Расчет естественной вентиляции

Расчет естественной вентиляции

Перепечатка статей, равно как и их отдельных частей, запрещена. Мы хотим оставить за собой право на эксклюзивное размещение данного материала на нашем сайте . Здесь мы делимся знаниями и опытом, наработанными нашей командой за годы работы в сфере проектирования и монтажа инженерных систем.

Введение
Техническое задание
Анализ исходных данных
Предлагаемое техническое решение
Проверка производительности вытяжки
Приточные устройства для естественной вентиляции подвала
Расчет вентиляции с учетом приточных устройств
Требования к монтажу и эксплуатации естественной вентиляции подвала
Заключение

Введение наверх

Цель данной статьи — рассказать о методе расчета естественной вентиляции на примере подвала загородного дома. Будет проанализировано исходное техническое задание, предложены технические решения по реализации естественной вентиляции, сделаны расчеты вытяжных вентиляционных каналов. Также будут разработаны и рассчитаны приточные устройства для подачи свежего приточного воздуха с улицы и регулирования расхода воздуха в помещениях. Расчеты выполнялись с использованием программы-калькулятора для расчета систем естественной вентиляции в разделе ЗАГРУЗКИ.

Техническое задание наверх

Согласно техническому заданию на разработку, требуется разработать схему естественной вентиляции неотапливаемого подвала в загородном частном доме.

План помещений подвала загородного дома.

Исходные данные:

• общая площадь подвала: 108 м²;
• назначение помещений подвала: неотапливаемые кладовые, технические помещения;
• высота помещений подвала: 3,5м;
• планируемые вытяжные вентканалы: не более 2 шт, материал — кирпич, предпочтительное расположение см. на плане подвала;
• высота вентканалов (от вентрешетки в подвале до верха вентшахты): 7,5м;
• назначение вентиляции: контроль влажности и температурного режима в подвальных помещениях в течение холодного времени года.

Анализ исходных данных наверх

Согласно исходным данным, определим площади вентилируемых помещений, объем воздуха и требуемый воздухообмен в них. Для помещений вспомогательного характера (кладовые, техпомещения и т.п.) требуемая норма воздухообмена составляет 0,2 объема/час:

Кратность (величина) воздухообмена для различных помещений.

Рассчитываем площади помещений подвала, объем воздуха в них, кратность воздухообмена и фактически требуемый объем заменяемого воздуха в них:

Площади помещений, объем воздуха в них, кратность воздухообмена, требуемый воздухообмен.

Таким образом, требуется обеспечить приток и удаление воздуха для естественной вентиляции подвала в объеме не менее 76м³/час.

Исходя из требований заказчика, приоритет вентиляции отдан помещениям:

• Кладовая 1,
• Кладовая 2,
• Помещение 1,
• Техпомещение,
• Помещение 2 (необязательно).

Предлагаемое техническое решение наверх

Исходя из анализа исходных данных, предлагается следующее решение организации естественной вентиляции подвала. На рисунке показано распределение поступающего приточного воздуха. Приточный воздух поступает в первую очередь в приоритетные помещения через три отдельных организованных притока (их расчет см. далее). Благодаря переточным решеткам в межкомнатных дверях, приточный воздух, проходит к вытяжным вентиляционным решеткам и через два отдельных вентиляционных канала удаляется наружу. Расчетные расходы воздуха, согласно нормам расчета естественной вентиляции, указаны для температуры на улице в +5°С.

Схема расположения притоков (жирные синие линии), направления движения (тонкие синие линии) и расходы приточного воздуха (синие цифры) в каждом помещении.

На рисунке показаны три отдельных притока (жирные синие линии):

Тонкие синие линии на рисунке — пути перетока (движения) приточного воздуха из различных помещений к вытяжным решеткам вентканалов 1 и 2. Цифры расхода в каждом помещении показывают итоговый воздухообмен в этих помещениях (больше требуемого, см. таблицу выше). Для обеспечения свободного перемещения воздуха между помещениями, требуется установить в нижней части межкомнатных дверей переточные решетки с суммарной площадью отверстий не менее 200см² на каждую решетку (всего 5 проемов).

Проверка производительности вытяжки наверх

Из-за незначительного объема воздухообмена, предварительно примем расчетное сечение двух вытяжных каналов в 140×140мм каждый. Проверим производительность планируемых вентканалов для расчетных условий (температура воздуха на улице +5°С.). Расчеты выполнялись с использованием программы-калькулятора для расчета систем естественной вентиляции VentCalc, которую можно скачать у нас на сайте в разделе ЗАГРУЗКИ. Коэффициент шероховатости вентканалов принят 4мм, т.к. материал каналов — кирпич.

Определение гравитационного давления (тяги) и сопротивления вентиляционных каналов при естественной вентиляции для расчетной температуры наружного воздуха +5°С.

Таким образом предлагаемая конфигурация вентканала может обеспечить воздухообмен в расчетный период в 57м³/час. Т.к. всего вентканалов будет два, то суммарный воздухообмен составит 2×57=114м³/час, что больше требуемого расхода (76м³/ч) в 1,5 раза. Более того, при меньшей температуре воздуха на улице тяга вырастет еще больше и, например при -5°С составит 2×71=176м³/час (больше требуемого в 1,9 раза).

Определение гравитационного давления (тяги) и сопротивления вентиляционных каналов при естественной вентиляции для расчетной температуры наружного воздуха -5°С.

Значит, предложенные вентканалы подходят для организации естественной вентиляции данных помещений со значительным запасом. Точные значения производительности вытяжных каналов будут получены при расчетных расходах с учетом сопротивления приточных устройств, см. далее.

Приточные устройства для естественной вентиляции подвала наверх

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

Предлагаемое расположение притоков.

Воздухозаборные уличные решетки всех притоков расположены на фасаде дома, на высоте в районе пола первого этажа, чтобы в зимнее время они не могли быть засыпаны снегом. Трубы от уличных решеток проходят горизонтально через стену 1-го этажа дома, далее с поворотом 90° опускаются вниз и проходят перекрытие подвала. Приток 1 и приток 3 оканчиваются в помещениях подвала под потолком приточными клапанами ⌀160мм. Приток 2 после прохода через перекрытие подвала, проходит несущую стену и заходит в Кладовую 1. Приток 2 оканчивается приточной решеткой ⌀100мм на стене под потолком.

Ниже представлена детальная конфигурация притоков в изометрии:

Пространственная конфигурация притоков.

Расчет системы естественной вентиляции с учетом приточных устройств наверх

Рассчитываем гравитационное давление (тягу) и сопротивление вытяжного канала (потери давления) при расчетном расходе воздуха через него (3м³/ч):

Расчет параметров вытяжного вентиляционного канала (тяга и потери давления) при расчетном расходе воздуха в нем в программе VentCalc.

Гравитационное давление вытяжного канала: 3,2Па.
Сопротивление вытяжного канала с решетками: 1,4Па.

Рассчитываем сопротивление приточных устройств (Приток 1, Приток 3):

Сопротивление (потери давления) для приточных устройств 1 и 3 системы естественной вентиляции подвала.

В сумму коэффициентов местных сопротивлений включены: уличная решетка КМС=2,1; колено 90° КМС=1,1 и приточный клапан КМС=2,1. Длина — 1м. Итого, сопротивление приточных устройств 1 и 3: 1,0Па

Рассчитываем сопротивление приточного устройства Приток 2:

Сопротивление (потери давления) для приточного устройства 2.

В сумму коэффициентов местных сопротивлений включены: уличная решетка КМС=2,1; 3 колена 90° КМС=3×1,1 и приточный клапан КМС=2,1. Длина — 3,5м.
Итого, сопротивление приточного устройства 2: 0,4Па

Проверим условие превышения гравитационного давления вытяжки (тяги) над общим сопротивлением системы (сумма потерь давления в притоке и вытяжке):

• Гравитационное давление вытяжки: 3,2Па;
• сопротивление вытяжного канала с решетками: 1,4Па;
• сопротивление приточного устройства: 1,0Па (0,4Па).

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

Требования к монтажу и эксплуатации естественной вентиляции подвала наверх

Вентиляционные шахты при выполнении их из кирпича должны быть выполнены вертикально, с постоянным сечением и аккуратно: без наплывов раствора, ухудшающих тягу. Наверху шахты должны иметь защиту от попадания атмосферных осадков (флюгарка, колпак), а при необходимости дефлектор — устройство, увеличивающее тягу. Участки вентиляционной шахты, проходящие через неотапливаемые холодные чердаки и над кровлей, следует утеплять, чтобы избежать ухудшения и опрокидывания тяги в зимнее время при низких температурах воздуха на улице.

Для изолирования помещений подвала от остального объема жилого дома, требуется установить дверь на спуске в подвал. Дверь должна иметь уплотнения для ограничения прохождения воздуха через нее.

Воздухозаборные уличные решетки следует применить с защитой от насекомых и грызунов (сетка) и от попадания осадков (жалюзи) с возможностью полного ручного перекрытия на случай ограничения вентиляции подвала до минимума.

Горизонтальные трубы притоков после уличных решеток проложить с уклоном 3% в сторону улицы для отвода случайно попавшей воды на улицу.

Для ограничения повышенного расхода воздуха в зимнее время (из-за возросшей тяги вытяжных каналов) и для ограничения воздухообмена в подвале в летнее время (см. ниже) приточные клапаны следует использовать с возможностью регулировки расхода и возможностью их полного перекрытия.

Для этой же цели вентиляционные решетки на вытяжных вентиляционных каналах также должны иметь функцию регулировки вплоть до их полного закрытия (если в помещениях нет газового оборудования).

Для предотвращения появления конденсата трубы притоков на всей длине (в т.ч. и при проходе сквозь стены и перекрытия) необходимо изолировать с наружной стороны теплоизоляцией толщиной например, из вспененного полиэтилена.

В летнее время, для предотвращения попадания теплого влажного воздуха в подвал следует ограничивать проветривание подвала путем перекрытия вентиляционных решеток на притоках и на вытяжках. Дело в том, что попадая в холодный подвал (который окружен со всех сторон грунтом с температурой ) теплый летний воздух (с температурой ) охлаждается и еще больше повышает свою влажность, что приводит к выпадению конденсата на стенах подвала, росту плесени и т.п.

Заключение наверх

В данном материале мы рассмотрели вопрос организации естественной вентиляции подвальных помещений в загородном частном доме. Произвели необходимые расчеты с использованием простой и удобной программы VentCalc и дали рекомендации по монтажу и эксплуатации естественной вентиляции подвала.

Если вам необходимо осуществить проектирование и монтаж инженерных систем для вашего дома в Минске и Минском районе; вы хотите получить консультации и выполнить монтаж системы отопления, водоснабжения, канализации, вентиляции, встроенного пылесоса, выполнить электромонтажные работы; сделать необходимые расчеты и подобрать оборудование; либо вы столкнулись с трудностями при реализации ваших идей — мы будем рады вам помочь.

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:

Распределение объемов вытяжки по помещениям и определение площади поперечного сечения каналов

Итак, найден объем воздуха, который должен поступить помещения квартиры в течение часа и, соответственно, выведен за это же время.

Далее, исходят их количества вытяжных каналов, имеющихся (или планируемых к организации – при проведении самостоятельного строительства) в квартире или доме. Полученный объем необходимо распределить между ними.

Для примера, вернемся к таблице выше. Через три вентиляционных канала (кухня, санузел и ванная) необходимо отвести 240 кубометров воздуха в час. При этом из кухни по расчетам должно отводиться не менее 125 м³, из ванной и туалета по нормативам – не менее, чем по 25 м³. Больше – пожалуйста.

Поэтому напрашивается такое решение: кухне «отдать» 140 м³/час, а оставшееся — разделить поровну между ванной и санузлом, то есть по 50 м³/час.

Ну а зная объем, который необходимо отвести в течение определённого времени – несложно подсчитать ту площадь вытяжного канала, которая гарантированно справится с задачей.

Правда, для расчетов требуется еще и значение скорости воздушного потока. А она тоже подчиняется определённым правилам, связанным с допустимыми уровнями шума и вибрации. Так, скорость потока воздуха на вытяжных вентиляционных решетках при естественной вентиляции должна быть в пределах диапазона 0,5÷1,0 м/с.

Приводить формулу расчета здесь не будем – сразу предложим читателю воспользоваться онлайн-калькулятором, который определит требуемую минимальную площадь сечения вытяжного канала (отдушины).

Калькулятор расчета минимальной площади сечения вентиляционной отдушины

Обладая элементарными знаниями в геометрии, полученную площадь несложно привести к размерам прямоугольника. Правда, при этом должно соблюдаться условие – соотношение длинной и короткой стороны – не более, чем 3:1.

Нередко вентиляционные решетки имеют и круглое окно. Значит, необходимо пересчитать площадь сечения в диаметр. Или же требуется сделать переход от прямоугольного сечения на круглое. В обоих случаях будет полезен третий калькулятор, предназначенный специально для такой цели.

Калькулятор расчета диаметра круглого канала, эквивалентного площади прямоугольного

Полученное значение будет ориентиром при приобретении стандартных деталей с круглым сечением. Естественно, округление при этом делается в бо́льшую сторону.

Правильная организации естественной вентиляции

Объем данной статьи не позволяет рассмотреть все нюансы организации вентиляции жилого дома или квартиры. Но в этом и нет особой нужды, так как на страницах нашего портала уже имеется специальная публикация, в которой проблемы естественной вентиляции рассматриваются со всеми подробностями.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

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.

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.

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.

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:

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

Результаты расчета общих параметров

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.

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.

8. Нюанс вентиляции верхних этажей

Второй этаж сложно хорошо вентилировать с помощью естественных потоков – малый перепад высоты для тяги. Если уровень отделен входной дверью, он вентилируется по аналогии с первым. Но, если пространство не перекрыто, то на верхнем этаже организуется индивидуальная вентиляция каждого помещения. Иначе на второй этаж будет затягиваться «грязный» воздух с первого. Вариант сложный по реализации для естественной тяги. Поэтому многоэтажные дома чаще оборудуются механической вентиляцией.

Ушло время, когда комнаты проветривались настежь открытыми окнами. Ведь свежий воздух приносил с собою пыль, шум и холод. Современная вентиляция частного дома незаметна, она только ощущается. Хороший сон, отсутствие сырости и постоянно свежий воздух стоят того, чтобы реализовать правильный воздухообмен.

Расчет

Сложив площадь помещений и увеличив полученную величину втрое, можно вычислить общий объем для воздухообмена в течение 1 часа (площадь кухни гостиной принимается с учетом трехкратного воздухообмена – 162.0 кв. м.)

Суммарная площадь помещений 1-го этажа – 564.0 кв. м., 2-го – 165.5 кв. м.

Произведя расчет по формуле

Sвент. общ=Vсум/(3600*1.5) , где

Sвент. общ – суммарная площадь сечения всех требуемых вентиляционных каналов,

Vсум – суммарный объем воздуха, подлежащего замене, равный площади всех помещений, умноженной на коэффициент 3,0 м, с учетом кратности воздухообмена, который можно определить по таблице,

3600 – переводной коэффициент, учитывающий количество секунд в часе,

1,5 – максимальная скорость потока воздуха в вентиляционном канале в м/с,

можно получить минимальную суммарную площадь сечения вентканалов:

1. Для первого этажа S = 564.0 / (3600*1.5) = 0.1044 кв. м.
2. Для второго этажа S = 165.5 / (3600*1.5) = 0.0306 кв. м.

Суммарно, для первого и второго этажа – 0.135 кв. м. или 1350 кв. см.

Для упрощения расчета можно воспользоваться предложенным ниже калькулятором. В этом случае кратность воздухообмена в помещениях учитывать не нужно. Это будет сделано автоматически.

Для приведенных исходных данных расчет при помощи калькулятора позволил определить суммарную площадь вентиляционных каналов 1342 кв. см.

Глубину вентиляционных каналов можно условно принять:

• в стенах толщиной 38 см из кирпича – 130 мм;
• в стенах толщиной 37,5 см из газобетонных блоков – 175 мм;
• в каналах из досок 30 х 150 мм – 150 мм

Общая ширина отверстий вентиляционных каналов составит:

• в стенах толщиной 38 см из кирпича – 103 см;
• в стенах толщиной 37,5 см из газобетонных блоков –77 см;
• в каналах из досок – 90 см.

Расчёт вентиляции

Вентиляция служит для поддержания достаточного количества свежего чистого воздуха в помещении и для удаления отработанного загрязненного воздуха из помещения. Кроме того, вентиляция обеспечивает движение воздуха в помещении, что способствует устранению лишней влаги, сырости, застойного воздуха и накопившихся запахов. Для того, чтобы подобрать все необходимые комплектующие, требуется произвести расчёт системы вентиляции.

Расчёт приточной вентиляции

Расчёт приточной вентиляции выполняется для каждого из помещений в отдельности. Алгоритм расчёта зависит от назначения помещения. Так, для офисных помещений, фойе и переговорных будут применены различные зависимости.

В первую очередь, выполняя расчёт приточной вентиляции, следует обратиться к нормативным документам — сводам правил (СП) для рассматриваемого типа объекта:

• СП 44.13330.2011 — Административные и бытовые здания
• СП 54.13330.2016 — Здания жилые многоквартирные
• СП 56.13330.2011 — Производственные здания
• СП 57.13330.2011 — Складские здания
• СП 113.13330.2016 — Стоянки автомобилей
• СП 118.13330.2012* — Общественные здания и сооружения
• СП 278.1325800.2016 — Здания образовательных организаций высшего образования

В сводах правил приведены таблицы кратностей воздухообмена для различных помещений. Например, согласно п. 7.31 СП 118.13330.2012 кратность воздухообмена в магазине должна быть не менее 1. Напомним, что кратность воздухообмена показывает, сколько раз воздух в помещении должен смениться за один час. Следовательно, чтобы провести расчёт приточной вентиляции нужно определить объём помещения магазина.

Предположим, площадь магазина составляет 50 м 2 , высота потолков 3 метра. Тогда объем помещения составит 150 м 3 , а требуемый расход приточного воздуха будет равен 150·1=150 м 3 /ч.

Для других типов объектов в нормах может быть указана не кратность воздухообмена, а расход воздуха, приходящийся на одного человека. Так, согласно таблице 7.3 СП 118.13330.2012 в зрительных залах кинотеатров расход воздуха на одного зрителя должен быть не менее 20 м 3 /ч. В этом случае расчёт приточной вентиляции будет заключаться в подсчёте числа зрителей и умножении полученного значения на 20 м 3 /ч. Для зрительного зала вместимостью 300 человек получим: 300·20 = 6000 м 3 /ч.

Расчёт вытяжной вентиляции

Расчёт вытяжной вентиляции также ведётся с учетом требований сводов правил, список которых приведён выше. Например, однократный воздухообмен в магазине будет означать, что производительность вытяжной системы также должна составлять 1 объём помещения в час (150 м 3 /ч для рассмотренного магазина).

Однако при расчёте вытяжной вентиляции есть одна особенность. В «чистых» помещениях (офисы, кабинеты, переговорные, жилые комнаты и другие помещения с постоянным пребыванием человека) рекомендуется, чтобы расход вытяжного воздуха был на меньше расхода приточного воздуха. Это делается для того, чтобы «лишний» воздух уходил в смежные помещения — в коридоры и технические помещения. Тем самым обеспечивается защита от перетекания запахов из смежных помещений и жилые и офисные зоны.

Кроме того, на любом объекте есть помещения, где предусматривается только вытяжка — санузлы, душевые, технические помещения, гардеробы и другие. Как правило, нормы предписывают устраивать для них отдельные вытяжные системы. При этом расчёт вытяжных систем ведётся исходя из следующих цифр:

• Вытяжка от одного унитаза: 50 м 3 /ч
• Вытяжка от одной раковины: 25 м 3 /ч
• Вытяжка от одной душевой кабинки: 75 м 3 /ч
• Вытяжка из технических помещений: 1 крат.

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции сводится к расчёту приточной и вытяжной систем вентиляции по отдельности. Далее, функцию двух систем может выполнять один агрегат — приточно-вытяжная установка.

Приточно-вытяжные установки обычно применяют для общеобменных систем вентиляции. Учитывая преобладание притока над вытяжкой, о котором говорилось выше, в таких установках расход приточного воздуха больше, чем вытяжного. Кроме того, аэродинамическое сопротивление приточной системы всегда выше, чем вытяжной ввиду наличия секций фильтрации, нагрева, а иногда и охлаждения. Поэтому вытяжные вентиляторы, как правило, предусматриваются меньшей мощности, нежели приточные.

Наконец, выполняя расчёт приточно-вытяжной вентиляции, можно сэкономить, предусмотрев рекуператор тепла. Это устройство, которое передаёт тепло от вытяжного воздуха приточному. В зимнее время рекуператор способен достаточно сильно прогреть приточный воздух за счёт вытяжного и, как следствие, существенно снизить мощность нагревателя.

Например, в приточной системе вентиляции требуется нагреть 1000 м 3 /ч воздуха с ‑26°С до +20°С. Мощность нагревателя составит 0,335·1000·(20-(-26)) = 15,3 кВт.

Предположим, в рекуператоре удалось нагреть приточный воздух до температуры +7°С. Тогда нагревателю останется лишь догреть его до искомых +20°С. Мощность такого нагревателя составит 0,335·1000·(20-7)=4,3 кВт. Таким образом, применение рекуператора позволило понизить энергозатраты системы на 11 кВт или на 72%.

Расчёт естественной вентиляции

Суть естественной вентиляции — обеспечение естественного воздухообмена в помещении. Приточная естественная вентиляция обычно представляет собой открытые окна. Естественная вытяжная вентиляция — это шахта, которая поднимается на определенную высоту. Чем выше — тем сильнее тяга, и тем интенсивнее будет работать естественная вентиляция в целом.

Естественная вентиляция. 1 — вытяжная решетка, 2 — открытое окно, 3 — вытяжная шахта.

Расчёт естественной вентиляции позволяет определить сечение вытяжной шахты и, при необходимости, высоту подъёма этой шахты. В ходе расчёта определяется располагаемое гравитационное давление (тяга), подбирается сечение, рассчитываются аэродинамические потери и проверяется условие, чтобы потери не превышали тягу.

Располагаемое гравитационное давление определяется по формуле:

где g — ускорение свободного падения (g=9,81 м/с 2 ); h — высота шахты (м); ρ_Н — плотность наружного воздуха (принимается для +5°С равной 1,27 кг/м 3 ); ρ_В — плотность внутреннего воздуха (принимается для +18°С равной 1,21 кг/м 3 ).

Площадь сечения шахты рассчитывается исходя требуемого расхода и скорости воздуха. Скорость воздуха задаётся самостоятельно, рекомендуется принимать не более 1,5 м/с, желательно — 1 м/с.

где L — расход воздуха (м 3 /ч), v — скорость воздуха (м/с).

По полученной площади сечения шахты определяется длина А и ширина В сечения (так, чтобы A·B ≈S) для прямоугольных шахт или диаметр круглых шахт (D=корень(4·S/p)).

Далее определяется аэродинамическое сопротивление шахты ΔР_Ш, включая сопротивление вытяжной решетки в помещении и дефлектора на улице. Оно должно быть как минимум на 10% меньше располагаемого гравитационного давления ΔР_Г:

Если это условие не выполняется, следует принять меньшую скорость движения воздуха в шахте (это позволит снизить ΔР_Ш) или увеличить высоту шахты (это позволит увеличить ΔР_Г).

Расчёт воздуховодов вентиляции

Расчёт воздуховодов вентиляции сводится к определению сечения воздуховодов — сторон прямоугольных воздуховодов или диаметра круглых. Расчёт сечения вентиляции ведётся по формуле:

где L — расход воздуха (м 3 /ч), v — скорость воздуха (м/с). Скорость воздуха в системах принудительной вентиляции принимается:

• До 15 м/с в системах противодымной вентиляции
• До 6 м/с в магистральных воздуховодах общеобменной вентиляции
• До 4 м/с в ответвлениях от магистральных воздуховодов общеобменной вентиляции.

Далее для прямоугольных воздуховодов подбираются такие размеры проходного сечения А и В, чтобы А·В≈S. Кроме того, А и В должны быть кратны 50 миллиметрам. Например, для S=0,07 м 2 можно предложить А=350мм и В=200 мм или А=300 мм и В=250 мм.

Для круглых воздуховодов выполняется расчёт диаметра вентиляции D: D=корень(4·S/p).

Далее принимается ближайший больший диаметр воздуховода из ряда стандартных диаметров: 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 650, 800, 1000 миллиметров. Более подробно о стандартных диаметрах круглых воздуховодов читайте в отдельном материале.

Например, для той же площади сечения S = 0,07 м 2 получим D ≈ 300 мм. Ближайший больший круглый воздуховод имеет диаметр 315 миллиметров — именно его и следует принять.

Более подробно о видах воздуховодов и их классификации читайте в отдельной статье.

Пример расчёта вентиляции

В качестве примера рассмотрим небольшой офис компании, включающий ресепшен (2 рабочих места) и три кабинета (4, 6 и 8 рабочих мест и по 2 места для посетителей в каждом из них). Напомним, что на каждое постоянное рабочее место требуется 60 м 3 / ч, на каждого посетителя — 20 м 3 /ч. Расход приточного воздуха для такого объекта составит:

• Для ресепшена — 2·60 = 120 м 3 /ч
• Для кабинета 1 — 4·60+2·20 = 280 м 3 /ч
• Для кабинета 2 — 6·60+2·20 = 400 м 3 /ч
• Для кабинета 3 — 8·60+2·20 = 520 м 3 /ч

Общий расход приточного воздуха составит 120+280+400+520 = 1320 м 3 /ч.

Примем скорость воздуха v = 4 м/с. Получим площадь сечения S = 1320/(3600·4) = 0,092 м 2 . Примерно такую площадь сечения имеет круглый воздуховод диаметром 400 мм. Но такой диаметр считается слишком большим, рекомендуется применять прямоугольные воздуховоды.

Среди прямоугольных воздуховодов можно предложить, например, 400×250 мм — именно такого типоразмера далее следует подбирать вентилятор, шумоглушители, воздухонагреватель, фильтр и другие элементы приточной системы вентиляции.

Кстати, рассчитаем мощность воздухонагревателя для данной системы (нагрев с −26°С до +18°С):

Заключение

Расчёт вентиляции следует выполнять в соответствии с требованиями Сводов Правил и иных нормативных документов РФ. В ходе расчёта определяется производительность систем, сечение воздуховодов, подбираются все элементы, входящие в состав той или иной системы.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир климата»