Расчет вентиляции помещения: основные методы

Стремление к созданию комфортных условий для жизни является естественным для каждого человека. С развитием наших ценностей и стандартов, мы предъявляем более высокие требования как к себе, так и к окружающей среде. Правильная организация вентиляции в жилых и нежилых помещениях – это одна из тех задач, которая должна быть решена без отвлечения от повседневных и важных дел. Но что делать, если вентиляция вышла из строя или ее вовсе нет? Как правильно рассчитать параметры вентиляции для вашего случая и что для этого нужно? Давайте разберемся.

В этой статье мы рассмотрим методики и правила расчета вентиляционных систем для различных типов помещений. Вентиляционные системы - это сложные инженерные конструкции, и качественный воздухообмен достигается только благодаря точным математическим расчетам, где нет места ошибкам. Ошибки в расчете и проектировании могут привести к недостаточной или избыточной циркуляции воздуха. В первом случае это вызывает застой и духоту, а во втором - сквозняки, потерю тепла и простуды. В промышленных и коммерческих объектах последствия могут быть еще серьезнее.

Расчет вентиляционных систем требует учета множества факторов, включая размеры помещения, количество людей, типы производственных процессов и требования к воздухообмену. Важно учитывать не только технические параметры, но и нормативные требования, чтобы обеспечить безопасность и эффективность системы.

Расчёт вентиляции помещения основывается на принятых нормативных документах, таких как СНиП 13330.2012, 41-01-2003 и 2.08.01-89. В этих документах изложены санитарно-гигиенические нормы, которые регламентируют внутреннюю вентиляцию зданий, включая жилые помещения. Для удобства расчёт вентиляции выполняется по объёму расхода воздуха за определённый промежуток времени (м³/ч) или по часовой кратности, которая показывает, сколько раз весь воздушный объём полностью заменяется в данном закрытом пространстве за 1 час.

Для различных типов помещений установлены разные нормы расхода или кратности воздуха:

• Комнаты для детей, сна и приёма гостей: обмен воздуха 1 раз за час.
• Кухня с электроплитой: 60 м³/ч.
• Санитарные узлы (душевая, туалет, ванная): 25 м³/ч.
• Кухни с газовой плитой: обмен воздуха 1 раз в час (при работе плиты дополнительно 100 м³/ч).
• Библиотека и рабочий кабинет: кратность 0,5 раза в час.
• Подсобные помещения, прихожая, гардеробная: 0,2 раза в час.

Производительность вентиляции может быть снижена при отсутствии людей. Нормы воздухообмена в СП 60.13330.2012 зависят от количества людей, находящихся в помещении в течение двух часов и более:

• Объём притока воздуха 30 м³/ч на одного человека обеспечивается, если на одного жильца приходится не менее 20 м² площади квартиры.
• Подача 3 м³/ч на 1 м² площади осуществляется, если одному человеку приходится меньше 20 м² площади.
• Обеспечение доступа свежего воздуха в объёме 60 м³/ч на одного человека требуется при отсутствии устройств проветривания (форточки, фрамуги, открывающиеся створки окон).

Эти нормативы и расчёты помогают обеспечить оптимальные условия воздухообмена в различных типах помещений, способствуя поддержанию здорового микроклимата и комфорта.

Задача расчёта параметров естественной вентиляции помещений заключается в определении необходимых объёмов приточного и вытяжного воздуха. Эти расчёты выполняются как для отдельных комнат, так и для всей квартиры или частного дома. Учитывая требования нормативных документов, тип отопления и особенности помещений, рассчитываются размеры воздуховодов, высота вентиляционных труб, мощность вентиляторов, параметры фильтров и другие параметры системы. Подобные расчёты выполняются квалифицированными инженерами.

Однако владельцы квартир или застройщики могут самостоятельно произвести расчёт основных параметров

По кратности обновления воздуха:

• Этот метод основан на том, сколько раз в час должен полностью обновляться воздух в помещении. Это позволяет определить необходимый объём приточного и вытяжного воздуха.

С учётом санитарно-гигиенических норм:

• Здесь учитываются нормы, установленные санитарно-гигиеническими правилами, которые требуют определённого объёма свежего воздуха на человека или на площадь помещения.

В зависимости от площади помещений:

• Этот метод использует площадь помещения для расчёта необходимого объёма воздуха. Обычно принимается определённый объём воздуха на квадратный метр площади.

Методики этих вычислений достаточно просты и доступны для понимания людям со средним уровнем образования. Важно лишь понимать основные принципы и уметь выполнять необходимые арифметические действия.

Определение объёма помещения:

• Вычислить объём каждой комнаты (длина × ширина × высота).

Выбор метода расчёта:

• Решить, какой из трёх методов (кратность обновления воздуха, санитарно-гигиенические нормы или площадь помещений) будет использоваться.

Расчёт необходимого объёма воздуха:

• Используя выбранный метод, определить необходимый объём приточного и вытяжного воздуха для каждой комнаты и всего помещения в целом.

Определение размеров воздуховодов и высоты вентиляционных труб:

• Рассчитать размеры воздуховодов и высоту вентиляционных труб, чтобы обеспечить эффективную циркуляцию воздуха.

Подбор оборудования:

• Выбрать вентиляторы, фильтры и другие компоненты системы вентиляции в соответствии с рассчитанными параметрами.

При расчёте объёма расхода воздуха по кратности воздухообмена учитывается назначение помещений и соответствующие нормативные требования. Для вычислений используется следующая формула:

𝐿=𝑆×ℎ×𝑛

Где:

S – площадь помещения, м²;

h – высота от пола до потолка, м;

n – кратность воздухообмена.

Значения кратности воздухообмена можно найти в приложении 4 к СНиП 2.08.01-89* "Жилые здания". Общий объём расхода воздуха для всего дома или квартиры определяется суммированием результатов расчётов для всех комнат.

Определение площади и высоты помещения:

• Измерьте площадь помещения (длину умножьте на ширину) и высоту от пола до потолка.

Выбор значения кратности воздухообмена:

• Найдите нормативное значение кратности воздухообмена для данного типа помещения в приложении 4 к СНиП 2.08.01-89*.

Вычисление объёма расхода воздуха:

• Подставьте значения площади, высоты и кратности в формулу и рассчитайте необходимый объём воздуха.

Объём вентиляции определяет, сколько воздуха необходимо подать и удалить за единицу времени. Приток свежего воздуха рассчитывается для жилых комнат, где отсутствуют значительные источники загрязнений. Вытяжки устанавливаются в санузлах (ванная, душевая, туалет), кухне, чтобы предотвратить распространение неприятных запахов и влажных испарений по всему дому. В расчётах для кухни и санузлов учитывают производительность механических вытяжных устройств, если они установлены. Эти данные можно найти в технической документации приборов.

Практическое применение:

На кухне, например, естественная вентиляция обеспечивает однократный обмен воздуха. При включении плиты дополнительно используется кухонная вытяжка, которая усиливает воздухообмен. Такие подходы позволяют поддерживать комфортный и здоровый микроклимат в жилых помещениях, соответствующий всем санитарно-гигиеническим нормам.

Этот метод расчёта приточной вентиляции является самым простым и применяется, если на одного человека в квартире приходится менее 20 м² площади. Согласно нормативам, на каждый квадратный метр помещения должно подаваться 3 м³ свежего воздуха в час. Общий объём притока воздуха вычисляется по формуле:

𝐿=𝑆×𝑉𝑛

Где:

S — площадь помещения в м²;

𝑉𝑛— нормативный объём притока в м³/ч на 1 м².

Например, если площадь спальни составляет 12 м², общий объём приточного воздуха будет:

𝐿=12×3=36 м3/ч

Для правильного функционирования естественной вентиляции необходимо рассчитать параметры вентиляционных каналов. Зная общий объём притока в час, можно определить размеры каналов для удаления отработанного воздуха. Площадь сечения вентиляционной трубы определяется по формуле:

𝐹=𝐿3600×𝑉𝑐

Где:

L — объём вытяжки, м³/ч;

𝑉𝑐— скорость потока в трубе, м/с.

Для расчётов примем скорость воздуха в естественной вентиляции равной 1 м/с. Если необходимо удалить 200 м³ воздуха в час, расчёт будет следующим:

𝐹=2003600×1≈0,0556 м2

Для цилиндрического канала диаметр определяется по формуле площади круга:

𝐷=2×𝐹𝜋≈0,266 м

Высота подъёма вентиляционных труб определяется для создания достаточной тяги внутри системы. Пример расчёта тяги:

𝑝=9,81×𝐻×(1.27−𝜌возд)

Где:

p — гравитационное давление, Па;

H — высота от входной решётки вытяжки до верхней точки трубы, м;

ρвозд— плотность воздуха, при t = +20 °C, равна 1,2 кг/м³.

При 𝐻=3,5 м:

𝑝=9,81×3,5×(1,27−1,2)≈2,4 Па

Аэродинамический расчёт воздуховодов выполняется для определения сопротивления движению потока. Если оно больше рассчитанного напора (2,4 Па), необходимо изменить высоту трубы или размеры сечения.

Формула для расчёта аэродинамического сопротивления:

Δ𝑝=𝑅×𝐻+∑𝜉×𝑃𝑣

Где:

Δp — потери давления;

R — удельное сопротивление трения воздуха, Па/м;

H — перепад высот, м;

∑ξ — сумма коэффициентов локальных сопротивлений;

𝑃𝑣 — динамическое давление, Па.

Для вычисления динамического давления:

𝑃𝑣=𝜌возд×𝑉𝑐22=0,6 Па

Удельное сопротивление трения (R) для скорости 1 м/с и диаметра 266 мм равно 0,059 Па/м.

Эти расчёты помогают спроектировать эффективную вентиляционную систему, обеспечивающую комфорт и безопасность в помещении.

Расчет вентиляции может проводиться разными способами, каждый из которых имеет свои преимущества и особенности. Итоговые результаты также могут варьироваться, и при этом все они будут правильными. Какой метод выбрать? Это зависит от бюджета, который вы готовы выделить на оборудование вентиляционной системы.

Методы расчета:

• Расчет по кратности воздухообмена: Этот метод более доступен в финансовом плане и позволяет быстро получить необходимые параметры вентиляционной системы. Подходит для помещений, где важен постоянный обмен воздуха.
• Расчет по площади помещения: Тоже относительно недорогой способ, который дает хорошие результаты для стандартных жилых помещений. Он позволяет обеспечить необходимый объем свежего воздуха на основе площади комнат.
• Расчет по санитарным нормам: Этот метод требует больше инвестиций, но он обеспечивает наиболее комфортные условия проживания, так как учитывает все санитарно-гигиенические требования и нормы.

Окончательный выбор метода зависит от ваших предпочтений и финансовых возможностей. Наши специалисты помогут вам подобрать подходящее оборудование и провести профессиональный монтаж. Мы работаем на рынке климатической техники с 2005 года и являемся лидерами в этой сфере, предлагая широкий спектр услуг, высокое качество и доступные цены.