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.
Как сделать расчет вентиляции: формулы и пример расчёта приточно-вытяжной системы
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, да и заново погружаться в ремонтные работы.
В представленной нами статье собраны полезные материалы по расчету систем вентилирования, справочные таблицы. Приведены формулы, наглядные иллюстрации и реальный пример для помещений различного назначения и определенной площади, продемонстрированный в видеосюжете.
Категории помещений по пожарной безопасности
монтаж вентиляции ангараKONICA MINOLTA DIGITAL CAMERA
Помещения любого назначения: производственные, складские, жилые или общественные делятся на категории по вентиляции и пожарной безопасности:
- А – повышенная опасность взрывов, возгораний. Здания, в которых используются или выделяются легковоспламеняющиеся газы и субстанции или вещества, которые при контакте с воздухом (водой) могут загораться или взрываться с температурой вспышки до 28 градусов;
- Б – опасность возгораний или взрывов. Здания, в атмосфере которых присутствуют пыль или пар, легко воспламеняющиеся и имеющие температуру вспышки выше 28 градусов;
- В1 – В4 – опасность возгораний. Здания, в которых выделяются или присутствуют жидкости, твердые или летучие вещества, трудно воспламеняющиеся при контакте с воздухом, водой или иными веществами;
- Г – умеренная опасность возгораний. Помещения, в которых присутствуют вещества в нагретом или расплавленном виде, выделяется обилие тепла, пламени. А также используемые в виде топлива или утилизируемые методом сжигания вещества;
- Д – слабая вероятность возгораний. Здания, в которых присутствуют не воспламеняющиеся вещества при температуре окружающей среды.
Создавая вентиляцию складских или производственных помещений, единую систему предусматривают в следующих случаях:
- для жилых домов;
- для административных зданий, бытовых, общественных или промышленных помещений с категорией по вентиляции Д;
- промышленных с категорией помещений по вентиляции Б или А, занимающих до 3 этажей;
- промышленных с единственной категорией Д, Г или В;
- складских, занимающих до 3 этажей, имеющих категорию В, А или Б.
Что включает проект
пример проекта вентиляции частного дома
Расчет вентиляции предусматривает определение того, хватит ли производительности систем для забора воздуха извне и пропускной возможности естественных воздуховодов для обеспечения пространства требуемыми по нормативу объемами свежего воздуха.
Проект должен составляться квалифицированными специалистами, так как для этого нужны специфические знания и навыки. Для определения интенсивности перетоков воздушных масс требуется не только расчет сечения воздуховодов, но и учет периметра у воздуховода.
Этапы проектирования
Формула расчета необходимого воздухообмена
Первым этапом расчета системы вентиляции помещения является определение необходимых объемов поступающего воздуха. На данном этапе необходимо знать, для приточной системы следует в дальнейшем закупать оборудование или же для монтажа вытяжки. Также требуется составить схему конвекции воздуха в помещениях.
На втором этапе проектирования вентиляции нужно определить диаметры воздуховодов с обоснованием, сможет ли требуемый расход воздуха пройти сквозь совокупное сечение патрубков.
И наконец, следует определить необходимую мощность вентиляции, от которой и зависит интенсивность замены воздушных масс в помещениях. Этот показатель как раз и характеризуется коэффициентом кратности.
Расчет естественной вентиляции
Естественный конвекционный воздухообмен в доме происходит из-за наличия в помещениях обогревательных элементов, из-за чего холодный воздух, нагреваясь, поднимается к потолку, заставляя более холодный (остывший) воздух ниспадать к полу. Там он снова нагревается, и цикл повторяется.
Если в комнате открыть окно, то более теплый верхний слой воздуха выйдет в атмосферу, а его место займет более холодный уличный. Таков обычный механизм проветривания. Кроме того, воздух циркулирует и между помещениями дома, перетекая в комнаты с большей интенсивностью конвекции.
Дома, в которых предусмотрена конвекционная система вентиляции, обязательно должны быть оснащены шахтами естественной вытяжки (согласно нормативу – минимум 1 шахта на 72 м2 общей площади квартиры или одного этажа дома, кроме санузлов).
Рассчитать вентиляцию в данном случае означает правильно определить размеры межкомнатных отдушин или даже площади щелей под дверями, через которые будет циркулировать воздух по дому/квартире.
Грамотно рассчитанная система естественной конвекции никогда не приведет к появлению сквозняков в доме, а в комнатах всегда будет свежий воздух и нормальная влажность. Добиться этого можно только при помощи высококвалифицированных специалистов-разработчиков и использовании специальных программ.
Расчет вытяжной и приточной вентиляции
Главным отличием приточной вентиляции от вытяжной является неспособность первой качественно проветрить помещение, удалив из него, к примеру, остатки ядовитых газов. Расчет вентиляции, в которой воздух принудительно только подается в помещение, а наружу он выходит уже в пассивном режиме, например, через капитальную вентиляционную шахту, строится на определении объемов воздуха, которым требуется снабдить все помещения дома или квартиры.
Для этого нужно учесть количество человек, которые пользуются каждой комнатой, а также площадь самих помещений.
Вытяжная вентиляция удаляет использованный воздух из помещений. Методика расчета такой системы подразумевает определение объемов и интенсивности межкомнатных перетоков воздуха, то есть расчет совокупного сечения отдушин и щелей, чтобы воздушные массы, которые затягиваются в помещение извне, перед тем, как попадут в вытяжной вентилятор, смогли бы сначала обновить атмосферу во всех комнатах.
И наконец, расчет приточно-вытяжной вентиляции. Как рассчитать систему вентиляции, обеспечивающую и искусственное нагнетание воздуха, и искусственное отведение? В сущности, это и не нужно.
Главное, чтобы объем поступающего во все комнаты воздуха был равен объему выводимого. А это легко сбалансировать подбором мощности и производительности вентиляторов. И если площадь сечения воздуховодов будет одинаковой, то проект можно считать исполненным.
Однако здесь возникают проблемы изменения этой самой производительности вентиляторов. Со временем все агрегаты, которые работают непрерывно, изнашиваются. Во всех вращающихся узлах, к примеру, выходят из строя подшипники.
Поэтому именно при монтаже приточно-вытяжной вентиляции крайне важно использовать высококачественное нагнетающее оборудование и обеспечить его сервисным обслуживанием. Только так можно сохранить баланс притока свежего и отведения отработанного воздуха
Подбираем высоту труб
Следующим шагом является определение тягового усилия, возникающего внутри разгрузочного устройства на заданной высоте. Параметр называется доступным гравитационным давлением и выражается в паскалях (Па). Формула расчета:
- p — гравитационное давление в канале, Па;
- H — разница по высоте между выходом вентиляционной решетки и вырезом вентиляционного канала над крышей, м;
- ρaria — плотность воздуха помещения, берем 1,2 кг / м³ при температуре дома +20 ° С.
Методика расчета основана на выборе необходимой высоты. Сначала решите, насколько вы готовы поднять водосточные трубы над крышей без изменения внешнего вида здания, а затем подставьте значение высоты в формулу.
Пример. Берем перепад высот 4 м и получаем давление тяги p = 9,81 x 4 (1,27 — 1,2) = 2,75 Па.
Теперь предстоит самый сложный этап: аэродинамический расчет отводных каналов. Задача — узнать сопротивление воздуховода потоку газов и сравнить результат с имеющимся давлением (2,75 Па). Если потеря давления больше, трубу необходимо собрать или увеличить диаметр отверстия.
Аэродинамическое сопротивление воздуховода рассчитывается по формуле:
- Δp — полная потеря давления в шахте;
- R — удельное сопротивление трению проходящего потока, Па / м;
- Н — высота канала, м;
- — сумма коэффициентов местных сопротивлений;
- Pv — динамическое давление, Па.
Покажем на примере, как рассчитывается значение сопротивления:
Значение динамического давления находим по формуле Pv = 1,2 x 1² / 2 = 0,6 Па.
Сопротивление трению R находим из таблицы, ориентируясь на показатели динамического напора 0,6 Па, расхода 1 м / с и диаметра воздуховода 225 мм. R = 0,078 Па / м (обозначено зеленым кружком).
Местные сопротивления вытяжного канала — оребренная решетка, изгиб на 90 ° вверх и зонтик на конце трубы. Коэффициенты этих частей имеют постоянные значения, равные 1,2, 0,4 и 1,3 соответственно. Сумма ξ = 1,2 + 0,4 + 1,3 = 2,9.
Окончательный расчет: Δp = 0,078 Па / м x 4 м + 2,9 x 0,6 Па = 2,05 Па.
Сравниваем расчетный напор, образовавшийся в воздуховоде, и полученное сопротивление. Толкающая сила p = 2,75 Па больше потери давления (сопротивления) Δp = 2,05 Па, мачта высотой 4 метра слишком высока, нет смысла строить такую штуку.
Теперь укорачиваем вентканал до 3 м, пересчитаем еще раз:
Доступное давление p = 9,81 x 3 (1,27 — 1,2) = 2,06 Па.
Удельное сопротивление R и местные коэффициенты остаются прежними.
Δp = 0,078 Па / м x 3 м + 2,9 x 0,6 Па = 1,97 Па.
Давление естественной тяги 2,06 Па превышает сопротивление системы Δp = 1,97 Па, что означает, что скважина высотой три метра будет нормально работать на естественном дренажном канале и обеспечивать требуемый расход удаляемых газов.
Вентиляционный канал Ø225 мм можно разделить на 2 трубы меньшего размера, но не по диаметру, а по сечению. Получаем 2 круглых воздуховода 150-160мм, как показано на фото. Высота обоих колодцев осталась неизменной — 3,5 м.
Особенности и применение естественной вентиляции
В помещении с металлопластиковыми окнами на них ставят приточные клапаны
Воздух в неорганизованных воздуховодах удаляется с помощью тяги в каналах, расположенных обычно в ванной, туалете и кухне. Тяготение возникает пропорционально разнице температур наружной и внутренней атмосферы и высоте стояка от вентиляционной решетки до оголовка трубы на кровле.
Используются сквозные искусственные каналы и клапаны при недостаточной тяге в вентиляционных шахтах:
- проветриватель ставят в наружной стене или раме, устройство увеличивает объем воздуха, но его работа также зависит от климата;
- бризер одновременно очищает и проветривает поступающий воздух с помощью одного или набора фильтров и мембран, монтируется в стене дома;
- к принудительной циркуляции относится установка вентиляторов в окне или стеновой нише.
Играет роль ветреная погода. Если летом открыть фрамугу, струя под напором выдавит воздух в вытяжную шахту. Ветровая нагрузка может использоваться для работы дефлекторов, которые устанавливаются на оголовок и улучшают тягу за счет поворотов. Естественная вентиляция остается самым дешевым способом проветривания, не требует затрат на монтаж и эксплуатацию.
Пример расчета и обустройства вентиляции
За основу возьмем планировку частного дома внутренней площадью 91.5 м² и перекрытиями высотой 3 м, представленного выше на чертеже. Как рассчитать количество вытяжки / притока на здание целиком согласно методике СНиП:
- Количество удаленного воздуха из гостиной и спальни, имеющей равную квадратуру, составит 15.75×3 х 1 = 47.25 м³/ч.
- В детской комнате: 21×3 х 1 = 63 м³/ч.
- Кухня: 21×3 х 1 + 100 = 163 м³/ч.
- Санузел — 25 м³/ч.
- Итого 47.25 + 47.25 + 63 + 163 + 25 = 345.5 м³/ч.
Примечание. Воздушный обмен в прихожей и коридоре не нормируется.
Теперь проверим результаты на соответствие второму нормативному документу. Поскольку в доме проживает семья из 4 человек (2 взрослых + 2 детей), в гостиной, спальне и детской долго находятся по 2 чел. Пересчитаем воздухообмен в указанных комнатах по количеству людей: 2×30 = 60 м³/ч (в каждом помещении).
Объем вытяжки из детской удовлетворяет требованиям (63 куба в час), а вот значения для спальни и гостиной придется откорректировать. Двум человекам недостаточно 47.25 м³/ч, берем 60 кубов и снова пересчитываем общую величину воздухообмена: 60 + 60 + 63 + 163 + 25 = 371 м³/ч.
Не менее важно правильно распределить воздушные потоки в здании. В частных коттеджах принято устраивать системы естественной вентиляции — это значительно дешевле и проще монтажа электрических нагнетателей с воздуховодами
Добавим лишь один элемент принудительного удаления вредных газов — кухонную вытяжку.
Как правильно организовать естественное движение потоков:
- Приток во все жилые помещения обеспечим через автоматические клапаны, встроенные в оконный профиль либо прямо в наружную стену. Ведь стандартные металлопластиковые окна герметичны.
- В перегородке между кухней и санузлом устроим блок из трех вертикальных шахт, выходящих на кровлю.
- Под межкомнатными дверьми предусмотрим зазоры шириной до 1 см для прохода воздуха.
- Установим кухонную вытяжку и подключим к отдельному вертикальному каналу. Она возьмет на себя часть нагрузки — удалит 100 кубов отработанных газов за 1 час в процессе готовки пищи. Останется 371 — 100 = 271 м³/ч.
- Две шахты выведем решетками в санузел и кухню. Размеры труб и высоту рассчитаем в последнем разделе данного руководства.
- За счет естественной тяги, возникающей в двух каналах, воздух устремится из детской, спальни и зала в коридор, а дальше — к вытяжным решеткам.
Обратите внимание: свежие потоки, изображенные на планировке, направляются из комнат с чистой воздушной средой в более загрязненные зоны, затем выбрасываются наружу через шахты.
Подробнее об организации природной вентиляции смотрите на видео:
Общеобъемная вентиляция
Когда выполнен расчет местной вытяжки, виды и объемы загрязнений, можно делать математический анализ нужного объема воздухообмена. Наиболее простой вариант, когда на площадке нет технологических загрязнений, и в вычисления принимаются только человеческие выделения.
В этом случае задачей является достижение санитарных норм и чистоты производственных процессов. Необходимый объем для сотрудников вычисляется по формуле: L=N*m, где L – количество воздуха в м3/час, N – число работников, m – объем воздуха на человека в течение часа. Последний параметр нормируется СНиП и составляет 30 м3/час – в проветриваемом цеху, 60 м3/час – в закрытом.
Если вредные источники существуют, то задача вентиляционной системы снизить загрязнения до предельных норм (ПДК). Математический анализ выполняется по формуле: О = Мв \ (Ко — Кп), где О – расход воздуха, Мв – масса вредных веществ, выделяющихся в воздух за 1 час, Ко – концентрация вредных веществ, Кп – число загрязнений в притоке.
Так же вычисляется и приток загрязнений, для этого использую следующую формулу: L = Мв / (yпом – yп), где L – объем притока в м3/час, Мв – весовое значение вредных веществ, выделяющихся в цеху в мг/час, yпом – удельная концентрация загрязняющих веществ в м3/час, yп – концентрация загрязнений из приточного воздуха.
Расчет общеобменной вентиляции производственных помещений не зависит от его площади, здесь важны другие факторы. Математический анализ для конкретного объекта — сложен, в нем нужно учитывать множество данных и переменных, следует пользоваться специальной литературой и таблицами.
Разновидности труб для вентиляции
Основная задача вентиляционной системы – отвод загрязненного воздуха из помещения.
Эффективность и надежность всей системы зависит от выбора типа вентиляционной трубы.
- минимальный диаметр трубы для вентиляции в частном доме должен составлять 15 см;
- поверхности воздуховода должны быть устойчивы к коррозии;
- вес конструкции влияет на сложность монтажных работ и обслуживание;
- размер сечения воздуховода влияет на пропускную способность;
- все элементы системы должны соответствовать требованиям пожарной безопасности.
Важным критерием выбора вентиляционной трубы является материал, из которого она изготавливается. Ниже рассмотрены самые популярные из них.
Пластиковые трубы
Пластиковые воздуховоды производятся из полипропилена, полиуретана и поливинилхлорида. Они отличаются большим разнообразием форм и размеров, наиболее популярными являются круглые и прямоугольные.
Данные типы труб получили широкое распространение благодаря целому ряду достоинств.
Преимущества круглых и прямоугольных пластиковых воздуховодов:
- относительно небольшой вес, благодаря чему монтаж системы может осуществляться одним человеком, кроме того, не создается избыточная нагрузка на подвесные кухонные конструкции;
- низкая уязвимость для воздействия влаги и химических веществ;
- хорошая герметичность;
- простота в обслуживании;
- широкий диапазон рабочих температур;
- низкий уровень шума при работе;
- большой срок службы;
- эстетичный вид;
- экологичность;
- устойчивость к появлению коррозии.
К недостаткам пластиковых труб можно отнести необходимость использовать дополнительные соединительные элементы при монтаже, а также то, что сам процесс установки достаточно сложный и требует специальной подготовки.
Гофрированные трубы
Самым дешевым вариантом для вентиляционной системы является гофрированная труба. Она состоит из металлических колец, обернутых ламинированной фольгой.
В изначальном состоянии кольца плотно прилегают друг к другу, но в процессе монтажа расстояние между ними способно увеличиваться за счет растягивания оболочки, а сама труба может вытягиваться и изгибаться под нужным углом.
Этими свойствами объясняется универсальность труб при монтаже: они легко устанавливаются в самых труднодоступных местах, а весь процесс не вызывает особой сложности.
Важно помнить! При неполном растяжении гофрированной трубы, а также сильном изгибе появляется дополнительное сопротивление потоку воздуха, что вызывает характерный шум. Основные преимущества гофрированных воздуховодов:
Основные преимущества гофрированных воздуховодов:
- срок службы — до 50 лет;
- допустимое нагревание поверхностей — до 250 °С;
- устойчивость к воздействию влаги и коррозии;
- относительно легкий монтаж.
Металлические воздуховоды
Материалом для изготовления металлических вентиляционных труб служит оцинкованная или нержавеющая сталь. Они устойчивы к появлению ржавчины и имеют небольшой вес.
Такой тип воздуховода стоит выбирать для установки в помещениях с повышенным содержанием влаги и большими колебаниями температур.
Для монтажа металлических вентиляционных труб достаточно минимальных знаний и навыков.
Тканевые воздуховоды
Воздуховод такого типа представляет собой вентиляционный канал, сделанный из ткани, закрепленный с помощью специальных колец на потолке. За счет давления воздуха, проходящего внутри, конструкции придается форма трубы.
Материалом для изготовления служат полиамид, полиэстер или полиэфир. Тканевые воздуховоды встречаются достаточно редко и изготавливаются на заказ. Для проектировки потребуется опытный специалист.
Основные преимущества:
- быстрый монтаж;
- небольшой вес;
- отсутствие конденсата;
- низкий уровень шума;
- устойчивость к коррозии;
- удобство в обслуживании.
Помимо материала, при подборе и расчете воздуховода необходимо учитывать форму сечения. Большей популярностью пользуются круглые трубы, они оказывают меньшее сопротивление потоку проходящего воздуха.
Прямоугольные трубы не нарушают эстетичный вид помещения, их можно монтировать вплотную к стене.
Гофрированные и тканевые воздуховоды бывают только круглыми в сечении, пластиковые и металлические могут быть и круглой, и прямоугольной формы.
Размеры сечения рассчитываются по специальной формуле для каждого конкретного помещения. На практике часто встречаются диаметры 100-120 мм для круглых труб и размеры 55×110, 60×122 – для прямоугольных.
Вычисление аэрации
Аэрация промышленных комнат летом гарантирует поступление воздушных потоков сквозь просветы снизу ворот и входных дверей. В прохладные месяца поступление в нужных размерах совершается под средством верхних просветов, от 4 м и больше над уровнем пола. Вентиляция на протяжении целого года выполнялась при помощи шахт, дефлекторов и форточек.
Зимой фрамуги открывают только в участках над генераторами усиленных тепловых выделений. Во время генерации в комнатах здания лишней очевидной теплоты, то температурный режим воздуха в нем постоянно больше, чем температурный режим вне здания, и, в соответствии, плотность менее.
Данное явление и приводит к присутствию разницы давлений атмосферы вне и внутри комнат. В плоскости на конкретной высоте комнаты, которую именуют как плоскость одинаковых давлений, данная разница отсутствует, то есть, приравнивается к нулю.
Выше данной плоскости имеется некое излишнее напряжение, что приводит к удалению горячей атмосферы наружу, а внизу от данной плоскости, – разрежение, обусловливающее приток свежего воздуха. Давление, вынуждающее передвигаться воздушные массы в процессе природной вентиляции, можно установить исходя их вычислений:
Выводы и полезное видео по теме
Ролик #1. Полезные сведения по принципам работы системы вентилирования:
Ролик #2. 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.
Хотите поделиться собственным опытом в расчете и сооружении вентиляции? Возникли вопросы в ходе ознакомления с информацией? Нашли недоработки в тексте? Пишите, пожалуйста, комментарии в блоке, находящимся под текстом статьи.
Источник Источник https://stroyday.ru/kalkulyatory/obshhestroitelnye-voprosy/kalkulyatory-rascheta-ploshhadi-secheniya-vytyazhnoj-otdushiny-ventilyacii.html https://sovet-ingenera.com/vent/raschety/raschet-ventilyacii.html
