Как сделать расчет вентиляции: формулы и пример расчёта приточно-вытяжной системы

Расчет вытяжной вентиляции все формулы и примеры

Правильное устройство вентиляции в доме значительно улучшает качество жизни человека. При неправильном расчете приточно – вытяжной вентиляции возникает куча проблем – у человека со здоровьем, у постройки с разрушением.

Перед началом строительства обязательно и необходимо произвести расчёты и, соответственно, применить их в проекте.

Физические составляющие расчётов

По способу работы, в настоящее время, вентиляционные схемы делятся на:

1. Вытяжные. Для удаления использованного воздуха.
2. Приточные. Для впуска чистого воздуха.
3. Рекуперационные. Приточно-вытяжные. Удаляют использованный и впускают чистый.

В современном мире схемы вентиляции включают в себя различное дополнительное оборудование:

1. Устройства для подогрева или охлаждения подаваемого воздуха.
2. Фильтры для очистки запахов и примесей.
3. Приборы для увлажнения и распределения воздуха по помещениям.

При расчёте вентиляции учитывают следующие величины:

1. Расход воздуха в куб.м./час.
2. Давление в воздушных каналах в атмосферах.
3. Мощность подогревателя в квт-ах.
4. Площадь сечения воздушных каналов в кв.см.

Расчет вытяжной вентиляции пример

Перед началом расчёта вытяжной вентиляции необходимо изучить СН и П (Система Норм и Правил) устройства вентиляционных систем. По СН и П количество воздуха необходимого для одного человека зависит от его активности.

Маленькая активность – 20 куб.м./час. Средняя – 40 кб.м./ч. Высокая – 60 кб.м./ч. Далее учитываем количество человек и объём помещения.

Кроме этого необходимо знать кратность – полный обмен воздуха в течение часа. Для спальни она равна единице, для бытовых комнат – 2, для кухонь, санузлов и подсобных помещений – 3.

Для примера – расчёт вытяжной вентиляции комнаты 20 кв.м.

Допустим, в доме живут два человека, тогда:

В таком же порядке рассчитываем производительность вытяжной вентиляции всего дома.

Расчет вытяжной вентиляции производственных помещений

При расчёте вытяжной вентиляции производственного помещения кратность равна 3.

Выбираем большее – 180 куб.м./час.

Как правило, унифицированные вентиляционные системы, для простоты установки разделяются на:

• 100 – 500 куб.м./час. – квартирные.
• 1000 – 2000 куб.м./час. – для домов и усадеб.
• 1000 – 10000 куб.м./час. – для заводских и промышленных объектов.

Расчет приточно вытяжной вентиляции

ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ

В условиях климата средней полосы, воздух, поступающий в помещение необходимо подогревать. Для этого устанавливают приточную вентиляцию с обогревом входящего воздуха.

Нагрев теплоносителя осуществляется различными путями – электро калорифером, впуск воздушных масс около батарейного или печного отопления. Согласно СН и П температура входящего воздуха должна быть не менее 18 гр. цельсия.

Соответственно мощность воздухонагревателя рассчитывается в зависимости от самой низкой ( в данном регионе) уличной температуры. Формула для расчета максимальной температуры нагрева помещения воздухонагревателем:

Давление и сечение

На давление и, соответственно, скорость передвижения воздушных масс влияет площадь сечения каналов, а также их конфигурация, мощность электро вентилятора и количество переходов.

При расчёте диаметра каналов эмпирически принимают следующие величины:

• Для помещений жилого типа – 5,5 кв.см. на 1 кв.м. площади.
• Для гаража и других производственных помещений – 17,5 кв.см. на 1 кв.м.

При этом добиваются скорости потока 2,4 – 4,2 м/сек.

О расходе электроэнергии

Расход электроэнергии напрямую зависит от длительности времени работы электронагревателя, а время – функция от температуры окружающего воздуха. Обыкновенно, воздух необходимо подогревать в холодное время года, иногда летом в прохладные ночи. Для расчёта используется формула:

Таким образом, если придерживаться санитарных норм, стоимость вентиляции существенно повышается, зато комфортность проживающих улучшается. Поэтому при устройстве вентиляционной системы целесообразно найти компромисс между ценой и качеством.

Как выполняется расчет системы вентиляции в помещении

В жилых и офисных зданиях, где постоянно находятся люди, должны быть созданы комфортные условия для их работы и жизнедеятельности. Эти условия регламентируются государственными санитарными нормами и другими документами.

Параметры и необходимое количество воздуха для жилых и административных зданий прописаны в соответствующих строительных нормативных документах.

Чтобы произвести расчет вентиляции в помещении, следует руководствоваться этими документами.

Исходные данные для расчета воздухообмена

Цель расчета – определить, сколько чистого воздуха требуется подавать в каждое помещение и какое количество отработанного удалять из него. После этого выбирают способ организации воздухообмена и для холодного времени года рассчитывают тепловую мощность, которую нужно затратить для подогрева притока с улицы. Для начала нужно определить кратность обмена для каждой комнаты жилого дома.

Значения величины кратности для кабинетов и комнат различного назначения прописаны в СНиП 31–01-2003, для удобства они приведены в Таблице 1.

В СНиПе указаны расчетные значения расхода и кратности, но для топочных количество воздуха на горение необходимо уточнять по техническим характеристикам водогрейного котла.

Методы выполнения расчетов

Строительными нормами допускается производить расчет приточной вентиляции помещения несколькими способами:

1. По кратности обмена, величина которой для каждого помещения закреплена нормами.
2. По нормируемому удельному расходу воздушных масс на 1 м2 комнаты.
3. По удельному объему свежей воздушной смеси на 1 человека, находящегося в доме свыше 2 часов ежедневно.

В соответствии со СНиП 41–01-2003 «Вентиляция и кондиционирование» для жилых зданий применяется следующая формула расчета вентиляции по нормируемой кратности:

L = Vn

• L – необходимое количество приточного воздуха, м3/ч;
• V – объем кабинета или комнаты, м3;
• n – расчетная кратность воздухообмена (Табл. 1).

Объем каждой комнаты определяют обмерами ее габаритов либо, в случае строящегося дома, по чертежам, входящим в проект.

Расход притока для некоторых помещений имеет определенное нормированное значение, например, в санузлах или постирочных. Тогда габариты определять не требуется, принимается фиксированная величина, указанная в Таблице 1.

После просчета каждой комнаты результаты суммируются и получается общее количество приточного воздуха, необходимое для всего дома.

Обратите внимание

Определение притока по удельному расходу свежей воздушной смеси на каждого человека осуществляется таким методом:

L = Nm

В этой формуле:

• L – то же, что в предыдущей формуле, м3/ч;
• N – число людей, находящихся в здании более 2 часов в течение суток, чел;
• m – удельное количество приточного воздуха на 1 человека, м3/ч (Табл.2).

Данный метод допускается применять не только для жилых, но и административных зданий, в офисах которых трудится много людей. В этом случае величина удельного расхода нормируется Приложением М СНиП 41–01-2003, что отражено в Таблице 2.

Объем вытяжки из офиса для соблюдения баланса равен притоку, — 1200 м3/ч.

Если в пересчете на 1 жильца приходится менее 20 м2 общей площади жилого дома, то производится расчет по площади помещения:

L = Ak

• L – необходимая величина притока, м3/ч;
• А – площадь кабинета или комнаты, м2;
• k – удельный расход чистого воздуха, подаваемого на 1 м2 площади комнаты.

СНиП 41–01-2003 устанавливает значение k в размере 3 м3 на 1 м2 жилой площади. То есть, в спальню площадью 10 м2 понадобится подавать как минимум 10 х 3 = 30 м3/ч свежей воздушной смеси.

Устройство общеобменной вентиляции в доме

После того как потребность в притоке и вытяжке для всех комнат дома вычислена одним из вышеописанных методов, следует выбрать тип общеобменной вентиляции: с естественным или механическим побуждением. Первый тип подойдет для квартир, небольших частных домов и офисов.

Здесь главную роль будет играть естественная вытяжка, поскольку именно она создает разрежение внутри дома и побуждает воздушные массы перемещаться в свою сторону, затягивая свежие с улицы.

В этом случае расчет естественной вентиляции помещения сводится к вычислению высоты вертикальной вытяжной шахты.

Пример вентиляции в жилом доме

Вычисления делают методом подбора, так как вертикальные вытяжные каналы изготавливают стандартных размеров и высоты. Приняв определенное значение высоты шахты, его подставляют в формулу:

р = h (ρН — ρВ)

• р – гравитационное давление в канале, кгс/м2;
• h – высота канала, м;
• ρН – плотность наружного воздуха, в среднем принимается равной 1.27 кг/м3 при температуре +5ºС;
• ρВ – плотность воздушной смеси, удаляемой из квартиры, принимается по ее температуре.

При движении воздушных масс в шахте возникает сопротивление трению о ее стенки, сила тяги должна его преодолевать. Расчет и проектирование вертикального канала заключаются в том, чтобы сила тяги в нем была несколько больше сопротивления трению и соблюдалось условие:

Н ≤ 0.9 р

• р – гравитационное давление в канале, кгс/м2;
• Н – сопротивление вытяжной шахты, кгс/м2.

Величина Н вычисляется по следующей формуле:

Н = Rh

В этой формуле:

• R – потери давления на 1 м.п. шахты, является величиной справочной, кгс/м2;
• h – высота канала, м;

Подставляя в вышеприведенные формулы значения высоты вытяжной шахты, производят вычисления до тех пор, пока условие для функционирования тяги не будет соблюдаться.

Вентиляция с принудительным побуждением

При использовании в организации воздухообмена местных и централизованных вентиляционных установок самым важным показателем остается расход наружных воздушных масс для обеспечения необходимого притока в здание. Если в комнатах устанавливаются местные приточные агрегаты с очисткой и подогревом, то их общая производительность должна равняться объему притока в здание, рассчитанному ранее.

Воздухообмен в помещениях

При подборе производительности приточного агрегата надо учитывать, что не все комнаты располагаются у наружных стен. Установка будет обслуживать не только свой кабинет, но и смежный, расположенный в глубине дома.

Централизованные приточно-вытяжные установки лучше подбирать с помощью специалистов, так как потребуется выполнить достаточно сложный расчет вентиляционных систем. Установка может использовать тепло вытяжного воздуха, нагревая с его помощью уличный, здесь важно правильно подобрать теплообменник.

Обработанная воздушная смесь будет раздаваться в помещения через сеть воздуховодов, понадобится определить их параметры (диаметр, протяженность, потери давления). Это нужно для правильного выбора вентиляционного агрегата, который для устойчивой работы системы должен развивать необходимое давление для преодоления всех сопротивлений.

Заключение

Произвести расчет потребного объема приточного воздуха в помещении жилого или административного здания – не столь уж сложная задача.

Это первый шаг к созданию комфортных условий для жизнедеятельности или работы людей.

Зная необходимые расходы притока и вытяжки, можно сделать прикидку общей стоимости работ и оборудования для устройства общеобменной вентиляции. Дальнейшую разработку и внедрение предпочтительнее доверить специалистам.

Пошаговая методика расчета вентиляции

Проектирование вентиляции жилого, общественного или производственного здания проходит в несколько этапов. Воздухообмен определяется исходя из нормативных данных, используемого оборудования и индивидуальных пожеланий заказчика.

Объем проекта зависит от типа здания: одноэтажный жилой дом или квартира рассчитываются быстро, с минимальным количеством формул, а для производственного объекта требуется серьёзная работа.

Методика расчета вентиляции строго регламентирована, а исходные данные прописаны в СНиП, ГОСТ и СП.

Этапы

Подбор оптимальной по мощности и стоимости системы воздухообмена проходит пошагово. Порядок проектирования очень важен, так как от его соблюдения зависит эффективность работы конечного продукта:

• Определение типа вентсистемы. Проектировщик анализирует исходные данные. Если требуется проветрить небольшое жилое помещение, то выбор падает на приточно-вытяжную систему с естественным побуждением. Этого будет достаточно, когда расход воздуха небольшой, вредных примесей нет. Если требуется рассчитать большой венткомплекс для завода или общественного здания, то предпочтение отдаётся механической вентиляции с функцией подогрева/охлаждения приточки, а если понадобится, то и с расчётом по вредностям.
• Анализ выбросов. Сюда входит: тепловая энергия от осветительных приборов и станков; испарения от станков; выбросы (газы, химикаты, тяжёлые металлы).
• Расчет воздухообмена. Задача систем вентилирования – удаление из помещения избытков тепла, влаги, примесей с равновесной или чуть отличающейся подачей свежего воздуха. Для этого определяется кратность воздухообмена, согласно которой подбирается оборудование.
• Подбор оборудования. Производится по полученным параметрам: требуемый объем воздуха на приточку/вытяжку; температура и влажность внутри помещения; наличие вредных выбросов, подбираются вентустановки или готовые мультикомплексы. Самый важный из параметров – объём воздуха, необходимый для поддержания проектной кратности. Фильтры, калориферы, рекуператоры, кондиционеры и гидравлические насосы идут как дополнительные устройства сети, обеспечивающие качество воздуха.

Расчёт выбросов

Объём воздухообмена и интенсивность работы системы зависят от двух этих параметров:

• Нормы, требования и рекомендации, прописанные в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», а также другой, более узкоспециализированной нормативной документации.
• Фактические выбросы. Рассчитываются по специальным формулам для каждого источника, и приведены в таблице:

Используя данные, полученные в результате вычисления вредных выделений, проектировщик продолжает рассчитывать параметры вентиляционной системы.

Вычисление воздухообмена

Специалисты используют две основные схемы:

• По укрупненным показателям. В данной методике не предусматриваются вредные выбросы, такие как тепло и вода. Условно назовем его «Способ №1».
• Метод с учётом избытков тепла и влаги. Условное название «Способ №2».

Способ №1

Единица измерения – м3/ч (кубические метры в час). Применяют две упрощенные формулы:

L=K ×V(м3/ч); L=Z ×n (м3/ч), где

K – кратность воздухообмена. Отношение объёма приточки за одни час, к общему воздуху в помещении, крат в час;
V – объём помещения, м3; Z – значение удельного обмена воздуха за единицу верчения,

n – количество единиц измерения.

Подбор вентрешёток осуществляется по специальной таблице. При подборе также учитывается средняя скорость прохождение потока воздуха по каналу.

Таблица выбора размеров вентиляционных решёток

Способ №2

При расчёте учитывается ассимиляция тепла и влаги. Если в производственном или общественном здании избыток тепла, то используется формула:

где ΣQ – сумма тепловыделений от всех источников, Вт; с – тепловая ёмкость воздуха, 1 кДж/(кг*К); tyx – температура воздуха, направленного на вытяжку,°С; tnp – температура воздуха, направленного на приточку,°С;

Температура воздуха, направленного на вытяжку:

где tp.3 – нормативная тем-ра в рабочей зоне,0С;
ψ- коэффициент увеличение температуры, зависящий от высоты измерения, равный 0,5-1,5 0С/м;
Н – длина плеча от пола до середины вытяжки, м.

Когда технологический процесс предполагает выделение большого объема влаги, то используется другая формула:

где G – объём влаги, кг/ч;
dyx и dnp – содержание воды на один килограмм сухого воздуха приточки и вытяжки.

Существует несколько случаев, более подробно описанных в нормативной документации, когда требуемые воздухообмен определяется по кратности:

L=k×V, где

k – кратность смены воздуха в помещении, раз в час;
V – объём помещения, м3.

Расчёт сечения

Площадь поперечного сечения воздуховода измеряется в м2. Её можно посчитать по формуле:

где v – скорость воздушных масс внутри канала, м/с.

Различается для основных воздуховодов 6-12 м/с и боковых придатков не более 8 м/с. Квадратура влияет на пропускную способность канала, нагрузку на него, а также уровень шума и способ монтажа.

Расчёт потерь давления

Стенки воздуховода не гладкие, и внутренняя полость не заполнена вакуумом, поэтому часть энергии воздушных масс при движении теряется на преодоления этих сопротивлений. Величина потери рассчитывается по формуле:

где ג – сопротивление трению, определяется, как:

Формулы, приведенные выше, являются правильными для каналов круглого сечения. Если воздуховод квадратный или прямоугольный, то существует формула приведения к эквиваленту диаметра:

где a,b – размеры сторон канала, м.

Мощность напора и двигателя

Напор воздуха от лопастей H должен полностью компенсировать потери давления P, при этом создавая расчётное динамическое Pд на выходе.

H = P + Pд.

Мощность электрического двигателя вентилятора:

Подбор калорифера

Часто отопление интегрируется в систему вентиляции. Для этого используются калориферы, разные виды рекуператоров, а также метод рециркуляции. Выбор устройства осуществляется по двум параметрам:

• Qв – предельный расход тепловой энергии, Вт/ч;
• Fk – определение поверхности нагрева для калорифера.

Расчёт гравитационного давления

Применяется только для естественной системы вентилирования. С его помощью определяется её производительность без механического побуждения.

Подбор оборудования

По полученным данным о воздухообмене, форме и размере сечение воздуховодов и решёток, количестве энергии для обогрева подбирается основное оборудование, а также фитинги, дефлектор, переходники и другие сопутствующие детали. Вентиляторы подбираются с запасом мощности под пиковые периоды работы, воздуховоды с учетом агрессивности среды и объёмов вентилирования, а калориферы и рекуператоры – исходя из тепловых запросов системы.

Ошибки при проектировании

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.

Важно

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.

Расчет системы вентиляции

Главная › Вентиляция › Расчет системы вентиляции

Вентиляцию Вы можете заказать с монтажом “под ключ”, позвонив по телефону в Москве: +7 (495) 241-17-30. Осуществляем проектирование и поставку вентиляции по России.

Отправьте быструю заявку

При проектировании систем вентиляции каждый инженер проводит расчеты согласно вышеупомянутых норм.

Для расчета воздухообмена в жилых помещениях  следует руководствоваться этими нормами. Рассмотрим  самые простые методы нахождения воздухообмена:

• по площади помещения,
• по санитарно-гигиеническим нормам,
• по кратностям

Расчет по площади помещения

Это самый простой расчет. Расчет вентиляции по площади делается на основании того, что для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м3/час свежего воздуха на 1 м2 площади помещения, независимо от количества людей.

Расчет по санитарно-гигиеническим нормам

По санитарным нормам для общественных и административно-бытовых зданий на одного постоянно пребывающего в помещении человека необходимо 60 м3/час свежего воздуха, а на одного временного 20 м3/час.

Рассмотрим на примере:

Предположим, в доме живут 2 человека, проведем расчет по санитарным нормам согласно этим данным. Формула расчета вентиляции, включающая нужное количество воздуха выглядит так:

L=n*V (м3/час) , где

• n – нормируемая кратность воздухообмена, час-1;
• V – объём помещения, м3

Получим, что для спальни L2=2*60=120 м3/час, для кабинета примем одного постоянного жителя и одного временного L3=1*60+1*20=80 м3/час. Для гостиной принимаем двух постоянных жителей и двух временных (как правило, количество
постоянных и временных людей, определяется техническим заданием заказчика) L4=2*60+2*20=160 м3/час, запишем полученные данные в таблицу.

Составив уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт:360 ∑ Lвыт , то для увеличения ∑ Lвыт до значения ∑ Lпр увеличиваем значения воздухообмена для тех помещений, для которых мы в 3 пункте приняли воздухообмен равным минимально допустимому значению.

Если ∑ Lпр > ∑ Lвыт , то для увеличения ∑ Lвыт до значения ∑ Lпр увеличиваем значения воздухообмена для помещений.

Рассчет основных параметров при выборе оборудования

При выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие основные параметры:

• Производительность по воздуху;
• Мощность калорифера;
• Рабочее давление, создаваемое вентилятором;
• Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;
• Допустимый уровень шума.

Ниже приводится упрощенная методика подбора основных элементов системы приточной вентиляции, используемой в бытовых условиях.

Производительность по воздуху

Проектирование системы вентиляции начинается с расчета требуемой производительности по воздуху или «прокачки», измеряемой в кубометрах в час.

Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь.

Расчет начинается с определения требуемой кратности воздухообмена, которая показывает сколько раз в течение одного часа происходит полная смена воздуха в помещении.

Например, для помещения площадью 50 м2 с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров/час. Требуемая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества находящихся в нем людей, мощности тепловыделяющего оборудования и определяется СНиП (Строительными Нормами и Правилами).

Для определения требуемой производительности необходимо рассчитать два значения воздухообмена: по кратности и по количеству людей, после чего выбрать большее из этих двух значений.

Расчет воздухообмена по кратности:

L = n * S * H, где

• L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;
• n — нормируемая кратность воздухообмена: для жилых помещений n = 1, для офисов n = 2,5;
• S — площадь помещения, м2;
• H — высота помещения, м;

Расчет воздухообмена по количеству людей:

L = N * Lнорм, где

• L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;
• N — количество людей;
• Lнорм — норма расхода воздуха на одного человека:

в состоянии покоя — 20 м3/ч;

“офисная работа”  — 40 м3/ч;

при физической нагрузке — 60 м3/ч.

Рассчитав необходимый воздухообмен, выбираем вентилятор или приточную установку соответствующей производительности. При этом необходимо учитывать, что из-за сопротивления воздухопроводной сети происходит падение производительности вентилятора.

Зависимость производительности от полного давления можно найти по вентиляционным характеристикам, которые приводятся в технических характеристиках оборудования.

Для справки: участок воздуховода длиной 15 метров с одной вентиляционной решеткой создает падение давления около 100 Па.

Типичные значения производительности систем вентиляции:

• Для квартир — от 100 до 500 м3/ч;
• Для коттеджей — от 1000 до 5000 м3/ч;

Мощность калорифера

Калорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП.

Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоны, например, для Москвы  она равна -26°С (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов).

Таким образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, в приточных системах допускается устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной.

Совет

Но при этом приточная система должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года.

При расчете мощности калорифера необходимо учитывать следующие ограничения:

• Возможность использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В) напряжения питания. При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х фазное подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней, так как рабочий ток в этом случае меньше.
• Максимально допустимый ток потребления. Величину тока (А), потребляемого калорифером, можно вычислить по формуле:

I = P / U, где

• I — максимальный потребляемый ток, А;
• Р — мощность калорифера, Вт;
• U — напряжение питания: (220 В — для однофазного питания; для трехфазной сети расчёт несколько иной).

В случае, если допустимая нагрузка электрической сети меньше чем требуемая, можно установить калорифер меньшей мощности. Температуру, на которую калорифер сможет нагреть приточный воздух, можно рассчитать по формуле:

T = 2,98 * P / L, где

• T — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С;
• Р — мощность калорифера, Вт;
• L — производительность вентиляции, м3/ч.

Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов и загородных домов.

Если использовать электрический калорифер с расчетной мощностью не представляется возможным, следует установить калорифер, использующий в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления (водяной или паровой калорифер).

В любом случае, если есть возможность, лучше использовать водяные или паровые калориферы. Экономия на обогреве в этом случае получается колоссальная.

Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума

После расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов) и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Далее по этой схеме рассчитывают три взаимосвязанных параметра — рабочее давление, создаваемое вентилятором, скорость потока воздуха и уровень шума.

Требуемое рабочее давление определяется техническими характеристиками вентилятора и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха.

Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором. От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха. Обычно эту скорость ограничивают значением от 2,5 до 4 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума.

В тоже время, использовать «тихие» воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве и стоят они дороже.

Поэтому, при проектировании вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром воздуховодов.

Обратите внимание

Для бытовых систем приточно-вытяжной вентиляции обычно используются воздуховоды диаметром 160…250 мм или сечением 400х200мм…600х350мм и распределительные решетки размером 100200 мм — 1000500 мм.

Расчет вентиляции помещения в соответствии с выбранным видом системы

Благоприятный микроклимат в помещении – важное условие жизнедеятельности человека. Его в совокупности определяют температура, влажность и подвижность воздуха. Отклонения параметров негативно сказываются на здоровье и самочувствии, вызывают перегрев или переохлаждение тела. Недостаток кислорода приводит к гипоксии мозга и других органов.

Схема вентиляции для частного дома

Расчет и нормативы

Расчет вентиляции помещения производят при проектировании объекта согласно СНиП 13330.2012, 41-01-2003, 2.08.01-89. Но возникают случаи, когда ее работа неэффективна. Если проверка тяги бумажными полосками или пламенем зажигалки не выявила нарушение проходимости вентканалов, значит, вытяжная вентиляция не справляется со своими функциями по причине неправильно подобранного сечения.

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 вентиляции

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.

Параметры микроклимата для расчета

Нормативы согласно ГОСТ 30494-2011 определяют оптимальные и допустимые параметры качества воздуха в соответствии с назначением помещений. Они классифицируются стандартами на первую и вторую категорию. Это места, где люди отдыхают в положении лежа или сидя, занимаются учебой, умственным трудом.

В зависимости от периода года и назначения помещения установлены оптимальная и допустимая температура 17-27°С, относительная влажность 30-60% и скорость воздуха 0,15-0,30 м/с.

Гравитационная вентиляция

В жилых помещениях при расчете вентиляции определяют необходимый воздухообмен с применением удельных норм, в производственных – по допустимой концентрации загрязняющих веществ. При этом количество углекислого газа в воздухе не должно превышать 400-600 см³/м³.

Виды вентиляционных систем по способу создания тяги

Движение воздушных масс возникает в результате разницы давления между слоями воздуха. Чем больше градиент, тем сильнее побуждающая сила.

Для ее создания применяют естественную, принудительную или комбинированную систему вентиляции, где используются приточные, вытяжные или рециркуляционные (смешанные) способы удаления воздуха.

В промышленных и общественных зданиях предусмотрены аварийная и противодымная вентиляции.

Естественное вентилирование

Естественная вентиляция помещений происходит согласно физическим законам – за счет разницы температур и давлений между наружным и внутренним воздухом. Еще во времена Римской империи инженеры устанавливали в домах знати подобия шахт, которые служили для проветривания.

В комплекс естественной вентиляции входят наружные и внутренние проемы, фрамуги, форточки, стеновые и оконные клапаны, вытяжные шахты, вентканалы, дефлекторы.

Естественная вентиляция

Качество вентилирования зависит от объема проходящих воздушных масс и траектории их движения. Самым благоприятным является вариант, когда окна и двери расположены в противоположных концах комнаты. В этом случае при циркуляции воздуха происходит полноценная его замена по всему помещению.

Вытяжные каналы размещают в помещениях с наибольшим уровнем загрязнения, неприятных запахов и влажности – кухнях, санузлах. Приточный воздух поступает из других комнат и выдавливает отработанный на улицу.

Важно

Чтобы вытяжка работала в нужном режиме, ее верх должен находиться выше крыши дома на 0,5-1 м. Это создает необходимую разницу давлений для перемещения воздуха.

Естественная вентиляция бесшумна, не потребляет электроэнергии, не требует больших вложений на устройство. Воздушные массы, проникающие извне, не приобретают дополнительных свойств – не подогреваются, не очищаются и не увлажняются.

Рециркуляция воздуха ограничивается пределами одной квартиры. Из соседних помещений подсоса быть не должно.

Принудительная вентиляция

Принудительная вентиляция стала использоваться с середины 19 века. Сначала большие вентиляторы применяли на рудниках, в трюмах кораблей, сушильных цехах. С появлением электрических двигателей в проветривании помещений произошла революция. Появились регулируемые приборы не только для промышленных, но и для бытовых нужд.

Принудительная вентиляция

Теперь наружному воздуху при прохождении через систему принудительного вентилирования сообщают дополнительные ценные качества – его очищают, увлажняют или осушают, ионизируют, подогревают или охлаждают.

Вентиляторы и эжекторы перемещают большие объемы воздушных масс на значительных площадях. В систему входят электродвигатели, пылеуловители, нагреватели, шумоглушители, приборы контроля и автоматики. Их встраивают в воздуховодные каналы.

Подробнее о расчете вентиляции с рекуператором рассказывают в этом видео:

Расчет естественной вентиляции жилых помещений

Расчет заключается в определении расхода приточного воздуха L в холодный и теплый период года. Зная эту величину, можно подобрать площадь сечения воздуховодов.

Дом или квартиру рассматривают как единый воздушный объем, где циркуляция газов происходит через открытые двери или подрезанное на 2 см от пола полотно.

Приток происходит сквозь негерметичные окна, наружные ограждения и путем проветривания, удаление – через вытяжные вентканалы.

Монтаж вентиляции

Объем находят по трем методикам – кратности, санитарным нормам и площади. Из полученных значений выбирают наибольшее. Перед тем, как рассчитать вентиляцию, определяют назначение и характеристики всех помещений.

Основная формула для первого расчета: 

L=nхV, м³/ч, где 

• V – объем комнаты (произведение высоты на площадь), 
• n – кратность, определяемая по СНиП 2.08.01-89 в зависимости от расчетной температуры в помещении в зимний период.

По второй методике объем рассчитывают исходя из удельной нормы на человека, регламентируемой СНиП 41-01-2003. Учитывают количество постоянно проживающих людей, наличие газовой плиты и санузла. По таб.М1 расход 60 м³/чел в час.

Третий способ – по площади.

L=Axk, где 

• А – площадь помещения, м², 
• k – нормативный расход на м².

Расчет системы вентиляции: пример

Трехкомнатный дом общей площадью 80 м². Высота помещений 2,7 м. Проживает три человека.

• Гостиная 25 м²,
• спальня 15 м²,
• спальня 17 м²,
• санузел – 1,4² м²,
• ванна – 2,6 м²,
• кухня 14 м² с четырехкомфорной плитой,
• коридор 5 м².

Требуется рассчитать воздушный баланс.

Отдельно находят расход по притоку и вытяжке, чтобы объем входящего воздуха был равен удаляемому.

Приток:

• гостиная L=25х3=75м³/ч, кратность по СниП.
• спальни L=32х1=32 м³/ч.

Общий расход по притоку:

L общ=Lгост.+Lспал.=75+32=107 м³/ч.

Вытяжка:

• санузел L= 50 м³/час (таб.СНиП 41-01-2003),
• ванна L= 25 м³/час.
• кухня L=90 м³/час.

Коридор по притоку не нормируется.

По вытяжке:

L=Lкух.+Lсануз.+ L ванны=90+50+25=165 м³/ч.

Приточный расход меньше вытяжки. Для дальнейших расчетов принимается наибольшая величина L=165 м³/ч.

По санитарным нормам расчет проводят исходя из количества жильцов. Удельный расход на одного человека составляет 60 м³.

L общ.=60х3=180м/ч.

С учетом временных посетителей, для которых установленный расход воздуха 20м/ч, можно принять L=200 м³/ч.

По площади расход определяют с учетом нормативной скорости воздухообмена 3м²/час на 1 м² жилого помещения.

L=57х3=171 м³/ч.

По результатам расчетов расход по санитарным нормам 200 м³/ч, кратности 165 м³/ч, по площади 171 м³/ч. Хотя все варианты правильны, при первом для проживающих условия будут комфортнее.

Итог

Зная воздушный баланс жилого дома, подбирают размер сечения воздуховодов. Чаще всего используют прямоугольные каналы с соотношением сторон 3:1 или круглые.

План вентиляции в доме

Для удобного расчета сечения можно воспользоваться онлайн калькулятором или диаграммой, где учитываются скорость и расход воздуха.

При вентиляции с естественным побуждением скорость в магистральных и ответвляющихся воздуховодах принимают равной 1 м/ч. В принудительной системе 5 и 3 м/ч соответственно.

При требуемом воздухообмене 200 м/ч достаточно выполнить естественную систему вентиляции. При больших объемах перемещаемого воздуха применяют смешанную рециркуляцию. В каналах монтируют рассчитанные по производительности приборы, которые обеспечат необходимые параметры микроклимата.

Расчет вентиляции производственного помещения – формулы и примеры

Эффективный процесс удаления всей отработанной воздушной массы из помещений и своевременная замена его чистым воздухом очень важна.

Грамотный расчет вентиляции производственного помещения позволяет получить микроклимат, который соответствует всем действующим на территории нашей страны санитарным нормативам и законодательно установленным правилам.

Виды воздухообмена, применяемые на производстве

В зависимости от способа воздействия воздухообмен в производственном помещении может быть представлен:

• устройством приточного типа;
• устройством вытяжного типа;
• устройством комбинированного типа.

Первый вариант заключается в естественном поступлении свежих воздушных масс в объемах, которые являются достаточными для целевой работоспособности производственных площадей.

Чаще всего такая система представлена канальными вентиляторами, способными обеспечивать принудительный доступ воздуха и естественный вынос загрязненных воздушных масс за пределы помещения.

Особенностью вентилирования вытяжного типа является удаление отработанного воздуха и замена его чистыми воздушными массами, поступающими в неорганизованном виде, посредством дверей, окон и стеновых проемов.

Это основной вариант вентилирования на крупных производствах с вредными веществами, повышенной влажностью, а также высокотемпературными режимами.

Самым простым устройством является установка, представленная электродвигателем и вентилятором, а также при необходимости дополненная фильтрующей системой или разветвленным воздуховодом.

Совет

Комбинированный вариант вентилирования удачно сочетает в себе поступление свежего воздуха с выведением отработанных воздушных масс посредством вытеснения или перемешивания.

Второй способ заключается в установке на верхней части помещения высокоскоростных диффузоров на принудительное поступление уличного свежего воздуха и диффузионных клапанов на вывод отработанных воздушных масс.

Процесс вытеснения основан на монтаже в нижней части помещения нескольких распределителей с низкой скоростью, способных обеспечивать принудительный приток чистого воздуха.

Производственное помещение, оборудованное вентиляцией

Основные элементы аэрации естественного, организованного и управляемого типа чаще всего представлены:

• Створными переплетами на вращательной оси верхнего, среднего и нижнего типа. Нижнее осевое вращение створок применяется при необходимости направить воздушный поток вверх.
• Фонарями в виде специальных конструкций кровельной части строения. Такие устройства в значительной степени повышают показатели высоты вытяжного проёма, а также направлены на усиление тепловых и ветровых потоков.
• Шахтными и трубными вытяжками, повышающими высоту вытяжного проёма, если конструкцией не предусмотрено наличие фонарей.
• Дефлекторами, повышающими показатели теплового и ветрового напора, и устанавливаемыми на вытяжных кровельных трубах или шахтах.

По характеру функционирования, вентиляция может быть представлена:

• общим обменным оборудованием, обеспечивающим полноценный воздухообмен в помещении;
• местными устройствами, осуществляющими замену воздушных масс в конкретной части помещения.

Посредством вентилирования механического типа может осуществляться общая обменная вентиляция приточного, вытяжного и комбинированного типа.

При необходимости, используются дополнительные функции вентиляционной системы, которые могут быть представлены кондиционированием, фильтрацией, подогревом или охлаждением, увлажнением или осушением, а также ионизацией воздуха.

Как выполняется расчет?

На сегодняшний день существует несколько способов, позволяющих выполнить самостоятельный расчет воздушного обмена в разных по назначению помещениях.

Наиболее простыми способами является обустройство:

• на параметрах общей площади помещения;
• в соответствии с санитарными и гигиеническими нормами;
• согласно кратностям.

При наличии источников локального выброса вредных или загрязняющих веществ, рекомендуется устанавливать улавливающие и удаляющие установки в виде зонтичных отсосов.

Некоторыми производителями, выпускающими сложное оборудование, приборы изначально комплектуются отсосами, которые достаточно только подвести к воздуховодам.

Во всех остальных случаях требуется выполнить самостоятельные расчёты и правильно подобрать вентилирующее оборудование для производственного помещения.

Расчёты осуществляются в соответствии с размерами источников загрязнения (a*b) или его диаметром (d), при учёте скорости воздушного движения (ϑв) и всасывания (ϑ3), а также уровня размещения устройства (z).

• расчёт габаритов: A=a+0.8z, B=b+0.8z, при наличии круглых отсосов D=d+0.8z
• расчет объёма удаляемых воздушных масс: L=3600ϑхSз

Если нет уверенности в собственных силах, целесообразно доверить выполнение расчётов и подбор вентиляционной системы специалистам.

В данном разделе рассмотрим пример расчета вентиляции производственного помещения.

Грамотно обустроенный процесс воздушной циркуляции может быть обеспечен только наличием качественной вентиляционной системы с правильно рассчитанными показателями воздушного обмена.

В стандартной ситуации воздухообмен представляет собой объём воздуха, который необходим для замены загрязненных воздушных масс. Такой параметр измеряется в метрах кубических за один час. Виды загрязнений – определяющий фактор воздушного обмена.

Перед тем, как выполнить самостоятельный расчет показателя, необходимо в обязательном порядке определится с объёмом вредных выбросов за один час и количеством загрязнений в одном кубическом метре.

Расчет кратности воздухообмена в производственных помещениях определяется формулой Lк=к*V в м3/час, при:

• к – норма кратности воздушного обмена;
• V – объем помещения в кубометрах.

Расчёт воздушного обмена в соответствии с тепловыми избытками определяется формулой L=3.6*Qизл/(р*с*(tуд.–tпр.)) в м3/час, при:

• Qизл – теплота, выделяемая в помещении и измеряемая в Вт;
• р — показатели плотности воздуха, измеряемые в кг/м3;
• с – массовые показатели воздушной тепловой емкости;
• tуд. – температурные показатели воздуха, удаляемые вентилирующей установкой и измеряемые в оС;
• tпр. – температурные показатели воздуха, поступающего в помещение посредством вентилирующей установки и измеряемые в оС.

Расчёт воздушного обмена в соответствии с выделением влаги определяется формулой L= W/(р(dyд.–dпр.) в м3/час, при:

• W – уровень выделяемой влаги;
• р — показатели плотности воздуха, измеряемые в кг/м3;
• dуд. – уровень влажности воздушных масс, выделяемых при помощи вентиляционной системы;
• dпр. – уровень влажности воздушных масс, подаваемых при помощи вентиляционной системы.

Расчёт воздушного обмена в соответствии с газовыми выделениями определяется формулой L=К/(Кгдк–Кпр) в м3/час, при:

• К – количественные показатели загазованности помещения;
• Кгдк – уровень ПДК загазованности;
• Кпр – загазованность поступающих воздушных масс.

Расчёт воздушного обмена в соответствии с нормативами СанПиН определяется формулой в L= n*l м3/час, при:

• n — количество человек, пользующихся помещением;
• l — санитарные нормы на воздухоподачу в м3/час*чел.

В зданиях общественного назначения санитарными нормами предусматривается подача воздуха в условиях временного пребывания людей в объёме 20м3/час*чел. При длительном пребывании людей необходимо рассчитывать на объём в 40м3/час*чел. Все санитарные правила и нормы определяются СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклиматическим условиям в производственных помещениях».

Видео на тему