час – принимают большую из них;
  4. Для каждого этажа определяется высота канала. Этот параметр устанавливается на основании размеров всего строения;
  5. Согласно таблице (таблица 2) находится число стандартных каналов, при этом их суммарная производительность не должна быть меньше минимальной расчетной;
  6. Полученное число каналов распределяют между помещениями, где воздуховоды должны быть в обязательном порядке.

Пример расчета вентиляции

Как пример: необходимо произвести расчет системы вентиляции в одноэтажном коттедже:

  • жилая площадь (четыре комнаты) – 60 м²;
  • ванная комната, кухонный блок с газовой плитой, туалет;
  • кладовка – 4,5 м²;
  • высота – 3 м.

Для обустройства воздуховодов будут использоваться бетонные блоки.

  1. Приток воздуха с улицы согласно нормативам: Qп = 60 *3 * 1 = 180 м³/час.
  2. Вытяжка воздуха из помещений с воздуховодами:
  • из кухни – 90 м³/час;
  • ванной – 25 м³/час;
  • туалета – 25 м³/час;

Qв1 = 90 + 25 + 25 = 140 м³/час

  • частота обновления в кладовке – 0,2 за 1/час.

Qв2 = 4,5 * 3 * 0,2 = 2,7 м³/час

Требуемый отвод воздуха: Qв = 140 + 2,7 = 142,7 м³/час.

  1. При сравнении Qп > Qв, поэтому наименьшая производительность всех воздуховодов Qр = 180 м³/час.
  2. Так как дом одноэтажный, имеет чердак, то высота канала будет равна 4,0 м.
  3. Исходя из данных таблицы, при температуре воздуха 20° С производительность одного воздуховода из бетонных блоков составляет 45,96 м³/час. Тогда число вытяжных каналов 180 /45,96 = 3,91 – 4 воздуховода.
  4. Так как в постройке есть помещения, в которых в обязательном порядке обустраиваются вентиляционные каналы, то 4 воздуховода проектируются как раз как вытяжки из этих комнат.

Пример расчета и указанная методика – это упрощенный вариант, непрофессиональный. Поэтому, если вы планируете постройку дома, чтобы не было проблем с вентиляцией, стоит доверить проектирование естественной вентиляции специалистам.

Читайте также  Монтаж отводов вентиляции

Расчет системы естественной вентиляции для дома

Независимо от того, какое предназначение имеет помещение, в нем обязательно должна быть организована вентиляция. В непроветриваемом здании скапливается большое количество углекислого газа, который отрицательно влияет на самочувствии и здоровье находящихся в нем людей. В зависимости от способа побуждения воздухообмена, может быть организована принудительная или естественная вентиляция.

Вентиляция помещений природным способом

Этот тип вентиляционной системы является самым доступным. Она полностью отвечает установленным нормам санитарии. Правильно организованная вентиляция должна обеспечивать беспрепятственное поступление свежего воздуха в помещения, вытеснение отработанных воздушных масс, насыщенных углекислым газом, за их пределы.

Если сказать коротко о принципе работы естественной вентиляции, то в его основу заложены законы физики. Свежий воздух с улицы поступает в здание через щели в оконных и дверных конструкциях и вытесняет загрязненные воздушные массы наружу через специальные вентиляционные проемы, расположенные в верхней части стен.

Преимущества воздухообмена естественным способом:

  • простота конструкции — нужны только решетки на вентиляционные отверстия;
  • экономия — нет необходимости в дополнительном электрооборудовании;
  • возможность самостоятельного обустройства естественной вентиляции в доме.

Вентиляция помещений природным способом

Недостатки:

  • нормальный воздухообмен возможен только при значительной разнице внешней и внутренней температуры, в частности, зимой;
  • ничем и никем не управляемый процесс воздухообмена называется неорганизованной естественной вентиляцией, которая не подходит для производственных помещений и закрытых мест с большой проходимостью людей;
  • для качественной работы системы должен быть организован беспрепятственный проход воздушным потокам.

Канальная вентиляция для дома

Такая вентиляция предусматривает побуждение циркуляции воздушного потока без применения вентиляторов. Для этого в оконных рамах, дверях делают дополнительные отверстия и прочее. Чтобы правильно организовать естественную систему вентиляции, и она работала эффективно, необходимо предварительно сделать ее расчет.

Этот вид вентиляции предполагает спонтанное передвижение воздушного потока из-за разницы температуры на улице и внутри здания. Такая система может быть канальной и бесканальной, по способу работы — периодической и непрерывной.

Постоянное открытие/закрытие дверей, окон обеспечивает проветривание комнат. Бесканальная вентиляция основана на постоянных выделениях тепловой энергии в производственных помещениях — процесс аэрирования.

В загородных коттеджах и городских многоэтажных домах чаще организовывается канальная вентиляционная система естественного типа. Воздушные каналы обустраиваются вертикально непосредственно в стенах домов, специальных шахтах или блоках.

Вычисление аэрации

В летний период аэрация обеспечивает проникновение потока воздуха в производственные помещения через просветы входных дверей и ворот снизу. В холодное время года необходимое количество свежего воздуха поступает через верхние просветы, расположенные над уровнем полового основания на расстоянии более 4 м. На протяжении всего года организованная естественная вентиляция осуществляется через форточки, дефлекторы и специальные шахты.

Вычисление аэрации

В зимний период фрамуги оставляют открытыми только в местах интенсивных тепловыделений, например, над генераторами. В период генерации в промышленных помещениях температура воздуха намного выше температуры внешней среды, соответственно, его плотность меньше. Это явление приводит к разнице внешнего и внутреннего атмосферного давления.

На определенной высоте комнаты показатель давления воздушной среды равен показателю внешнего давления. Выше этой плоскости формируется излишнее напряжение, которое способствует удалению горячей воздушной массы из помещения. Ниже этой плоскости наблюдается разряжение, способствующее притоку извне свежего прохладного воздуха. Давление, которое вынуждает в процессе работы природной вентиляции перемещаться воздушные массы, можно определить расчетным путем.

Расчетные формулы вентиляционной системы

Аэрация (проветривание) зданий при помощи открывающихся фрамуг — это довольно эффективный вариант вентиляции естественным способом.

Pе = (Pвн — Pн)* H * g, где:

  • P н (кг/м 3 ) — плотность воздушных масс снаружи помещения.
  • P вн (кг/м 3 ) — плотность воздушных масс внутри помещения.
  • H (м) — расстояние между приточным отверстием и вытяжкой.
  • g — ускорение свободного падения (постоянная величина, равная 9,8 м/с 2 ).

Вентиляционная система дома

При выполнении расчета естественной вентиляции обязательно учитывается расположение нижних, верхних проемов для поступления свежего воздуха и выведения отработанного. Первоначально делают расчет для нижних участков, затем для верхних участков просветов. После этого задается модель аэрации для здания.

Расчет вытяжки

В помещении, примерно по центру между проточными и вытяжными просветами (фрамугами), внешнее и внутреннее давление воздуха имеет одинаковое значение. В этой точке — нулевое воздействие. Соответственно, влияние на нижних участках просветов рассчитывается по формуле:

P1 = H 1 (Pн — Ср), где

  • Ср (кг/м 3 ) — равняется средней температуре плотности внутренней воздушной среды.
  • H 1 (м) — расстояние от уровня одинаковых давлений внешней и внутренней среды до нижних приточных просветов.

Расчет вытяжки для дома

Выше уровня одинаковых давлений, по центру верхних вытяжных просветов, создается избыточное напряжение, которое вычисляется по следующей формуле:

Именно это давление способствует выведению воздушных масс наружу. Общее напряжение для воздухообмена внутри помещения вычисляется по формуле:

Свежий воздух поступает внутрь здания через открытые окна (форточки) или специально обустроенные в рамах оконных конструкций приточные клапаны. Выведение отработанного воздуха осуществляется через вытяжные проемы, оборудованные в верхней части стен кухни, ванной, туалета. Далее через специальные вентиляционные шахты он выводится из дома.

Скорость потока воздуха

Зная кратность воздуха, можно легко рассчитать скорость воздуха при естественной вентиляции. Предварительно нужно вычислить площадь сечения воздуховодов.

S = R 2 *Пи, где

  • R — радиус сечения оборудованного в помещении воздуховода.
  • Пи — постоянная величина 3,14.

Скорость потока воздуха в вентиляции

Воздуховоды должны быть определенной формы и установленного размера. Когда известно сечение воздушного канала, можно рассчитать диаметр воздуховода, необходимого для помещения по следующей формуле:

D = 1000*√(4*S/Пи), где

  • S — площадь сечения оборудованных в доме воздушных каналов.
  • Пи — постоянная математическая величина 3,14.

Если воздушные каналы выполнены в прямоугольной форме, тогда вместо диаметра вычисляется площадь сечения необходимого воздуховода. Для этого нужно перемножить ширину и длину воздушного канала. Размер ширины к размеру длины должен соответствовать в пропорции 1:3.

Минимальный размер канала прямоугольной формы — 10х15 см, максимальный — 2х2 м. Такие конструкции отличаются эргономичной формой, проще в монтаже, плотнее прилегают к стеновым поверхностям, легко маскируются на потолке.

Параметры воздушных каналов

Параметры воздушных каналов вентиляции

В процессе создания схемы естественной вентиляции канального типа определяется активный разрез воздуховодов, через которые будет проходить достаточный объем воздуха для создания противодействия расчетному напряжению. Для наиболее продолжительного тракта сети определяют издержки давления в воздушных каналах как сумму таких напряжений на всех участках канала. На каждом из таких участков издержки напряжения состоят из затрат на трение и сопротивление, их можно выразить формулой:

р = Rl + Z, где

  • R (Па/м) — удельная потеря в результате трения воздушных масс о поверхность канала.
  • l (м) — длина расчетного участка воздуховода.
  • Z — издержки на участках сопротивления.

Площадь активного сечения необходимого воздуховода рассчитывается по формуле:

F = L / (3600V), где

  • L (м 3 /ч) — расход воздуха.
  • V (м/с) — скорость передвижения по воздуховоду воздушного потока.

Площади активного сечения вентиляционных каналов просчитываются для задаваемой скорости движения воздушных потоков. Для этого используются специальные номограммы или готовые расчетные данные берутся из табличных расчетов.

Расчет вентиляции

Расчет вентиляции

Работать, а тем более жить в помещении, в котором душно или трудно дышать, тяжело и неприятно. В этом случае для нормального функционирования человека в помещении и организуется вентиляция. Но для чего нужно делать ее расчет?

Если Вы чувствуете, что воздухообмен в помещении необходимо как-то скорректировать, свежего воздуха недостаточно или устали постоянно проветривать, замерзать или болеть, Вам нужно правильно и точно определить оборудование, которое справится с запросом. Для этого требуется знать нормы и показатели вентиляции для конкретного помещения. Как рассчитать оптимальную вентиляцию? Сейчас все расскажем.

Расчет и нормы вентиляции

Как говорится, хорошо сделанная работа – это работа, которую не видно. Так можно сказать и о правильно настроенной вентиляции. Ведь если в дом поступает достаточное количество свежего воздуха и ровно такое же количество отработанного отводится одновременно, то риск заболеваний на почве затхлого воздуха тоже уменьшается, что вдвойне приятно, поскольку такие заболевания чаще всего становятся хроническими. Это также значит, что риск появления конденсата, плесени или грибка сводится к минимуму, поскольку вентиляция способствует долгой жизни дома, квартиры или комнаты при верных расчете и установке.

Проверка вентиляции

Расчет вентиляции

Если вентиляция в доме уже стоит, но вызывает сомнения эффективность ее работы, то стоит проверить ее. Делается это довольно легко: можно взять лист бумаги и поднести к решетке вентиляции. Если лист начнет затягивать в решетку, значит вентиляция работает исправно. Если нет, значит она перекрыта или забита. Так бывает, когда соседи делают ремонт и перекрывают общую вентиляцию для защиты от пыли и грязи. Если же причина иная, стоит обратиться в специальные службы.

Виды вентиляции. Расчет естественной вентиляции

Начнем, пожалуй, с естественной и принудительной вентиляции. Как понятно из названия, к первому типу относятся проветривание и все, что никак не связано с устройствами. Соответственно, к механической вентиляции относятся вентиляторы, вытяжки, приточные клапаны и другая техника для создания принудительного потока воздуха.

Естественная вентиляция хороша умеренной скоростью этого потока, что создает комфортные условия в помещении для человека – ветер не ощущается. Хотя правильно установленная качественная принудительная вентиляция также не приносит сквозняков. Но есть и минус: при низкой скорости потока воздуха при естественной вентиляции необходимо более широкое сечение для его подачи. Как правило, наиболее эффективное проветривание обеспечивается с полностью открытыми окнами или дверьми, что ускоряет процесс воздухообмена, но может негативно сказаться на здоровье жильцов, особенно в зимний период года. Если мы проветриваем дом, частично открыв окна или полностью открыв форточки, на такое проветривание необходимо около 30–75 минут, а здесь возможно замерзание оконной рамы, что вполне может привести к конденсату, а холодный воздух, поступающий длительное время, ведет к проблемам со здоровьем. Открытые настежь окна ускоряют воздухообмен в помещении, сквозное проветривание займет примерно 4–10 минут, что безопасно для оконных рам, но при таком проветривании почти все тепло в доме выходит наружу, и долгое время температура внутри помещений достаточно низка, что опять-таки повышает риск заболеваний.

Читайте также  Нормы проектирования вентиляции

Не стоит также забывать про набирающие популярность приточные клапаны, которые устанавливаются не только на окнах, но и на стенах внутри комнат (стеновой приточный клапан), если конструкция окон не предусматривает такие клапаны. Стеновой клапан осуществляет инфильтрацию воздуха и представляет собой продолговатый патрубок, устанавливаемый в стену насквозь, закрытый с обеих сторон решетками и регулируемый изнутри. Он может быть как полностью открытым, так и закрытым тоже полностью. Для удобства в интерьере рекомендуется ставить такой клапан рядом с окном, поскольку его можно будет спрятать под тюлем, и поток проходящего воздуха будет нагреваться радиаторами, расположенными под подоконниками.

Для нормальной циркуляции воздуха по всей квартире необходимо обеспечить его свободное перемещение. Для этого на межкомнатных дверях ставят переточные решетки, чтобы воздух спокойно перемещался от приточных систем к вытяжным, проходя по всему дому, через все комнаты. Важно учитывать, что правильным считается такой поток, при котором самая пахнущая комната (туалет, ванная комната, кухня) – последняя. Если нет возможности установить переточную решетку, достаточно просто оставить зазор между дверью и полом, примерно 2 см. Этого вполне достаточно, чтобы воздух легко перемещался по дому.

В случаях, когда естественной вентиляции не хватает или нет желания ее устраивать, переходят к использованию механической вентиляции.

Калькулятор для расчета и подбора компонентов системы вентиляции

Если нужно подобрать модель с увлажнением, охлаждением или рекуперацией – воспользуйтесь калькулятором на сайте Breezart.

Пример расчета вентиляции с помощью калькулятора

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

№ помещения 1 2 3
Наименование помещения Детская Спальня Гостиная
Площадь 17 м² 14 м² 22 м²
Кол-во людей 1 человек
(днем и ночью)
2 человека ночью,
1 человек днем
0 человек ночью,
5 человек днем

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

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

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

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

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

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

Результаты расчета по помещениям

№ помещения 1 2 3
Наименование помещения Детская Спальня Гостиная
Расход воздуха 95 м³/ч 120 м³/ч 150 м³/ч
Площадь сечения воздуховода 88 см² 111 см² 139 см²
Рекомендуемый диаметр воздуховода Ø 110 мм Ø 125 мм Ø 140 мм
Рекомендуемые размеры решетки 200×100 мм
150×150 мм
200×100 мм
150×150 мм
200×100 мм
150×150 мм

Результаты расчета общих параметров

Тип вентсистемы Обычная VAV
Производительность 365 м³/ч 243 м³/ч
Площадь сечения магистрального воздуховода 253 см² 169 см²
Рекомендуемые размеры магистрального воздуховода 160×160 мм
90×315 мм
125×250 мм
125×140 мм
90×200 мм
140×140 мм
Сопротивление воздухопроводной сети 219 Па 228 Па
Мощность калорифера 5.40 кВт 3.59 кВт
Рекомендуемая приточная установка Breezart 550 Lux
(в конфигурации на 550 м³/ч)
Breezart 550 Lux (VAV)
Максимальная производительность
рекомендованной ПУ
438 м³/ч 433 м³/ч
Мощность электрич. калорифера ПУ 4.8 кВт 4.8 кВт
Среднемесячные затраты на электроэнергию 2698 рублей 1619 рублей

Расчет воздухопроводной сети

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

Расчет мощности калорифера и выбор приточной установки

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

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

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

Расчет стоимости эксплуатации

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

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: