Как рассчитать вентиляцию в помещении

Расчет естественной вентиляции вентканала с зонтом

Вентиляция в помещении может осуществляться естественным способом под воздействием гравитационного и ветрового давления. Этот метод применяется в различных типах зданий, включая жилые, общественные, административно-бытовые и промышленные сооружения, если его использование позволяет обеспечить необходимые метеорологические условия и чистоту воздуха внутри помещения.
Естественная вентиляция может быть организованной или неорганизованной, приточной или вытяжной, общеобменной или местной, канальной или бесканальной.

Преимущества:
— отсутствие необходимости в дорогом оборудовании;
— простота устройства;
— не требует электроэнергии для работы;
— бесшумность работы;
— минимальные эксплуатационные расходы.

Недостатки:
— зависимость от погодных условий, таких как скорость ветра и температура;
— небольшая величина давления, которое можно использовать;
— ограниченный радиус действия.

Определение основных параметров вентиляционной системы

Варианты вентиляции включают вытяжную, которая обеспечивает отвод воздуха из помещения, приточную, которая подает свежий воздух извне, и приточно-вытяжную, которая не только удаляет старый воздух, но и заменяет его новым. Первый тип широко применяется в промышленности, на складах и в небольших офисах.

Однако, если отсутствует сотрудничество с приточной вентиляцией, то воздухообмен у него оставляет желать лучшего. Если объем вытягиваемого воздуха (вытяжная вентиляция) значительно превышает объем поступающего кислорода (приточная система), то в помещении возникнут сквозняки. Поэтому самой эффективной является система приточной и вытяжной вентиляции, которая способна обеспечить комфортные условия как для жизни в домах, так и для промышленных объектов. В примере такой системы (рис. 1) зеленым цветом показано поступление свежего воздуха на вход калорифера, синим — распространение свежего воздуха по дому после его очистки, охлаждения (нагрева) и увлажнения калорифером, а красным — удаление старого воздуха из дома через вентилятор вытяжной системы.

Перед началом работы над проектированием вентиляционной системы необходимо тщательно изучить все параметры основных компонентов такой системы, а именно правильно определить вентиляцию. Только в этом случае вы сможете правильно спроектировать вентиляционную систему, которая сможет полностью справиться с поставленной задачей.

Основными характеристиками вентиляционной системы являются:

• потребление (производительность) воздуха;
• мощность воздушного нагревателя;
• рабочее давление;
• площадь поперечного сечения воздуховодов.

Как рассчитать естественную вентиляцию

Гравитационная вентиляция, также известная как аналогичное название, осуществляется через открытые или негермитично закрытые окна и дверные проемы, а также другие отверстия. Перемещение воздуха происходит за счет разницы температур входящего и отработанного воздуха.

Для нормальной работы необходимо правильно рассчитать высоту вытяжной шахты, так как они обычно имеют стандартные размеры и высоту. Высота шахты включается в определение естественной вентиляционной системы, которая рассчитывается по формуле:

p = h(pH — pB)

Здесь р — гравитационное канальное давление, h — высота воздуховода, рВ — плотность отработанных масс, рН — плотность входящего воздуха.

Мы специализируемся на следующих типах объектов

Для определения кратности воздухообмена в частном доме площадью 100 м2, в котором есть следующие помещения, необходимо сделать правильные расчеты:

• Гостиная – 30 м2;
• Спальня – 20 м2;
• Детская – 15 м2;
• Кухня – 10 м2;
• Ванная – 10 м2;
• Коридор – 10 м2;
• Уборная – 5 м2.

Учитывая высоту потолков в 3 метра, объем каждого помещения будет составлять соответственно 90, 60, 45, 30, 30, 30, 15 м3. Теперь, в соответствии с требованиями СНиП, необходимо подсчитать кратность воздухообмена для каждого помещения, округлив значения до показаний, кратных пяти:

• Гостиная – 30 х 3 = 90 м3/ч;
• Спальня – 20 х 1 = 20 м3/ч;
• Детская – 15 х 1 = 15 м3/ч;
• Кухня – не менее 90 м3/ч;
• Ванная – не менее 25 м3/ч;
• Коридор – не регламентируется;
• Уборная – 50 м3/ч.

Подведя итоги полученных цифр в примере, мы получим необходимый объем свежего воздуха, который должен поступать в дом через гостиную, спальню и детскую комнату с использованием приточной вентиляции. Расчет не учитывает количество проживающих людей. Этот показатель составляет 125 м3/ч. В то же время, объем воздуха, который должен быть удален через ванную, уборную и кухню, составляет 165 м3/ч. Исходя из данных, указанных в примере, можно сделать вывод, что приток воздуха меньше вытяжки на 40 м3/ч, и эти значения необходимо выровнять, увеличив приток свежего воздуха. Для этого при расчете вентиляции помещений, таких как гостиная, спальня и детская комната, следует предусмотреть использование воздуховодов с принудительной механической тягой.

Расчет системы воздуховодов

• Для каждого отдельного помещения (подраздел 1.2) осуществляется расчет производительности, определение сечения воздуховода и подбор соответствующего воздуховода стандартного диаметра. С помощью каталога Арктос определяются размеры распределительных решеток с указанным уровнем шума (используются данные для серий АМН, АДН, АМР, АДР). Возможно использование других решеток с такими же размерами — в этом случае возможно незначительное изменение уровня шума и сопротивления системы. В данном случае все помещения имеют одинаковые решетки, так как при уровне шума в 25 дБ(А) допустимый расход воздуха через них составляет 180 м³/ч (решеток меньшего размера в этих сериях не имеется).
• Общая производительность системы (подраздел 1.3) определяется суммой расходов воздуха в трех помещениях. Если мы регулируем расход воздуха в каждом помещении отдельно, производительность системы снижается на треть. Затем мы рассчитываем сечение магистрального воздуховода (в правой колонке для системы с переменным расходом воздуха) и выбираем подходящие по размерам воздуховоды прямоугольного сечения (обычно предлагается несколько вариантов с разными пропорциями сторон). В конце раздела мы рассчитываем сопротивление воздухопроводной сети, которое оказывается очень высоким из-за использования вентсистемы с фильтром тонкой очистки, который обладает большим сопротивлением.
• Все необходимые данные для комплектации воздухораспределительной сети у нас есть, за исключением размера магистрального воздуховода между ответвлениями 1 и 3. В калькуляторе этот параметр не рассчитывается, так как конфигурация сети заранее неизвестна. Однако площадь сечения этого участка можно легко рассчитать вручную: нужно вычесть площадь сечения ответвления №3 из площади сечения магистрального воздуховода. Зная площадь сечения воздуховода, можно определить его размер по таблице.

Затем мы определяем максимальную мощность калорифера на основе производительности системы и разности температур воздуха. После этого подбирается приточная установка на основании всех полученных данных.

Формула расчёта вентиляции в разных помещениях

Рассмотрим несколько примеров расчета вентиляционных систем в различных помещениях и изучим формулы, которые следует использовать.

Вентиляция в жилых помещениях

Требования к вентиляции в жилых помещениях регулируются санитарными нормами и правилами. В соответствии с ними, необходимо обеспечить поступление воздуха в помещение с чистотой 30-60 м&#179/час на 1 человека.

При условии, что высота потолка составляет 2,5 м, а площадь помещения 18 м&#178, необходимый объем воздуха можно рассчитать по формуле:

• Q = N * V = (30 + 5 * (N — 1)) * V
• Q – количество воздуха в м&#179/час;
• N – количество людей в помещении;
• V – объем помещения в м&#179.

Таким образом, для двух человек, находящихся в помещении площадью 18 м² с высотой потолка 2,5 м, минимальный объем воздуха, необходимый для соблюдения санитарных норм, составляет 120 м² в час.

Для обеспечения нужного объема воздуха можно использовать естественную вентиляцию, которая достигается путем открытия окон и дверей. Однако такая система не гарантирует высокого уровня чистоты воздуха, поэтому часто применяются механические вентиляционные системы.

Вентиляция в промышленных помещениях

При проектировании вентиляционных систем для промышленных помещений учитывается множество факторов, включая тип выбрасываемых веществ, площадь помещения, количество работающих в нем людей, высоту потолков и другие индивидуальные параметры каждого помещения.

Один из методов определения потока воздуха в промышленных помещениях – это расчет на основе объема помещения. Так, для помещений, в которых отсутствуют производственные процессы и высота потолков не превышает 6 метров, следует принимать минимальный воздушный поток 30 метров кубических в час на 1 кубический метр.

Для промышленных помещений, где имеются производственные процессы и высота потолков превышает 6 метров, используется другая формула.

• Q = rt * V * C
• Q – объем потока воздуха в метрах кубических в час;
• r – коэффициент, учитывающий тип вещества (VOC) и температурный режим работы помещения;
• t – температура воздуха в помещении, градусы Цельсия;
• V – объем помещения в метрах кубических;
• C – коэффициент, зависящий от количества заходов-выходов воздуха и других факторов.

Аэродинамический расчет и противодымная вентиляция

Этот расчет применяется для вентиляционных систем в зданиях с большим количеством помещений, когда невозможно использовать естественную вентиляцию. Он используется при проектировании больниц, учебных заведений, офисов, предприятий торговли и общественного питания — там, где находится много людей и важно правильно распределить направление воздушных потоков.

Роль противодымной вентиляции заключается в блокировке и ограничении распространения дыма и газа при пожаре в других помещениях через системы воздуховодов. Она обычно устанавливается в промышленных зданиях, офисных и торговых центрах — местах с большим количеством людей и повышенной опасностью возгорания. Эта система эффективна на ранних стадиях пожара, упрощает эвакуацию людей и материальных ценностей, помогает локализовать и ликвидировать пожар.