Как рассчитать вентиляцию: нормативы, формулы

Как рассчитать вентиляцию в собственном доме?

 

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.

Схема вентиляции дома.

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

Схема движения воздуха в доме.

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.

Схема вентиляции в деревянных домах.

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.

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.

Классическая схема система канального кондиционирования.

Если же в доме имеется несколько комнат, то процесс расчета вентиляции производят для каждого помещения, суммируя затем в общий показатель по дому (квартире).

Например, при площади комнаты в 40 м2 и высоте в 2,5 м, ее объем составит 100 м3. Таким образом, двукратный обмен воздуха будет равен 200 м3 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 правильно рассчитать вентиляцию 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.

Нормативы определения воздухообмена по числу жильцов

Монтаж приточной вентиляции.

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 м3/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 м3/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.

Формула определения воздухообмена

Формула для определения воздухообмена по кратности.

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:

Схема расположения матов по периметру воздуховода круглого сечения.

• L – производительность воздухообмена, установленная нормами СНиП 41-01-2003 для приточной вентиляции (м3/час);
• n – норма кратности обмена воздуха (жилые помещения – 1-2, офисы – 2-3);
• S – площадь комнаты (м2);
• H – высота комнаты (м).
• Расчет воздухообмена по количеству жильцов:
• L = N х Lnorm, где:
• L – производительность воздухообмена для приточной вентиляции (м3/час);
• N – количество находящихся в помещении людей;
• Lnorm - 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 м3/час;
• коттеджи – 500-2000 м3/час;
• офисы – 1000-10000 м3/час.

Расчет сети распределения воздуха

Схема вентиляции с гибким воздуховодом.

Другим обязательным условием создания качественной вентиляции является проектирование максимально эффективной системы воздухораспределения, обеспечивающей обмен воздуха по всему дому (квартире). Чтобы добиться этой цели, следует сначала составить принципиальную схему монтажа воздухопроводящих каналов, которые должны связывать все обслуживаемые комнаты. При этом необходимо добиваться, чтобы протяженность вентиляционной трассы, по которой расчетные объемы воздуха устремляются в помещения, была минимальной.

Площадь сечения для воздуховодов рассчитывается с использованием двух основных показателей. Первый показатель – это количество воздушной массы, которая протекает по трубам в единицу времени, второй – максимальная скорость, которая допускается для прохождения воздуха по трассе.

Что касается скорости прохождения воздуха, то здесь есть несколько особенностей, которые необходимо учитывать при монтаже воздуховодов. Замечено: чем больше скорость, тем больше шума производит подаваемый воздух в системе принудительной вентиляции. Разумеется, этот фактор очень нежелателен в жилых помещениях. Поэтому в квартирах и домах, как правило, скорость проветривания ограничена уровнем 3-4 м/сек.

В тех случаях, когда воздуховоды, имеющие большое сечение и обеспечивающие соответственно низкую скорость протекания воздуха (а именно такие трубы считаются малошумными), сложно или совсем невозможно закрыть потолочным перекрытием, рекомендуется применять воздуховоды прямоугольного сечения. Такие трубопроводы при площади сечения, одинаковой с круглыми воздуховодами, имеют более компактные габариты, что сказывается на большем удобстве их монтажа, по сравнению с круглыми образцами.

http://youtu.be/aG-ZPsV3c-M

Теперь можно перейти к определению расчетной площади сечения воздуховодных труб. Вычисления осуществляются по следующее формуле:

Sс = L х 2,778 / V, где:

• Sс – площадь расчетная воздуховодного сечения (см2);
• L – расход воздушной массы, проходящей по воздуховоду (м3/час);
• 2,778 – коэффициент, используемый для согласования разных размерностей (например, см и м);
• V – скорость движения воздушной массы по воздуховоду (м/сек).

Схемы крепления ПВХ-воздуховода к стене.

Фактическая площадь воздуховодного сечения рассчитывается по двум другим формулам в зависимости от того, какого вида сечение – круглое или прямоугольное – предпочтет заказчик. Формула для круглого воздуховода выглядит так:

S = π х D² / 400, где:

• S – фактическая площадь (см2);
• D – диаметр воздуховода (мм).

Формула для прямоугольного воздуховода:

S = A х B / 100, где:

• S – фактическая площадь (см2);
• А – ширина воздуховода (мм);
• В – высота воздуховода.

Стоит отметить, что при вычислении габаритов воздуховодных труб данные показатели определяются по отдельности – для каждого ответвления и для магистральной трубы.

http://youtu.be/aJG8CXZ0c3Y

Таким образом, учитывая все особенности монтажа и эксплуатации, пользуясь точными размерами и формулами, можно рассчитать оптимальный вариант для системы вентиляции, который обеспечит комфортную атмосферу в доме.