Расчет воздухообмена по различным параметрам

Расчет воздухообмена по различным параметрам

 

Содержание 

 

1. Способы расчета воздухообмена

1.1. По кратностям воздухообмена в зависимости от специфики помещений;

1.2. По площади помещений;

1.3. По количеству пребывающих в помещениях людей.

2. Подбор воздуховода

3. Общие требования к системам вентиляции.

 

 

Для того чтобы выбрать необходимую нам систему вентиляции, нужно знать, сколько же воздуха надо подавать или удалять с того или иного помещения, т.е. необходимо узнать воздухообмен в помещении или в группе помещений.

Это позволит выбрать тип и модель вентилятора и произвести расчет воздуховодов.

 

Нормы воздухообмена различного типа помещений определяется согласно нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений (СНиП 31–01-2003, СНиП 2.08.02-89, СНиП 2.09.04-87, СНиП 2.04.05-91, МГСН 3.01-01 "Жилые здания" и др.). 

В нормативных документах четко определено, какие должны быть системы вентиляции в тех или иных помещениях, какое оборудование должно в них использоваться и где оно должно располагаться. А также какое количество воздуха, с какими параметрами и по какому принципу должно подаваться и удаляться из них.

 

Существует несколько способов расчета воздухообмена:

 

  • по кратностям воздухообмена в зависимости от специфики помещений;
  • по площади помещений;
  • по количеству пребывающих в помещениях людей.

 

1.1. Расчет по кратностям

 

Представляет из себя наиболее сложный вариант.  При его выполнении учитывается назначение каждой отдельной комнаты и нормативы по кратности воздухообмена для каждой из них. При этом учитывается температура воздуха в каждом конкретном помещении. 

Кратность воздухообмена – это величина, значения которой показывают, какое количество раз в течение одного часа в помещении осуществляется полная замена воздуха. Кратность сильно зависит от объема конкретного помещения.

 

 Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях следует принимать в соответствии с таблицей 1.

 

Таблица 1. Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданий 

 

№№ п/п

Помещения

Расчетная температура воздуха в холодный период года, °С

Кратность воздухообмена или количество удаляемого воздуха из помещения

приток

вытяжка

1

2

3

4

5

1

Общая комната (гостиная), спальня, жилая комната общежития 1 )

20 (22) 2)

не менее 30 м 3 /ч на человека

 

2

Кухня квартиры и общежития

 

 

 

 

с электроплитами

16(18) 2)

-

Не менее 60 м 3 /ч

 

с газовыми плитами

16(18) 2)

-

Не менее 60 м 3 /ч при 2-конфорочных плитах; не менее 75 м 3 /ч при 3-конфорочных плитах, не менее 90 м 3 /ч при 4-конфорочных плитах

3

Кухня-ниша

16(18) 2)

Механическая приточно-вытяжная по расчету

4

Ванная комната

25

-

25 м 3 /ч

5

Уборная

18

-

25 м 3 

6

Совмещенный санузел

25

-

50 м 3 /ч

7

Совмещенный санузел с индивидуальным подогревом

18

-

50 м 3 /ч

8

Душевая

25

-

5-кратн.

9

Гардеробная комната для чистки и глажения одежды

18

-

1,5-кратн.

10

Вестибюль, общий коридор, передняя, лестничная клетка в квартирном доме

16

-

-

11

Вестибюль, общий коридор, передняя, лестничная клетка в общежитии

16

-

 

12

Постирочная

15

по расчету, но не менее 4-кратн.

7-кратн.

13

Гладильная, сушильная в общежитии

15

по расчету, но не менее 2-кратн.

3-кратн.

14

Кладовые в квартирах (одноквартирных домах), хозяйственные и бельевые в общежитиях

12

-

1,5-кратн

15

Машинное помещение лифтов 3 )

5

-

по расчету, но не менее 0,5-кратн.

16

Мусоросборная камера

5

-

1-кратн (через ствол мусоропровода)

17

Сауна 5 )

16 4 )

-

по расчету

18

Тренажерный зал 5 )

16

-

80 м 3 /ч на человека

19

Биллиардная 5 )

18

-

0,5-кратн.

20

Библиотека, кабинет 5 )

20

-

0,5-кратн.

21

Гараж - стоянка 5 )

5

-

по расчету

22

Бассейн 5 )

25

Механическая приточно-вытяжная по расчету

Примечания. 1. В одной из спален следует предусматривать расчетную температуру воздуха 22°С.

2. Значение в скобках относится к квартирам для престарелых и семей с инвалидами (в составе специализированных жилых домов и групп квартир) в соответствии с заданием на проектирование.

3. Температура воздуха в машинном помещении лифтов в теплый период года не должна превышать 40°С.

4. Температура для расчета дежурного отопления.

5. Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена указанны для квартир и одноквартирных домов жилища I категории.

6. В угловых помещениях квартир, одноквартирных домов и общежитии расчетную температуру воздуха следует принимать на 2°С выше указанной в таблице (но не выше 22°С).

7. В помещениях общественного назначения общежитий и специализированных квартирных жилых домов для престарелых и семей с инвалидами расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена следует принимать по соответствующим нормативным документам или техническому заданию в зависимости от назначения этих помещений

 

Таблица 2. Кратность воздухообмена в помещениях  согласно СНиП 31-01-2003

ПомещениеКратность или величина воздухообмена, м3 в час, не менее
в нерабочем режимев режиме обслуживания
Спальная, общая, детская комнаты0,21,0
Библиотека, кабинет0,20,5
Кладовая, бельевая, гардеробная0,20,2
Тренажерный зал, бильярдная0,280 м3
Постирочная, гладильная, сушильная0,590 м3
Кухня с электроплитой0,560 м3
Помещение с газоиспользующим оборудованием1,01,0 + 100 мна плиту
Помещение с теплогенераторами и печами на твердом топливе0,51,0 + 100 мна плиту
Ванная, душевая, уборная, совмещенный санузел0,525 м3
Сауна0,510 мна 1 человека
Машинное отделение лифта-По расчету
Автостоянка1,0По расчету
Мусоросборная камера1,01,0
 
 

Для общих комнат и спален кратность составляет единицу на приток.

В гардеробной – полуторакратный, а в помещении для стиральной машины – полукратный на вытяжку.

 

Однократный воздухообмен – это когда в течение часа в помещение подали свежий и удалили «отработанный» воздух в количестве, равном одному объему помещения.

 

Если в таблице не указана какая-либо комната, рассчитайте для нее норму вентиляции жилых помещений по данным 3 куба воздуха в час на 1 кв.

 

Для жилых комнат, не имеющих естественной вентиляции (например, не открываются окна), на каждого человека «положен» минимальный расход воздушной массы, равный 60 м3/час.

Это касается прежде всего тех помещений, где человек обычно находится в активном, бодрствующем состоянии.

В то же время в спальнях, оборудованных системой естественного проветривания, допускается меньший расход воздуха — от 30 м3/час на каждого человека.

 

Приточный воздух из жилых помещений должен беспрепятственно перемещаться в подсобные: кухню, туалет, ванную комнату

 

Формула для расчета вентиляции:

L = n · V,

где L – расход воздуха, м3/ч;
n – нормируемая кратность воздухообмена, ч–1;
V – объем помещения, м3.

 

Для расчета воздухообмена группы помещений их можно рассматривать как единый воздушный объем, который должен отвечать условию: 

ΣLпр = ΣLвыт, т. е. количество подаваемого воздуха должно быть равно количеству удаляемого.

 

 

Последовательность расчета вентиляции по кратностям следующая:

 

1. Считаем объем каждого помещения в доме.

 

2. Подсчитываем для каждого помещения кратность по формуле: L=n*V.

Для этого предварительно выбираем из таблицы 1 норму по кратности воздухообмена для каждого помещения. Для большинства помещений нормируется только приток или только вытяжка. Для некоторых, например кухня-столовая и то и другое. Прочерк означает, что в данное помещение не нужно подавать (удалять) воздух.

Для тех помещений, для которых в таблице вместо значения кратности воздухообмена указан минимальный воздухообмен (например, ≥90м3/ч для кухни), считаем требуемый воздухообмен равным этому рекомендуемому.

В самом конце расчета, если уравнение баланса (∑ Lпр и ∑ Lвыт) у нас не сойдется, то значения воздухообмена для данных комнат мы можем увеличивать до требуемой цифры.

Если в таблице нет какого-либо помещения, то норму воздухообмена для него считаем, учитывая что для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м3/час свежего воздуха на 1 м2 площади помещения. Т.е. считаем воздухообмен для таких помещений по формуле: L=Sпомещения*3.

Все значения L округляем до 5 в большую сторону, т.е. значения должны быть кратны 5.

 

3. Суммируем отдельно L тех помещений, для которых нормируется приток воздуха, и отдельно L тех помещений, для которых нормируется вытяжка. Получаем 2 цифры: ∑ Lпр и ∑ Lвыт

 

4. Составляем уравнение баланса ∑ Lпр = ∑ Lвыт.

Если ∑ Lпр > ∑ Lвыт , то для увеличения ∑ Lвыт до значения ∑ Lпр увеличиваем значения воздухообмена для тех помещений, для которых мы в 3 пункте приняли воздухообмен равным минимально допустимому значению.

 

 

Рассмотрим расчеты на примере.

 

Дом площадью 146м2.

Чтобы провести расчет для вентиляционной системы по кратностям, для начала нужно составить список всех помещений в доме, записать их площадь и высоту потолков.

 

Например, в доме имеются следующие помещения:

  • кухня площадью 20 м2;
  • спальня - 24 м2;
  • рабочий кабинет - 18 м2;
  • гостиная - 42 м2;
  • прихожая - 10 м2;
  • туалет - 2 м2;
  • ванная - 4 м2.

Высота потолков равна 3,5 м

 

Узнаем объем каждой комнаты: 

Умножаем высоту на площадь комнаты, получаем объем, измеряемый в кубометрах (метрах кубических, м3).   Можно узнайть объем каждой комнаты умножив длину, высоту и ширину стен.

 

  • кухня - 70 м3;
  • спальня - 84 м3;
  • рабочий кабинет - 63 м3;
  • гостиная - 147 м3;
  • прихожая - 35 м3;
  • туалет - 7 м3;
  • ванная - 14 м3.

 

Используя таблицу "Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданийнужно"  произведем  расчёт необходимый объем воздуха помещений по формуле

L=n*V, где n – нормируемая кратность воздухообмена, час–1; V – объем помещения, м3, увеличив каждый показатель до значения, кратного пяти. 

 

Если в таблице стоит прочерк, значит комната не нуждается в вентилировании. Для большинства комнат можно делать только приток или вытяжку. 

 

Для тех помещений, для которых в таблице вместо значения кратности воздухообмена указан минимальный воздухообмен (например, ≥90м3/ч для кухни), считаем требуемый воздухообмен равным этому рекомендуемому.

 

  • кухня - 70 м3  - не менее 90 м3;
  • спальня - 84 м3 х1 = 85 м3;
  • рабочий кабинет - 63 м3 х 1= 65 м3 ;
  • гостиная - 130 м3;  Гостиная не указана в таблице, рассчитаем для нее норму вентиляции жилых помещений по данным 3 куба воздуха в час на 1 кв. м, то есть по формуле: L=S*3, где S является площадью комнаты.
  • прихожая -  в таблице стоит прочерк, значит комната не нуждается в вентилировании;
  • туалет - 7 м3 - не менее 50 м3;
  • ванная - 14 м3 - не менее 25 м3.

 

Теперь нужно отдельно суммировать сведения по помещениям, в которых осуществляется приток воздуха, и отдельно — комнаты, где установлены вытяжные вентиляционные устройства.

 

Для удобства записываем данные в таблицу:

 

ПомещениеLпр, м3/часLвыт, м3/час
Кухня- ≥90
Спальня85-
Рабочий кабинет65-
Гостиная130-
Прихожая--
Туалет-≥50
Ванная-≥25
∑ L∑ Lпр = 280∑ Lвыт = ≥ 165

 

Теперь следует сравнить полученные суммы. 

 

Очевидно, что необходимый приток превышает вытяжку на 115 м3/ч. 

∑ Lпр = ∑ Lвыт:280<165 м3/час,

 

В итоге у вас должно сойтись уравнение объема притока и объема вытяжки. Если этого не произошло, число воздухообмена в этих помещениях можно увеличить до необходимого показателя. 

 

Рекомендуется осуществлять распределение равномерно, по всем помещениям. Можно прибавить значения вытяжки для тех комнат, где требуется более сильная вентиляция или там, где значения были минимально допустимые – в санузле и кухне. 

Важно распределить движение потоков воздуха таким образом, чтобы в доме не оставалась влага, не застаивались различные запахи.

 

В данном случае увеличиим показатель по кухне на 115 м3/час. 

 

После правок результаты расчета будут выглядеть следующим образом:

 

ПомещениеLпр, м3/часLвыт, м3/час
Кухня-205
Спальня85-
Рабочий кабинет65-
Гостиная130-
Прихожая--
Туалет-≥50
Ванная-≥25
∑ L∑ Lпр = 280∑ Lвыт =280

 

Теперь уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт выполняется.  

 

Объемы по притоку и вытяжке равны, что соответствует требованиям при расчетах воздухообмена по кратностям.

 

Расчет по площади помещения

 

Наиболее простой метод расчета. Он производится на основании норм, которые регламентируют подачу свежего воздуха для жилых помещений в размере 3 м3/час на 1 м2 площади пространства.
Т.е. за основу принимается следующая норма: каждый час в дом должно поступать по три кубических метра свежего воздуха на каждый квадратный метр площади.

Количество людей, которые постоянно проживают в доме, при этом не учитывается.

Воздух поступает через спальню и гостиную, а удаляется из кухни и санузла

 

Рассмотрим расчеты на примере.

Есть дом площадью 146 м2.

Считаем воздухообмен по формуле: ∑ L= ∑ Lпр= ∑ Lвыт =∑ Sпомещения х 3.

∑ Lвыт 3=146 х 3=438м3/час.

 

Расчет по санитарно-гигиеническим нормам

 

В этом случае для вычислений используют не площадь, а данные о количестве постоянных и временных жильцов. Для каждого постоянно проживающего необходимо обеспечить приток свежего воздуха в  в размере 60 м3/час. Если в помещении регулярно присутствуют временные посетители, то на каждого такого человека нужно прибавить еще по 20 м3/час. 
 

 

Рассмотрим расчеты на примере.

 

Условия остаются прежние. Дом площадью 146м2. Только добавим информацию, что в доме живут два человека и еще двое пребывают в помещении нерегулярно.

В доме имеются следующие помещения:

  • кухня площадью - 20 м2;
  • спальня - 24 м2;
  • рабочий кабинет - 18 м2;
  • гостиная - 42 м2;
  • прихожая - 10 м2;
  • туалет - 2 м2;
  • ванная - 4 м2.

 

 

Расчет выполняется отдельно для каждого помещения в соответствии с нормой 60 куб.м\чел для постоянных жильцов и 20 куб.м\час для временных посетителей. Для гостиной принимаем двух постоянных жителей и двух временных (как правило, количество постоянных и временных людей, определяется техническим заданием заказчика).

  • Спальня — 2 чел * 60 = 120 м3\час;
  • Рабочий кабинет — 1 чел. * 60 = 60 м3\час;
  • Гостиная 2 чел * 60 + 2 чел * 20 = 160 м3\час;

 

Для количества постоянных и временных обитателей дома не существует каких-то строгих правил, эти цифры определяются исходя из реальной ситуации и здравого смысла.

Вытяжку рассчитывают по нормам, изложенным в таблице, приведенной выше, и увеличивают до суммарного показателя по притоку:

  •  Кухня — 20 м3 - не менее 90 куб.м3/ч;
  • Туалет  — 2 м- не менее 50 куб.м3/ч;
  • Ванная — 4 м3 - не менее 50 куб.м3/ч.

 

Для удобства записываем данные в таблицу:

 

ПомещениеLпр, м3/часLвыт, м3/час
Кухня- ≥90
Спальня120-
Рабочий кабинет60-
Гостиная160-
Прихожая--
Туалет-≥50
Ванная-≥25
∑ L∑ Lпр = 340∑ Lвыт = ≥ 165

 

Из табоицы видно, что количество приточного воздуха превышает вытяжной на 175 м3/час. Поэтому количество вытяжного воздуха необходимо увеличить на 175 м3/час. Его можно равномерно распределить между кухней, санузлом и ванной, а можно подать в одно из этих трех помещений, например кухню. Т.е. в таблице изменится Lвыт.кухня и составит Lвыт.кухня=265 м3/час.

 
ПомещениеLпр, м3/часLвыт, м3/час
Кухня- ≥265
Спальня120-
Рабочий кабинет60-
Гостиная160-
Прихожая--
Туалет-≥50
Ванная-≥25
∑ L∑ Lпр = 340∑ Lвыт = ≥ 340

 

Из спальни, кабинета и гостинной воздух будет перетекать в ванную, санузел и кухню, а оттуда посредством вытяжных вентиляторов (если они установлены) или естественной тяги удалятся из квартиры.

Такое перетекание необходимо для предотвращения распространения неприятных запахов и влаги.

Таким образом, уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт: 340=340 м3/час - выполняется.

 

 

Сравнение расчетов

 

Из всех вышепредложенных примеров видно, что значение воздухообмена в каждом из вариантов разное. 

 

(∑ Lвыт1=280 м3/час < ∑ Lвыт3=340 м3/час < ∑ Lвыт2=438 м3/час).

 

Все три варианта являются правильными согласно норм.

 

Однако, первый третий более простые и дешевые в реализации, а второй немного дороже, но создает более комфортные условия для человека.

Как правило, при проектировании выбор варианта расчета зависит от желания заказчика, точнее от его бюджета.

 

 

Подбор воздуховода

 

Мы посчитали воздухообмен, теперь  можем выбрать схему реализации системы вентиляции и произвести расчет воздуховодов системы вентиляции.

Для вентиляционных систем используют прямоугольные и круглые воздуховоды. Если вы выбираете прямоугольный воздуховод, следите, чтобы соотношение сторон не превышало 3:1, иначе вентиляция будет постоянно шуметь, а давление в ней будет недостаточно высокое (не будет тяги).

Кроме этого, при выборе необходимо учитывать, что нормальная скорость в магистрали должна достигать около 5 м/с (в ответвлениях примерно 3 м/с). Чтобы определить необходимые размеры сечения, воспользуйтесь диаграммой ниже – на ней изображена зависимость размера сечения от расхода воздуха и скорости его движения.

Горизонталями отмечен расход воздуха, вертикалями – скорость, косыми линиями – соответствующие размеры воздуховода.

 

 

                 Диаграмма зависимости сечения воздуховодов от скорости и расхода воздуха

 

На диаграмме горизонтальные линии отображают значение расхода воздуха, а вертикальные линии – скорость.

Косые линии соответствуют размерам воздуховодов.


Подбираем сечение ответвлений магистрального воздуховода (которые заходят непосредственно в каждую комнату) и самого магистрального воздуховода для подачи воздуха расходом L=438 м3/час. 


Если воздуховод с естественной вытяжкой воздуха, то нормируемая скорость движения воздуха в нем не должна превышать 1м/час. Если же воздуховод с постоянно работающей механической вытяжкой воздуха, то скорость движения воздуха в нем выше и не должна превышать 3 м/с (для ответвлений) и 5 м/с для магистрального воздуховода.

Подбираем сечение воздуховода при постоянно работающей механической вытяжке воздуха.


Слева и справа на диаграмме обозначены расходы, выбираем наш (438 м3/час).

Далее, движемся по горизонтали до пересечения с вертикальной линией соответствующей значению 5 м/с (для максимального воздуховода).

Теперь, по линии скорости опускаемся вниз до пересечения с ближайшей линией сечения.

Получили, что сечение нужного нам магистрального воздуховода 160х160 мм или Ø180 мм.

Для подбора сечения ответвления движемся от о расхода 438 м3/час по прямой до пересечения со скоростью 3 м3/час.

Получаем сечение ответвления 200х200 мм или Ø 225 мм.

Эти диаметры будут достаточными при установке только одного вытяжного канала, например на кухне.

Если же в доме будет установлено 3 вытяжных вентканала, например в кухне, санузле и ванной комнате (помещения с самым загрязненным воздухом), то суммарный расход воздуха, который нужно отвести мы делим на количество вытяжных каналов, т. е. на 3. И уже на эту цифру подбираем сечение воздуховодов.
 

Данная диаграмма подходит только для подбора сечений механической вытяжки. 

 

Если в доме есть бассейн необходимо использовать системы осушения воздуха, возможна система осушения воздуха с подмесом свежего воздуха.

Использование осушителей — это наиболее простой и, соответственно, более дешевый способ.


 


Общие требования к системам вентиляции.

  • Вытяжной воздух выбрасываем наружу выше кровли. При естественной вытяжной вентиляции, все каналы выводят выше кровли. При механической вытяжной вентиляции – воздуховод так же выводят выше кровли либо внутри здания, либо снаружи.
  • Забор свежего воздуха при механической системе приточной вентиляции осуществляется с помощью заборной решетки. Ее необходимо размещать минимум на два метра выше уровня земли.
  • Движение воздуха необходимо организовывать таким образом, чтобы воздух из жилых помещений двигался в направлении помещений с выделением вредностей (санузел, ванная, кухня).

В этой категории нет товаров.