Кратность воздухообмена
Этот критерий чаще всего используется для упрощенного расчета системы вентиляции. Под термином «кратность воздухообмена» (в английской терминологии air exchange rate) понимают обмен воздушных масс, выражающихся количеством за час. Причем в зависимости от способа эксплуатации помещения учитывается либо число обменов для помещения в целом, либо кратность с учетом площади (объема). Ниже приведена таблица с нормативными данными для помещений частного дома или общественного здания. При этом подразумевается, что приток воздуха идет естественным путем, а кратность считается для вытяжной вентиляции. Расчетная температура в холодный период указывается для того, чтобы при вычислениях компенсировать излишнюю сухость воздуха за счет действия отопительных приборов.
Таблица 1. Кратность воздухообмена по площади или назначению помещений.
При использовании таблицы важно обратить внимание: кратность указывается в расчете на площадь помещения, а в нашем онлайн-калькуляторе расчет ведется для объема. При этом пользователь теряется – какое значение кратности применить в калькуляторе вентиляции, если максимальное значение не соответствует норме для жилых помещений? Здесь придется делать поправку на пересчет кратности для объема или воспользоваться ориентировочными цифрами (СНиП 2.08.01-89) из таблицы ниже
При этом пользователь теряется – какое значение кратности применить в калькуляторе вентиляции, если максимальное значение не соответствует норме для жилых помещений? Здесь придется делать поправку на пересчет кратности для объема или воспользоваться ориентировочными цифрами (СНиП 2.08.01-89) из таблицы ниже.
Таблица 2. Кратность воздухообмена для помещений общего или специального назначения.
Применяя показатель, соответствующий жилым комнатам или спальням, равный единице, получаем требуемую производительность вентиляционной системы (м.куб./час).
Основой расчета вентиляции онлайн является формула
здесь V — объем комнаты (произведение площади на высоту), м.куб.;
Kp — кратность воздухообмена согласно санитарно-гигиеническим нормам, 1/ч.
Для жилой комнаты с площадью 20 м.кв. и высотой 2,5 м требуемая мощность вентиляции составит
L = (20 х 2,5) х 1 =50 м.куб.
При использовании данных первой таблицы расчет ведется без учета высоты помещения, то есть
здесь S — площадь помещения, м.кв.;
Kp — кратность воздухообмена согласно нормам, 1/ч.
Для тех же размеров комнаты (20 м.кв.) необходимый объем воздуха в час
L = 20 х 3 = 60 м.куб.
Данный метод вычислений дает более высокие требования к системе вентиляции, поэтому предпочтительным считается предыдущий вариант вычислений. При указании в таблице объема воздуха на помещение именно эти цифры используют для дальнейшего подбора компонентов вентиляционной системы.
4 Общеобменная вентиляция
Воздухообмен для общеобменных систем определяют в зависимости от способа удаления лишней тепловой энергии из помещения и разбавления отработанной воздушной среды, в которой содержатся вредные компоненты, чистым потоком воздуха до допускаемой нормативными документами концентрации.
Необходимый объем приточного воздуха для отведения избыточной тепловой энергии рассчитывается по формуле:
L 1 = Q изб. / C * R *(T уд. — T пр.), где
- Qизб (кДж/ч) — избыточный объем тепловой энергии.
- C (Дж/кг*К) — теплоемкость воздуха (постоянная величина = 1,2 Дж/кг*К).
- R (кг/м3) — плотность воздуха.
- T уд. (ºС) — температура удаляемой воздушной массы из помещения.
- T пр. (ºС) — температура свежего воздуха, забираемого с улицы.
Температура внешней среды зависит от времени года и географического расположения промышленного объекта. Температуру отработанной воздушной среды в цехе обычно принимают выше на 5 ºС от внешней температуры. Плотность воздуха равна 1,225 кг/куб.м.
Чтобы рассчитать вентиляцию в помещении нужно вычислить необходимый объем приточного воздуха, для сокращения концентрации вредных веществ в воздушной смеси до установленных норм. Этот параметр вычисляется по следующей формуле:
L = G/ G уд. — G пр., где
- G (мг/ч) — количество выделяемых вредных элементов.
- G уд. (мг/м3) — концентрация вредных компонентов в удаляемом воздухе.
- G пр. (мг/м3) — концентрация вредных компонентов в приточном воздухе.
Спроектировать и установить правильно можно любую вентиляционную систему, если подойти к делу грамотно, соблюдая все требования, установленные нормативной документацией.
Расчет нормального воздухообмена для эффективной вентиляции квартиры или дома
Итак, при нормальной работе вентиляции в течение часа воздух в помещениях должен постоянно меняться. Действующими руководящими документами (СНиП и СанПиН) установлены нормы притока свежего воздуха в каждое из помещений жилой зоны квартиры, а также минимальные объемы его вытяжки через каналы, расположенные на кухне, в ванной в санузле, иногда – и в некоторых других специальных помещениях.
Эти нормативы, опубликованные в нескольких документах, для удобства читателя объединены в одну таблицу, показанную ниже:
| Тип помещения | Минимальные нормы воздухообмена (кратность в час или кубометров в час) | |
|---|---|---|
| ПРИТОК | ВЫТЯЖКА | |
| Требования по Своду Правил СП 55.13330.2011 к СНиП 31-02-2001 «Одноквартирные жилые дома» | ||
| Жилые помещения с постоянным пребыванием людей | Не менее однократного обмена объема в течение часа | – |
| Кухня | – | 60 м³/час |
| Ванная, туалет | – | 25 м³/час |
| Остальные помещения | Не менее 0,2 объема в течение часа | |
| Требования по Своду Правил СП 60.13330.2012 к СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» | ||
| Минимальный расход наружного воздуха на одного человека: жилые помещения с постоянным пребыванием людей, в условиях естественного проветривания: | ||
| При общей жилой площади более 20 м² на человека | 30 м³/час, но при этом не менее 0,35 от общего объема воздухообмена квартиры в час | |
| При общей жилой площади менее 20 м² на человека | 3 м³/час на каждый 1 м² площади помещения | |
| Требования по Своду Правил СП 54.13330.2011 к СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные» | ||
| Спальная, детская, гостиная | Однократный обмен объема в час | |
| Кабинет, библиотека | 0,5 от объема в час | |
| Бельевая, кладовка, гардеробная | 0,2 от объема в час | |
| Домашний спортзал, биллиардная | 80 м³/час | |
| Кухня с электрической плитой | 60 м³/час | |
| Помещения с газовым оборудованием | Однократный обмен + 100 м³/час на газовую плиту | |
| Помещение с твёрдотопливным котлом или печью | Однократный обмен + 100 м³/час на котел или печь | |
| Домашняя прачечная, сушилка, гладильная | 90 м³/час | |
| Душевая, ванная, туалет или совмещенный санузел | 25 м³/час | |
| Домашняя сауна | 10 м³/час на каждого человека |
Пытливый читатель наверняка заметит, что нормативы по разным документам несколько отличаются. Причем, в одном случае нормы устанавливаются исключительно по размерам (объему) помещения, а другом – по количеству людей постоянно пребывающих в этом помещении. (Под понятием постоянного пребывания имеется в виду нахождение в комнате 2 часа и более).
Поэтому при проведении расчетов вычисления минимального объема воздухообмена желательно проводить по всем доступным нормативам. А затем – выбрать результат с максимальным показателем – тогда ошибки точно не будет.
Провести быстро и точно расчет притока воздуха для всех помещений квартиры или дома поможет первый предлагаемый калькулятор.
Калькулятор расчета требуемых объемов притока воздуха для нормальной вентиляции
Как видите, калькулятор позволяет провести вычисления и от объёмов помещений, и от количества постоянно пребывающих в них людей. Повторимся, желательно провести оба расчета, а затем выбрать из двух получившихся результатов, если они будут различаться, максимальный.
Проще будет действовать, если заранее составить небольшую таблицу, в которой перечислены все помещения квартиры или дома. А затем в нее вносить полученные значения притока воздуха – для комнат жилой зоны, и вытяжки – для помещений, где предусмотрены вытяжные вентиляционные каналы.
К примеру, это может выглядеть так:
| Помещение и его площадь | Нормы притока | Нормы вытяжки | ||
|---|---|---|---|---|
| 1 способ – по объему комнаты | 2 способ – по количеству людей | 1 способ | 2 способ | |
| Гостиная, 18 м² | 50 | – | – | |
| Спальная, 14 м² | 39 | – | – | |
| Детская, 15 м² | 42 | – | – | |
| Кабинет, 10 м² | 14 | – | – | |
| Кухня с газовой плитой, 9 м² | – | – | 60 | |
| Санузел | – | – | – | |
| Ванная | – | – | – | |
| Гардероб-кладовая, 4 м² | – | |||
| Суммарное значение | 177 | |||
| Принимаемое общее значение воздухообмена |
Затем суммируются максимальные значения (они в таблице для наглядности выделены подчёркиванием), отдельно для притока и для вытяжки воздуха. А так как при работе вентиляции должно соблюдаться равновесие, то есть сколько воздуха в единицу времени поступило в помещения – столько же должно и выйти, итоговым выбирается также максимальное значение из полученных двух суммарных. В приведенном примере – это 240 м³/час.
Этот значение и должно быть показателем суммарной производительности вентиляции в доме или квартире.
Производительность по воздуху
Расчет системы вентиляции начинается с определения производительности по воздуху (воздухообмена), измеряемой в кубометрах в час. Для расчетов нам потребуется план объекта, где указаны наименования (назначения) и площади всех помещений.
Подавать свежий воздух требуется только в те помещения, где люди могут находиться длительное время: спальни, гостиные, кабинеты и т. п. В коридоры воздух не подается, а из кухни и санузлов удаляется через вытяжные каналы. Таким образом, схема движения воздушных потоков будет выглядеть следующим образом: свежий воздух подается в жилые помещения, оттуда он (уже частично загрязненный) попадает в коридор, из коридора — в санузлы и на кухню, откуда удаляется через вытяжную вентиляцию, унося с собой неприятные запахи и загрязнители. Такая схема движения воздуха обеспечивает воздушный подпор «грязных» помещений, исключая возможность распространения неприятных запахов по квартире или коттеджу.
Для каждого жилого помещения определяется количество подаваемого воздуха. Расчет обычно ведется в соответствии со СНиП 41-01-2003 и МГСН 3.01.01. Поскольку СНиП задает более жесткие требования, то в расчетах мы будем ориентироваться на этот документ. В нем говорится, что для жилых помещений без естественного проветривания (то есть там, где окна не открывают) расход воздуха должен составлять не менее 60 м³/ч на человека. Для спален иногда используют меньшее значение — 30 м³/ч на человека, поскольку в состоянии сна человек потребляет меньше кислорода (это допустимо по МГСН, а также по СНиП для помещений с естественным проветриванием). При расчете учитываются только люди, находящиеся в помещении длительное время. Например, если у вас в гостиной пару раз в году собирается большая компания, то увеличивать производительность вентиляции из-за них не нужно. Если же вы хотите, чтобы гости чувствовали себя комфортно, можно установить VAV-систему, которая позволяет регулировать расход воздуха раздельно в каждом помещении. С такой системой вы сможете увеличить воздухообмен в гостиной за счет его снижения в спальне и других помещениях.
После расчета воздухообмена по людям нам нужно рассчитать воздухообмен по кратности (этот параметр показывает, сколько раз в течение одного часа в помещении происходит полная смена воздуха). Чтобы воздух в помещении не застаивался, нужно обеспечить хотя бы однократный воздухообмен.
Таким образом, для определения требуемого расхода воздуха нам нужно рассчитать два значения воздухообмена: по количеству людей и по кратности и, после чего выбрать большее из этих двух значений:
Расчет воздухообмена по количеству людей:
L = N * Lnorm, где
L — требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;
N — количество людей;
Lnorm — норма расхода воздуха на одного человека:
- в состоянии покоя (сна) — 30 м³/ч;
- типовое значение (по СНиП) — 60 м³/ч;
Расчет воздухообмена по кратности:
L = n * S * H, где
L — требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;
n — нормируемая кратность воздухообмена:
для жилых помещений – от 1 до 2, для офисов – от 2 до 3;S — площадь помещения, м²;
H — высота помещения, м;
Рассчитав необходимый воздухообмен для каждого обслуживаемого помещения, и сложив полученные значения, мы узнаем общую производительность системы вентиляции. Для справки типовые значения производительности вентиляционных систем:
- Для отдельных комнат и квартир — от 100 до 500 м³/ч;
- Для коттеджей — от 500 до 2000 м³/ч;
- Для офисов — от 1000 до 10000 м³/ч.
Подбираем высоту труб
Следующий шаг – определение силы тяги, возникающей внутри вытяжного блока при заданном перепаде высот. Параметр зовется располагаемым гравитационным давлением и выражается в Паскалях (Па). Расчетная формула:
- p – гравитационное давление в канале, Па;
- Н – перепад высот между выходом вентиляционной решетки и срезом вентканала над крышей, м;
- ρвозд – плотность воздуха помещения, принимаем 1.2 кг/м³ при домашней температуре +20 °С.
Методика расчета основана на подборе требуемой высоты. Вначале определитесь, на сколько вы готовы поднять трубы вытяжки над кровлей без ущерба внешнему виду здания, затем подставьте значение высоты в формулу.
Пример. Берем перепад высот 4 м и получаем давление тяги p = 9.81 х 4 (1.27 — 1.2) = 2.75 Па.
Теперь грядет сложнейший этап – аэродинамический расчет отводных каналов. Задача – выяснить сопротивление воздуховода потоку газов и сопоставить результат с располагаемым напором (2.75 Па). Если потеря давления окажется больше, трубу придется наращивать либо увеличивать проходной диаметр.
Аэродинамическое сопротивление воздуховода вычисляется по формуле:
- Δp – общие потери давления в шахте;
- R – удельное сопротивление трению проходящего потока, Па/м;
- Н – высота канала, м;
- ∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
- Pv – давление динамическое, Па.
Покажем на примере, как считается величина сопротивления:
- Находим значение динамического давления по формуле Pv = 1.2 х 1² / 2 = 0.6 Па.
- Сопротивление от трения R находим по таблице, ориентируясь на показатели динамического напора 0.6 Па, скорости потока 1 м/с и диаметра воздухопровода 225 мм. R = 0.078 Па/м (обозначено зеленым кружочком).
- Местные сопротивления вытяжной шахты – это жалюзийная решетка, отвод кверху 90° и зонт на конце трубы. Коэффициенты ξ этих деталей – величины постоянные, равные 1.2, 0.4 и 1.3 соответственно. Сумма ξ = 1.2 + 0.4 + 1.3 = 2.9.
- Окончательное вычисление: Δp = 0.078 Па/м х 4 м + 2.9 х 0.6 Па = 2.05 Па.
Сравним расчетный напор, образующийся в воздухопроводе, и полученное сопротивление. Сила тяги p = 2.75 Па больше, чем потери давления (сопротивление) Δp = 2.05 Па, шахта высотой 4 метра слишком высока, строить такую бессмысленно.
Теперь укоротим вентканал до 3 м, снова произведем перерасчет:
- Располагаемое давление p = 9.81 х 3 (1.27 — 1.2) = 2.06 Па.
- Удельное сопротивление R и местные коэффициенты ξ остаются прежними.
- Δp = 0.078 Па/м х 3 м + 2.9 х 0.6 Па = 1.97 Па.
Напор природной тяги 2.06 Па превышает сопротивление системы Δp = 1.97 Па, значит, шахта трехметровой высоты станет исправно работать на естественную вытяжку и обеспечит нужный расход удаляемых газов.
Канал вентиляции Ø225 мм можно разделить на 2 меньших трубы, но не по диаметру, а по сечению. Получаем 2 круглых вентканала 150—160 мм, как сделано на фото. Высота обеих шахт остается неизменной — 3.5 м.
Нужно ли ориентироваться на СНиП?
Во всех расчетах, которые мы проводили, использовались рекомендации СНиП и МГСН. Эта нормативная документация позволяет определить минимально допустимую производительность вентиляции, обеспечивающую комфортное пребывание людей в помещении. Другими словами требования СНиП направлены в первую очередь на минимизацию стоимости системы вентиляции и затрат на ее эксплуатацию, что актуально при проектировании вентсистем для административных и общественных зданий.
В квартирах и коттеджах ситуация иная, ведь вы проектируете вентиляцию для себя, а не для усредненного жителя и вас никто не заставляет придерживаться рекомендаций СНиП. По этой причине производительность системы может быть как выше расчетного значения (для большего комфорта), так и ниже (для уменьшения энергопотребления и стоимости системы). К тому же субъективное ощущение комфорта у всех разное: кому-то достаточно 30–40 м³/ч на человека, а для кого-то будет мало и 60 м³/ч.
Однако если вы не знаете, какой воздухообмен вам нужен для комфортного самочувствия, лучше придерживаться рекомендаций СНиП. Поскольку современные приточные установки позволяют регулировать производительность с пульта управления, вы сможете найти компромисс между комфортом и экономией уже в процессе эксплуатации системы вентиляции.
Материал взят с сайта: https://www.rfclimat.ru/htm/vent_ft.htm
По первому требованию будет удален в течении 24х часов.
Как проверить работает ли Ваша вентиляция?
В первую очередь, вы можете проверить, работает ли вытяжка. Для этого поднесите зажигалку или листок бумаги к вентиляционной решетке, установленной в стене ванной комнаты или на кухне. Если пламя (или листок бумаги) отогнулось в сторону решетки, то тяга есть, вытяжка рабочая. Если нет, то канал перекрыт, например забился, листьями через воздуховод. Если же у Вас квартира, то его могли перекрыть соседи, делая перепланировку помещений. Поэтому первая ваша задача обеспечить тягу в вентиляционном канале.
Проверка вентиляции на наличие тяги при помощи зажигалки
Если тяга есть, но она не постоянная, и над или под Вами живут соседи. В таком случае к Вам может перетекать воздух, из соседских помещений неся за собой и запахи. В данной ситуации необходимо оснащать вытяжку обратным клапаном или автоматическим жалюзи, которое закрывается при обратной тяге.
Как проверить достаточное ли у Вас сечение вытяжки, мы рассмотрим дальше.
Зачем нужна вентиляционная шахта
Вентиляционные системы подразделяются на три типа – приточные, естественные и приточно-вытяжные. Как правило, проект вентиляции выполняется параллельно с проектированием всех остальных коммуникаций. Если проект не был выполнен на стадии Pro, то в данном случае вытяжная труба при правильной организации позволит обеспечить эффективную вентиляцию.
Важно! Чтобы воздух циркулировал по каналу без нарушения направления и эффективности тяги, нельзя сужать канал, тем самым усиливая сопротивление воздуха. Канал монтируется вертикально и прямолинейно, максимально допустимое смещение с углом в 30о составляет 1-2 метра.. Самым эффективным вариантом для частного дома является приточная или приточно-вытяжная модель вентиляции
Первый вариант актуален для домов с квадратурой до 300 м., но при большей площади следует обустраивать приточно-вытяжную систему
Самым эффективным вариантом для частного дома является приточная или приточно-вытяжная модель вентиляции. Первый вариант актуален для домов с квадратурой до 300 м., но при большей площади следует обустраивать приточно-вытяжную систему.
Для того чтобы было ясно зачем вообще нужна вентиляция, мы рекомендуем ознакомиться со следующей таблицей:
Функциональность | Описание |
Обновление воздушного объема в помещении | В замкнутом пространстве комнат и помещений при длительном нахождении человека и использовании бытовых приборов накапливаются:
Совокупно эти факторы могут стать причиной вреда для здоровья и дискомфорта при нахождении в доме. Качественная и высокоэффективная система вентиляции позволяет отводить отработанный воздух за пределы помещения, заменяя его свежим. |
Препятствие для возникновения сырости | Регулярный воздухообмен также является эффективной профилактикой для скопления влажных паров, которые становятся причиной появления плесени, гниения мебели и фурнитуры. Кроме того, наличие влажности пагубно для здоровья. гниения. |
Вентиляционные каналы проектируются и закладываются еще в период строительства дома. Они, как бы охватывают сетью все здание, обеспечивая поступление свежего воздуха.
В обязательном порядке вентиляционные каналы в частном доме обустраиваются в следующих помещениях:
- Санузел.
- Помещение, где установлен отопительный котел.
- Кухня.
Важно! На кухне должны быть обустроены 2 канала: один – вытяжной под механическим побуждением, а второй – для постоянной работы.
- Гаражное помещение.
- Хозяйственные помещения.
- Подвальные помещения.
- Чердак, в случае отсутствия окон.
- Погреб.
Если не побеспокоиться об обеспечении вентиляцией, то можно впоследствии наблюдать следующие проявления:
- Образование паровой испарины на окнах – эффект «плачущего окна».
- Нарастание плесени.
- Появление неприятного запаха, следов застывшего жира или копоти.
- Отсутствие комфортного микроклимата в помещении.
Если в доме обустроен газовый котел, то отсутствие эффективной вентиляционной системы создаст прецедент для разбирательств с газовой компанией.
Расчет сети распределения воздуха
Схема вентиляции с гибким воздуховодом.
Другим обязательным условием создания качественной вентиляции является проектирование максимально эффективной системы воздухораспределения, обеспечивающей обмен воздуха по всему дому (квартире). Чтобы добиться этой цели, следует сначала составить принципиальную схему монтажа воздухопроводящих каналов, которые должны связывать все обслуживаемые комнаты. При этом необходимо добиваться, чтобы протяженность вентиляционной трассы, по которой расчетные объемы воздуха устремляются в помещения, была минимальной.
Площадь сечения для воздуховодов рассчитывается с использованием двух основных показателей. Первый показатель – это количество воздушной массы, которая протекает по трубам в единицу времени, второй – максимальная скорость, которая допускается для прохождения воздуха по трассе.
Что касается скорости прохождения воздуха, то здесь есть несколько особенностей, которые необходимо учитывать при монтаже воздуховодов. Замечено: чем больше скорость, тем больше шума производит подаваемый воздух в системе принудительной вентиляции. Разумеется, этот фактор очень нежелателен в жилых помещениях. Поэтому в квартирах и домах, как правило, скорость проветривания ограничена уровнем 3-4 м/сек.
В тех случаях, когда воздуховоды, имеющие большое сечение и обеспечивающие соответственно низкую скорость протекания воздуха (а именно такие трубы считаются малошумными), сложно или совсем невозможно закрыть потолочным перекрытием, рекомендуется применять воздуховоды прямоугольного сечения. Такие трубопроводы при площади сечения, одинаковой с круглыми воздуховодами, имеют более компактные габариты, что сказывается на большем удобстве их монтажа, по сравнению с круглыми образцами.
https://youtube.com/watch?v=aG-ZPsV3c-M
Теперь можно перейти к определению расчетной площади сечения воздуховодных труб. Вычисления осуществляются по следующее формуле:
Sс = L х 2,778 / V, где:
- Sс – площадь расчетная воздуховодного сечения (см2);
- L – расход воздушной массы, проходящей по воздуховоду (м3/час);
- 2,778 – коэффициент, используемый для согласования разных размерностей (например, см и м);
- V – скорость движения воздушной массы по воздуховоду (м/сек).
Схемы крепления ПВХ-воздуховода к стене.
Фактическая площадь воздуховодного сечения рассчитывается по двум другим формулам в зависимости от того, какого вида сечение – круглое или прямоугольное – предпочтет заказчик. Формула для круглого воздуховода выглядит так:
S = π х D² / 400, где:
- S – фактическая площадь (см2);
- D – диаметр воздуховода (мм).
Формула для прямоугольного воздуховода:
S = A х B / 100, где:
- S – фактическая площадь (см2);
- А – ширина воздуховода (мм);
- В – высота воздуховода.
Стоит отметить, что при вычислении габаритов воздуховодных труб данные показатели определяются по отдельности – для каждого ответвления и для магистральной трубы.
Таким образом, учитывая все особенности монтажа и эксплуатации, пользуясь точными размерами и формулами, можно рассчитать оптимальный вариант для системы вентиляции, который обеспечит комфортную атмосферу в доме.
