Расчет вентиляции помещения и площади сечения труб по формулам

Проводим расчет для ХП.

Последовательность расчета (см. рисунок 2):

1. На J-d диаграмму наносим (•) Н — с параметрами наружного воздуха:

t_Н„Б“ = -28°C;   J_Н„Б“ = -27,8 кДж/кг

и определяем недостающий параметр — абсолютную влажность или влагосодержание d_Н„Б“.

2. Принимаем температуру воздуха в помещении.

При наличии тепловых избытков лучше принять верхний предел

t_В = 22°С.

В этом случае стоимость вентиляции будет минимальной.

3. Определяем тепловое напряжение помещения

4. Исходя из величины теплового напряжения помещения, находим градиент повышения температуры по высоте

Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий

Тепловая напряженность помещения Qя /Vпом	grad t, °C/м
кДж/м3	Вт/м3
Более 80	Более 23	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
Менее 40	Менее 10	0 ÷ 0,5

и рассчитываем температуру воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения

t_y = t_B + grad t(H-h_р.з.), ºС

где: Н — высота помещения, м;h_р.з. — высота рабочей зоны, м.

На J-d диаграмму наносим изотерму уходящего воздуха t_y.

5. Принимаем, что температура приточного воздуха t_П отличается от внутренней температуры воздуха в помещении t_В не более чем на 5°С.

t_П = t_В — 5 = 22 — 5 = 17°С.

На J-d диаграмму наносим изотерму приточного воздуха .

6. Проводим линию постоянного влагосодержания — d = const из точки наружного воздуха – (•) Н, до изотермы .

Получаем точку — (•) К с параметрами воздуха после нагрева в калорифере.

Одновременно это будет и точка приточного воздуха — (•) П.

6. Определяем величину тепло-влажностного отношения

Для нашего примера примем величину тепло-влажностного отношения

На J-d диаграмме проводим линию тепло-влажностного отношения через (•)0 на шкале температур, а затем через точку приточного воздуха — (•) П проводим параллельную линию линии тепло-влажностного отношения до пересечения с изотермой внутреннего — t_В и уходящего — t_У воздуха. Получаем точки — (•) В и (•) У.

7. По формулам определяем воздухообмен по полному теплу

и по влагосодержанию

Полученные численные значения должны совпадать с точностью ±5%.

8. Полученные величины воздухообменов сравниваются с нормативным воздухообменом и принимается большая из величин.

Расчёт системы вытяжной естественной вентиляции.

В канальных системах естественной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления, возникающего вследствие разности плотностей холодного наружного и тёплого внутреннего воздуха помещений. В задачу расчёта входит подбор сечений решёток и воздуховодов таким образом, чтобы суммарные потери давления на трения и местные сопротивления от точки входа воздуха и точки выброса воздуха из системы не превышали располагаемого естественного давления.

Для расчёта требуется разделить всю систему на расчётные участки, т.е. отрезки каналов и воздуховодов с постоянным расходом воздуха. Для этого на аксонометрической схеме проставляют узловые точки (точки изменения расходов воздуха), начиная нумерацию с наиболее удалённой от шахты жалюзийной решётки. На полке каждого участка указывается расход воздуха L, м 3 /ч, и расчётная длина участка l, м. Длина вертикальных участков определяется как разность соответствующих строительных отметок, обозначенных на схеме; длина горизонтальных участков принимается равной расстоянию между осями вертикальных воздуховодов. Отметку устья вытяжной шахты следует принимать на 0,5 м больше отметки наиболее высокой точки кровли.

Для расчётного участка определяют ориентировочную площадь сечения воздуховода:

м 2 (26)

где L – расход воздуха на участке, м 3 /ч;

– предварительно заданная скорость воздуха, м/с. Для систем обслуживающих кухни квартир, рекомендуемые значения скорости воздуха в каналах – до 1,5 м/с, в вытяжной шахте – 1 м/с.

Определяется ближайший по площади стандартный размер каналов:

Расход воздуха по кратности

Но просто «закачать» воздух в помещение нельзя. Его требуется систематически обновлять, распределяя поток по площади несколько раз в течение каждого часа. Чтобы исключить ошибки, требуется проводить расчет по кратности. Для этого умножают нормируемое число обменов воздуха за час на общую площадь и высоту. Коэффициент для жилых пространств составляет 1-2, а для административных объектов — 2-3. При расчете местной и общей вентиляции обязательно используют и подход по кратности, и по числу людей, после чего выбирается самое большое значение.

Суть расчетов по кратности состоит в том, что они определяют необходимые количественные параметры движения воздуха. Необходимость в них вытекает из соображений удаления вредных веществ. Методика расчета по вредности имеет важную разновидность — исчисление по укрупненным показателям. Для этой цели используются две формулы: L=K * V и L=Z * n. Вычисляемые показатели выражаются в кубических метрах.

Что касается переменных величин, они следующие:

• K — количество замен воздуха за 60 минут;
• V — суммарный объем комнаты или иного помещения;
• Z — обмен воздуха (в удельном исчислении на измеряемый показатель);
• n — число единиц измерения.

Теплый период года — ТП.

1. При кондиционировании воздуха в тёплый период года — ТП изначально принимаются оптимальные параметры внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения:

t_В = 20 ÷ 22ºC;   φ_В = 40 ÷ 65%.

2. Границы оптимальных параметров при кондиционировании наносят на J-d диаграмму (см. рисунок 1).

3. Для достижения оптимальных параметров внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения в тёплый период года — ТП требуется охлаждение наружного приточного воздуха.

4. При наличии тепловых избытков в помещении в тёплый период года — ТП, а также учитывая, что приточный воздух охлаждается, целесообразно выбрать из зоны оптимальных параметров наибольшую температуру

t_В = 22ºC

и наибольшую относительную влажность внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения

φ_В = 65%.

Получим на J-d диаграмме точку внутреннего воздуха — (•) В.

5. Составляем тепловой баланс помещения по тёплому периоду года — ТП:

• по явному теплу ∑QТП_Я
• по полному теплу ∑QТП_П

6. Рассчитываем поступления влаги в помещение

∑W

7. Определяем тепловую напряженность помещения по формуле:

где: V — объем помещения, м3.

8. Исходя из величины теплового напряжения, находим градиент нарастания температуры по высоте помещения.

Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий.

Тепловая напряженность помещения QЯ/Vпом.	grad t, °C
кДж/м3	Вт/м3
Более 80	Более 23	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
Менее 40	Менее 10	0 ÷ 0,5

и рассчитываем температуру удаляемого воздуха

t_Y = t_B + grad t(H — h_р.з.), ºС

где: Н — высота помещения, м;h_р.з. — высота рабочей зоны, м.

9. Для ассимиляции температуру приточного воздуха — t_П принимаем на 4 ÷ 5ºС ниже температуры внутреннего воздуха — t_В, в рабочей зоне помещения.

10. Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения

11. На J-d диаграмме точку 0,0 °С шкалы температур соединяем прямой линией с численным значением тепло-влажностного отношения (для нашего примера численное значение величины тепло-влажностного отношения принимаем 3 800).

12. На J-d диаграмме проводим изотерму приточного — t_П, с численным значением

t_П = t_В — 5, °С.

13. На J-d диаграмме проводим изотерму уходящего воздуха с численным значением уходящего воздуха — t_У, найденным в пункте 8.

14. Через точку внутреннего воздуха — (•) В, проводим линию, которая параллельна линии тепло-влажностного отношения.

15. Пересечение этой линии, которая будет называться — лучом процесса

с изотермами приточного и уходящего воздуха — t_П и t_У определит на J-d диаграмме точку приточного воздуха — (•) П и точку уходящего воздуха — (•) У.

16. Определяем воздухообмен по полному теплу

и воздухообмен на ассимиляцию избытков влаги

Примеры расчета кратности воздухообмена

Возьмем для примера помещение высотой 3,5 м и площадью 60 м², где работает 15 человек. Считаем, что воздух загрязняется только от роста концентрации углекислого газа из-за дыхания.

Сначала находим объем помещения: V = 3,5 м × 60 м² = 210 м³.

Учитываем, что 1 среднестатистический человек выделяет 22,6 л углекислого газа в час.

Получаем, что вредные выделения можно рассчитать формулой B = 22,6 × n, где n соответствует количеству людей в помещении.

B = 22,6 л/ч × 15 = 339 л/ч

Для помещений максимально допустимая концентрация углекислого газа равняется 1/1000, или же 0,1 %. Переведем это в 1 л/м³. В чистом воздухе углекислого газа есть около 0,035 %. Переводим в 0,35 л/м³.

Рассчитаем, сколько свежего воздуха понадобится для всех 15 человек:

Q = 339 л/ч : 1 л/м³ – 0,35 л/м³ = 339 л/ч : 0,65 л/м³ = 521,5 м³/ч. Кубические метры в данном случае перешли в числитель, а часы — напротив, в знаменатель.

Помимо расчета по вредным веществам, кратность воздухообмена имеет значение при регулировании количества влаги и тепла в помещении: соответствующие формулы показаны на этом изображении

Определяем кратность воздухообмена:

N = 521,5 м³/ч : 210 м³ = 2,48 раз в час. Выходит, при сменяемости воздуха на уровне 2,48 раз в час концентрация углекислого газа останется в пределах нормы.

Найдем теперь удельную кратность воздухозамещения на 1 человека и на 1 м². Объем помещения при этом должен быть не меньше 210 м³, а высота потолка — от 3,5 м.

521,5 м³/ч : 15 чел. = 34,7 м³/ч на 1 человека

521,5 м³/ч : 60 м² = 8,7 м³/ч на 1 м² площади

Вредные выделения (B) также рассчитывают через формулу:

B = a × b × V × n, где:

a — коэффициент инфильтрации; b — концентрация углекислого газа, л/м³ за 1 час; V — объем помещения, м³; n — количество людей.

Содержание веществ можно измерять в граммах, а не в литрах — так будет лучше для безопасности.

5 Значения показателя по таблицам

Нормы воздухообмена помещений различного назначения определяются в соответствии с регламентами проектирования зданий и сооружений. П. 9.2 СНиП 31−01−2003 гласит, что расчётные характеристики микроклимата помещений жилого дома принимают по оптимальным нормам ГОСТ 30494–96 . Для некоторых производственных цехов руководствоваться следует таблицей:

Наименование объекта проветривания	Кратность притока, 1/час	Количество оборотов вытяжки, шт./час	Примечание
Служебные площади менее 35 м2	3,5	2,8	―
Книгохранилища	1,5	2,0	―
Лаборатории: — фотографические	5	5	―
-химические	8	10	Без локального отсоса
-биологические и физические	4	5	Местной вытяжки нет
-кристаллооптические	10	10	2/3 воздуха забирается из верхней зоны, остальной объём — из нижней части

Равенство количества приточного и удалённого воздуха свидетельствует об уравновешенном вентиляционном балансе. Иногда требуется организовать такие условия, при которых неравенство составляющих частей обмена необходимо для создания избыточного давления в помещении, чтобы не допустить проникновения внутрь агрессивных газов. Или, наоборот, увеличить подсос во избежание распространения вредностей на соседние блоки.

Методика расчета

При общеобменной вентиляции потребный
воздухообмен оп­ределяют из условия
удаления избыточной теплоты и разбавле­ния
вредных выделений свежим воздухом до
допустимых кон­центраций . Предельно
допустимые концентрации вредных веществ
в воздухе рабочей зоны устанавливают
по ГОСТ 12.1.005-88.

2.1.Расчетное значение температуры
приточного воздуха зависит от
географического расположения предприятия
принимают равной 22,3 °С.

Температуру воздуха в рабочей зоне
принимают на 3…5 °С выше расчетной
температуры наружного воздуха. Плотность
воздуха, кг/м3, поступающего в
помещение,

.(1)

Избыточное количество теплоты, подлежащей
удалению из производственного помещения,
определяют по тепловому ба­лансу:

,(2)

где

К основным источникам тепловыделений
в производствен­ных помещениях
относятся:

• горячие поверхности оборудования
  (печи, сушильные каме­ры, трубопроводы
  и др.);

• оборудование с приводом от электродвигателей;

• солнечная радиация;

• персонал, работающий в помещении;

• различные остывающие массы (металл,
  вода и др.).

Поскольку перепад температур воздуха
внутри и снаружи зда­ния в теплый
период года незначительный (3…5 °С), то
при расчете воздухообмена по избытку
тепловыделений потери теплоты через
конструкции зданий можно не учитывать.
При этом некоторое увеличение воздухообмена
благоприятно вли­яет на условия труда
работающих в наиболее жаркие дни теп­лого
периода года.

С учетом
изложенного формула (2) принимает
следующий вид:

.(3)

В настоящем расчетном задании избыточное
количество теп­лоты определяется
только с учетом тепловыделений
электро­оборудования и работающего
персонала:

,(4)

где

Теплота, выделяемая электродвигателями
оборудования,

,(5)

где
β — коэффициент, учитывающий загрузку
оборудования, одновременность его
работы, режим
работы; β = 0,25…0,35; N—общая
установочная мощность элект­родвигателей,
кВт.

Теплота, выделяемая работающим персоналом,

(6)

где n—число работающих, чел.; К_р—теплота, выделяемая одним человеком,КДж/ч (принимается
равной при легкой работе 300 кДж/ч; при
работе средней тя­жести 400 кДж/ч;
при тяжелой работе 500 кДж/ч).

2.2.Расход
приточного воздуха, м3/ч, необходимый
для отвода из­быточной теплоты,

(7)

где
Q_из6
— избыточное количество теплоты, кДж/ч;с —
теплоемкость воздуха, Дж/(кг-К);с=1,2кДж/(кг·К); ρ —плотность воздуха,
кг/м3;t_уд— температура воздуха, удаляемого
из помещения, принимается равной
температуре воздуха врабочей
зоне, °С; t_пр
— температура приточного воздуха, °С.

Расход приточного воздуха, м3/ч,
необходимый для поддержа­ния
концентрации вредных веществ в заданных
пределах,

,(8)

где
G—
количество выделяемых вредных веществ,
мг/ч (см. таблицу); q_уд—кон­центрация
вредных веществ в удаляемом воздухе,
которая не должна превышать предельно
допустимую, мг/м3, т. е.q_удq_пдк;q_пр—концентрация
вредных ве­ществ в приточном воздухе,
мг/м3.

(9)

2.3.Определение
потребного воздухообмена.

Для определения потребного воздухообменаLнеобходимо
сравнить величиныL₁иL₂, рассчитанные
по формулам (1) и (8), и выбрать наибольшую
из них.

2.4. По
номограмме (рис. 1) подобрать вентилятор
ЦАГИ серия Ц4-70 № 6 и определить его
основные характеристики: окружная
скорость колеса ω,м/с,
число оборотов n,
об/мин, КПД η,
полное давление H
кгс/м2 (
мм вод ст)

2.5.Кратность воздухообмена, 1/ч,

(10)

где L—потребный воздухообмен, м3/ч;V_c—внутренний
свободный объем поме­щения, м3.

Кратность воздухообмена помещений
обычно составляет от 1 до 10 (большие
значения для помещений со значительными
выделениями теплоты, вредных веществ
или небольших по объему).

Для машино- и приборостроительных цехов
рекомендуемая кратность воздухообмена
составляет 1…3, для литейных,
кузнечно-прессовых, термических цехов,
химических производств — 3…10.

Классификация промышленной вентиляции

По способу подачи воздушных масс вентиляция в цеху подразделяется на естественную и искусственную:

• Естественная. Воздухообмен осуществляется по законам физики и аэродинамики: движение воздуха побуждается за счет разницы температуры или давления внутри и снаружи помещения. Через приточные решетки в цех засасывается уличный воздух. Он «выдавливает» отработанный воздух через вытяжные отверстия.
• Искусственная. Воздухообмен осуществляется благодаря механическому побуждению с помощью вентиляторов. Основной тип вентилирование производственных помещений. Позволяет проводить предварительную подготовку входящего воздуха, а также фильтрацию выходящего.

Схема систем вентилирования

По направлению движения воздуха вентсистема подразделяется на приточную и вытяжную:

• Приточная. Основная задача – подача свежего воздуха внутрь цеха. Может быть с искусственным и естественным побуждением. Она представлена канальными вентиляторами, засасывающими воздух снаружи. Часто оборудуется калориферами.
• Вытяжная. Основная задача – удаление отработанного воздуха через вытяжные отверстия. Часто оборудуется фильтрами для предотвращения попадания в атмосферу отработанных продуктов производства.

Вместе они составляют приточно-вытяжную систему вентилирования. Это основа качественного микроклимат любого помещения.

По области действия подразделяется на общеобменную и местную:

Общеобменная. Основная задача – вентилирование всего цеха. В чистом виде применяется, когда на производстве не выделяются вредные химические соединения. Чаще комбинируется с местной.

Общеобменная вентиляция

Местная. Точечная система удаления загрязненного воздуха из определенной области производственного помещения. Классический вариант — это местные вытяжки, установленные над конкретным рабочим местом или станком. Приточная система вентилирования может быть выполнена в виде воздушного душа, завесы или отдельной зоны с контролируемым составом воздуха.

Любая вентсистема на производстве работает по двум основным принципам:

• Перемешивание. Воздух подаётся через потолочные или стеновые приточные отверстия, смешивается с отработанным и удаляется посредством вытяжек.
• Вытеснение. Система механической приточной вентиляции монтируется уровне пола. Подаётся более холодный уличный воздух, вытесняющий отработанный теплый к верху, где установлены вытяжки.

Вытесняющая вентиляция

Расчёт мощности нагревателя в сети

Для расчёта приточной вентиляционной системы необходимо в первую очередь учесть мощность нагревателя, подогревающего входящие массы в прохладное время года. По утверждённым нормам температура потока, который попадает в комнату, должна быть не менее 18°C, показатели наружного воздуха зависят от месторасположения региона. В современном оборудовании есть возможность регулировать скорость циркуляции воздушных масс, таким образом, можно сэкономить в зимнее время электроэнергию. Перед выбором модели температуру нагрева воздуха, который поступает снаружи, рассчитывают по формуле:

ΔТ = 2,98 × Р / L, где

• Р – мощность оборудования, Вт;
• L – расход воздушных масс.

Правильно произведённые расчёты – это залог многолетней эксплуатации оборудования

Статья по теме:

Расчет нормального воздухообмена для эффективной вентиляции квартиры или дома

Итак, при нормальной работе вентиляции в течение часа воздух в помещениях должен постоянно меняться. Действующими руководящими документами (СНиП и СанПиН) установлены нормы притока свежего воздуха в каждое из помещений жилой зоны квартиры, а также минимальные объемы его вытяжки через каналы, расположенные на кухне, в ванной в санузле, иногда – и в некоторых других специальных помещениях.

Эти нормативы, опубликованные в нескольких документах, для удобства читателя объединены в одну таблицу, показанную ниже:

Тип помещения	Минимальные нормы воздухообмена (кратность в час или кубометров в час)
	ПРИТОК	ВЫТЯЖКА
Требования по Своду Правил СП 55.13330.2011 к СНиП 31-02-2001 «Одноквартирные жилые дома»
Жилые помещения с постоянным пребыванием людей	Не менее однократного обмена объема в течение часа	—
Кухня	—	60 м³/час
Ванная, туалет	—	25 м³/час
Остальные помещения		Не менее 0,2 объема в течение часа
Требования по Своду Правил СП 60.13330.2012 к СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»
Минимальный расход наружного воздуха на одного человека: жилые помещения с постоянным пребыванием людей, в условиях естественного проветривания:
При общей жилой площади более 20 м² на человека	30 м³/час, но при этом не менее 0,35 от общего объема воздухообмена квартиры в час
При общей жилой площади менее 20 м² на человека	3 м³/час на каждый 1 м² площади помещения
Требования по Своду Правил СП 54.13330.2011 к СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные»
Спальная, детская, гостиная	Однократный обмен объема в час
Кабинет, библиотека	0,5 от объема в час
Бельевая, кладовка, гардеробная		0,2 от объема в час
Домашний спортзал, биллиардная		80 м³/час
Кухня с электрической плитой		60 м³/час
Помещения с газовым оборудованием	Однократный обмен + 100 м³/час на газовую плиту
Помещение с твёрдотопливным котлом или печью	Однократный обмен + 100 м³/час на котел или печь
Домашняя прачечная, сушилка, гладильная		90 м³/час
Душевая, ванная, туалет или совмещенный санузел		25 м³/час
Домашняя сауна		10 м³/час на каждого человека

Пытливый читатель наверняка заметит, что нормативы по разным документам несколько отличаются. Причем, в одном случае нормы устанавливаются исключительно по размерам (объему) помещения, а другом – по количеству людей постоянно пребывающих в этом помещении. (Под понятием постоянного пребывания имеется в виду нахождение в комнате 2 часа и более).

Поэтому при проведении расчетов вычисления минимального объема воздухообмена желательно проводить по всем доступным нормативам. А затем – выбрать результат с максимальным показателем – тогда ошибки точно не будет.

Провести быстро и точно расчет притока воздуха для всех помещений квартиры или дома поможет первый предлагаемый калькулятор.

Калькулятор расчета требуемых объемов притока воздуха для нормальной вентиляции

Как видите, калькулятор позволяет провести вычисления и от объёмов помещений, и от количества постоянно пребывающих в них людей. Повторимся, желательно провести оба расчета, а затем выбрать из двух получившихся результатов, если они будут различаться, максимальный.

Проще будет действовать, если заранее составить небольшую таблицу, в которой перечислены все помещения квартиры или дома. А затем в нее вносить полученные значения притока воздуха – для комнат жилой зоны, и вытяжки – для помещений, где предусмотрены вытяжные вентиляционные каналы.

К примеру, это может выглядеть так:

Помещение и его площадь	Нормы притока		Нормы вытяжки
	1 способ – по объему комнаты	2 способ – по количеству людей	1 способ	2 способ
Гостиная, 18 м²	50		—	—
Спальная, 14 м²	39		—	—
Детская, 15 м²	42		—	—
Кабинет, 10 м²	14		—	—
Кухня с газовой плитой, 9 м²	—	—	60
Санузел	—	—		—
Ванная	—	—		—
Гардероб-кладовая, 4 м²				—
Суммарное значение				177
Принимаемое общее значение воздухообмена

Затем суммируются максимальные значения (они в таблице для наглядности выделены подчёркиванием), отдельно для притока и для вытяжки воздуха. А так как при работе вентиляции должно соблюдаться равновесие, то есть сколько воздуха в единицу времени поступило в помещения – столько же должно и выйти, итоговым выбирается также максимальное значение из полученных двух суммарных. В приведенном примере – это 240 м³/час.

Этот значение и должно быть показателем суммарной производительности вентиляции в доме или квартире.

Подбираем высоту труб

Следующий шаг – определение силы тяги, возникающей внутри вытяжного блока при заданном перепаде высот. Параметр зовется располагаемым гравитационным давлением и выражается в Паскалях (Па). Расчетная формула:

• p – гравитационное давление в канале, Па;
• Н – перепад высот между выходом вентиляционной решетки и срезом вентканала над крышей, м;
• ρвозд – плотность воздуха помещения, принимаем 1.2 кг/м³ при домашней температуре +20 °С.

Методика расчета основана на подборе требуемой высоты. Вначале определитесь, на сколько вы готовы поднять трубы вытяжки над кровлей без ущерба внешнему виду здания, затем подставьте значение высоты в формулу.

Пример. Берем перепад высот 4 м и получаем давление тяги p = 9.81 х 4 (1.27 — 1.2) = 2.75 Па.

Теперь грядет сложнейший этап – аэродинамический расчет отводных каналов. Задача – выяснить сопротивление воздуховода потоку газов и сопоставить результат с располагаемым напором (2.75 Па). Если потеря давления окажется больше, трубу придется наращивать либо увеличивать проходной диаметр.

Аэродинамическое сопротивление воздуховода вычисляется по формуле:

• Δp – общие потери давления в шахте;
• R – удельное сопротивление трению проходящего потока, Па/м;
• Н – высота канала, м;
• ∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
• Pv – давление динамическое, Па.

Покажем на примере, как считается величина сопротивления:

1. Находим значение динамического давления по формуле Pv = 1.2 х 1² / 2 = 0.6 Па.
2.  Сопротивление от трения R находим по таблице, ориентируясь на показатели динамического напора 0.6 Па, скорости потока 1 м/с и диаметра воздухопровода 225 мм. R = 0.078 Па/м (обозначено зеленым кружочком).
3. Местные сопротивления вытяжной шахты – это жалюзийная решетка, отвод кверху 90° и зонт на конце трубы. Коэффициенты ξ этих деталей – величины постоянные, равные 1.2, 0.4 и 1.3 соответственно. Сумма ξ = 1.2 + 0.4 + 1.3 = 2.9.
4. Окончательное вычисление: Δp = 0.078 Па/м х 4 м + 2.9 х 0.6 Па = 2.05 Па.

Сравним расчетный напор, образующийся в воздухопроводе, и полученное сопротивление. Сила тяги p = 2.75 Па больше, чем потери давления (сопротивление) Δp = 2.05 Па, шахта высотой 4 метра слишком высока, строить такую бессмысленно.

Теперь укоротим вентканал до 3 м, снова произведем перерасчет:

1. Располагаемое давление p = 9.81 х 3 (1.27 — 1.2) = 2.06 Па.
2. Удельное сопротивление R и местные коэффициенты ξ остаются прежними.
3. Δp = 0.078 Па/м х 3 м + 2.9 х 0.6 Па = 1.97 Па.

Напор природной тяги 2.06 Па превышает сопротивление системы Δp = 1.97 Па, значит, шахта трехметровой высоты станет исправно работать на естественную вытяжку и обеспечит нужный расход удаляемых газов.

Канал вентиляции Ø225 мм можно разделить на 2 меньших трубы, но не по диаметру, а по сечению. Получаем 2 круглых вентканала 150—160 мм, как сделано на фото. Высота обеих шахт остается неизменной — 3.5 м.

Для чего нужна вентиляция

Задача вентиляции — обеспечить необходимый воздухообмен в помещении, создать оптимальные или приемлемые условия для длительного пребывания человека.

Исследования установили, что 80% времени люди проводят в помещениях. За один час в спокойном состоянии человек выделяет в окружающую среду 100 кКал. Теплоотдача происходит конвекцией, излучением и испарением. При недостаточно подвижном воздухе перенос энергии с поверхности кожи в пространство замедляется. В результате страдают многие функции организма, возникает ряд заболеваний.

Макет дома с системой вентиляцииИсточник yandex.ru

Отсутствие или недостаточная вентиляция, особенно в помещениях с повышенной влажностью, приводит к застойным явлениям. Они сопровождаются нашествием трудновыводимых плесневых грибков, неприятными запахами и постоянной сыростью. Влага неблагоприятно отражается на строительных конструкциях, приводит к гниению деревянных и коррозии металлических элементов.

При избыточной тяге увеличивается выход воздушных масс в атмосферу, что зимой приводит к потере большого количества тепла. Растут затраты на отопление дома.

Качество и чистота воздуха — основной фактор, который определяет эффективность вентиляции. Загрязняющие испарения от строительных материалов, мебели, пыль и углекислый газ должны своевременно удаляться из помещения.

Существует обратная ситуация, когда воздух в доме или квартире гораздо чище, чем на улице. Выхлопные газы на оживленной трассе, дым или копоть, ядовитые загрязнения промышленных предприятий способны отравить атмосферу внутри помещений. Например, в центре большого города содержание угарного газа в 4-6 раз, диоксида азота в 3-40 раз, сернистого газа в 2-10 раз выше, чем в сельской местности.

Расчет вентиляции производят, чтобы определить вид системы воздухообмена, ее параметры, при которых будут сочетаться энергоэфективность жилья и благоприятный микроклимат в помещениях.

Нормы воздухообмена в помещениях производственных предприятий

Для производственных зданий обычно предусматривают глобальную систему вентиляции, потребности которой рассчитывают исходя из конкретных производственных условий и наличия тепла, конденсата или жидкости, вредных частиц.

Если в помещении установлено выделяющее газы или пар оборудование, показатель необходимого воздухообмена вычисляется с учетом выделений такого оборудования, арматуры и комуникаций.

В техдокументации на помещение заложен каждый необходимый показатель, в противном же случае данные предоставляются фактическими параметрами. Регламент данного расчета приведен в соответствующем СниП, а также в ВСН21—77.

Если рассчитанная кратность воздухообмена выше десятикратного показателя, нужно подкорректировать один из разделов документов, относящихся к строительству. Т.е., чтобы во время производства снизить выделение токсичных и вредных веществ, по периметру всего помещения нужно предусмотреть ряд дополнительных мер.

Выводы и полезное видео по теме

О расчетах кратности воздухообмена:

Мало кто из владельцев городских квартир или домов обеспокоены соответствием воздухообмена в жилье предъявляемым требованиям. Чаще нормами интересуются инженеры, строители и монтажники, когда проектируют или устанавливают вентиляционные системы.

Но мы рекомендуем ознакомиться с существующими нормами – ориентируясь на проверенные величины, можно создать наиболее благоприятный и комфортный микроклимат в своем доме.

Если у вас есть вопросы или вы можете поделиться ценными советами по теме статьи, пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.