Расчет вентиляции помещений: принципы и примеры расчёта

Проектирование вентиляции жилого, общественного или производственного здания проходит в несколько этапов. Воздухообмен определяется исходя из нормативных данных, используемого оборудования и индивидуальных пожеланий заказчика. Объем проекта зависит от типа здания: одноэтажный жилой дом или квартира рассчитываются быстро, с минимальным количеством формул, а для производственного объекта требуется серьёзная работа. Методика расчета вентиляции строго регламентирована, а исходные данные прописаны в СНиП, ГОСТ и СП.

Этапы

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

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

Расчёт выбросов

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

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

Тепловыделения, Дж
Двигатель электрический		N – мощность двигателя по номиналу, Вт; K1 – загрузочный коэффициент 0,7-0,9 k2η — коэффициент работы в одно время 0,5-1.
Приборы освещения
Человек		n – расчётное число людей для этого помещения; q – количество теплоты, которое выделяет организм одного человека. Зависит от температуры воздуха и интенсивности работы.
Поверхность бассейна		V – скорость движение воздуха над водной поверхностью, м/с; Т – температура воды, 0С F – площадь водного зеркала, м2
Влаговыделение, кг/ч
Водная поверхность, например бассейн		Р — коэффициент массоотдачи; F-площадь поверхности испарения, м2; Рн1, Рн2 — парциальные давления насыщенного водяного пара при определенной температуре воды и воздуха в помещении, Па; РБ – давление барометрическое. Па.
Мокрый пол		F — площадь мокрой поверхности пола, м2; tс, tм – температуры воздушных масс, замеренные по сухому/мокрому термометру,0С.

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

Вычисление воздухообмена

Специалисты используют две основные схемы:

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

Способ №1

• Единица измерения — м3/ч (кубические метры в час). Применяют две упрощенные формулы:
• L=K ×V(м3/ч); L=Z ×n (м3/ч), где
• K – кратность воздухообмена. Отношение объёма приточки за одни час, к общему воздуху в помещении, крат в час;
  V – объём помещения, м3;
  Z – значение удельного обмена воздуха за единицу верчения,
• n – количество единиц измерения.

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

Таблица выбора размеров вентиляционных решёток

Способ №2

1. При расчёте учитывается ассимиляция тепла и влаги.

   Если в производственном или общественном здании избыток тепла, то используется формула:

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

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

• Когда технологический процесс предполагает выделение большого объема влаги, то используется другая формула:
• где G – объём влаги, кг/ч;
  dyx и dnp – содержание воды на один килограмм сухого воздуха приточки и вытяжки.
• Существует несколько случаев, более подробно описанных в нормативной документации, когда требуемые воздухообмен определяется по кратности:
• L=k×V, где
• k – кратность смены воздуха в помещении, раз в час;
  V — объём помещения, м3.

Расчёт сечения

1. Площадь поперечного сечения воздуховода измеряется в м2. Её можно посчитать по формуле:
2. где v – скорость воздушных масс внутри канала, м/с.

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

Расчёт потерь давления

• Стенки воздуховода не гладкие, и внутренняя полость не заполнена вакуумом, поэтому часть энергии воздушных масс при движении теряется на преодоления этих сопротивлений. Величина потери рассчитывается по формуле:
• где ג – сопротивление трению, определяется, как:
• Формулы, приведенные выше, являются правильными для каналов круглого сечения. Если воздуховод квадратный или прямоугольный, то существует формула приведения к эквиваленту диаметра:
• где a,b – размеры сторон канала, м.

Мощность напора и двигателя

1. Напор воздуха от лопастей H должен полностью компенсировать потери давления P, при этом создавая расчётное динамическое Pд на выходе.
2. H = P + Pд.
3. Мощность электрического двигателя вентилятора:

Подбор калорифера

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

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

Расчёт гравитационного давления

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

Подбор оборудования

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

Ошибки при проектировании

На этапе создания проекта нередко встречаются ошибки и недоработки. Это может быть превышенный шумовой фон, обратная или недостаточная тяга, задувание (верхние этажи многоэтажных жилых домов) и другие проблемы. Часть из них можно решить и после завершения монтажа, с помощью дополнительных установок.

Яркий пример низкоквалифицированного расчета — недостаточная тяга на вытяжке из производственного помещения без особо вредных выбросов. Допустим, вентканал заканчивается круглой шахтой, возвышающейся над крышей на 2 000 – 2 500 мм.

Поднимать её выше не всегда возможно и целесообразно, и в подобных случаях используется принцип факельного выброса. В верхней части круглой вентшахты устанавливается наконечник с меньшим диаметром рабочего отверстия.

Создаётся искусственное сужение сечения, которое влияет на скорость выброса газа в атмосферу — она многократно увеличивается.

Пример проекта

Методика расчёта вентиляции позволяет получить качественную внутреннюю среду, правильно оценив негативные факторы, её ухудшающие. В компании «Мега.

ру» работают профессиональные проектировщики инженерных систем любой сложности. Мы оказываем услуги на территории Москвы и соседних областей. Также компания успешно занимается удалённым сотрудничеством.

Все способы связи указаны на странице «Контакты», обращайтесь.

Принципы и особенности расчета вентиляции

О вентиляции вспоминают преимущественно тогда, когда она работает слишком плохо. Чтобы исключить возникновение такой проблемы, надо очень тщательно проектировать подобные коммуникации. А потому как раз и важны знания об основных принципах и моментах расчета вентиляционных системы.

В общественных и административных сооружениях нормативные акты предписывают вести проектирование вентиляции сообразно среднему числу находящихся там людей. Если речь идет о непрерывно присутствующих персонах, рекомендованное значение составляет примерно 60 куб. м.

Поскольку же подобные объекты посещаются многими людьми, бывающими там лишь короткое время, надо проводить расчет и для них. Рекомендованное значение в этом случае составит примерно 20 м3 воздушной массы.

Подобные расчеты требуется проводить для всех помещений по отдельности, независимо от наличия отопления или его отсутствия.

Но просто «закачать» воздух в помещение нельзя. Его требуется систематически обновлять, распределяя поток по площади несколько раз в течение каждого часа. Чтобы исключить ошибки, требуется проводить расчет по кратности.

Для этого умножают нормируемое число обменов воздуха за час на общую площадь и высоту. Коэффициент для жилых пространств составляет 1-2, а для административных объектов — 2-3.

При расчете местной и общей вентиляции обязательно используют и подход по кратности, и по числу людей, после чего выбирается самое большое значение.

Суть расчетов по кратности состоит в том, что они определяют необходимые количественные параметры движения воздуха. Необходимость в них вытекает из соображений удаления вредных веществ.

Методика расчета по вредности имеет важную разновидность — исчисление по укрупненным показателям. Для этой цели используются две формулы: L=K * V и L=Z * n.

Вычисляемые показатели выражаются в кубических метрах.

Что касается переменных величин, они следующие:

• K — количество замен воздуха за 60 минут;
• V — суммарный объем комнаты или иного помещения;
• Z — обмен воздуха (в удельном исчислении на измеряемый показатель);
• n — число единиц измерения.

Свои особенности имеет определение потребного количества воздуха, которое поступает через общеобменную систему вентиляции. Она нужна, чтобы в помещение поступал свежий очищенный воздух, а наружу отводились:

• избыток тепла;
• неоправданно высокое количество влаги;
• вредные вещества, возникшие вследствие человеческой жизнедеятельности или при использовании жилища.

Чаще всего в любом здании объем воздуха, который проходит в здание путем общеобменной вентиляции, равен отводимому ею объему. Но в ряде случаев, в том числе в особо чистых производственных цехах, критически важны меры противодействия пыли.

Основная из них состоит в том, что приток существенно больше, чем вытягиваемая масса. Обычно на 1 человека должно приходиться по 30 куб. м. поступающего воздуха, если помещение проветривается.

А вот если по какой-то причине открыть окна невозможно, количество необходимого воздуха сразу удваивается.

Общеобменная вентиляция в таком случае должна быть выстроена по приточно-вытяжному типу с естественным гравитационным движением. Определив число тех, кто будет находиться в комнате, умножают его на часовой персональный расход воздуха.

Вытяжка естественного типа делается в шахте вертикального типа, доходящей до кровли. Тягу в канале определяют, умножая темп движения воздуха на площадь сечения внутри шахты.

Для общественных зданий каждого типа (медицинских, образовательных, производственных и других), а также для их отдельных частей есть свои санитарно-гигиенические стандарты.

Ошибки при вычислении квадратуры и объема воздуховодов грозят тем, что производительность очень мала и не отвечает потребностям. Чтобы исключить возникновение проблем, требуется заранее изучить санитарно-гигиенические правила и нормы.

Рекомендуется провести расчет как по всему помещению в целом, так и по отдельным сегментам. Дополнительно сократить вероятность промаха помогает использование сайтов со специальными калькуляторами.

Это надежнее, чем вычисления на листе бумаги.

Правильный расчет вентиляции естественного типа внутри помещения в частном доме или в квартире учитывает тот факт, что движение воздуха должно обеспечиваться за счет различия температуры.

Принято делить естественную вентиляцию на канальный и бесканальный типы. Именно первый вариант преимущественно используется в частных постройках и в многоквартирных домах.

В зависимости от замыслов конструкторов, каналы проводятся в виде шахт, в особых блоках или непосредственно внутри стен.

Говоря про принципы и методику расчета, надо заметить, что для вычислений применяется простая формула. Сначала из плотности воздуха в комнате вычитают плотность уличного воздуха.

На эту разность умножают произведение ускорения свободного падения и дистанции от края приточного приема до середины вытяжного отверстия. Как неоднократно подтверждала практика, аэрация различных сооружений за счет открытия фрамуг приносит превосходные результаты.

Первым шагом становится определение того, насколько велики нижние и верхние просветы, в соответствии с этими данными формируется математическая модель аэрации.

Примерно в районе средних частей верхних просветов, над плоскостью совпадающих давлений возникает избыточное напряжение. Как раз оно и имеет решающее значение для удаления загрязненного воздуха.

Чтобы определить, с какой скоростью будет двигаться воздух в середине низового просвета, нужно сначала умножить расходный коэффициент на площадь этих входов.

Потом на полученную цифру делят требуемый отток воздуха.

Вентиляционные системы такого типа подразделяют на приточную, приточно-вытяжную и чисто вытяжную разновидности. Приточная конструкция используется там, где тепла много, а вредных веществ мало.

Также она ценна в ситуациях, когда требуется усилить воздушный подпор, помогая локальной вентиляции улучшать состояние воздуха при выделении вредных веществ в единичных местах. Когда рассчитывается приточно-вытяжная вентиляция, ей стараются придать максимально возможную кратность.

А для вытягивающей разновидности очень важно учесть, насколько плотны удаляемые пары и газы.

Чтобы рассчитать параметры вытяжных вентиляционных систем, требуется сначала обратить внимание на СНиП. В соответствии с этим документом, если активность одного человека мала, потребность в воздухе составит 20 м3 за час.

При средней активности этот показатель вырастает до 40, а при высокой – даже до 60 куб. м. Что касается кратности обмена, в спальных помещениях она составляет единицу.

Для санитарных узлов вводится коэффициент 3, то же значение принимается для кухни.

Пусть требуется рассчитать потребность в вытяжке воздуха для комнаты площадью 20 кв. м., при этом в доме обитают двое жильцов. Если принять стандартную высоту комнаты, то по общей формуле получают объем 50 м3.

При средней кратности 2 получается результат 100 куб. м. за час. Если же исходить из среднего уровня активности, можно предположить, что потребность составит 80 м3.

Но, как и принято в обычной ситуации, применяют наивысший показатель, последовательно вычисляя параметры для всех комнат и затем суммируя их.

Учитывая особенности реального российского климата, даже в самых теплых регионах нельзя обойтись без прогрева воздуха.

Строительные нормы предусматривают, что температура в помещениях, где даже периодически бывают люди, не должна быть ниже 18 градусов.

Потому необходимая мощность нагревательных приборов определяется с отсчетом от наиболее низкой температуры уличного воздуха, который приходится подогревать. Пусть расходуется 180 м3 воздуха за 60 минут, а нагреватель имеет мощность 2000 Вт.

Разделив этот показатель на часовой поток и на незыблемый коэффициент 2,98, получают 33 градуса. А значит, предельно допустимый для такой конфигурации мороз составляет -15 градусов. Если температура опустится ниже, вентиляция не справится со своей задачей. Для расчета вентиляции по тепловыделениям и по теплоизбыткам используется ряд особых показателей.

В формулу L=3,6*Q/ (c*р* (tyx-tnp) после знака равенства последовательно подставляются:

• излишек тепла (в ваттах);
• тепловая емкость воздуха (по умолчанию принимается равной 1,005 кДж/ (кг*°С);
• удельная масса воздуха 1,2 кг на 1 куб. м;
• температура воздуха, который требуется отводить из помещений, расположенных за рамками основной зоны;
• температура первоначально поступающего извне воздуха.

Подсчитывая давление и связанную с ним скорость перемещения масс воздуха, надо принять во внимание, какова площадь сечения каналов.

Дополнительно анализируют:

• геометрию каналов;
• суммарную силу вентиляторов;
• число переходов

Аэродинамический расчет приточной вентиляции производится путем умножения объема вентилируемого пространства на кратность обмена воздушной массы.

Пусть данные таковы:

• квартира 48 кв. м;
• высота потолков 2 м;
• нужно 2 раза за час обеспечить полную смену всего содержащегося воздуха.

Тогда требуется поддержать подачу 192 куб. м. воздуха за каждые 60 минут. Укрупненные расчеты проводятся не только для единицы объема, но и для каждого жильца, а также для источников выделений.

Как обычно, кратность определяется сообразно специфике помещения. В проветриваемых пространствах на 1 жильца должно приходиться 30 куб. м.

Если проветривание не производится, этот показатель составит 60 куб. м.

Кратность рассчитывается так: делят общее количество воздуха на объем. Если количество доставляемого воздуха составляет 200 куб. м. за час, а объем квартиры — 100 м3, то кратность, очевидно, составит 2.

За счет естественной аэрации можно обеспечить не более 4 смен воздуха за 1 час. Потребность высчитывают очень просто.

Требуется только разделить количество поступающего загрязняющего агента на разность ПДК и содержания этого же вещества во внешней атмосфере.

Пусть в рабочем кабинете живет условно 1 человек постоянно и 1 человек временно. Тогда суммарный часовой объем притока воздуха составит 60+20, то есть 80 куб. м. Так как для гостиной число временных жителей принимается равным 2, то необходимо обеспечить циркуляцию уже 160 м3.

Если часть помещений сбалансирована по величине воздушного притока, а другие — нет, то требуется компенсировать недостаток притока за счет подачи в смежные с проблемными комнаты.

Более точную информацию могут предоставить профессионалы, составляющие уравнения воздушных балансов и решающие их.

Определение общего диаметра воздушных каналов, их внешних сечений и размеров единичных деталей, узлов дымохода надо начинать с выбора геометрии конструкции.

Наиболее распространены следующие конфигурации:

• круг;
• квадрат;
• прямоугольник;
• овал.

Чем больше величины шахты, тем меньше скорость перемещения воздуха в ней. Одновременно сокращается и шум, который этот воздух производит. Такие соображения надо обязательно учитывать, когда определяются необходимые оптимальные параметры.

На практике большинство людей использует современное программное обеспечение, поскольку без него определить требуемые значения может только узкий круг опытных проектировщиков.

Опасаться применения удаленных калькуляторов не стоит — они составлены с учетом рекомендаций, над которыми специальные проектные организации работают годами.

Но в первом приближении оценить необходимые значения можно и самостоятельно. При этом реальный диаметр воздуховода и его наружное сечение будут получаться путем округления вычисленной цифры до ближайшего существующего типоразмера. Максимально точный ответ можно получить только при обращении в специализированное бюро.

Если же труба будет круглая, то расчет происходит так:

• определяется величина поперечника, выражаемая в квадратных метрах;
• исходя из нее, через формулу для определения площади круга устанавливают диаметр канала;
• для расположенных внутри стен кирпичных шахт и для других ситуаций одинаково подбирают самое близкое из возможных значений.

Правильно высчитать высоту вентиляционных труб можно в зависимости от их диаметра. Но если непосредственно рядом оказывается дымовой канал, их величина должна совпадать. Иначе дым неизбежно станет засасываться внутрь.

Если воздуховод ближе 1,5 м к парапету или коньку, надо поднимать его хотя бы на 0,5 м. А если дистанция варьируется от 150 до 300 см, высота выводной части воздуховода должна быть равна коньку или превосходить его.

Движение воздуха внутри вентиляции испытывает существенное сопротивление. Оно прямо зависит от темпа перемещения воздушной массы.

При выборе мощности вытяжки (вентилятора) надо принимать во внимание тот факт, что установка должна будет преодолевать силу трения и сопротивление при прогоне воздуха сквозь установленное дополнительное оборудование.

Не стоит гнаться за чрезмерной мощностью оборудования, потому что это может обернуться появлением сквозняков. В квартирах рекомендуется использовать осевые конструкции вследствие их простоты и высокой результативности.

Канальный тип вентилятора монтируется в таких влажных помещениях, как:

• зимний сад;
• оранжерея;
• баня;
• бассейн.

О том, как правильно расчитать вентиляцию, смотрите в следующем видео.

Расчет вентиляции: нормативы, методики, особенности и примеры расчета

Для того, чтобы в доме не было затхлости, плесени и посторонних запахов, здесь должна безотказно работать вентиляция. Будет лучше, если её качественно сделают при строительстве дома. При этом в доме должен быть постоянно свежий воздух, подходящий уровень влажности. Для этого необходимо заранее выполнить расчет вентиляции.

расчет системы вентиляции

Какие существуют нормативы

Для того, чтобы обеспечить качественную и бесперебойную работу, необходимо обеспечить, чтобы она соответствовала принятым нормам. Существует несколько их разновидностей:

1. В соответствии с санитарно-техническими нормами.
2. На основе использования площади здания.
3. Исходя из количества людей, которые постоянно или временно находятся в определённом помещении.
4. На основе требуемой кратности, установленной нормативными документами.

Вычисления в большинстве случаев проводятся на основе существующих норм по каждому помещению. Затем полученные показатели складываются.

Необходимо отдельно посчитать требуемый объём приточного воздуха и того, который вентиляционная система должна вывести наружу. Если вытяжка недостаточно сильная, её мощность необходимо увеличить.

Правильно сделанный расчёт естественной вентиляции обеспечит бесперебойную работу системы.

Расчет системы вентиляции исходя из площади помещения

При вычислении нормативов таким способом, необходимо сделать отдельный расчёт по каждой комнате. При этом площадь умножают на 3. Для того, чтобы вычислить расчётную мощность приточной вентиляции, нужно просуммировать результаты по всем жилым комнатам: гостиной, детской, спальне, кабинету.

расчет системы вентиляции исходя из площади помещения

Чтобы получить расчётную мощность вытяжки, потребуется сложить показатели для кухни, ванной, туалета, коридора. Обе этих величины должны быть равны. Если расчётный объём удаляемого воздуха недостаточен, необходимо усилить вытяжную вентиляцию. Один из способов — применить для этого достаточно мощные вентиляторы.

Определение расхода воздуха по кратности

Расход в соответствии с кратностью зависит от того, сколько раз воздух должен обновиться в заданном объёме на протяжении определённого промежутка времени. Нормативы при этом в каждом случае рассчитываются отдельно. При этом используется промежуток времени, равный одному часу. Нормативы по кратности содержатся в СНиПе «2.08.01-89 Жилые здания. Дополнение 4».

расход воздуха в помещении

• Вычисления выполняются по следующей формуле.
• КВ = КР х ОП
• В этой формуле применяются следующие обозначения:

• КВ — количество, которое должно поступить в течение часа;
• КР — кратность;
• ОП — объём помещения, для которого проводятся вычисления.

В каждом случае кратность может быть различной. Поэтому расчёты производятся отдельно. Затем определяется суммарный объём, который должен поступить в дом или выйти наружу в течение часа. При этом они производятся отдельно для поступающего воздуха в жилых комнатах и того, который должен быть выведен наружу через кухню, ванную или санузел.

Рассчитанный объём должен поступить в помещение, при этом через вытяжку должно выйти такое же количество. Обычно приточные каналы располагают в чистых помещениях: спальне, гостиной или детской, а вытяжные — в кухне или санузле. При этом неприятные запахи из туалета или кухни не будут попадать в жилые комнаты.

Если при определении вентиляции расчётная кратность оказалась ниже, чем указано в документе, то следует внести корректировки для того, чтобы вентиляционная система соответствовала нормам. Иногда после установке системы оказывается, что сделанная система не обеспечивает нужный объём свежего воздуха. В таком случае можно сделать дополнительные отверстия.

В упомянутом нормативном документе указаны не все типы помещений. В этом случае для определения объёма поступающего воздуха считают, что на каждый квадратный метр должно в течение часа поступать три кубометра.

При использовании нормативов по кратности нужно округлять полученный объём в большую сторону до ближайшего значения, кратного пяти.

Расчет по санитарно гигиеническим нормам

расчет вентиляции производственного помещения

При использовании санитарно гигиенических норм нужно использовать площадь всего здания. При этом для каждого квадратного метра приток должен составлять по 3 куб. м в течение часа.

Для получения суммарного притока за этот период, который необходимо обеспечить, нужно эту площадь умножить на три. Расчет вентиляции производственного помещения может производиться с использованием описанного здесь способа.

Как рассчитать вентиляцию помещения в зависимости от числа людей

Если основываться на количестве находящихся здесь, то будет нужно учитывать тех, кто проживает постоянно и тех, кто может временно пребывать в помещении. На каждого человека необходим объём воздуха 60, если он здесь живёт и 20 куб. м, если только бывает здесь. Чтобы в квартире всегда был свежий воздух, соответствующий объём должен поступать каждый час.

Вычисление выполняют по каждому отдельному помещению. При этом надо учесть, кто в нём будет находиться постоянно, а кто временно. При этом эти цифры определяют исходя из здравого смысла. Полученные значения используются ля определения необходимого притока воздуха.

Чтобы определить мощность вытяжки площадь кухни и служебных помещений умножают на 3. Полученные значения должны совпадать. Если это не так, то усиливают приточную или вытяжную вентиляцию соответственно.

Система отопления должна обеспечивать прогрев поступающего воздуха в холодное время года.

Примеры расчетов объема воздухообмена

расчет объема воздухообмена

Далее приводится пример расчёта вентиляции исходя из кратности обмена. Для этого будет рассмотрен частный дом, имеющий такие помещения:

• кухня — 19 кв. м;
• гостиная — 41 кв. м;
• санузел — 3 кв. м;
• детская — 14 кв. м;
• кабинет — 17 кв. м;
• спальня — 22 кв. м;
• ванная — 4 кв. м;
• коридор — 6 кв. м.

В доме высота потолков составляет 3 м. Для расчёта нужно определить объём каждого помещения. При этом получим следующие значения:

• кухня — 57 куб. м;
• гостиная — 123 куб. м;
• санузел — 9 куб. м;
• детская — 42 куб. м;
• кабинет — 51 куб. м;
• спальня — 66 куб. м;
• ванная — 12 куб. м;
• коридор — 18 куб. м.

схема воздухообмена

Используя таблицу значений кратности из нормативного документа проводится расчёт в соответствии с приведённой выше формулой:

• кухня — 57 = 57 (19 кв. м х 3) — округляем до 60;
• гостиная — 3 х 123 — округляем до 370;
• санузел — 9 = 9 (3 кв. м х 3) — округляем до 10;
• детская — 1 х 42 — округляем до 45;
• кабинет — 1 х 51 — округляем до 55;
• спальня — 1 х 66 — округляем до 70;
• ванная — 12 = 12 (4 кв. м х 3) — округляем до 15;
• коридор — 18 = 18 (6 кв. м х 3) — округляем до 20;

Здесь при расчётах было учтено, что в нормативном документе отсутствует кратность для ванной, коридора, санузла и кухни. В этом случае площадь соответствующих помещений умножили на 3. После этого итоговую величину округлили в большую сторону до значения, кратного 5.

Теперь делают суммирование по помещениям, в которые первоначально поступает чистый воздух — это гостиная, кабинет, спальня, детская. После суммирования будет получено 370 + 55 + 70 + 45 = 540 куб. м. Столько воздуха должно поступать в дом благодаря использованию вентиляционной системы.

Теперь необходимо просуммировать значения по тем помещениям, где есть вытяжная вентиляция. Речь идёт о коридоре, кухне, ванной и санузле. Будет получено значение 20 + 60 + 15 + 10 = 105 куб. м. Это количество воздуха согласно расчётам должно выводится наружу.

Видно, что 105 < 540. Для нормальной работы вентиляционной системе необходимо усилить вытяжную вентиляцию. Для этого можно сделать дополнительные отверстия, увеличить диаметр вытяжных каналов или воспользоваться соответствующими электроприборами. Без дополнительных мер воздух будет застаиваться и нормы поступления свежего воздуха будут нарушены.

расчет воздухообмена

Пример расчёта по санитарным нормам выглядит следующим образом. Для примера речь пойдёт о квартире, в которой живёт семья из 4 человек. Здесь периодически бывают ещё 3 человека. Чтобы получить объём воздуха, который должен обновляться в течение каждого часа, необходимо учесть приведённые в этой статье нормы.

Для получения результата надо выполнить вычисления для каждого помещения. Далее приведена одна из возможных ситуаций:

1. В спальне постоянно находятся 2 человека. Для них норма равна 2 х 60 = 120 куб. м.
2. В кабинете работает 1. Для него потребуется 1 х 60 = 60 куб. м воздуха.
3. В гостиной постоянно находится двое и ещё двое приходят туда время от времени. Для того, чтобы им хватала свежего воздуха, 2 х 20 + 2 х 60 = 160 куб. м.
4. В детской находится 1 человек. Для него понадобится 1 х 60 = 60 куб. м воздуха.

Если просуммировать эти значения, то получится, что в течение каждого часа необходимо поступление 120 + 60 + 160 + 60 = 400 куб. м свежего воздуха.

Чтобы определить, как должна работать вытяжка, используют способ, изложенный для расчётов по кратности. Полученную цифру сравнивают в этом примере с 400 куб. м. Если она недостаточно велика, то необходимо сделать вытяжку более мощной.

Расчёт вентиляции — Мир Климата и Холода

Вентиляция служит для поддержания достаточного количества свежего чистого воздуха в помещении и для удаления отработанного загрязненного воздуха из помещения.

Кроме того, вентиляция обеспечивает движение воздуха в помещении, что способствует устранению лишней влаги, сырости, застойного воздуха и накопившихся запахов.

Для того, чтобы подобрать все необходимые комплектующие, требуется произвести расчёт системы вентиляции.

Расчёт приточной вентиляции

Расчёт приточной вентиляции выполняется для каждого из помещений в отдельности. Алгоритм расчёта зависит от назначения помещения. Так, для офисных помещений, фойе и переговорных будут применены различные зависимости.

В первую очередь, выполняя расчёт приточной вентиляции, следует обратиться к нормативным документам — сводам правил (СП) для рассматриваемого типа объекта:

• СП 44.13330.2011 — Административные и бытовые здания
• СП 54.13330.2016 — Здания жилые многоквартирные
• СП 56.13330.2011 — Производственные здания
• СП 57.13330.2011 — Складские здания
• СП 113.13330.2016 — Стоянки автомобилей
• СП 118.13330.2012* — Общественные здания и сооружения
• СП 278.1325800.2016 — Здания образовательных организаций высшего образования

В сводах правил приведены таблицы кратностей воздухообмена для различных помещений. Например, согласно п. 7.31 СП 118.13330.2012 кратность воздухообмена в магазине должна быть не менее 1.

Напомним, что кратность воздухообмена показывает, сколько раз воздух в помещении должен смениться за один час.

Следовательно, чтобы провести расчёт приточной вентиляции нужно определить объём помещения магазина.

Предположим, площадь магазина составляет 50 м2, высота потолков 3 метра. Тогда объем помещения составит 150 м3, а требуемый расход приточного воздуха будет равен 150·1=150 м3/ч.

Для других типов объектов в нормах может быть указана не кратность воздухообмена, а расход воздуха, приходящийся на одного человека. Так, согласно таблице 7.3 СП 118.13330.

2012 в зрительных залах кинотеатров расход воздуха на одного зрителя должен быть не менее 20 м3/ч. В этом случае расчёт приточной вентиляции будет заключаться в подсчёте числа зрителей и умножении полученного значения на 20 м3/ч.

Для зрительного зала вместимостью 300 человек получим: 300·20 = 6000 м3/ч.

Расчёт вытяжной вентиляции

Расчёт вытяжной вентиляции также ведётся с учетом требований сводов правил, список которых приведён выше. Например, однократный воздухообмен в магазине будет означать, что производительность вытяжной системы также должна составлять 1 объём помещения в час (150 м3/ч для рассмотренного магазина).

Однако при расчёте вытяжной вентиляции есть одна особенность.

В «чистых» помещениях (офисы, кабинеты, переговорные, жилые комнаты и другие помещения с постоянным пребыванием человека) рекомендуется, чтобы расход вытяжного воздуха был на 10-30 % меньше расхода приточного воздуха.

Это делается для того, чтобы «лишний» воздух уходил в смежные помещения — в коридоры и технические помещения. Тем самым обеспечивается защита от перетекания запахов из смежных помещений и жилые и офисные зоны.

Кроме того, на любом объекте есть помещения, где предусматривается только вытяжка — санузлы, душевые, технические помещения, гардеробы и другие. Как правило, нормы предписывают устраивать для них отдельные вытяжные системы. При этом расчёт вытяжных систем ведётся исходя из следующих цифр:

• Вытяжка от одного унитаза: 50 м3/ч
• Вытяжка от одной раковины: 25 м3/ч
• Вытяжка от одной душевой кабинки: 75 м3/ч
• Вытяжка из технических помещений: 1 крат.

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции сводится к расчёту приточной и вытяжной систем вентиляции по отдельности. Далее, функцию двух систем может выполнять один агрегат — приточно-вытяжная установка.

Приточно-вытяжные установки обычно применяют для общеобменных систем вентиляции. Учитывая преобладание притока над вытяжкой, о котором говорилось выше, в таких установках расход приточного воздуха больше, чем вытяжного.

Кроме того, аэродинамическое сопротивление приточной системы всегда выше, чем вытяжной ввиду наличия секций фильтрации, нагрева, а иногда и охлаждения.

Поэтому вытяжные вентиляторы, как правило, предусматриваются меньшей мощности, нежели приточные.

Наконец, выполняя расчёт приточно-вытяжной вентиляции, можно сэкономить, предусмотрев рекуператор тепла. Это устройство, которое передаёт тепло от вытяжного воздуха приточному. В зимнее время рекуператор способен достаточно сильно прогреть приточный воздух за счёт вытяжного и, как следствие, существенно снизить мощность нагревателя.

Например, в приточной системе вентиляции требуется нагреть 1000 м3/ч воздуха с ‑26°С до +20°С. Мощность нагревателя составит 0,335·1000·(20-(-26)) = 15,3 кВт.

Предположим, в рекуператоре удалось нагреть приточный воздух до температуры +7°С. Тогда нагревателю останется лишь догреть его до искомых +20°С. Мощность такого нагревателя составит 0,335·1000·(20-7)=4,3 кВт. Таким образом, применение рекуператора позволило понизить энергозатраты системы на 11 кВт или на 72%.

Расчёт естественной вентиляции

Суть естественной вентиляции — обеспечение естественного воздухообмена в помещении. Приточная естественная вентиляция обычно представляет собой открытые окна. Естественная вытяжная вентиляция — это шахта, которая поднимается на определенную высоту. Чем выше — тем сильнее тяга, и тем интенсивнее будет работать естественная вентиляция в целом.

Естественная вентиляция. 1 — вытяжная решетка, 2 — открытое окно, 3 — вытяжная шахта.

Расчёт естественной вентиляции позволяет определить сечение вытяжной шахты и, при необходимости, высоту подъёма этой шахты. В ходе расчёта определяется располагаемое гравитационное давление (тяга), подбирается сечение, рассчитываются аэродинамические потери и проверяется условие, чтобы потери не превышали тягу.

• Располагаемое гравитационное давление определяется по формуле:
• ΔРГ=g·h·(ρН-ρВ),
• где g — ускорение свободного падения (g=9,81 м/с2); h — высота шахты (м); ρН — плотность наружного воздуха (принимается для +5°С равной 1,27 кг/м3); ρВ — плотность внутреннего воздуха (принимается для +18°С равной 1,21 кг/м3).

Площадь сечения шахты рассчитывается исходя требуемого расхода и скорости воздуха. Скорость воздуха задаётся самостоятельно, рекомендуется принимать не более 1,5 м/с, желательно — 1 м/с.

1. S = L / (3600·v),
2. где L — расход воздуха (м3/ч), v — скорость воздуха (м/с).
3. По полученной площади сечения шахты определяется длина А и ширина В сечения (так, чтобы A·B ≈S) для прямоугольных шахт или диаметр круглых шахт (D=корень(4·S/p)).
4. Далее определяется аэродинамическое сопротивление шахты ΔРШ, включая сопротивление вытяжной решетки в помещении и дефлектора на улице. Оно должно быть как минимум на 10% меньше располагаемого гравитационного давления ΔРГ:
5. ΔРГ ≥ 1,1·ΔРШ.
6. Если это условие не выполняется, следует принять меньшую скорость движения воздуха в шахте (это позволит снизить ΔРШ) или увеличить высоту шахты (это позволит увеличить ΔРГ).

Расчёт воздуховодов вентиляции

• Расчёт воздуховодов вентиляции сводится к определению сечения воздуховодов — сторон прямоугольных воздуховодов или диаметра круглых. Расчёт сечения вентиляции ведётся по формуле:
• S = L / (3600·v),
• где L — расход воздуха (м3/ч), v — скорость воздуха (м/с). Скорость воздуха в системах принудительной вентиляции принимается:

• До 15 м/с в системах противодымной вентиляции
• До 6 м/с в магистральных воздуховодах общеобменной вентиляции
• До 4 м/с в ответвлениях от магистральных воздуховодов общеобменной вентиляции.

Далее для прямоугольных воздуховодов подбираются такие размеры проходного сечения А и В, чтобы А·В≈S. Кроме того, А и В должны быть кратны 50 миллиметрам. Например, для S=0,07 м2 можно предложить А=350мм и В=200 мм или А=300 мм и В=250 мм.

Для круглых воздуховодов выполняется расчёт диаметра вентиляции D: D=корень(4·S/p).

Далее принимается ближайший больший диаметр воздуховода из ряда стандартных диаметров: 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 650, 800, 1000 миллиметров. Более подробно о стандартных диаметрах круглых воздуховодов читайте в отдельном материале.

Например, для той же площади сечения S = 0,07 м2 получим D ≈ 300 мм. Ближайший больший круглый воздуховод имеет диаметр 315 миллиметров — именно его и следует принять.

Более подробно о видах воздуховодов и их классификации читайте в отдельной статье.

Пример расчёта вентиляции

В качестве примера рассмотрим небольшой офис компании, включающий ресепшен (2 рабочих места) и три кабинета (4, 6 и 8 рабочих мест и по 2 места для посетителей в каждом из них). Напомним, что на каждое постоянное рабочее место требуется 60 м3/ч, на каждого посетителя — 20 м3/ч. Расход приточного воздуха для такого объекта составит:

• Для ресепшена — 2·60 = 120 м3/ч
• Для кабинета 1 — 4·60+2·20 = 280 м3/ч
• Для кабинета 2 — 6·60+2·20 = 400 м3/ч
• Для кабинета 3 — 8·60+2·20 = 520 м3/ч

Общий расход приточного воздуха составит 120+280+400+520 = 1320 м3/ч.

Примем скорость воздуха v = 4 м/с. Получим площадь сечения S = 1320/(3600·4) = 0,092 м2. Примерно такую площадь сечения имеет круглый воздуховод диаметром 400 мм. Но такой диаметр считается слишком большим, рекомендуется применять прямоугольные воздуховоды.

1. Среди прямоугольных воздуховодов можно предложить, например, 400×250 мм — именно такого типоразмера далее следует подбирать вентилятор, шумоглушители, воздухонагреватель, фильтр и другие элементы приточной системы вентиляции.
2. Кстати, рассчитаем мощность воздухонагревателя для данной системы (нагрев с −26°С до +18°С):
3. QН = 0,335·1320·(18-(-26)) = 19,4 кВт.

Заключение

Расчёт вентиляции следует выполнять в соответствии с требованиями Сводов Правил и иных нормативных документов РФ. В ходе расчёта определяется производительность систем, сечение воздуховодов, подбираются все элементы, входящие в состав той или иной системы.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир климата»