Какой должна быть скорость воздуха в воздуховоде вентиляции по техническим нормам

Правила расчета объема и скорости воздуха в воздуховоде

Режим микроклимата в любом помещении влияет на работоспособность и самочувствие людей в целом. Для того чтобы определить, каким должен быть состав воздуха, необходимо обратиться к утверждённым законодательным нормам, которые и регулируют этот вопрос. Скорость воздуха в воздуховоде при этом играет ключевую роль для обеспечения такого микроклимата.

Необходимость качественной вентиляции

Сначала необходимо определить, почему важно обеспечить попадание воздуха в помещение через вентиляционные каналы.

Согласно строительным и гигиеническим нормам, каждый промышленный или частный объект должен иметь качественную систему вентиляции.

Главной задачей такой системы является обеспечение оптимального микроклимата, температуры воздуха и уровня влажности, чтобы человек при работе или отдыхе мог себя чувствовать комфортно.

Обратите внимание

Это возможно только тогда, когда воздух не является слишком тёплым, переполненным различными загрязнителями и имеет довольно высокий уровень влаги.

Некачественная вентиляция способствует появлению инфекционных заболеваний и патологий дыхательных путей. Кроме этого, быстрее портятся продукты питания. Если воздух имеет очень большой процент влаги, то на стенах может образоваться грибок, который может в последующем перейти на мебель.

Свежий воздух может попасть в помещение разными способами, но основным его источником всё же является качественно вмонтированная система вентиляции. При этом в каждом отдельном помещении она должна просчитываться под его конструктивные особенности, состав воздуха и объём.

Стоит отметить, что для частного дома или квартиры небольших размеров будет достаточно установить шахты с естественной циркуляцией воздуха. Для больших коттеджей или производственных цехов нужно монтировать дополнительное оборудование, вентиляторы для принудительной циркуляции воздушных масс.

При планировке здания любого предприятия, цехов или общественных учреждений больших размеров необходимо следовать таким правилам:

• в каждой комнате или помещении необходима качественная система вентиляции;
• состав воздуха должен отвечать всем установленным нормам;
• на предприятиях следует устанавливать дополнительное оборудование, с помощью которого можно регулировать скорость обмена воздуха, а в целях частного использования — менее мощные вентиляторы, если естественная вентиляция не справляется;
• в разных помещениях (кухня, санузел, спальня) требуется монтировать разные типы систем вентиляции.

Также следует проектировать систему таким образом, чтобы воздух был чистым в том месте, где он будет забираться. В противном случае в вентиляционные шахты и затем в комнаты может попадать загрязнённый воздух.

Во время составления проекта вентиляции, после того как необходимый объём воздуха рассчитан, проделываются отметки, где должны находиться вентиляционные шахты, кондиционеры, воздуховоды и прочие комплектующие. Это относится как к частным коттеджам, так и к многоэтажным домам.

От размеров шахт будет зависеть эффективность работы вентиляции в целом. Необходимые к соблюдению правила по требуемому объёму указаны в санитарной документации и нормах СНиП. Скорость воздуха в воздуховоде в них также предоставлена.

Санитарные нормы

Санитарные нормы

Скорость движения воздуха в воздуховодах непосредственно зависит от таких не менее важных показателей, как уровень шума и вибрации. Воздух, который проходит по каналам, с увеличением количества различных изгибов шахты и поворотов пропорционально увеличивает количество издаваемого шума и вибрации от движения.

По мере уменьшения сопротивления будет снижаться давление в вентиляционной системе и, конечно же, скорость движения кислорода. Для того чтобы понять общие правила выбора оборудования и его правильного расчёта, нужно узнать нормы основных факторов, которые влияют на выбор.

Уровень шума

Нормы, которые можно найти в СНиПах по этому вопросу, касаются всех видов жилых помещений: многоквартирных и частных домов, производственных и общественных зданий.

Согласно таким нормам, необходимо не превышать максимально допустимый уровень шума в следующих помещениях:

• палаты, больницы, санатории — днём до 50 Дб, а ночью до 40 Дб;
• учебные кабинеты — до 55 Дб;
• жилые квартиры — до 55 Дб днём и до 45 Дб ночью;
• в зданиях, которые прилегают к больницам и санаториям — днём до 60 Дб, ночью до 50 Дб;
• территории, которые прилегают к жилым зданиям — днём до 70 Дб, а ночью до 60 Дб;
• непосредственно возле здания школы — до 70 Дб.

Показатель вибрации

Так же, как и уровень шума, вибрация напрямую влияет на скорость движения кислорода в шахтах. При этом такой показатель зависит от множества факторов. К ним можно отнести качество прокладок (их функция заключается в снижении уровня вибрации), размер воздуховода, скорость кислорода (который движется по каналам), материал для изготовления шахт и прочие нюансы.

Что касается цифр, то уровень вибрации должен быть в пределах 109—115 Дб. Если при проверке эти показатели будут превышены, то необходимо исправлять технические недочёты, допущенные при проектировании, или заменить вентилятор, который работает очень громко.

Скорость потока воздуха в вентиляции по нормам СНиП не должна влиять на увеличение таких показателей, как излишний шум или вибрация.

Кратность воздухообмена

Очищение воздуха в помещении происходит благодаря системе вентиляции. Этот процесс может быть как естественным, так и принудительным. В первом варианте вентиляция происходит в первую очередь через оборудованную систему шахт без вмонтированного дополнительного оборудования. К этому можно отнести постоянное открывание и закрывание дверей, окон, форточек и просто все щели в помещении.

Нужно понимать, что за определённое количество времени воздух в комнате должен несколько раз меняться, чтобы оставаться постоянно очищенным в пределах норм. Число смен воздуха за день — это кратность. Этот показатель также очень важный для определения скорости воздуха в воздуховодах.

Кратность можно вычислить по такой формуле: N=V/W.

Значения в формуле можно подставлять следующие:

• N — кратность воздуха за 1 час.
• V — объём кислорода, попадающего с улицы в комнату за 1 час.
• W — объём помещения.

Также это может привести к следующей ситуации:

1. Показатель завышен. Такой вариант возникает, когда скорость воздуха в шахтах превышает норму. Последствия — неправильный температурный режим в помещении. Оно просто не будет успевать прогреваться. Если воздух очень сухой, то это будет провоцировать различные болезни дыхательных путей, кожи и т. п.
2. Показатель занижен. При возникновении такой ситуации свежий воздух не поступает в помещение в достаточном количестве, поэтому уровень загрязнения довольно высок. В кислороде присутствует большая концентрация вредных веществ, бактерий, болезнетворных организмов, опасных газов. Количество кислорода уменьшается, а углекислого газа — увеличивается. Кроме этого, может наблюдаться повышенный уровень влажности, что чревато появлением плесени.

Для того чтобы такой показатель, как кратность, отвечал всем санитарным нормам, необходимо проверить его. Если он не соответствует общим требованиям, то требуется заменить отвечающее за это оборудование — вентиляторы или другие нагнетающие приборы для механического удаления неприятных запахов. При необходимости меняется и система шахт полностью.

Рекомендованная скорость

Определив максимальную скорость воздуха в воздуховоде, можно получить качественный результат. При составлении проекта необходимо для каждого помещения высчитывать нормы вентиляции отдельно. К примеру, на производстве — это цеха, в жилых многоэтажках — квартиры, а в частных коттеджах — поэтажные блоки.

Перед тем как устанавливать систему вентиляции, следует определиться с ключевыми элементами и зафиксировать их местонахождение. Нужно знать, какие маршруты будут проложены, систему магистралей и её размеры, форму вентиляционных шахт и их габариты.

Согласно общепринятым нормам, внутри помещения скорость воздуха не должна превышать показателя 0,3 метра за секунду. В качестве исключения из правила могут выступать ремонтные или другие строительные работы, при которых максимальный показатель может увеличиваться максимум на 30%.

Стоит отметить, что в больших производственных цехах должна работать система вентиляции, состоящая из двух шахт, а не одной, как это допустимо в квартирах или частных домах. В связи с этим скорость каждого из воздуховодов должна составлять 50% от необходимого максимума для каждой шахты.

Бывают форс-мажорные обстоятельства, кода необходимо полностью закрыть вентиляционные шахты или уменьшить количество вытекаемого воздуха за единицу времени. При этом сделать это нужно оперативно.

К примеру, в случае возникновения пожара вентиляцию требуется перекрыть до минимального уровня в целях предотвращения распространения огня по другим помещениям здания.

Для этого дополнительно в систему монтируются клапаны и отсекатели.

Правильный выбор

Правильный выбор

Кроме расчёта скорости в воздуховоде, необходимо правильно выбрать сам материал для монтажа шахт. Если все расчёты сделаны, следует выбрать диаметр круглых труб или сечение квадратных для создания системы вентиляции. Кроме этого, не помешает приобрести и металлические решётки во избежание попадания твёрдых частей в каналы.

Также можно предварительно купить вентилятор для нагнетания воздуха и определить, какую скорость и давление он создаёт. Зная такие показатели, как скорость воздуха и необходимое количество для определённой комнаты, можно определить, какого сечения должны быть вентиляционные шахты. Для этих целей используется формула S = L/3600*V.

Определив такой результат, можно подсчитать и диаметр труб по формуле D = 1000*√(4*S/π), где

• D — диаметр воздуховода.
• S — внутренний объём шахт.
• n — число «пи» равно 3.14.

Скорость потока воздуха в вентиляции

Определение скорости воздуха в воздуховоде

• Порядок выполнения расчета
  • Подбор габаритов канала
  • Рекомендации по подбору в стесненных условиях

Для разработки будущей системы вентиляции немаловажно определиться с габаритами каналов, которые нужно проложить в тех или иных условиях.

Во вновь строящемся здании это сделать проще, еще на стадии проектирования расположив все инженерные сети и технологическое оборудование в соответствии с нормативными документами. Другое дело, когда идет реконструкция или техническое перевооружение производства, тут требуется прокладка трасс воздуховодов с учетом существующих условий.

Размеры каналов могут сыграть большую роль, а чтобы их правильно вычислить, необходимо принять оптимальную скорость движения воздуха.

Таблица скорость воздуха в воздуховоде.

Порядок выполнения расчета

Имеется еще один вариант устройства приточно-вытяжной вентиляции с механическим побуждением. Заключается он в том, чтобы использовать существующие воздухопроводы для новых вентиляционных установок. Тут также не обойтись без просчета скорости потока в этих старых трубопроводах на основании обследований и измерений.

Общая формула расчета величины скорости воздушных масс (V, м/с) происходит из формулы вычисления расхода приточного воздуха (L, м.куб/ч) в зависимости от размера площади сечения канала (F, м.кв.):

L = 3600 x F x V

Примечание: умножение на цифру 3600 необходимо для приведения в соответствие единиц времени (часы и секунды).

Процесс замера скорости воздуха.

Соответственно, формулу скорости потока можно представить в следующем виде:

Рассчитать площадь сечения существующего канала не составляет труда, а если ее нужно вычислить? Тогда и приходит на помощь способ подбора размеров воздуховода по рекомендуемым скоростям воздушных потоков.

Важно

Изначально из трех параметров, участвующих в расчетах, на данном этапе четко должен быть известен один #8211; это количество воздушной смеси (L, м.куб/ч), необходимое для вентиляции того или иного помещения.

Оно определяется в соответствии с нормативной базой в зависимости от назначения строения и его внутренних комнат. Выполняется расчет по числу людей в каждом помещении или по величине выделяющихся вредных веществ, излишков тепла или влаги.

После этого нужно принять предварительное значение скорости воздуха в воздуховодах, сделать это можно воспользовавшись таблицей рекомендуемых скоростей.

Подбор габаритов канала

Выбрав вид воздухопровода и приняв расчетную скорость, можно определить сечение будущего канала по формулам, приведенным выше. Если планируется его изготовить круглой формы, то диаметр посчитать просто:

Расчет воздуховодов для равномерной раздачи воздуха.

• D #8211; диаметр круглого канала в метрах;
• F #8211; площадь его поперечного сечения в м.кв.;
• π = 3.14

Далее необходимо обратиться к нормативным документам, которые определяют стандартные размеры воздуховодов круглой формы, и выбрать среди них ближайший к расчетному диаметр.

Это делается для того, чтобы унифицировать производство элементов вентиляционных систем, номенклатура изделий которых и так достаточно велика.

Понятно, что принятый по СНиП новый диаметр будет иметь и другое сечение, поэтому потребуется пересчитать его в обратной последовательности и выйти на значение действительной скорости потока воздушных масс в стандартном канале.

При этом величина расхода L по-прежнему должна участвовать в вычислениях как константа. Таким методом просчитывается каждый отдельно взятый участок вентиляционной системы, а разбивка на участки производится по одному неизменному признаку #8211; количеству воздуха (расходу).

Если предполагается выполнить прокладку каналов прямоугольной конфигурации, то нужно подобрать размеры сторон такими, чтобы их произведение дало площадь сечения, которая была вычислена ранее. Нормативное ограничение к таким каналам одно:

Здесь параметры А и В #8211; размеры сторон в метрах. Простыми словами, нормами запрещается выполнять прямоугольные трубопроводы слишком узкими при большой высоте или чересчур низкими и широкими.

На таких участках сопротивление потоку будет слишком большим и вызовет экономически необоснованные энергозатраты.

Совет

Остальной просчет действительной скорости воздуха в воздуховоде производится так, как было описано выше.

Пример подбора вентиляторов для вентиляции

  Сопротивление прохождению воздуха в вентиляционной системе, в основном, определяется скоростью движения воздуха в этой системе. С увеличением скорости возрастает и сопротивление. Это явление называется потерей давления.

Статическое давление, создаваемое вентилятором, обуславливает движение воздуха в вентиляционной системе, имеющей определенное сопротивление. Чем выше сопротивление такой системы, тем меньше расход воздуха, перемещаемый вентилятором.

Расчет потерь на трение для воздуха в воздуховодах, а также сопротивление сетевого оборудования (фильтр, шумоглушитель, нагреватель, клапан и др.) может быть произведен с помощью соответствующих таблиц и диаграмм, указанных в каталоге.

Общее падение давления можно рассчитать, просуммировав показатели сопротивления всех элементов вентиляционной системы.

Рекомендуемая скорость движения воздуха в воздуховодах:

Определение скорости движения воздуха в воздуховодах:

V= L / 3600*F (м/сек)

где L – расход воздуха, м3/ч; F – площадь сечения канала, м2.

Рекомендация 1

Потеря давления в системе воздуховодов может быть снижена за счет увеличения сечения воздуховодов, обеспечивающих относительно одинаковую скорость воздуха во всей системе. На изображении мы видим, как можно обеспечить относительно одинаковую скорость воздуха в сети воздуховодов при минимальной потере давления.

Рекомендация 2

В системах с большой протяженностью воздуховодов и большим количеством вентиляционных решеток целесообразно размещать вентилятор в середине вентиляционной системы. Такое решение обладает несколькими преимуществами. С одной стороны, снижаются потери давления, а с другой стороны, можно использовать воздуховоды меньшего сечения.

Пример расчета вентиляционной системы:

Расчет необходимо начать с составления эскиза системы с указанием мест расположения воздуховодов, вентиляционных решеток, вентиляторов, а также длин участков воздуховодов между тройниками, затем определить расход воздуха на каждом участке сети.

 Выясним потери давления для участков 1-6, воспользовавшись графиком потери давления в круглых воздуховодах, определим необходимые диаметры воздуховодов и потерю давления в них при условии, что необходимо обеспечить допустимую скорость движения воздуха.

Участок 1: расход воздуха будет составлять 220 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 200 мм, скорость – 1,95 м/с, потеря давления составит 0,2 Па/м х 15 м = 3 Па (см. диаграмму определение потерь давления в воздуховодах).

Участок 2: повторим те же расчеты, не забыв, что расход воздуха через этот участок уже будет составлять 220+350=570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 250 мм, скорость – 3,23 м/с. Потеря давления составит 0,9 Па/м х 20 м = 18 Па.

Участок 3: расход воздуха через этот участок будет составлять 1070 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 3,82 м/с. Потеря давления составит 1,1 Па/м х 20= 22 Па.

Участок 4: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость – 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 20 = 46 Па.

Участок 5: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па/м х 1= 2,3 Па.

Участок 6: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 10 = 23 Па. Суммарная потеря давления в воздуховодах будет составлять 114,3 Па.

Когда расчет последнего участка завершен, необходимо определить потери давления в сетевых элементах: в шумоглушителе СР 315/900 (16 Па) и в обратном клапане КОМ 315 (22 Па). Также определим потерю давления в отводах к решеткам (сопротивление 4-х отводов в сумме будут составлять 8 Па).

Определение потерь давления на изгибах воздуховодов

График позволяет определить потери давления в отводе, исходя из величины угла изгиба, диаметра и расхода воздуха.

Пример. Определим потерю давления для отвода 90° диаметром 250 мм при расходе воздуха 500 м3/ч. Для этого найдем пересечение вертикальной линии, соответствующей нашему расходу воздуха, с наклонной чертой, характеризующей диаметр 250 мм, и на вертикальной черте слева для отвода в 90° находим величину потери давления, которая составляет 2Па.

Принимаем к установке потолочные диффузоры серии ПФ, сопротивление которых, согласно графику, будет составлять 26 Па.

Обратите внимание

Теперь просуммируем все величины потери давления для прямых участков воздуховодов, сетевых элементов, отводов и решеток. Искомая величина 186,3 Па.

Мы рассчитали систему и определили, что нам нужен вентилятор, удаляющий 1570 м3/ч воздуха при сопротивлении сети 186,3 Па. Учитывая требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор ВЕНТС ВКМС 315.

Определение потерь давления в воздуховодах

Определение потерь давления в обратном клапане

Подбор необходимого вентилятора

Определение потерь давления в шумоглушителях

Определение потерь давления на изгибах воздухуводов

Определение потерь давления в диффузорах

Скорость движения воздуха в воздуховодах: системы и их особенности

Одной важной деталью нашей жизни является вентиляционная система в помещении, которая дает возможность нам постоянно дышать чистым кислородом. Благодаря нему рабочий процесс проходит в более приятных и комфортных условиях. Если же скорость движения воздуха в воздуховодах снижается, то это сразу ощущается людьми, находящимися в данном помещении.

Все здания в настоящий момент проектируются с комбинированной системой вентиляции, состоящей и воздуховодов круглой и прямоугольной форм. Поэтому прежде, чем делать расчет скорости движения воздуха в воздуховоде, необходимо знать, какие же бывают вентиляционные системы.

Разнообразие вентиляционных систем

В настоящий момент строительная индустрия предлагает широкий ассортимент вентиляционных систем, предназначенных под любую площадь и назначение помещений.

Главной их классификацией является разделение на приточные и вытяжные виды. В первом случае воздух попадает посредством воздуховодов внутрь помещения, где его давление растет.

Вследствие этого процесса воздух выходит наружу через двери, окна и иные отверстия, которые находятся в данной комнате.

Приточная система имеет усложненный механизм: прежде, чем воздух попадает в помещение, он проходит воздухозаборную решетку и клапан и оказывается в фильтрующем элементе. После него направляется в нагреватель, а потом – в вентилятор. И только после этого этапа достигает финишной прямой. Такой вид вентиляционной системы приемлем для помещений с маленькой площадью.

Комбинированный вариант приточной и вытяжной систем считается наиболее эффективным способом вентиляции.

Это обуславливается тем, что в помещении не задерживается надолго загрязненный воздух, и при этом поступает постоянно свежий.

Стоит заметить, что диаметр воздуховода и его толщина напрямую зависят от желаемого вида вентиляционной системы так же, как и выбор его конструкции (обычная или гибкая).

Важно

По способу движения воздушных масс в помещении специалисты выделяют естественную и механическую системы вентиляции. Если в здании не используется механическое оборудование для поступления и очистки воздуха, то такой вид называется естественный. В этом случае зачастую отсутствуют воздуховоды.

Наиболее оптимальный вариант – механическая система вентиляции, особенно, когда на улице безветренная погода. Такая система позволяет поступать воздуху в помещение и выходить из него посредством использования различных вентиляторов и фильтров.

Также с помощью пульта ДУ можно настроить комфортные показатели температуры и давления внутри помещения.

Кроме вышеуказанных классификаций, различают вентиляционные системы общеобменного и местного вида. На производстве, где нет возможности устранять воздух из мест-источников загрязнения, применяется общеобменная вентиляция.

Таким способом, вредные воздушные массы постоянно заменяются чистыми.

Если же загрязненный воздух можно устранить возле источника его возникновения, то применяется вентиляция местного вида, которая чаще всего используется в домашних бытовых условиях.

Как выбрать воздуховод?

От правильно подобранного воздуховода зависит в целом работа самой системы вентиляции, именно по этим каналам воздух совершает свое движение.

Материалы, из которых изготовляется данный элемент, достаточно разнообразны. Это может быть и черный металл, пластмассовые трубы, сталь – все зависит от специфики выбранного помещения.

Но наиболее распространенным и востребованным вариантом является оцинкованная жесть.

Если в помещении ограниченное пространство, то рационально использовать в нем воздуховоды с прямоугольным сечением. Их высоту можно адаптировать под необходимую, в отличие от круглых воздуховодов, которые имеют большие габариты, но вместе с тем и лучшие аэродинамические показатели.

Кроме этого, вентиляционные каналы с круглым сечением имеют ряд следующих преимуществ:

1. благодаря ниппельному соединению воздуховодов исключаются нежелательные потери воздуха по длине всей трассы;
2. небольшой периметр сечения уменьшает шумность конструкции в целом;
3. процесс чистки пыле-жирового налета проще в сравнении с образцами прямоугольных воздуховодов.

Выбор данного канала и его размера производится в соответствии с техническими условиями компаний-производителей, таблицы которых могут кардинально разниться между собой. На непосредственно размер воздуховода также влияет количество воздушных масс, которые подаются за некую единицу времени, а также скорость движения воздуха в воздуховодах.

Особенности скорости воздуха

Движение воздушных масс по каналам вентиляционной системы создает шум, который возникает вследствие трения воздуха о стенки. С ростом скорости движения таких масс увеличивается и сопротивление самой системы вентиляции. Все это может привести к большим затратам по электроэнергии и высокому показателю шума в помещении.

Для каждой системы вентиляции специалисты разработали различные показатели этой величины:

• до 2 м/с – для распределительного канала, имеющего приточные или вытяжные решетки или дефлекторы;
• от 4 до 5 м/с – при условиях комфортного кондиционирования для ответвлений труб с боковой стороны;
• от 6 до 12 м/с – для каналов и линий на производственных предприятиях;
• свыше 12 м/с – только для систем, осуществляющих процессы транспортировки и подачи.

Данные нормы скорости движения воздуха применяются для расчета показателя необходимой площади воздуховода. Если же известно количество воздуха, а также сечение установленного в данном помещении воздуховода, то можно с легкостью провести расчёт скорости движения воздуха в воздуховоде:

V= L/S,

где V – скорость движения воздушных масс (м/с);

L- воздушные массы (м³/с);

S – площадь сечения воздуховода (м²).

Выбор вентиляционного оборудования

Кроме подбора воздуховода, большое значение играет приобретение соответствующих данной системе вентиляции элементов: решеток, фильтров, увлажнителей, клапанов и т.п. Стоит заметить, что выбор такого оборудования осуществляется до определения показателя мощности вентилятора. Это обусловлено тем, что данные детали также создают местное сопротивление в воздуховодах.

После получения всех необходимых расчетов и приобретения недостающих элементов можно перейти к выбору самого вентилятора.

Основными данными для него являются объем воздушных масс, а также необходимое давление в канале, которое способствует их движению.

Также не лишним будет получить дополнительную консультацию по эксплуатации того или иного образца вентилятора, от качества его работы зависит эффективность системы вентиляции в целом.

Именно вентилятор производит наибольший шум в данной системе. Неприятные звуки и вибрации появляются вследствие вращения его лопастей; также здесь большую роль играет показатель КПД.

Вентилятор, рассчитанный на большую нагрузку, при получении малого потока воздушных масс производит больше неприятного шума и создает некомфортные рабочие условия.

Вентиляционная система требует постоянного мониторинга и очистки.

Она с течением времени подвержена процессу разгерметизации, давление в воздуховодах будет падать, а сечения покроются налетом жира и пыли, который ухудшит аэродинамику. Все эти факторы приводят к понижению показателя скорости воздуха непосредственно в воздуховодах.

Совет

При невозможности улучшения производительности вентилятора, процесс воздухообмена в помещении будет нарушен.

В домашних условиях такие процессы приведут к тому, что скорость движения воздуха в помещении снизится, и нарушатся уютные условия в доме. А на производственных предприятиях подобная ситуация может нанести вред здоровью работников или даже поставить под угрозу их жизни.

Концентрация вредных веществ в воздухе не должна быть выше предельно допустимых показателей в соответствии с разработанными стандартами.

Чтобы обезопасить людей, работающих в больших помещениях с вредными условиями труда, рационально использовать систему приточно-вытяжного типа, которая имеет функцию принудительного движения воздуха.

Поэтому установка системы вентиляции – это не конечный этап в обеспечении помещения чистым воздухом, а лишь начальный процесс, который обязательно должен быть обеспечен в будущем качественным мониторингом и уходом.

Подбор воздуховодов по скорости воздуха

Аэродинамический расчет механических систем вентиляции и кондиционирования воздуха проводят для определения диаметров или размеров прямоугольных сечений воздуховодов или каналов, а также определения потерь давления при движении воздуха в канале и подбора соответствующего вентилятора. 

Одним из важных факторов при проектировании систем вентиляции является скорость движения воздуха в воздуховоде.

Обратите внимание

При высокой скорости воздуха создается шум от трения о стенки воздуховода и завихрений на поворотах и отводах, а также возрастет сопротивление системы воздуховодов, что приводит к потребности установки вентилятора большей производительности, а в последующем к удорожанию капитальных и эксплуатационных затрат. 

В справочных руководствах приводятся следующие рекомендуемые скорости воздуха в воздуховодах:

• 1,5…2,0 м/с – в распределительном канале с приточными или вытяжными вентиляционными решетками и дефлекторами;
• 4…5 м/с – для боковых ответвлений воздуховодов приточной и вытяжной вентиляции;
• 6 м/с – для магистральных каналов приточной и вытяжной вентиляции;
• 8…12 м/с – для магистральных каналов промышленных предприятий.

Для расчета строится аксонометрическая схема приточной и вытяжной систем вентиляции. Основное направление воздуховодов на схеме разбивают на участки – отрезки одинаковой длины и с постоянным расходом воздуха.

Затем участки нумеруют и все значения наносят на схему. Суммарный расход воздуха складывается путем последовательного суммирования расходов воздуха через ответвления, присоединяющиеся к основному направлению.

Расчет площади сечения воздуховода для каждого участка производится по следующей формуле:

S= L/3600*V,

где L – расход воздуха (м³/ч);

V – скорость движения воздушного потока (м/с);

Затем вычисляют предварительный диаметр воздуховода на участке 

D=1000∙√(4∙S/”π” )   мм, и округляют до ближайшего стандартного размера. Размеры воздуховодов необходимо принимать строго в соответствии со значениями, приведенными в справочном пособии.

При необходимости применения прямоугольных воздуховодов размеры сторон подбирают также по ориентировочному сечению, т.е. чтобы a×b ≈ S в соответствии с таблицей типоразмеров, с учетом того, что отношение сторон, как правило, не должно превышать 1:3. Минимальное прямоугольное сечение составляет 100×150 мм, максимальное – 2000×2000.

Выбор воздуховодов круглого или прямоугольного сечения и материала из которого они будут изготовлены производится согласно техническим условиям объекта.

Важно

Воздуховоды прямоугольного сечения имеют меньшие размеры и могут использоваться в помещениях с ограниченным пространством для размещения вентиляционных каналов. Воздуховоды круглого сечения уменьшают сопротивление воздуха, а, следовательно, шумность конструкции, исключают потери воздуха и более удобны для монтажа.

Для Вашего удобства мы произвели такой расчет для наиболее часто используемых размеров и сечений воздуховодов. Адрес для заявок на подбор оборудования по готовым проектам и разработке Технических заданий на проектирование систем кондиционирования и вентиляции: info@pvholod.ru

Скорость воздуха в воздуховоде: способы определения и полезные советы

Воздуховоды — это конструктивные элементы, которые относятся к основной части вентиляционных систем. Они могут иметь различную форму сечения и производиться из разных материалов. Для того чтобы провести оптимальный расчёт воздухоносной системы, необходимо учесть габариты отдельных её элементов, а также вычислить ещё два важных параметра, а именно: расход воздуха и его скорость.

Скорость движения воздуха в вентиляционной системе — параметр, который регулируется нормами СНиП

Материал и форма сечения воздуховодов

В первую очередь для организации воздухотранспортной коммуникации необходимо определиться с материалом, из которого она будет выполнена. Кроме этого, необходимо правильно выбрать форму сечения вентиляционных труб. Форма сечения — важный параметр, который влияет на пропускные показатели коммуникации.

Что касается материалов изготовления, то каждый из них имеет свои особенности, одной из которых является коэффициент трения. Здесь существует одна зависимость: чем выше коэффициент трения материала, тем большее сопротивление оказывается на воздушный поток.

Вентиляционная система может быть выполнена из разных материалов. Рассмотрим основные из них:

• нержавеющая сталь;
• оцинкованная сталь;
• пластмасса.

Подбор материала производится с учётом качественных характеристик воздушной смеси, а также ориентируясь на финансовые возможности в том или ином случае.

В свою очередь, форма сечения воздуховодов может быть:

На сегодняшний день более популярными являются круглые воздуховоды. Это связано с тем, что их стоимость ниже, чем на прямоугольные аналоги. Помимо этого, такие воздуховоды обладают высокой пропускной способностью, которая способствует качественной циркуляции воздушных потоков.

Скорость движения воздушных масс связано с диаметром трубы, поэтому при проектировании вентиляционной системы этот параметр учитывается в первую очередь

Рассмотрим геометрические параметры, которые стоит учитывать при конструировании вентиляции:

• площадь сечения вентиляционной трубы;
• объём расходуемого воздуха;
• скорость перемещения воздуха.

Правильный подбор воздуховода

Из трёх основных параметров, которые были изложены выше, только один регламентируется, а именно: площадь сечения круглого или прямоугольного воздуховода. В строительных нормах и правилах чётко указывается диапазон показателей сечения и других геометрических размеров, которые необходимо соблюдать для монтажа нормальной воздухоносной коммуникации.

Оставшиеся два показателя не регламентируются, так как количество используемого воздуха может быть разным, как и скорость его передвижения. Таким образом, эти показатели являются ненормированными и определяются в индивидуальном порядке. Исключение из этого составляют дошкольные и школьные учреждения, а также постройки, которые относятся к здравоохранительной отрасли.

Скорость движения воздушных потоков определяется в зависимости от предназначения вентиляционной системы. Существует механическая и естественная вентиляция зданий.

Совет

В первом случае циркуляция воздушных потоков производится за счёт специальных приспособлений (вентиляторов или эжекторов).

В свою очередь, при естественной вентиляции движение рабочей среды по каналу происходит из-за разности показателей давления снаружи и внутри постройки. Зависимость показателя скорости воздуха от назначения вентиляционной системы представлена в таблице.

Таблица 1

Естественная циркуляция воздуха по вентиляционной системе подразумевает скорость от 0,2 до 1 м/с. Однако в некоторых случаях величина скорости при естественном проветривании может достигать показателя 2 м/с.

Расчет скорости воздуха в проектируемом воздуховоде производится по специальным формулам, а в уже работающем — замеряется специальным прибором

Аэродинамический расчёт воздуховодов: порядок вычислений

Для того чтобы провести расчёт скорости воздуха в воздуховоде необходимо воспользоваться одним из следующих способов:

• использовать калькулятор для расчёта скорости в воздуховоде. Такие калькуляторы без труда можно найти в интернете;
• рассчитать скорость воздуха в воздуховоде с помощью специальных формул.

Рассмотрим формулу, которая подходит для определения скорости передвижения воздушных масс по коммуникации:

ϑ= L х F, где:

L — показатель, который определяет расход воздуха в конкретном участке воздухотранспортной коммуникации. Этот показатель исчисляется в м³/ч; F — параметр, определяющий площадь поперечного сечения воздуховода и исчисляющийся в м².

Такая формула позволяет провести довольно точный расчёт действительной скорости в воздуховоде. Показатель сечения круглой вентиляционной трубы находят с помощью следующей формулы:

F = π x D2 / 4, где:

π — математическая постоянная, которая равна 3,14; D — показатель сечения, исчисляемый в м.

Полезные советы

Скорость перемещения воздуха увеличивается прямо пропорционально уменьшению размеров трубы. Рассмотрим некоторые положительные моменты, которые можно извлечь из этого правила:

• в случае если размеры помещения, в котором будет прокладываться вентиляционный канал, не подходят под организацию больших коммуникаций или дополнительных ответвлений, то тогда идеально подойдут трубы меньших размеров;
• вентиляция, которая отличается небольшими габаритами, является более компактной и её монтаж менее трудозатратен;
• чем меньше показатель сечения воздуховода, тем ниже его цена. Это связано с тем, что на трубы маленьких размеров тратиться гораздо меньше материала.

Однако специалисты рекомендуют проводить соответствующие расчёты давления, которое будет оказываться на стенки небольшого канала. Показатели давления в таком случае гораздо выше, что объясняется повышенной скоростью воздуха.

Расчет скорости воздуха в воздуховоде по сечению: таблицы, формулы

При расчете и установке вентиляции большое внимание уделяется количеству свежего воздуха, поступающего по этим каналам. Для вычислений используются стандартные формулы, которые хорошо отражают зависимость между габаритами вытяжных устройств, скоростью движения и расходом воздуха. Некоторые нормы прописаны в СНиПах, но в большинстве своем имеют рекомендательный характер.

Общие принципы расчета

Воздуховоды могут быть изготовлены из различных материалов (пластик, металл) и иметь разные формы (круглые, прямоугольные). СНиП регулирует только габариты вытяжных устройств, но не нормирует количество притяжного воздуха, т. к.

его потребление в зависимости от типа и назначения помещения может сильно различаться. Этот параметр высчитывается по специальным формулам, которые подбираются отдельно. Нормы установлены только для социальных объектов: больниц, школ, дошкольных учреждений.

Они прописаны в СНиПах для таких зданий. При этом отсутствуют четкие правила по скорости движения воздуха в воздуховоде.

Обратите внимание

Есть только рекомендуемые значения и нормы для принудительной и естественной вентиляции в зависимости от ее типа и назначения, их можно посмотреть в соответствующих СНиПах. Это отражено в таблице, приведенной ниже. Скорость движения воздуха измеряется в м/с.

Рекомендуемые скорости воздуха

Дополнить данные в таблице можно следующим образом: при естественной вентиляции скорость движения воздуха не может превышать 2 м/с независимо от ее назначения, минимальная допустимая – 0,2 м/с.

В противном случае обновление газовой смеси в помещении будет недостаточным. При принудительной вытяжке максимально допустимым считается значение 8 -11 м/с для магистральных воздуховодов. Превышать данные нормы не следует, т. к.

это создаст слишком большое давление и сопротивление в системе.

Формулы для расчета

Для проведения всех необходимых вычислений необходимо обладать некоторыми данными. Чтобы вычислить скорость воздуха, понадобится следующая формула:

ϑ= L / 3600*F, где

ϑ – скорость потока воздуха в трубопроводе вентиляционного устройства, измеряется в м/с;

L – расход воздушных масс (данная величина измеряется в м3/ч) на том участке вытяжной шахты, для которого производится вычисление;

F – площадь поперечного сечения трубопровода, измеряется в м2.

По данной формуле и производится расчет скорости воздуха в воздуховоде, причем его фактическое значение.

Из этой же формулы можно вывести и все остальные недостающие данные. Например, чтобы рассчитать расход воздуха, формулу необходимо преобразовать следующим образом:

L = 3600 x F x ϑ.

В некоторых случаях подобные вычисления производить сложно или не хватает времени. В этом случае можно использовать специальный калькулятор. Встречается множество подобных программ в интернете.

Для инженерных бюро лучше установить специальные калькуляторы, которые обладают большей точностью (вычитают толщину стенки трубы при расчете ее площади поперечного сечения, ставят большее количество знаков в число пи, высчитывают более точный расход воздуха и т. д.).

Несколько полезных советов и замечаний

Как можно понять из формулы (или при проведении практических расчетов на калькуляторах), скорость воздуха увеличивается при уменьшении размеров трубы. Их этого факта можно извлечь ряд преимуществ:

• не возникнет потерь или необходимости в прокладке дополнительного вентиляционного трубопровода для обеспечения необходимого расхода воздуха, если габариты помещения не позволяют провести каналы больших размеров;
• можно прокладывать трубопроводы меньших размеров, что в большинстве случаев проще и удобней;
• чем меньше диаметр канала, тем дешевле его стоимость, снизится цена и на доборные элементы (заслонки, клапаны);
• меньший размер труб расширяет возможности монтажа, их можно расположить так, как нужно, практически не подстраиваясь под внешние стесняющие факторы.

Однако при прокладке воздуховодов меньшего диаметра необходимо помнить, что при повышении скорости воздуха повышается динамическое давление на стенки труб, увеличивается и сопротивление системы, соответственно потребуется более мощный вентилятор и дополнительные расходы. Поэтому до монтажа необходимо тщательно провести все расчеты, чтобы экономия не обернулась большими затратами или даже убытками, т.к. постройку, не соответствующую нормам СНиП могут не допустить до эксплуатации.

Расчет естественной вентиляции — все формулы и примеры расчетов

Естественная вентиляция помещения — представляет собой спонтанное перемещение воздушных масс в следствии разницы его температурных режимов в не дома и внутри. Данный вид вентиляция делится на бесканальную и канальную, относительно способна работы являться непрерывной и периодическая.

Систематическое движение фрамуг, форточек, дверей и окон подразумевает под самой процедуру проветривания. Вентиляция бесканального вида, сформирована на стабильном основании в комнатах промышленного типа со ощутимыми тепловыми выделениями, организующая нужную частоту обмена воздушных масс в средине их, этот процесс называются аэрированием.

В частных и многоэтажных домах больше применяется природная вентиляционная система канального вида, каналы в какой расположены в вертикальном положении в специализированных блоках, шахтах либо расположены в самих стенках.

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:

Естественная вентиляция формула

• где н — плотность воздуха вне помещения, кг/м3;
• вн — плотность воздушных масс в помещении, кг/м3;
• h — расстояние между приточным проемом и центром вытяжного, м;
• g — ускорение свободного падения, 9,81 м/с2.

Метод проветривания (аэрации) построек с помощью раскрывающихся фрамуг считается довольно верным и результативным.

При вычислении природной вентиляции помещений учитываются установление участка нижних и верхних просветов. Сперва получают значение участка нижних просветов. Задается модель аэрации постройки.

Расчет естественной вытяжной вентиляции

Потом, в связи от участка открытия верхних и нижних соответственно, приточных и вытяжных фрамуг в помещении приблизительно в центре высоты сооружения получается степень одинаковых давлений, в этом месте влияние точно также нулю. В соответствии, влияние в степени сосредоточении нижних просветов станет равняться:

• где ср– равна средней температуре плотности воздушных масс в помещении, кг/м3;
• h1– высoта oт плоскости одинаковых давлений до нижних просветов, м.

На уровне центров верхних просветов, выше плоскости одинаковых давлений образуется избыточное напряжение, Па, равняющееся:

Именно это давление и оказывает воздействие на вытяжку воздуха. Общее напряжение, располагающее для обмена воздушных потоков в комнате:

Скорость естественной вентиляции

Скорость воздуха в центре нижних просветов, м/с:

• где L – необходимый обмен воздушными массами, м3/час;
• 1 – коэффициент расхода, зависящий от конструкции створок нижних просветов и угла их открытия (при 90 открытия, =0,6; 30 – =0,32);
• F1– площадь нижних просветов, м2

Затем вычисляются потери, Па, в нижних просветах:

Приняв, что Ре = Р1+Р2 =h(н — ср), а температура удаляемого воздуха tуд=tрз+(10 — 15oС), определяем плотности н и ср, которые соответствуют температурам tн и tср.

Лишнее давление в плоскости верхних просветов:

Необходимая их площадь (м2):

Вычисление и расчет вентиляционных каналов

Вычисление естественной системы проветривания канального вида сближается к установлению активного разреза воздуховодов, какие с целью доступа необходимого числа воздуха выражают противодействие, надлежащее вычисленному напряжению.

Для самого длительного тракта сети устанавливают издержки напряжения в каналах воздуховода как сумму издержкой напряжения в абсолютно всех его местах. В каждом из них издержки давления формируются с потерь на трение (RI) и издержек в местах противодействия (Z):

• где R — удельная потеря напряжения по длине участка от трения, Па/м;
• l — длина участка, м.

Площадь живого сечения воздуховодов, м2:

• где L — расход воздуха, м3/ч;
• v — скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с (равна 0,5… 1,0 м/с).

Задавая скорость движения воздуха по вентиляции, и прочитывают площадь его активного сечения и масштабы. При помощи специализированных номограмм либо табличных расчётов для округлой формы воздуховодов устанавливают издержки напряжения на трение.

Естественная вентиляция расчет воздуховодов

Для прямоугольной формы воздуховодов этой концепции проветривания планируют диаметр dЭ равновесный округлому воздуховоду:

• где, а и b — длина сторон прямоугольного воздуховода, м.

В случае использования воздуховодов сделанных не из метала, их удельные издержки давления по трению R, взятые с номограммы для стальных воздуховодов, изменяют, умножив на соответствующий коэффициент k:

• для шлакогипсовых — 1,1;
• для шлакобетонных — 1,15;
• для кирпичных — 1,3.

Избытки давления, Па, на преодоление определённых сопротивлений для разных участков вычисляется за уравнением:

• где – сумма коэффициентов противодействий на участке;
• v2/2 — динамическое напряжение, Па, взятое с нормативов.

Для создания концепции непринужденной вентиляции предпочтительно остерегаться извилистых заворотов, множественного числа задвижек и клапанов, так как утраты на местные противодействия как правило в каналах воздуховодов достигают вплоть до 91% от всех затрат.

Естественная вентиляция содержит небольшой радиус воздействия и среднюю результативность для комнат излишками тепла в которых соввем малы, что возможно относить недостаткам, а достоинством — легкость системы, невысокая цена и простота в сервисном обслуживании.

Естественная вентиляция пример расчета

Наведем наглядный пример — нужно рассчитать данные для вентиляции в частном доме:

Общая площадь – 60 м2; ванная, кухня с газовой плитой, туалет; кладовая комната – 4,5 м2;

высота потолков – 3 м.

Для оборудования воздуховодов будут применяться бетонные блоки.

Приток воздуха с улицы по нормативам: 60 *3 * 1 = 180 м3/час.

Вытяжка воздуха из помещения: кухни – 90 м3/час; ванной – 25 м3/час; туалета – 25 м3/час;

90 + 25 + 25 = 140 м3/час

Частота обновления воздушных масс в кладовой – 0,2 в 1/час.
4,5 * 3 * 0,2 = 2,7 м3/час

Нужный вывод воздуха: 140 + 2,7 = 142,7 м3/час.