Расчет воздуховодов системы вентиляции


Расчет воздуховодов вентиляции для помещений

Не всегда есть возможность пригласить специалиста для проектирования системы инженерных сетей. Что делать если во время ремонта или строительства вашего объекта потребовался расчет воздуховодов вентиляции? Можно ли его произвести своими силами?

Расчет вентиляции и воздуховодов  позволит составить эффективную систему, которая будет обеспечивать бесперебойную работу агрегатов, вентиляторов и приточных установок. Если все подсчитано правильно, то это позволит уменьшить траты на закупку материалов и оборудования,а в последствии и  на дальнейшее обслуживание системы.

Расчет воздуховодов системы вентиляции для помещений можно проводить разными методами. Например, такими:

  • постоянной потери давления;
  • допустимых скоростей.

Оба они точны и позволяют рассчитать систему воздуховодов с нужными характеристиками производительности и шума. Выбор конкретного способа зависит от предпочтений проектировщика.

Типы и виды воздуховодов

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

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

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

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

Способ расчета воздуховодов методом постоянных скоростей

Расчет воздуховодов вентиляции нужно начинать с плана помещений.

Используя все нормы определяют нужное количество воздуха в каждую зону и рисуют схему разводки. На ней показываются все решетки, диффузоры, изменения сечения и отводы. Расчет производится для самой удаленной точки системы вентиляции, поделенной на участки, ограниченные ответвлениями или решетками.

Схема разводки системы вентиляции.

Расчет воздуховода для монтажа системы вентиляции заключается в выборе нужного сечения по всей длине, а так же нахождение потери давления для подбора вентилятора или приточной установки. Исходными данными являются значения количества проходящего воздуха в сети вентиляции. Используя схему, проведём расчет диаметра воздуховода. Для этого понадобится график потери давления. Для каждого типа воздуховодов график разный. Обычно, производители предоставляют такую информацию для своих изделий, либо можно найти ее в справочниках. Рассчитаем круглые жестяные воздуховоды, график для которых показан на нашем  рисунке.

Номограмма для выбора размеров

По выбранному методу задаемся скоростью воздуха каждого участка. Она должна быть в пределах норм для зданий и помещений выбранного назначения. Для магистральных воздуховодов приточной и вытяжной вентиляции рекомендуются такие значения:

  • жилые помещения – 3,5–5,0 м/с;
  • производство – 6,0–11,0 м/с;
  • офисы – 3,5–6,0 м/с.

Для ответвлений:

  • офисы – 3,0–6,5 м/с;
  • жилые помещения – 3,0–5,0 м/с;
  • производство – 4,0–9,0 м/с.

Когда скорость превышает допустимую, уровень шума повышается до некомфортного для человека уровня.

После определения скорости (в примере 4,0 м/с) находим нужное сечение воздуховодов по графику. Там же есть потери давления на 1 м сети, которые понадобятся для расчета. Общие потери давления в Паскалях находим произведением удельного значения на длину участка:

Руч=Руч·Руч.

Элементы сети и местные сопротивления

Имеют значение и потери на элементах сети (решетки, диффузоры, тройники, повороты, изменение сечения и т. д.). Для решеток и некоторых элементов эти значения указаны в документации. Их можно рассчитать и произведением коэффициента местного сопротивления (к. м. с.) на динамическое давление в нем:

Рм. с.=ζ·Рд.

Где Рд=V2·ρ/2 (ρ – плотность воздуха).

К. м. с. определяют из справочников и заводских характеристик изделий. Все виды потерь давлений суммируем для каждого участка и для всей сети. Для удобства это сделаем табличным методом.

Расчетная таблица.

Сумма всех давлений будет приемлимой для этой сети воздуховодов, а потери на ответвлениях должны быть в пределах 10% от полного располагаемого давления. Если разница больше, необходимо на отводах смонтировать заслонки или диафрагмы. Для этого производим расчет нужного к. м. с. по формуле:

ζ= 2Ризб/V2,

где Ризб – разница располагаемого давления и потерь на ответвлении. По таблице выбираем диаметр диафрагмы.

Нужный диаметр диафрагмы для воздуховодов.

Правильный расчет воздуховодов вентиляции позволит подобрать нужный вентилятор выбрав у производителей по своим критериям. Используя найденное располагаемое давление и общий расход воздуха в сети, это будет сделать несложно.

rems-info.ru

Расчет вентиляции: принципы и примеры расчёта для помещений

Мечтаете, чтобы в доме был здоровый микроклимат и ни в одной комнате не пахло затхлостью и сыростью? Чтобы дом был по-настоящему комфортным, еще на стадии проектирования необходимо провести грамотный расчет вентиляции.

Если во время строительства дома упустить этот важный момент, в дальнейшем придется решать целый ряд проблем: от удаления плесени в ванной комнате до нового ремонта и установки системы воздуховодов. Согласитесь, не слишком приятно видеть на кухне на подоконнике или в углах детской комнаты рассадники черной плесени, или заново погружаться в ремонтные работы.

Хотите самостоятельно рассчитать вентиляционную систему, начиная от диаметров воздуховодов и заканчивая их протяженностью для всех помещений дома, но не знаете, как это сделать правильно? Мы поможем вам в этом — в статье собраны полезные материалы по расчету, включая формулы и реальный пример для помещений различного назначения и определенной площади.

Также подобраны таблицы из справочников, соответствующие нормативам, наглядные фото и видеосюжеты, в которых продемонстрирован пример выполнения самостоятельного подсчета вентсистемы согласно нормативам.

Причины проблем с вентиляцией

При правильных расчетах и грамотном монтаже вентилирование дома осуществляется в подходящем режиме. Это означает, что воздух в жилых помещениях будет свежий, с нормальной влажностью и без неприятных запахов.

Если же наблюдается обратная картина, например, постоянная духота, плесень и грибок в ванной комнате или другие негативные явления, то нужно проверить состояние вентиляционной системы.

Немало проблем доставляет отсутствие микрощелей, спровоцированное установкой герметичных пластиковых окон. В таком случае в дом поступает слишком мало свежего воздуха, нужно позаботиться о его притоке.

Засоры и разгерметизация воздуховодов могут стать причиной серьезных проблем с удалением отработанного воздуха, который насыщен неприятными запахами, а также избыточными водяными парами.

В результате в служебных помещениях может появиться плесень и грибок, что плохо отражается на здоровье людей и может спровоцировать ряд серьезных заболеваний.

Запотевшие окна, плесень и грибок в ванной комнате, духота — все это явные признаки того, что жилые помещения вентилируются неправильно

Но бывает и так, что элементы вентиляционной системы работают прекрасно, однако описанные выше проблемы остаются нерешенными. Возможно, расчеты вентиляционной системы для конкретного дома или квартиры были проведены неправильно.

Негативно может отразиться на вентилировании помещений их переделка, перепланировка, появление пристроек, установка уже упомянутых ранее пластиковых окон и т.п.

При таких существенных изменениях не помещает повторно произвести расчеты и модернизировать имеющуюся вентиляционную систему в соответствии с новыми данными.

Один из простых способов обнаружить проблемы с вентилированием — проверка наличия тяги. К решетке вытяжного отверстия нужно поднести зажженную спичку или лист тонкой бумаги.

Не стоит использовать для такой проверки открытый огонь, если в помещении используется газовое нагревательное оборудование.

Слишком герметичные внутренние двери могут препятствовать нормальной циркуляции воздуха по дому, рещить проблему помогут специальные решетки или отверстия

Если пламя или бумага уверенно отклоняется в сторону вытяжки, тяга имеется, если же этого не происходит или отклонение слабое, нерегулярное, проблема с отведением отработанного воздуха становится очевидной.

Причиной могут быть засоры или повреждение воздуховода в результате неумелого ремонта.

Не всегда есть возможность устранить поломку, решением проблемы часто становится монтаж дополнительных средств вытяжного вентилирования. Перед их установкой также не помешает провести необходимые расчеты.

Определить наличие или отсутствие нормальной тяги в вытяжной вентиляционной системе дома можно с помощью пламени или листа тонкой бумаги

Как рассчитать воздухообмен?

Все расчеты по системам вентилирования сводятся к тому, чтобы определить объемы воздуха в помещении. В качестве такого помещения может рассматриваться как отдельная комната, так и совокупность комнат в конкретном доме или квартире.

На основании этих данных, а также сведений из нормативных документов рассчитывают основные параметры вентиляционной системы, такие как сечение и количество воздуховодов, мощность вентиляторов и т.п.

Существуют специализированные расчетные методики, позволяющие просчитать не только обновление воздушных масс в помещении, но и удаление тепловой энергии, изменение влажности, выведение загрязнений и т.п.

Подобные расчеты выполняются обычно для зданий промышленного, социального или какого-либо специализированного назначения.

Если есть необходимость или желание выполнить настолько подробные расчеты, лучше всего обратиться к инженеру, изучившему подобные методики. Для самостоятельных расчетов по жилым помещениям используют следующие варианты:

  • по кратностям;
  • по санитарно-гигиеническим нормам;
  • по площади.

Все эти методики относительно просты, уяснив их суть, даже неспециалист может просчитать основные параметры своей вентиляционной системы.

Проще всего воспользоваться расчетами по площади. За основу принимается следующая норма: каждый час в дом должно поступать по три кубических метра свежего воздуха на каждый квадратный метр площади.

Количество людей, которые постоянно проживают в доме, при этом не учитывается.

Вентиляционная система в жилых зданиях устраивается таким образом, чтобы воздух поступал через спальню и гостиную, а удалялся из кухни и санузла

Расчет по санитарно-гигиеническим нормативам тоже относительно несложен. В этом случае для вычислений используют не площадь, а данные о количестве постоянных и временных жильцов.

Для каждого постоянно проживающего необходимо обеспечить приток свежего воздуха в количестве 60 кубических метров в час.

Если в помещении регулярно присутствуют временные посетители, то на каждого такого человека нужно прибавить еще по 20 кубических метров в час.

Расчет по кратностям несколько сложнее. При его выполнении учитывается назначение каждой отдельной комнаты и нормативы по кратности воздухообмена для каждой из них.

Кратностью воздухообмена называют коэффициент, отражающий количество полной замены отработанного воздуха в помещении в течение одного часа. Соответствующие сведения содержатся в специальной нормативной таблице (СНиП 2.08.01-89* Жилые здания, прил. 4).

С помощью этой таблицы выполняют расчет вентиляции дома по кратностям. Соответствующие коэффициенты отражают кратность воздухообмена за единицу времени в зависимости от назначения помещения

Рассчитать количество воздуха, которое должно быть обновлено в течение часа, можно по формуле:

L=N*V,

Где:

  • N — кратность воздухообмена за час, взятая из таблицы;
  • V – объём помещения, куб.м.

Объем каждого помещения вычислить очень просто, для этого нужно умножить площадь комнаты на ее высоту. Затем для каждого помещения рассчитывают объем воздухообмена в час по приведенной выше формуле.

Показатель L для каждой комнаты суммируется, итоговое значение позволяет составить представление о том, сколько именно свежего воздуха должно поступать в помещение за единицу времени.

Разумеется, через вытяжную вентиляцию должно удаляться точно такое же количество отработанного воздуха. В одной и той же комнате не устанавливают и приточную, и вытяжную вентиляцию.

Обычно приток воздуха осуществляется через “чистые” помещения: спальню, детскую, гостиную, кабинет и т.п.

Вытяжную вентиляцию в ванной комнате или санузле устанавливают в верхней части стены, встроенный вентилятор работает в автоматическом режиме

Удаляют же воздух из комнат служебного назначения: санузла, ванной, кухни и т.п. Это разумно, поскольку неприятные запахи, характерные для этих помещений, не распространяются по жилищу, а сразу же выводятся наружу, что делает проживание в доме более комфортным.

Поэтому при расчетах берут норматив только для приточной или только для вытяжной вентиляции, как это отражено в нормативной таблице.

Если воздух не нужно подавать в конкретное помещение или удалять из него, в соответствующей графе стоит прочерк. Для некоторых помещений указано минимальное значение кратности воздухообмена.

Если расчетная величина оказалась ниже минимальной, следует использовать для расчетов табличную величину.

Если проблемы с вентиляцией обнаружились уже после того, как ремонт в доме был проведен, можно установить приточные и вытяжные клапаны в стене

Разумеется, в доме могут найтись помещения, назначение которых в таблице не отображено. В таких случаях используют нормативы, принятые для жилых помещений, т.е. 3 куб.м на каждый квадратный метр комнаты.

Нужно просто умножить площадь комнаты на 3, полученное значение принять за нормативную кратность воздухообмена.

Все значения кратности воздухообмена L следует округлить в сторону увеличения, чтобы они были кратными пяти. Теперь нужно посчитать сумму кратности воздухообмена L для помещений, через которые осуществляется приток воздуха.

Отдельно суммируют кратность воздухообмена L тех комнат, из которых производится отведение отработанного воздуха.

Холодный наружный воздух может отрицательно сказаться на качестве отопления в доме, для таких ситуаций используют вентиляционные устройства с рекуператором

Затем следует сравнить эти два показателя. Если L по притоку оказался выше, чем L по вытяжке, то нужно увеличить показатели для тех комнат, по которым при расчетах использовались минимальные значения.

Примеры расчетов объема воздухообмена

Чтобы провести расчет для вентиляционной системы по кратностям, для начала нужно составить список всех помещений в доме, записать их площадь и высоту потолков.

Например, в гипотетическом доме имеются следующие помещения:

  • Спальня — 27 кв.м.;
  • Гостиная — 38 кв.м.;
  • Кабинет — 18 кв.м.;
  • Детская — 12 кв.м.;
  • Кухня — 20 кв.м.;
  • Санузел — 3 кв.м.;
  • Ванная — 4 кв.м.;
  • Коридор — 8 кв.м.

Учитывая, что высота потолка во всех помещениях составляет три метра, вычисляем соответствующие объемы воздуха:

  • Спальня — 81 куб.м.;
  • Гостиная — 114 куб.м.;
  • Кабинет — 54 куб.м.;
  • Детская — 36 куб.м.;
  • Кухня — 60 куб.м.;
  • Санузел — 9 куб.м.;
  • Ванная — 12 куб.м.;
  • Коридор — 24 куб.м.

Теперь, используя приведенную выше таблицу, нужно произвести расчёты вентиляции помещения с учетом кратности воздухообмена, увеличив каждый показатель до значения, кратного пяти:

  • Спальня — 81 куб.м.*1 = 85 куб.м.;
  • Гостиная — 38 кв.м.*3 = 115 куб.м.;
  • Кабинет — 54 куб.м.*1 = 55 куб.м.;
  • Детская — 36 куб.м.*1 = 40 куб.м.;
  • Кухня — 60 куб.м. — не менее 90 куб.м.;
  • Санузел — 9 куб.м. не менее 50 куб.м;
  • Ванная — 12 куб.м. не менее 25 куб.м.

Сведения о нормативах для коридора в таблице отсутствуют, поэтому в расчете данные по этому небольшому помещению не учтены. Для гостиной выполнен расчет по площади с учетом норматива три куб. метра на каждый метр площади.

Правильно организованная система вентиляции обеспечит достаточный воздухообмен в гостиной. При проектировании обязательно следует учитывать требования и нормы СНиПов

Теперь нужно отдельно суммировать сведения по помещениям, в которых осуществляется приток воздуха, и отдельно — комнаты, где установлены вытяжные вентиляционные устройства.

Объем воздухообмена по притоку:

  • Спальня — 81 куб.м.*1 = 85 куб.м/ч.;
  • Гостиная — 38 кв.м.*3 = 115 куб.м/ч;
  • Кабинет — 54 куб.м.*1 = 55 куб.м/ч;
  • Детская — 36 куб.м.*1 = 40 куб.м/ч;

Всего: 295 куб.м\ч.

Объем воздухообмена по вытяжке:

  • Кухня — 60 куб.м. — не менее 90 куб.м/ч;
  • Санузел — 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
  • Ванная — 12 куб.м. — не менее 25 куб.м/ч.

Всего: 165 куб.м/ч.

Теперь следует сравнить полученные суммы. Очевидно, что необходимый приток превышает вытяжку на 130 куб.м/ч (295 куб.м/ч-165 куб.м/ч).

Чтобы устранить эту разницу, нужно увеличить объемы воздухообмена по вытяжке, например, увеличив показатели по кухне. После правок результаты расчета будут выглядеть следующим образом:

Объем воздухообмена по притоку:

  • Спальня — 81 куб.м.*1 = 85 куб.м/ч.;
  • Гостиная — 38 кв.м.*3 = 115 куб.м/ч;
  • Кабинет — 54 куб.м.*1 = 55 куб.м/ч;
  • Детская — 36 куб.м.*1 = 40 куб.м/ч;

Всего: 295 куб.м\ч.

Объем воздухообмена по вытяжке:

  • Кухня — 60 куб.м. — 220 куб.м/ч;
  • Санузел — 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
  • Ванная — 12 куб.м. — не менее 25 куб.м/ч.

Всего: 295 куб.м/ч.

Объемы по притоку и вытяжке равны, что соответствует требованиям при расчетах воздухообмена по кратностям.

Расчет вентиляционной системы для кухни также чрезвычайно важен. Особенно, если там используется газовое оборудование для приготовления пищи

Расчет воздухообмена в соответствии с санитарными нормами выполнить значительно проще. Допустим, что в доме, рассмотренном выше, постоянно проживают два человека и еще двое пребывают в помещении нерегулярно.

Расчет выполняется отдельно для каждого помещения в соответствии с нормой 60 куб.м\чел для постоянных жильцов и 20 куб.м\час для временных посетителей:

  • Спальня — 2 чел*60 = 120 куб.м\час;
  • Кабинет — 1 чел.*60 = 60 куб.м\час;
  • Гостиная 2 чел*60 + 2 чел*20 = 160 куб.м\час;
  • Детская 1 чел.*60 = 60 куб.м\час.

Всего по притоку — 400 куб.м\час.

Для количества постоянных и временных обитателей дома не существует каких-то строгих правил, эти цифры определяются исходя из реальной ситуации и здравого смысла.

Достаточный объем воздуха, своевременно поступающий в ванную комнату, и также своевременная эвакуация отработанного позволяет предотвратить образование затхлого воздуха и появление плесневелых грибов

Вытяжку рассчитывают по нормам, изложенным в таблице, приведенной выше, и увеличивают до суммарного показателя по притоку:

  • Кухня — 60 куб.м. — 300 куб.м/ч;
  • Санузел — 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
  • Ванная — 12 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч.

Всего по вытяжке: 400 куб.м/ч.

Увеличен воздухообмен для кухни и ванной комнаты. Недостаточный объем по вытяжке можно разделить между всеми помещениями, в которых установлена вытяжная вентиляция.

Или увеличить этот показатель только для одного помещения, как это было сделано при расчете по кратностям.

В соответствии с санитарными нормами воздухообмен рассчитывают подобным образом. Допустим, площадь дома составляет 130 кв.м.

Тогда воздухообмен по притоку должен составлять 130 кв.м*3 куб.м\час = 390 куб.м\час.

Остается распределить этот объем на помещения по вытяжке, например, таким образом:

  • Кухня — 60 куб.м. — 290 куб.м/ч;
  • Санузел — 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
  • Ванная — 12 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч.

Всего по вытяжке: 390 куб.м/ч.

Баланс воздухообмена — один из основных показателей при проектировании вентиляционных систем. Дальнейшие расчеты выполняются на основе этих сведений.

Как подобрать сечение воздуховода?

Система вентилирования, как известно, может быть канальной или бесканальной. В первом случае нужно правильно подобрать сечение каналов.

Если принято решение устанавливать конструкции с прямоугольным сечением, то соотношение его длины и ширины должно приближаться к 3:1.

Длина и ширина сечения канальных воздуховодов с прямоугольной конфигурацией должны соотноситься как три к одному, чтобы уменьшить количество шума

Скорость перемещения воздушных масс по основной магистрали должна составлять около пяти метров в час, а на ответвлениях — до трех метров в час.

Это обеспечит работу системы с минимальным количеством шума. Скорость движения воздуха во многом зависит от площади сечения воздуховода.

Чтобы подобрать размеры конструкции, можно использовать специальные расчетные таблицы. В такой таблице нужно выбрать слева объем воздухообмена, например, 400 куб.м\ч, а сверху выбрать значение скорости — пять метров в час.

Затем нужно найти пересечение горизонтальной линии по воздухообмену с вертикальной линией по скорости.

С помощью этой диаграммы вычисляют сечение воздуховодов для канальной вентиляционной системы. Скорость движения в магистральном канале не должна превышать 5 км/ч

От этого места пересечения проводят линию вниз до кривой, по которой можно определить подходящее сечение. Для прямоугольного воздуховода это будет значение площади, а для круглого — диаметр в миллиметрах.

Сначала делают расчеты для магистрального воздуховода, а затем — для ответвлений.

Таким образом расчеты делают, если в доме планируется только один вытяжной канал. Если же предполагается установить несколько вытяжных каналов, то общий объем воздуховода по вытяжке нужно разделить на количество каналов, а затем провести расчеты по изложенному принципу.

Эта таблица позволяет подобрать сечение воздуховода для канальной вентиляции с учетом объемов и скорости перемещения воздушных масс

Кроме того, существуют специализированные калькуляционные программы, с помощью которых можно выполнить подобные расчеты. Для квартир и жилых домов такие программы могут быть даже удобнее, поскольку дают более точный результат.

Выводы и полезное видео по теме

Полезные сведения по принципам работы системы вентилирования содержатся в этом видеоролике:

Вместе с отработанным воздухом жилище покидает и тепло. Здесь наглядно продемонстрированы расчеты тепловых потерь, связанных с работой системы вентиляции:

Правильный расчет вентиляции — основа ее благополучного функционирования и залог благоприятного микроклимата в доме или квартире. Знание основных параметров, на которых базируются такие вычисления, позволит не только правильно спроектировать систему вентилирования во время строительства, но и откорректировать ее состояние, если обстоятельства изменятся.

sovet-ingenera.com

Пошаговая методика расчета вентиляции

Проектирование вентиляции жилого, общественного или производственного здания проходит в несколько этапов. Воздухообмен определяется исходя из нормативных данных, используемого оборудования и индивидуальных пожеланий заказчика. Объем проекта зависит от типа здания: одноэтажный жилой дом или квартира рассчитываются быстро, с минимальным количеством формул, а для производственного объекта требуется серьёзная работа. Методика расчета вентиляции строго регламентирована, а исходные данные прописаны в СНиП, ГОСТ и СП.

Этапы

Подбор оптимальной по мощности и стоимости системы воздухообмена проходит пошагово. Порядок проектирования очень важен, так как от его соблюдения зависит эффективность работы конечного продукта:

  • Определение типа вентсистемы. Проектировщик анализирует исходные данные. Если требуется проветрить небольшое жилое помещение, то выбор падает на приточно-вытяжную систему с естественным побуждением. Этого будет достаточно, когда расход воздуха небольшой, вредных примесей нет. Если требуется рассчитать большой венткомплекс для завода или общественного здания, то предпочтение отдаётся механической вентиляции с функцией подогрева/охлаждения приточки, а если понадобится, то и с расчётом по вредностям.
  • Анализ выбросов. Сюда входит: тепловая энергия от осветительных приборов и станков; испарения от станков; выбросы (газы, химикаты, тяжёлые металлы).
  • Расчет воздухообмена. Задача систем вентилирования – удаление из помещения избытков тепла, влаги, примесей с равновесной или чуть отличающейся подачей свежего воздуха. Для этого определяется кратность воздухообмена, согласно которой подбирается оборудование.
  • Подбор оборудования. Производится по полученным параметрам: требуемый объем воздуха на приточку/вытяжку; температура и влажность внутри помещения; наличие вредных выбросов, подбираются вентустановки или готовые мультикомплексы. Самый важный из параметров – объём воздуха, необходимый для поддержания проектной кратности. Фильтры, калориферы, рекуператоры, кондиционеры и гидравлические насосы идут как дополнительные устройства сети, обеспечивающие качество воздуха.

Расчёт выбросов

Объём воздухообмена и интенсивность работы системы зависят от двух этих параметров:

  • Нормы, требования и рекомендации, прописанные в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», а также другой, более узкоспециализированной нормативной документации.
  • Фактические выбросы. Рассчитываются по специальным формулам для каждого источника, и приведены в таблице:

Тепловыделения, Дж

Двигатель электрический   N – мощность двигателя по номиналу, Вт;

K1 – загрузочный коэффициент 0,7-0,9

k2η - коэффициент работы в одно время 0,5-1.

Приборы освещения  
Человек   n – расчётное число людей для этого помещения;

q – количество теплоты, которое выделяет организм одного человека. Зависит от температуры воздуха и интенсивности работы.

Поверхность бассейна   V – скорость движение воздуха над водной поверхностью, м/с;

Т – температура воды, 0С

F – площадь водного зеркала, м2

Влаговыделение, кг/ч

Водная поверхность, например бассейн   Р - коэффициент массоотдачи;

F-площадь поверхности испарения, м2;

Рн1, Рн2 - парциальные давления насыщенного водяного пара при определенной температуре воды и воздуха в помещении, Па;

РБ – давление барометрическое. Па.

Мокрый пол   F - площадь мокрой поверхности пола, м2;

tс, tм – температуры воздушных масс, замеренные по сухому/мокрому термометру,0С.

Используя данные, полученные в результате вычисления вредных выделений, проектировщик продолжает рассчитывать параметры вентиляционной системы.

Вычисление воздухообмена

Специалисты используют две основные схемы:

  • По укрупненным показателям. В данной методике не предусматриваются вредные выбросы, такие как тепло и вода. Условно назовем его «Способ №1».
  • Метод с учётом избытков тепла и влаги. Условное название «Способ №2».

Способ №1

Единица измерения - м3/ч (кубические метры в час). Применяют две упрощенные формулы:

L=K ×V(м3/ч); L=Z ×n (м3/ч), где

K – кратность воздухообмена. Отношение объёма приточки за одни час, к общему воздуху в помещении, крат в час; V – объём помещения, м3; Z – значение удельного обмена воздуха за единицу верчения,

n – количество единиц измерения.

Подбор вентрешёток осуществляется по специальной таблице. При подборе также учитывается средняя скорость прохождение потока воздуха по каналу.

Таблица выбора размеров вентиляционных решёток

Способ №2

При расчёте учитывается ассимиляция тепла и влаги. Если в производственном или общественном здании избыток тепла, то используется формула:

где ΣQ - сумма тепловыделений от всех источников, Вт; с – тепловая ёмкость воздуха, 1 кДж/(кг*К); tyx – температура воздуха, направленного на вытяжку,°С; tnp - температура воздуха, направленного на приточку,°С;

Температура воздуха, направленного на вытяжку:

где tp.3 – нормативная тем-ра в рабочей зоне,0С; ψ- коэффициент увеличение температуры, зависящий от высоты измерения, равный 0,5-1,5 0С/м; Н – длина плеча от пола до середины вытяжки, м.

Когда технологический процесс предполагает выделение большого объема влаги, то используется другая формула:

где G – объём влаги, кг/ч; dyx и dnp – содержание воды на один килограмм сухого воздуха приточки и вытяжки.

Существует несколько случаев, более подробно описанных в нормативной документации, когда требуемые воздухообмен определяется по кратности:

L=k×V, где

k – кратность смены воздуха в помещении, раз в час; V - объём помещения, м3.

Расчёт сечения

Площадь поперечного сечения воздуховода измеряется в м2. Её можно посчитать по формуле:

где v – скорость воздушных масс внутри канала, м/с.

Различается для основных воздуховодов 6-12 м/с и боковых придатков не более 8 м/с. Квадратура влияет на пропускную способность канала, нагрузку на него, а также уровень шума и способ монтажа.

Расчёт потерь давления

Стенки воздуховода не гладкие, и внутренняя полость не заполнена вакуумом, поэтому часть энергии воздушных масс при движении теряется на преодоления этих сопротивлений. Величина потери рассчитывается по формуле:

где ג – сопротивление трению, определяется, как:

Формулы, приведенные выше, являются правильными для каналов круглого сечения. Если воздуховод квадратный или прямоугольный, то существует формула приведения к эквиваленту диаметра:

где a,b – размеры сторон канала, м.

Мощность напора и двигателя

Напор воздуха от лопастей H должен полностью компенсировать потери давления P, при этом создавая расчётное динамическое Pд на выходе.

H = P + Pд.

Мощность электрического двигателя вентилятора:

Подбор калорифера

Часто отопление интегрируется в систему вентиляции. Для этого используются калориферы, разные виды рекуператоров, а также метод рециркуляции. Выбор устройства осуществляется по двум параметрам:

  • Qв – предельный расход тепловой энергии, Вт/ч;
  • Fk – определение поверхности нагрева для калорифера.

Расчёт гравитационного давления

Применяется только для естественной системы вентилирования. С его помощью определяется её производительность без механического побуждения.

Подбор оборудования

По полученным данным о воздухообмене, форме и размере сечение воздуховодов и решёток, количестве энергии для обогрева подбирается основное оборудование, а также фитинги, дефлектор, переходники и другие сопутствующие детали. Вентиляторы подбираются с запасом мощности под пиковые периоды работы, воздуховоды с учетом агрессивности среды и объёмов вентилирования, а калориферы и рекуператоры - исходя из тепловых запросов системы.

Ошибки при проектировании

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

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

Пример проекта

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

m-e-g-a.ru

Как сделать правильный расчет сечения воздуховода вентиляции

От автора: здравствуйте, уважаемые читатели! Система вентиляции — это очень важная составляющая обустройства любого дома. Ведь именно благодаря ей вы дышите свежим, а не застоявшимся воздухом. Это оказывает значительное положительное влияние как на здоровье проживающих в доме людей, так и на уровень их комфорта.

Но все эти преимущества актуальны, конечно, для тех случаев, когда вентиляционная система работает корректно. В частности, очень важна ее производительность, которая должна быть достаточной для конкретного здания. Для обеспечения необходимого показателя важно правильно выбрать оборудование нужной мощности, а также сделать расчет сечения воздуховода вентиляции.

Необходимость расчетов

Все расчеты для обустройства вентиляции как в частном доме, так и в квартире должны быть выполнены максимально тщательно. Это связано с тем, что некачественный воздухообмен способен привести к довольно тяжелым последствиям. Среди них можно выделить:

  • дискомфорт проживающих в доме людей. В душном помещении тяжело находиться. К тому же, все неприятные запахи застаиваются, поскольку у них просто нет шанса выйти наружу. В итоге ими пропитывается и мебель, и отделка комнат. Понятно, что такое жилище не вызывает приятных ощущений;
  • вред для здоровья. В отработанном воздухе содержится большое количество углекислого газа. Если долго находиться в такой атмосфере, то на организме это сказывается не лучшим образом. У людей возникает быстрая утомляемость, начинает часто болеть голова. Да и общее состояние здоровья рано или поздно ухудшается;
  • повышенный уровень влажности. Для его регулировки необходим качественный воздухообмен, а когда с последним проблемы, результат становится очевиден. Следствием такого положения вещей является неприятный конденсат на окнах, да и дышать в помещении с повышенным уровнем влажности тяжелее, чем обычно. Кроме того, такая ситуация приведет к появлению плесени и грибка на стенах. Избавиться от таких «соседей» очень и очень непросто. А не избавляться нельзя — споры, выделяемые плесенью, попадают в легкие проживающих в доме людей. Это провоцирует развитие различных инфекций, некоторые из них являются опасными для жизни.

Проведение расчетов

Теперь, когда вы убедились в крайней необходимости расчетов, можно поговорить о том, как они производятся. Но прежде всего стоит разобраться, какие факторы влияют на конечный показатель. Собственно, все они относятся к типу самого воздуховода.

Разновидности воздуховодов

Воздуховоды различаются по двум параметрам. Первый — это материал, из которого изготовлен данный элемент конструкции. Существует довольно много современных вариантов. Воздуховоды могут быть:

  • стальными (из черного или нержавеющего металла);
  • пластиковыми;
  • алюминиевыми;
  • тканевыми;
  • жестяными.

При этом важное значение имеет структура материала. Чем более шершавая поверхность внутри трубы, тем больше усилий приходится прилагать воздуху для прохождения по соответствующему маршруту, поскольку сопротивление возрастает. Этот фактор напрямую влияет на требуемый показатель сечения.

Вторым параметром является форма воздуховода. Он может быть круглым, квадратным, овальным или прямоугольным. Каждая форма обладает определенными преимуществами и недостатками. Например, для круглых разновидностей необходимо меньше материала на изготовления, что выгодно с экономической точки зрения. Прямоугольные воздуховоды могут быть не слишком габаритными как в высоту, так и в ширину — все равно площадь их сечения будет выдержана на уровне необходимой.

Способы расчетов

Строго говоря, проведением расчетов, необходимых для обустройства приточных систем и других видов вентиляции, должны заниматься специализированные организации, имеющие соответствующую лицензию. У профессионалов есть полный набор необходимых знаний и опыта. Обычному же человеку зачастую сложно понять, как правильно рассчитать тот или иной параметр.

Но стремление к экономии и любовь к самостоятельным работам никуда не делись, поэтому многие предпочитают все же разобраться в этом вопросе. Если вы относитесь именно к такой категории людей, то запаситесь терпением и блокнотом с ручкой.

Для расчета поперечного сечения воздуховода есть два способа. Один из них основан на допустимых скоростях, другой — на постоянной потере давления. оба они дают необходимый параметр, но более простым является первый. Так что лучше начать именно с него.

Все здания и помещения подразделяются на различные категории. В зависимости от типа строения, для него предусмотрено определенное нормированное значение максимально допустимой скорости, причем как для основного воздуховода, так и для идущих от него ответвлений.

Соответственно, для проведения расчетов вам понадобятся эти стандартные показатели. А также необходимо иметь под рукой план вентиляционной системы с указанием всех входящих в нее маршрутов и типов установленного оборудования. Именно на этих заготовках и будет основан процесс дальнейшей работы.

Что касается нормированных показателей максимально допустимой скорости, то их можно свести в следующий список:

  • производственные помещения — для основной магистрали допустима скорость от 6 до 11 метров в секунду, для ответвлений от 4 до 9 метров в секунду;
  • офисные помещения — для основной магистрали от 3,5 до 6 м/с, для ответвлений от 3 до 6,5 м/с;
  • жилые помещения — для основной магистрали от 3,5 до 5 м/с, для ответвлений от 3 до 5 м/с.

Эти нормы обусловлены тем, что превышающая их скорость воздушного потока будет создавать высокий уровень шума, который сделает нахождение людей в помещении весьма некомфортным.

Итак, процесс расчета сводится к следующим шагам.

  1. Составляется схема вентиляционной системы. На ней указывается каждая магистраль и идущие от нее ответвления. Также обозначается все оборудование, которое установлено в воздуховодах. К нему относятся диффузоры, клапаны, решетки и тому подобное. Также следует обозначить все повороты воздуховода.
  2. Далее необходимо рассчитать, какой объем воздуха должен поступать в помещение ежечасно. Этот параметр зависит в первую очередь от количества людей, находящихся в комнате в течение длительного времени. Объем воздуха на каждого человека утвержден нормами СНиП. В них указано, что в помещении, где не производится естественное проветривание, расход воздуха на одного человека составляет не менее 60 м3/ч. Если речь идет о спальне, то там показатель меньше — всего 30 м3/ч. Это обусловлено тем, что во время сна человек перерабатывает меньшее количество кислорода. В общем, для расчета необходимо учесть количество человек, подолгу пребывающих в доме, и умножить это число на установленный нормами показатель. Если у вас регулярно собираются большие компании, то на них ориентироваться не нужно — нормативы актуальны только для длительного пребывания. На такой случай вы можете обзавестись VAV-системой, которая поможет регулировать воздухообменные процессы между помещениями во время приема гостей.
  3. После того как вы получили оба показателя — то есть максимально допустимую скорость и необходимый объем поступающего в помещение воздуха — можно браться за вычисление расчетной площади воздуховода. Для этого можно использовать схему, называемую номограммой. Как правило, она идет в комплекте к гибкой трубе воздуховода. Если ее нет в бумажном варианте, то можно поискать на сайте компании, которая выпустила данную продукцию. Помимо номограммы, можно высчитать необходимый показатель и вручную. Для этого нужно подставить имеющиеся параметры в формулу: Sс=L*2,778/V. Под Sc подразумевается, собственно, та самая площадь воздуховода. Она будет выражена в квадратных сантиметрах, поскольку с таким значением наиболее удобно работать. Буква L означает рассчитанный ранее необходимый объем воздуха, поступающего в помещение через воздуховод. Буква V — это скорость потока воздуха в конкретной магистрали. Число 2,778 является коэффициентом, необходимым для согласования различных типов единиц измерения: м3/ч, м/с и см2.
  4. Теперь можно браться за вычисление фактической площади сечения воздуховода. Для этого существует две формулы. То, какую из них использовать, зависит от формы трубы. Для круглого воздуховода: S=π*D²/400. Под S подразумевается вычисляемая площадь сечения, под D — диаметр трубы. Для прямоугольного варианта формула выглядит следующим образом: S=A*B/100. При этом буква А означает ширину трубы, а буква В — высоту. Размеры сторон прямоугольника и диаметр круга указываются в миллиметрах.

Таким образом необходимо рассчитать соответствующий показатель для каждого участка вентиляционной системы: как для основных магистралей, так и для дополнительных маршрутов. На основании этих показателей можно перейти к вычислению необходимой мощности оборудования, устанавливаемого для принудительного притока или оттока воздуха.

Для грамотного подбора встраиваемого вентилятора вам понадобится знать еще и показатель падения давления в вентиляционной системе. Этот параметр можно высчитать все по той же номограмме, которой вы пользовались для определения объема воздуха.

Уважаемые читатели! Все расчеты, необходимые для обустройства любого типа вентиляционной системы, в принципе, не так уж сложны. Но они требуют довольно большого количества времени, а также внимательного отношения. Просчет может привести к тому, что вы установите слишком узкий или широкий воздуховод, или же подберете вентиляционное оборудование с мощностью, не соответствующей потребностям помещения.

Поэтому, если вы не уверены в своих силах или твердо знаете об имеющихся проблемах с физикой и математикой, то лучше все же обратиться к специалистам. Это не слишком сильно ударит по бюджету, а взамен даст гарантию того, что вентиляционная система будет работать с должной функциональностью.

Если вы все же решительно настроены на самостоятельное проведение расчетов, то посмотрите еще и видео-инструкцию, ссылка на которую оставлена чуть ниже. Подходите к делу аккуратно и внимательно, тогда у вас все прекрасно получится. Успехов вам, комфорта вашему дому! До новых встреч!

seberemont.ru


Смотрите также