Как провести расчетную оценку воздухообмена в помещении. Как рассчитать вентиляцию в собственном доме
Комментариев:
- Определение основных параметров вентиляции
- Расчет воздушного объема в комнатах
- Нормативы определения воздухообмена по числу жильцов
- Формула определения воздухообмена
- Расчет сети распределения воздуха
Домашний уют, как показывает практика, является делом совсем непростым. Его обеспечивают сразу несколько немаловажных факторов. Одним из них выступает вентиляция внутренних помещений. Без нее практически невозможно создать и поддерживать атмосферу, здоровую и благоприятную для человека.
И чем сложнее архитектура здания, чем больше в нем помещений, а также источников тепло- и газоснабжения, тем серьезнее приходится задумываться над вопросом, как рассчитать вентиляцию. Ведь правильно рассчитанное проветривание, когда учтены все особенности эксплуатации — это комфорт и психологическая гармония человека. Если же оно рассчитано неправильно, это приводит не просто к неудобствам для жильцов, это прямая угроза их здоровью и даже жизни.
При этом строителям необходимо попутно решать и другие задачи, связанные с организацией воздухообмена в помещениях. Формируя научно обоснованную вентиляцию, следует, в частности, помнить, что она, кроме обеспечения комнат свежим воздухом, служит еще и поддержанию в них оптимальной влажности.
Поэтому, планируя покупку необходимых узлов и комплектующих для вентиляционной системы, надо заранее произвести необходимые для этого расчеты.
Определение основных параметров вентиляции
Все чаще домовладельцы предпочитают заказывать строительство многокомнатных и многоуровневых домов, из-за чего приходится сооружать довольно сложные системы, обеспечивающие подачу свежего воздуха и вывод застоявшегося воздуха вместе с вредными примесями из отдаленных комнат. В жилых домах, офисах, в промышленных, складских и общепитовских помещениях для такой работы одной вытяжной вентиляции совершенно недостаточно.
С этими задачами должно справляться приточно-вытяжное проветривание. Именно такой тип вентилирования способен обеспечивать одновременное удаление небезопасных частиц, находящихся во взвешенном состоянии в комнатной атмосфере, и приток свежей воздушной массы извне.
В то же время большие внутридомовые пространства и усложненное расположение комнат заставляет чаще применять принудительный вариант приточно-вытяжной вентиляции. Использование в таких системах воздушных насосов, вентиляторов, калориферов заставляет проектировщиков отдельно рассчитывать основные параметры электрооборудования.
Полный расчет системы вентиляции предполагает определение следующих параметров:
- функциональное назначение помещений;
- количество людей, присутствующих в помещениях;
- площадь комнат;
- производительность по воздухообмену;
- количество и схема эксплуатируемого оборудования, выделяющего вредные примеси и тепло;
- давление циркулирующего воздуха при работе вентиляторов;
- мощность комнатного калорифера;
- площадь и конфигурация сечения труб воздуховодов.
Определение указанных параметров даст возможность установить такую важную характеристику вентиляции, как кратность воздухообмена. Данный термин означает количество полных замен объемов воздуха, содержащегося в помещении, в течение часа.
Вернуться к оглавлению
Расчет воздушного объема в комнатах
Определение объема воздуха, который способно вместить помещение, а также уровня расхода воздуха (производительности по воздуху) является обязательной операцией для выбора подходящего вентиляционного оборудования.
Если же в доме имеется несколько комнат, то процесс производят для каждого помещения, суммируя затем в общий показатель по дому (квартире).
Например, при площади комнаты в 40 м 2 и высоте в 2,5 м, ее объем составит 100 м 3 . Таким образом, двукратный обмен воздуха будет равен 200 м 3 за 1 час. При этом следует учитывать, что данный показатель увеличивается с увеличением количества людей, находящихся в помещении, и наличии в нем тепловыделяющих элементов (степень влияния которых на комнатную атмосферу также зависит от мощности двигателей).
Чтобы и составить оптимальную схему проводки воздуховодов, необходимо определиться, в каких комнатах люди пребывают достаточно длительный период. К таким помещениям, как правило, относятся спальные комнаты, кабинеты, гостиные. Сюда должен быть обеспечен регулярный приток свежего воздуха. В то же время из таких помещений, как кухня, туалет, ванная комната, необходимо обеспечить интенсивный вывод увлажненного и засоренного продуктами переработки пищи воздуха. В некоторые помещения, такие как, например, коридор, воздух специально не подается.
В общем, принципиальная схема воздушной циркуляции должна выглядеть следующим образом. Ввод свежего и очищенного воздуха надо производить в жилые комнаты и помещения, в которых люди находятся подолгу. Отсюда уже несколько загрязненный воздух, минуя коридор, должен поступать на кухню и санузлы, где следует разместить систему принудительной вытяжной вентиляции. Благодаря такой схеме движения воздуха можно добиться качественного устранения загрязнителей и неприятного запаха.
Вернуться к оглавлению
Нормативы определения воздухообмена по числу жильцов
Достаточно жесткие требования к уровню воздухообмена по каждой жилой и нежилой комнате содержатся в СНиП 41-01-2003.
В частности, для жилых комнат, не имеющих естественной вентиляции (например, не открываются окна), на каждого человека «положен» минимальный расход воздушной массы, равный 60 м 3 /час. Это касается прежде всего тех помещений, где человек обычно находится в активном, бодрствующем состоянии. В то же время в спальнях, оборудованных системой естественного проветривания, допускается меньший расход воздуха — от 30 м 3 /час на каждого человека.
Рассчитывая вентиляцию в доме для помещений с различной функциональной нагрузкой, специалисты рекомендуют проанализировать, насколько часто то или иное помещение заполняется большим количеством людей. Так, в гостиной, где в основном собирается небольшая группа жильцов, а многочисленные гости бывают всего несколько раз в году, нет надобности делать систему вентиляции с очень высокой производительностью.
Тем не менее если домовладелец хочет, чтобы даже в этих нечастых случаях приглашенные не ощущали дискомфорта, вентиляционную систему можно оборудовать специальным регулятором расхода воздуха раздельно по каждой комнате. Такое устройство в определенное время нарастит циркуляцию свежего воздуха в одном помещении за счет уменьшения воздушного потока в другом.
Вернуться к оглавлению
Формула определения воздухообмена
Воздухообмен вычисляется по двум основным критериям — по кратности и по числу людей, находящихся в комнате.
Вычислить воздухообмен по кратности — это значит определить частоту полной смены воздушного объема в помещении за 1 час. При этом для удаления застоявшихся газов следует обеспечить как минимум один обмен воздуха в час.
Кроме того, для выяснения оптимального расхода внутрикомнатного воздуха необходимо определить воздухообмен по количеству людей. Обоим указанным параметрам соответствует своя отдельная формула.
Расчет вентиляции по кратности:
L = n х S х H, где:
- L — производительность воздухообмена, установленная нормами СНиП 41-01-2003 для приточной вентиляции (м 3 /час);
- n — норма кратности обмена воздуха (жилые помещения — 1-2, офисы — 2-3);
- S — площадь комнаты (м 2);
- H — высота комнаты (м).
- Расчет воздухообмена по количеству жильцов:
- L = N х L norm , где:
- L — производительность воздухообмена для приточной вентиляции (м 3 /час);
- N — количество находящихся в помещении людей;
- L norm — расход воздуха на каждого человека.
Сложив результаты вычисления требуемого воздухообмена для каждой комнаты, получаем суммарную производительность для разных систем проветривания. Типовые показатели общей производительности вентиляции сводятся к таким группам:
- отдельные квартиры — 100-500 м 3 /час;
- коттеджи — 500-2000 м 3 /час;
- офисы — 1000-10000 м 3 /час.
1. Кратность воздухообмена
Расчет системы вентиляции предполагает определения воздухообмена. Величина необходимого воздухообмена зависит от наличия некоторых факторов, таких как: кратность воздухообмена , наличие избыточных тепловыделений, влаговыделений, наличие вредных веществ и т. д. Читайте: как провести расчет необходимого воздухообмена помещений.Напомню вам, что величина воздухообмена помещения определяется наибольшим расчетным воздухообменом из вышеперечисленных. При условии, что наибольшее значение будет иметь воздухообмен по нормативной кратности, тогда именно значение кратности воздухообмена и будет влиять на воздухообмен помещения. Об расчете величины воздухообмена по кратности и об ее значениях пойдет речь в данном материале.
Что называют кратностью воздухообмена
Кратность воздухообмена (англ. air exchange rate) — это интенсивность обмена воздуха, которая определяется числом обменов воздуха за единицу времени. Она равняется отношению объема воздуха, что подается в единицу времени, к объему помещения, куда он подается.
Говоря простыми словами, это число которое показывает сколько раз за один час происходит полная смена объема воздуха помещения.
Расчет воздухообмена кратности
Как уже упоминалось, при условии когда вредные примеси не принимаются во внимание, то значение воздухообмена вычисляют по нормативной кратности. Будь то бытовое помещение или производственное помещение, формула для расчета воздухообмена по кратности будет одинаковой:
L = Vпом ⋅ Kp (м3/ч),
где Vпом — объем помещения, м3;
Kp — нормативная кратность воздухообмена, 1/ч.
Объем помещения должен быть известен, в то время как число кратности регламентируется нормами. К ним относятся строительные нормы (СНиП 2.08.01-89), санитарно-гигиенические нормы и другие.
Значения кратности воздухообмена
В данной таблице приведены значения кратности воздухообмена для бытовых помещений:Кратности воздухообмена для промышленных помещений и помещений со значительным объемом:
Представленные выше данные взяты из справочников известной украинской фирмы Vents.
Немного о воздухообмене
Как вы знаете, в жилых домах проектируют системы вентиляции с естественным побуждением.
Местами удаления воздуха из помещений служат кухня, ванна, туалет, то есть наиболее загрязненные помещения квартиры. Приточный наружный воздух поступает через щели, окна, двери.
С течением времени усовершенствуются материалы и конструкция окон. Нынешние конструкции являются совершенно герметичными, что не позволяет совершать необходимый воздухообмен и удовлетворять минимальную кратность воздухообмена .
Подобные проблемы решаются установкой различных систем притока воздуха. Такими являются приточные клапаны в стене, а также приточные клапаны в окнах.
2.Расчет воздухообмена
Воздухообмен - количество воздуха, необходимого для полной или частичной замены загрязненного воздуха в помещении. Воздухообмен измеряют в метрах кубических за час.
Как выполняют расчет воздухообмена ? В общем случае воздухообмен определяют по виду загрязнителей воздуха, встречающихся в данном помещении.
Основными расчетами воздухообмена являются расчет за санитарными нормами, расчет за нормированной кратностью, расчет за компенсацией местных вытяжек. Также существует воздухообмен на ассимиляцию явной и полной теплоты, на удаление влаги, на разбавление вредоносных веществ в воздухе. Для каждого из этих критериев существует своя методика расчета воздухообмена .
Перед началом расчета воздухообмена нужно знать такие данные:
- количество вредных выбросов в помещение(теплоты, влаги, газов, паров) за один час;
- количество вредных веществ на один кубометр воздуха в помещении.
Расчет по кратности
Воздухообмен за кратностью определяется по формуле:
Lk=k.V (м3/час),
где k - нормированная кратность воздухообмена;
V- объем помещения, м3.
Показатель k для разных помещений и подробности расчета по кратности представлены выше.
Таблица кратностей воздухообмена:
| Бытовые помещения | Кратность воздухообмена | |
|---|---|---|
| Жилая комната (в квартире или общежитии) | 3 м3/ч на 1м2 жилых помещений | |
| Кухня квартиры или общежития | 6-8 | |
| Ванная комната | 7-9 | |
| Душевая | 7-9 | |
| Туалет | 8-10 | |
| Прачечная (бытовая) | 7 | |
| Гардеробная комната | 1,5 | |
| Кладовая | 1 | |
| Гараж | 4-8 | |
| Погреб | 4-6 |
| Промышленные помещения и помещения большого объема | Кратность воздухообмена | |
|---|---|---|
| Театр, кинозал, конференц-зал | 20-40 м3 на чел. | |
| Офисное помещение | 5-7 | |
| Банк | 2-4 | |
| Ресторан | 8-10 | |
| Бар, кафе, пивной зал, бильярдная | 9-11 | |
| Кухонное помещение в кафе, ресторане | 10-15 | |
| Универсальный магазин | 1,5-3 | |
| Аптека (торговый зал) | 3 | |
| Гараж и авторемонтная мастерская | 6-8 | |
| Туалет (общественный) | 10-12 (или 100 м3 на 1 унитаз) | |
| Танцевальный зал, дискотека | 8-10 | |
| Комната для курения | 10 | |
| Серверная | 5-10 | |
| Спортивный зал | Не менее 80 м3 на 1 занимающегося и не менее 20 м3 на 1 зрителя | |
| Парикмахерская (до 5 рабочих мест) | 2 | |
| Парикмахерская (более 5 рабочих мест) | 3 | |
| Склад | 1-2 | |
| Прачечная | 10-13 | |
| Бассейн | 10-20 | |
| Промышленный красильный цех | 25-40 | |
| Механическая мастерская | 3-5 | |
| Школьный класс | 3-8 |
Воздухообмен по теплоизбыткам
Воздухообмен по тепловыделениям определяется в том случае, если в помещении присутствует большое количество теплоты, которую нужно удалить.
Расчет воздухообмена по теплоизбыткам ведут по формуле:
L=3,6.Qизл/(ρ.c.(tуд-tпр)) (м3/час),
где Qизл - количество теплоты, которая выделяется в помещение, Вт;
ρ — плотность воздуха в помещении, кг/м3;
с - массовая теплоемкость воздуха;
tуд - температура воздуха, который удаляется вентиляцией, ºС;
tпр - температура воздуха,что подается, ºС.
Расчет воздухообмена по влаговыделениям
Нужный воздухообмен по избыткам влаги в помещении можно рассчитать за формулой:
L= W/(ρ(dyд-dпр) (м3/час),
где W - выделение влажности в помещении, ;
ρ — плотность воздуха в здании, кг/м3;
Расчет воздухообмена
Воздухообмен по газовыделениям
Воздухообмен по газовым выделениям в помещение рассчитывают за формулой:
L=K/(Kгдк-Kпр) (м3/час),
где К - весовое количество газов, что выделяются в помещение;
Кгдк - предельно допустимая концентрация газов;
Кпр - концентрация газов в подающемся воздухе.
Определение воздухообмена в зависимости от предельно допустимой концентрации веществ:
L= GCO2 / (УПДК-УП) (м3/ч)
где GСО2
- количество выделяющегося СО2, л/ч,
УПДК
- предельно-допустимая концентрация СО2 в удаляемом воздухе, л/м3,
УП
- содержание газа в приточном воздухе, л/м3.
| Нормы допустимых концентраций Со2 в воздухе, л/м3 | ||||
|---|---|---|---|---|
| В местах постоянного пребывания людей (жилые комнаты) | 1,0 | |||
| В больницах и детских учреждениях | 0,7 | |||
| В местах временного пребывания людей (учреждения) | 1,25 | |||
| В местах кратковременного пребывания людей (учреждения) | 2,0 | |||
| В наружном воздухе: |
Населенные пункты (село) | 0,33 | ||
| Малые города | 0,4 | |||
| Крупные города | 0,5 | |||
Воздухообмен по санитарным нормам
Расчет воздухообмена в помещении по санитарным нормам (по количеству людей) определяется с условия обеспечения человека необходимым количеством свежего воздуха. Для общественных зданий санитарные нормы предусматривают подачу 20 м3/час.чел при временном пребывании человека в помещении, 40 м3/час.чел при длительном пребывании и 80м3/час.чел для спорт зала.
Формула расчета воздухообмена:
L= n.l (м3/час),
где n — количество людей, чел;
l — санитарная норма подачи воздуха, м3/час.чел.
Расчетный воздухообмен
За расчетное значение воздухообмена принимают максимальное значение из расчетов по теплопоступлениям, влагопоступлениям, поступлением вредных паров и газов, по санитарным нормам, компенсации местных вытяжек и нормативной кратности воздухообмена.
Воздухообмен жилых и общественных помещений обычно рассчитывают по кратности воздухообмена или по санитарным нормам.
После расчета требуемого воздухообмена составляется воздушный баланс помещений, подбирается количество воздухораспределителей и делается аэродинамический расчет системы. Поэтому советуем вам не пренебрегать расчетом воздухообмена , если хотите создать комфортные условия вашего пребывания в помещении.
Инструкция
Выберите вентилятор или приточную установку производительностью, рассчитанную согласно формулам. При этом следует учесть, что производительность вентилятора может снизиться из-за сопротивления воздухопроводной сети. Данная зависимость производительности от полного давления приводятся в технических характеристиках оборудования.Например, участок воздуховода длиной 15 метров, имеющий одну вентиляционную решетку, создает падение давления около 100 Па.Значения производительности систем вентиляции:
Квартиры - от 100 до 600 м3/ч;
Коттеджи - от 1000 до 3000 м3/ч;
Офисы - от 1000 до 20000 м3/ч.
Спроектируйте воздухораспределительную сеть, состоящую из воздуховодов, переходников, разветвителей, поворотов и решеток или диффузоров. Составьте сначала схему воздуховодов. По этой схеме рассчитайте три параметра - рабочее давление, которое создает вентилятор, скорость потока воздуха и уровень шума.Рабочее давление определяется согласно техническим характеристикам вентилятора и рассчитывается исходя из типа воздуховодов и их диаметра, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, а также типа распределителей воздуха. Чем длиннее трасса, и чем больше на ней переходов и переходников, тем давление вентилятора должно быть большим. Проведите аэродинамический расчет, найдите внешнее давление сети воздуховодов.Поток воздуха зависит от диаметра воздуховодов. Скорость обычно ограничивается значением от 2,5 до 4 м/с. При увеличении - возрастают потери давления и уровень шума. Но, применять «тихие» воздуховоды