Нормативы вентиляции частного дома: требования к устройству и примеры расчетов

Для чего нужна вентиляция

Задача вентиляции – обеспечить необходимый воздухообмен в помещении, создать оптимальные или приемлемые условия для длительного пребывания человека.

Исследования установили, что 80% времени люди проводят в помещениях. За один час в спокойном состоянии человек выделяет в окружающую среду 100 кКал. Теплоотдача происходит конвекцией, излучением и испарением. При недостаточно подвижном воздухе перенос энергии с поверхности кожи в пространство замедляется. В результате страдают многие функции организма, возникает ряд заболеваний.

Макет дома с системой вентиляцииИсточник yandex.ru

Отсутствие или недостаточная вентиляция, особенно в помещениях с повышенной влажностью, приводит к застойным явлениям. Они сопровождаются нашествием трудновыводимых плесневых грибков, неприятными запахами и постоянной сыростью. Влага неблагоприятно отражается на строительных конструкциях, приводит к гниению деревянных и коррозии металлических элементов.

При избыточной тяге увеличивается выход воздушных масс в атмосферу, что зимой приводит к потере большого количества тепла. Растут затраты на отопление дома.

Качество и чистота воздуха – основной фактор, который определяет эффективность вентиляции. Загрязняющие испарения от строительных материалов, мебели, пыль и углекислый газ должны своевременно удаляться из помещения.

Существует обратная ситуация, когда воздух в доме или квартире гораздо чище, чем на улице. Выхлопные газы на оживленной трассе, дым или копоть, ядовитые загрязнения промышленных предприятий способны отравить атмосферу внутри помещений. Например, в центре большого города содержание угарного газа в 4-6 раз, диоксида азота в 3-40 раз, сернистого газа в 2-10 раз выше, чем в сельской местности.

Расчет вентиляции производят, чтобы определить вид системы воздухообмена, ее параметры, при которых будут сочетаться энергоэфективность жилья и благоприятный микроклимат в помещениях.

Расчет воздуховодов

Расчет воздуховодов или проектирование систем вентиляции

В создании оптимального микроклимата помещений наиболее важную роль играет вентиляция. Именно она в значительной степени обеспечивает уют и гарантирует здоровье находящихся в помещении людей. Созданная система вентиляции позволяет избавиться от множества проблем, возникающих в закрытом помещении: от загрязнения воздуха парами, вредными газами, пылью органического и неорганического происхождения, избыточным теплом. Однако предпосылки хорошей работы вентиляции и качественного воздухообмена закладываются задолго до сдачи объекта в эксплуатацию, а точнее, на стадии создания проекта вентиляции. Производительность систем вентиляции зависит от размеров воздуховодов, мощности вентиляторов, скорости движения воздуха и других параметров будущей магистрали. Для проектирования системы вентиляции необходимо осуществить большое количество инженерных расчетов, которые учтут не только площадь помещения, высоту его перекрытий, но и множество других нюансов.

Расчет площади сечения воздуховодов

После того, как вы определили производительность вентиляции, можно переходить к расчету размеров (площади сечения) воздуховодов.

Расчет площади воздуховодов определяется по данным о необходимом потоке, подаваемом в помещение и по максимально допустимой скорости потока воздуха в канале. Если допустимая скорость потока будет выше нормы, то это приведет к потере давления на местные сопротивления, а также по длине, что повлечет за собой увеличение затрат электроэнергии. Также правильный расчет площади сечения воздуховодов необходим для того, чтобы уровень аэродинамического шума и вибрация не превышали норму.

При расчете нужно учитывать, что если вы выберете большую площадь сечения воздуховода, то скорость воздушного потока снизится, что положительно повлияет и на снижение аэродинамического шума, а также на затраты по электроэнергии. Но нужно знать, что в этом случае стоимость самого воздуховода будет выше. Однако использовать «тихие» низкоскоростные воздуховоды большого сечения не всегда возможно, так как их сложно разместить в запотолочном пространстве. Уменьшить высоту запотолочного пространства позволяет применение прямоугольных воздуховодов, которые при одинаковой площади сечения имеют меньшую высоту, чем круглые (например, круглый воздуховод диаметром 160 мм имеет такую же площадь сечения, как и прямоугольный размером 200×100 мм). В то же время монтировать сеть из круглых гибких воздуховодов проще и быстрее.

Поэтому при выборе воздуховодов обычно подбирают вариант, наиболее подходящий и по удобству монтажа, и по экономической целесообразности.

Площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

Sс — расчетная площадь сечения воздуховода, см²;

L — расход воздуха через воздуховод, м³/ч;

V — скорость воздуха в воздуховоде, м/с;

2,778 — коэффициент для согласования различных размерностей (часы и секунды, метры и сантиметры).

Итоговый результат мы получаем в квадратных сантиметрах, поскольку в таких единицах измерения он более удобен для восприятия.

Фактическая площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

S = π * D² / 400 — для круглых воздуховодов,

S = A * B / 100 — для прямоугольных воздуховодов, где

S — фактическая площадь сечения воздуховода, см²;

D — диаметр круглого воздуховода, мм;

A и B — ширина и высота прямоугольного воздуховода, мм.

Расчет сопротивления сети воздуховодов

После того как вы рассчитали площадь сечения воздуховодов, необходимо определить потери давления в вентиляционной сети (сопротивление водоотводной сети). При проектировании сети необходимо учесть потери давления в вентиляционном оборудовании. Когда воздух движется по воздуховодной магистрали, он испытывает сопротивление. Для того чтобы преодолеть это сопротивление, вентилятор должен создавать определенное давление, которое измеряется в Паскалях (Па). Для выбора приточной установки нам необходимо рассчитать это сопротивление сети.

Для расчета сопротивления участка сети используется формула:

Где R – удельные потери давления на трение на участках сети

L – длина участка воздуховода (8 м)

Еi – сумма коэффициентов местных потерь на участке воздуховода

V – скорость воздуха на участке воздуховода, (2,8 м/с)

Y – плотность воздуха (принимаем 1,2 кг/м3).

Значения R определяются по справочнику (R – по значению диаметра воздуховода на участке d=560 мм и V=3 м/с). Еi – в зависимости от типа местного сопротивления.

В качестве примера, результаты расчета воздуховода и сопротивления сети приведены в таблице:

Теплый период года — ТП.

1. При кондиционировании воздуха в тёплый период года — ТП изначально принимаются оптимальные параметры внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения:

t_В = 20 ÷ 22ºC;   φ_В = 40 ÷ 65%.

2. Границы оптимальных параметров при кондиционировании наносят на J-d диаграмму (см. рисунок 1).

3. Для достижения оптимальных параметров внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения в тёплый период года — ТП требуется охлаждение наружного приточного воздуха.

4. При наличии тепловых избытков в помещении в тёплый период года — ТП, а также учитывая, что приточный воздух охлаждается, целесообразно выбрать из зоны оптимальных параметров наибольшую температуру

t_В = 22ºC

и наибольшую относительную влажность внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения

φ_В = 65%.

Получим на J-d диаграмме точку внутреннего воздуха — (•) В.

5. Составляем тепловой баланс помещения по тёплому периоду года — ТП:

• по явному теплу ∑QТП_Я
• по полному теплу ∑QТП_П

6. Рассчитываем поступления влаги в помещение

∑W

7. Определяем тепловую напряженность помещения по формуле:

где: V — объем помещения, м3.

8. Исходя из величины теплового напряжения, находим градиент нарастания температуры по высоте помещения.

Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий.

Тепловая напряженность помещения QЯ/Vпом.	grad t, °C
кДж/м3	Вт/м3
Более 80	Более 23	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
Менее 40	Менее 10	0 ÷ 0,5

и рассчитываем температуру удаляемого воздуха

t_Y = t_B + grad t(H — h_р.з.), ºС

где: Н — высота помещения, м;h_р.з. — высота рабочей зоны, м.

9. Для ассимиляции температуру приточного воздуха — t_П принимаем на 4 ÷ 5ºС ниже температуры внутреннего воздуха — t_В, в рабочей зоне помещения.

10. Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения

11. На J-d диаграмме точку 0,0 °С шкалы температур соединяем прямой линией с численным значением тепло-влажностного отношения (для нашего примера численное значение величины тепло-влажностного отношения принимаем 3 800).

12. На J-d диаграмме проводим изотерму приточного — t_П, с численным значением

t_П = t_В — 5, °С.

13. На J-d диаграмме проводим изотерму уходящего воздуха с численным значением уходящего воздуха — t_У, найденным в пункте 8.

14. Через точку внутреннего воздуха — (•) В, проводим линию, которая параллельна линии тепло-влажностного отношения.

15. Пересечение этой линии, которая будет называться — лучом процесса

с изотермами приточного и уходящего воздуха — t_П и t_У определит на J-d диаграмме точку приточного воздуха — (•) П и точку уходящего воздуха — (•) У.

16. Определяем воздухообмен по полному теплу

и воздухообмен на ассимиляцию избытков влаги

Холодный период года — ХП.

1. При кондиционировании воздуха в холодный период года — ХП изначально принимаются оптимальные параметры внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения:

t_В = 20 ÷ 22ºC;  φ_В = 30 ÷ 55%.

2. Изначально на J-d диаграмму по двум известным параметрам влажного воздуха наносим точки (см. рисунок 8):

• наружного воздуха (•) Н t_Н = — 28ºC;   J_Н = — 27,3 кДж/кг;
• внутреннего воздуха (•) В t_В = 22ºC;   φ_В = 30% с минимальной относительной влажностью;
• внутреннего воздуха (•) В₁ t_В1 = 22ºC;   φ_В1 = 55% с максимальной относительной влажностью.

При наличии тепловых избытков в помещении целесообразно принять верхний температурный параметр внутреннего воздуха в помещении из зоны оптимальных параметров.

3. Составляем тепловой баланс помещения по холодному периоду года — ХП:

по явному теплу ∑QХПЯ
по полному теплу ∑QХПП

4. Рассчитываем поступления влаги в помещение

∑W

5. Определяем тепловую напряженность помещения по формуле:

где: V — объем помещения, м3.

6. Исходя из величины теплового напряжения, находим градиент нарастания температуры по высоте помещения.

Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий.

Тепловая напряженность помещения QЯ/Vпом.	grad t, °C
кДж/м3	Вт/м3
Более 80	Более 23	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
Менее 40	Менее 10	0 ÷ 0,5

и рассчитываем температуру удаляемого воздуха

t_Y = t_B + grad t(H – h_р.з.), ºС

где: Н — высота помещения, м;h_р.з. — высота рабочей зоны, м.

7. Для ассимиляции избытков тепла и влаги в помещении температуру приточного воздуха — t_П, принимаем на 4 ÷ 5ºС ниже температуры внутреннего воздуха — t_В, в рабочей зоне помещения.

8. Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения

9. На J-d диаграмме точку 0,0°С шкалы температур соединяем прямой линией с численным значением тепло-влажностного отношения (для нашего примера численное значение величины тепло-влажностного отношения принимаем 5 800).

10. На J-d диаграмме проводим изотерму приточного — t_П, с численным значением

t_П = t_В — 5, °С.

11. На J-d диаграмме проводим изотерму уходящего воздуха с численным значением уходящего воздуха — t_У, найденным в пункте 6.

12. Через точки внутреннего воздуха — (•) В, (•) В1, проводим линии, которые параллельны линии тепло-влажностного отношения.

13. Пересечение этих линий, которые будет называться — лучами процесса

с изотермами приточного и уходящего воздуха — t_П и t_У определит на J-d диаграмме точки приточного воздуха — (•) П, (•) П₁ и точки уходящего воздуха — (•) У, (•) У₁.

14. Определяем воздухообмен по полному теплу

и воздухообмен на ассимиляцию избытков влаги

Примеры расчетов для СВО

Пусть температура подаваемого воздуха (t_r) – 55 °С, желаемая температура в помещении (t_v) – 22 °С, теплопотери дома (Q) – 16000 Вт.

Определение количества воздуха для РСВО

Для определения массы подаваемого воздуха при температуре t_r используется формула:

E_ot = Q/(c × (t_r – t_v)) 

Подставляя в формулу значения параметров, получим:

E_ot = 16000/(1.005 × (55 – 22)) = 483

Объемное количество подаваемого воздуха рассчитывается по формуле:

V_ot = E_ot /p_r,

где:

p_r = 353/(273 + t_r)

Для начала вычислим плотность p:

p_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Тогда:

V_ot = 483/1.07 = 451.

Воздухообмен в помещении определяется по формуле:

Vp = E_ot /p_v

Определим плотность воздуха в помещении:

p_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Подставляя значения в формулу, получим:

V_p = 483/1.19 = 405

Таким образом, воздухообмен в помещении равен 405 м3 за час, а объем подаваемого воздуха должен быть равен 451 м3 за час.

Расчет количества воздуха для ЧРСВО

Для вычисления количества воздуха для ЧРСВО возьмем полученные сведения из предыдущего примера, а также t_r = 55 °С,  t_v = 22 °С; Q=16000 Вт. Количество воздуха, необходимого для вентиляции, E_vent=110 м3/ч. Расчетная наружная температура t_n=-31 °С.

Для расчета ЧРСВО используем формулу:

Q₃ = [E_ot × (t_r – t_v) + E_vent × p_v × (t_r – t_v)] × c

Подставляя значения, получим:

Q₃ = × 1.005 = 27000

Объем рециркуляционного воздуха составит 405-110=296 м3 в ч. Дополнительный расход тепла равен 27000-16000=11000 Вт.

Определение начальной температуры воздуха

Сопротивление механического воздуховода D=0.27 и берется из его технических характеристик. Длина воздуховода вне отапливаемого помещения l=15 м. Определено, что Q=16 кВт, температура внутреннего воздуха равна 22 градуса, а необходимая температура для отопления помещения равна 55 градусам.

Определим E_ot по вышеизложенным формулам. Получим:

E_ot = 10 × 3.6 × 1000/ (1.005 × (55 – 22)) = 1085

Величина теплового потока q₁ составит:

q₁ = (55 – 22)/0.27 = 122

Начальная температура при отклонении η = 0 составит:

t_nach = 22 + (16 × 1000 + 137 × 15) × (55 – 22)/ 1000 × 16 = 60

Уточним среднюю температуру:

t_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Тогда:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

С учетом полученных сведений найдем:

t_nach = 22 + (16 × 1000 + 1972) × (55 – 22)/(1000 × 16) = 59

Из этого следует вывод, что при движении воздуха теряется 4 градуса тепла. Чтобы уменьшить потери тепла, необходимо теплоизолировать трубы. Также рекомендуем вам ознакомиться с другой нашей статьей, в которой подробно описывается процесс обустройства системы воздушного отопления.

Виды вентиляционных систем

Все вентиляционные системы можно разделить на несколько категорий, которые будут отличаться функционалом, способом передачи воздуха, а также движением воздушных масс.
Принцип работы данного оборудования зависит от движения воздушных масс. Существуют естественные и механические (искусственные) виды.

Естественная система вентиляции

Функционирует с помощью перепадов давления. Например, стандартные вентиляционные решетки, установленные в ванных комнатах и на кухнях работают за счет теплого воздуха и пара (при приготовлении пищи или принятии душа), который проникает в отверстие и вытягивается с помощью давления и гравитационной силы.

Механическая система вентиляции

Работает за счет вытяжного вентилятора, он забирает воздух из помещения и вытягивает его аналогично естественному движению.

По функциональному назначению существует:

• Приточная
• Вытяжная

Для того, чтобы воздух правильно перемещался, существует несколько видов, которые создают безопасный выход или вход. Канальная система имеет специальные отводы для движения воздуха, в бесканальной системе воздух движется произвольно, через двери, окна и т.п.

Вытяжная система вентиляции

Основная функция заключается в проветривании среды. Данная конструкция формирует замену воздушных масс, производится качественный вывод отработанных потоков, а на смену приходит свежий поток с улицы. Помимо решения основной задачи, в данном виде можно установить кондиционер, подогрев и охлаждение, а также фильтр.

Приточная система вентиляции

Функцией приточного воздухообмена является постоянное обновление воздуха в помещении. С помощью современных технологий, можно установить дополнительное оборудование, которое будет согревать или охлаждать подаваемый поток воздушных масс. Приточный вид может быть как местный, так и обще — обменный.

К местному виду относиться подача свежего воздуха в какое — то определенное место в помещении, к примеру — туалет или кухня (зона с повышенным загрязнением). В данном случае возможна точечная работа и вытяжной вентиляции в том месте, где обмен воздуха наиболее востребован.

Места вытяжки

Вытяжные каналы отводят на улицу отработанный воздух, лишнюю влагу, запахи. Места оттока при естественной вентиляции частного дома оборудуются на кухне, в ванной, с/у, при необходимости и в других помещениях. Размещаются воздухозаборные решетки на высоте от 0 до 25 см от потолка.

Для кухонной вытяжки отводится отдельная шахта, которая не учитывается в общих расчетах (включается временно). Если канал единственный, то оборудование подключается через тройник с обратным клапаном. Лопасти открываются, когда вытяжка отключена, тогда помещение проветривается. Шахта считается рабочей, но при расчетах отнимается ее увеличенное сопротивление.

Несколько каналов могут объединяться в один только с установкой вентилятора выше всех примыканий, без него запахи будут перетекать между помещениями. По той же причине организуется индивидуальный приток/отток в технических помещениях (подвал, гараж, топочная). Двери закрываются герметично, чтобы потоки не смешивались с домашним воздухообменом.

Циркуляция воздуха в промышленных зданиях

Во время планирования промышленных построек и их строительства должны быть грамотно расчитаны в помещениях вентиляционные пути и определена циркуляция воздуха. Для этого не обойтись без использования показателя кратности воздухообмена, который определяется на основе табличных сводок загрязненности пространства оксидами, окисями ацетилена и другими токсичными веществами.

Выполняя расчет воздухообмена в здании, выделяемое тепло таким образом учитывается, чтобы полученное превышающее норму количество могло беспрепятственно удаляться круглый год.

Для уменьшения количества избыточного тепла применяют аэрацию. Такой процесс очень распространен в химической промышленности, например, на производственных участках, предусматривающих термообработку. В таком случае благодаря аэрации показатель кратности воздухообмена летом достигает 40-60 пунктов.

При такой организации воздушных путей и воздухообменных показателях достигаются предусматриваемые санитарными нормами метеорологические стандарты.

Так, возведение помещений и их внутреннее обустройство потом оказывает влияние на расчетный показатель кратности воздухообмена, для этой цели организовываются специальные открываемые проемы, гарантирующие устранение вредных примесей и приток свежего воздуха работникам.

Как выполняется расчет?

На сегодняшний день существует несколько способов, позволяющих выполнить самостоятельный расчет воздушного обмена в разных по назначению помещениях.

Наиболее простыми способами является обустройство:

• на параметрах общей площади помещения;
• в соответствии с санитарными и гигиеническими нормами;
• согласно кратностям.

При наличии источников локального выброса вредных или загрязняющих веществ, рекомендуется устанавливать улавливающие и удаляющие установки в виде зонтичных отсосов.

Некоторыми производителями, выпускающими сложное оборудование, приборы изначально комплектуются отсосами, которые достаточно только подвести к воздуховодам.

Во всех остальных случаях требуется выполнить самостоятельные расчёты и правильно подобрать вентилирующее оборудование для производственного помещения.

Расчёты осуществляются в соответствии с размерами источников загрязнения (a*b) или его диаметром (d), при учёте скорости воздушного движения (ϑв) и всасывания (ϑ3), а также уровня размещения устройства (z).

• расчёт габаритов: A=a+0.8z, B=b+0.8z, при наличии круглых отсосов D=d+0.8z
• расчет объёма удаляемых воздушных масс: L=3600ϑхSз

Если нет уверенности в собственных силах, целесообразно доверить выполнение расчётов и подбор вентиляционной системы специалистам.

Пример расчета теплопотерь дома

Рассматриваемый дом располагается в городе Кострома, где температура за окном в наиболее холодную пятидневку достигает -31 градусов, температура грунта — +5оС. Желаемая температура в помещении — +22оС.

Рассматривать будем дом со следующими габаритами:

• ширина — 6.78 м;
• длина — 8.04 м;
• высота — 2.8 м.

Величины будут использоваться для вычисления площади ограждающих элементов.

Для расчетов удобнее всего нарисовать план дома на бумаге, обозначив на нем ширину, длину, высоту здания, расположение окон и дверей, их габариты

Стены здания состоят из:

• газобетона толщиной В=0.21 м, коэффициентом теплопроводности k=2.87;
• пенопласта В=0.05 м, k=1.678;
• облицовочного кирпича В=0.09 м, k=2.26.

При определении k следует использовать сведения из таблиц, а лучше — информацию из технического паспорта, поскольку состав материалов разных производителей может отличаться, следовательно, иметь разные характеристики.

Железобетон имеет наиболее высокую теплопроводимость, минераловатные плиты — наименьшую, поэтому их наиболее эффективно использовать в строительстве теплых домов

Пол дома состоит из следующий слоев:

• песка, В=0.10 м, k=0.58;
• щебня, В=0.10 м, k=0.13;
• бетона, В=0.20 м, k=1.1;
• утеплителя эковаты, B=0.20 м, k=0.043;
• армированной стяжки, В=0.30 м k=0.93.

В приведенном плане дома пол имеет одинаковое строение по всей площади, подвальное помещение отсутствует.

Потолок состоит из:

• минеральной ваты, В=0.10 м, k=0.05;
• гипсокартона, B=0.025 м, k= 0.21;
• сосновых щитов, В=0.05 м, k=0.35.

У потолочного перекрытия выходов на чердак нет.

В доме окон всего 8, все они двухкамерные с К-стеклом, аргоном, показатель D=0.6. Шесть окон имеют габариты 1.2х1.5 м, одно — 1.2х2 м, одно — 0.3х0.5 м. Двери имеют габариты 1х2.2 м, показатель D по паспорту равен 0.36.

РАСЧЕТ.

Расчет начинаем с тёплого периода года ТП, так как воздухообмен при этом получается максимальным.

Последовательность расчета (см. Рисунок 1):

1. На J-d диаграмму наносим (•)  Н — с параметрами наружного воздуха:

t_Н„А“ = 22,3 °C;   J_Н„А“ = 49,4 кДж/кг

и определяем недостающий параметр — абсолютную влажность или влагосодержание d_Н„А“.

Точка наружного воздуха — (•) Н будет являться и точкой притока — (•) П.

2. Наносим линию постоянной температуры внутреннего воздуха — изотерму t_В

t_В = t_Н„А“  3 = 25,5 °C.

3. Определяем тепловое напряжение помещения:

где: V — объём помещения, м3.

4. Исходя из величины теплового напряжения помещения, находим градиент повышения температуры по высоте.

Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий.

Тепловая напряженность помещения Qя / Vпом.	grad t, °C / м
кДж / м3	Вт / м3
Более 80	Более 23	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
Менее 40	Менее 10	0 ÷ 0,5

и рассчитываем температуру воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения

t_y=t_B + grad t(H-h_p.з.), ºС

где: Н — высота помещения, м;h_р.з. —  высота рабочей зоны, м.

На J-d диаграмму наносим изотерму уходящего воздуха t_y*.

Внимание! При кратности воздухообмена более 5, принимается ty=tB. 5. Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения:

Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения:

5. Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения:

(численное значение величины тепло-влажностного отношения примем 6 200).

На J-d диаграмме через точку 0 на шкале температур проводим линию тепло-влажностного отношения с численным значением 6 200 и проводим луч процесса через точку наружного воздуха — (•)H параллельный линии тепло-влажностного отношения.

Луч процесса пересечёт линии изотерм внутреннего и уходящего воздуха в точке В и в точке У.

Из точки У проводим линию постоянной энтальпии и постоянного влагосодержания.

6. По формулам определяем воздухообмен по полному теплу

и по влагосодержанию

Полученные численные значения должны совпадать с точностью ±5%.

7. Вычисляем нормативное количество воздуха, требуемое для людей находящихся в помещении.

Минимальная подача наружного воздуха в помещения.

Род зданий	Помещения	Приточные системы
с естественным проветриванием	без естественного проветривания
Подача воздуха
Производственные	на 1 чел., м3/ч	на 1 чел., м3/ч	Кратность воздухообмена, ч-1	% от общего воздухообмена не менее
30*; 20**	60	≥1	—	Без рециркуляции или с рециркуляцией при кратности 10 ч-1 и более
—	60 90 120	—	20 15 10	С рециркуляцией при кратности менее 10 ч-1
Общественные и административно-бытовые	По требованиям соответствующих глав СНиПов	60 20***	—	—	—
Жилые	3 м3/ч на 1 м2		—	—	—

Примечание. * При объеме помещения на 1 чел. менее 20 м3

3

Определение мощности котла

Базисом системы отопления выступают разные виды котлов: жидко- или твердотопливные, электрические или газовые.

Котел – это центральный узел системы отопления, который генерирует тепло. Основной характеристикой котла есть его мощность, а именно скорость преобразования количество теплоты за единицу времени.

Произведя расчеты тепловой нагрузки на отопление получим требуемую номинальную мощность котла.

• Sпомещения– общая площадь отапливаемого помещения;
• Руделльная– удельная мощность относительно климатических условий.

Но эта формула не учитывает тепловые потери, которых достаточно в частном доме.

Ркотла=(Qпотерь*S)/100, где

• Ркотла– мощность котла;
• Qпотерь– потери тепла;
• S – отапливаемая площадь.

Расчетную мощность котла необходимо увеличить. Запас необходим, если планируется использование котла для подогрева воды для ванной комнаты и кухни.

В большинстве систем отопления частных домов рекомендуется обязательно использовать расширительный резервуар, в котором будет храниться запас теплоносителя. Каждый частный дом нуждается в горячем водоснабжении

К – будет равен 1.25, то есть расчётная мощность котла будет увеличена на 25%.

Таким образом, мощность котла предоставляет возможность поддерживать нормативную температуру воздуха в комнатах здания, а также иметь начальный и дополнительный объём горячей воды в доме.

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:

1. Находим значение динамического давления по формуле Pv = 1.2 х 1² / 2 = 0.6 Па.
2.  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).
3. 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.
4. 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:

1. Располагаемое давление p = 9.81 х 3 (1.27 — 1.2) = 2.06 Па.
2. Удельное сопротивление R и местные коэффициенты ξ остаются прежними.
3. 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.

Вычисление и расчет вентиляционных каналов

Вычисление естественной системы проветривания канального вида сближается к установлению активного разреза воздуховодов, какие с целью доступа необходимого числа воздуха выражают противодействие, надлежащее вычисленному напряжению.

Для самого длительного тракта сети устанавливают издержки напряжения в каналах воздуховода как сумму издержкой напряжения в абсолютно всех его местах. В каждом из них издержки давления формируются с потерь на трение (RI) и издержек в местах противодействия (Z):

• где R — удельная потеря напряжения по длине участка от трения, Па/м;
• l — длина участка, м.

Площадь живого сечения воздуховодов, м2:

• где L — расход воздуха, м3/ч;
• v — скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с (равна 0,5… 1,0 м/с).

Задавая скорость движения воздуха по вентиляции, и прочитывают площадь его активного сечения и масштабы. При помощи специализированных номограмм либо табличных расчётов для округлой формы воздуховодов устанавливают издержки напряжения на трение.

Подбор оборудования

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.

Санитарные требования нормативных документов

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.