Расчет систем вентиляции. Как рассчитать объем воздуха для вентиляции.

Определив расход ветрового воздуха, возможно выбрать подходящие диффузоры из предложенного ассортимента, принимая во внимание их размеры и уровень шумности (поперечная площадь диффузора обычно составляет 1,5-2 раза больше той, что у воздуховода). К примеру, давайте рассмотрим характеристику популярных решеток Arctos, таких как AMN, ADN, AMR, ADR:

Как произвести расчет вентиляции: формулы и пример расчета приточно-вытяжной системы

Стремитесь ли вы к созданию здорового микроклимата в вашем доме, где не было бы затхлости или запаха плесени? Для достижения комфорта в вашем доме крайне важно еще на стадии проектирования осуществить грамотный расчет вентиляции.

Игнорируя этот ключевой этап в процессе строительства вашего жилища, вы рискуете столкнуться с множеством проблем — от удаления плесени в ванной и неэффективного ремонта до необходимости установки воздуховодов. Согласитесь, не очень приятно обнаруживать черную плесень на кухонном подоконнике или в углах детской комнаты, при этом спеша с ремонтом.

В этой статье мы собрали полезные сведения о расчетах вентиляционных систем, а также справочные таблицы. В дополнение к тексту, в видео представлены формулы, наглядные иллюстрации и практический пример для помещений различных предназначений и конкретной площади.

Причины возникновения проблем с вентиляцией

Если все расчеты выполнены верно, а монтаж проведен в соответствии с требованиями, то ваш дом будет должным образом вентилироваться. Это значит, что воздух в помещениях будет оставаться свежим, с нормальным уровнем влажности и без нежелательных запахов.

Но если ситуация иная, например, вы наблюдаете постоянные засоры, появление плесени в ванной или аналогичные негативные проявления, то это повод проверить состояние вентиляционной системы.

Планирование и проектирование вентиляционной системы необходимо выполнять еще на этапе строительства или реконструкции. Система играет критическую роль в обеспечении хорошего микроклимата в помещениях.

В ходе проектирования и расчетов системы вентиляции определяются оптимальные размеры воздуховодов и необходимая производительность оборудования.

В системах механической вентиляции за перемещение воздуха отвечают вентиляторы. В приточных системах они обеспечивают подачу воздуха в помещения, тогда как в системах вытяжной вентиляции происходит удаление воздуха.

Если вы устанавливаете систему вентиляции параллельно с системой кондиционирования или системой воздушного отопления, обязательно учтите объем воздуха, который они подают в помещения.

Важно, чтобы система вытяжной вентиляции на кухне была независимой от общей вентиляционной сети. Эти системы должны функционировать отдельно, так как каждая из них выполняет свои специфические задачи.

С учетом различий в эксплуатационных условиях каждого отдельного помещения, расчеты следует производить индивидуально для каждого из них.

Система вентиляции должна обеспечивать не только качество воздухообмена в помещениях, но и в определенных конструкциях здания. Так, например, необходимо вентилировать пространства под крышей, чтобы избежать образования конденсата под кровельным покрытием.

Необходимо предусмотреть вентиляцию для подвальных и цокольных этажей. Наличие полноценной вентиляционной системы увеличивает срок службы элементов, находящихся в контакте с влажной средой, а значит, и продлевает общий срок службы здания.

Применение герметичных пластиковых конструкций, которые не имеют тонких швов, может привести к снижению притока свежего воздуха в дом, и необходимо принять меры для обеспечения его подач.

Засоры и утечки в вентиляционных отверстиях могут стать причиной серьезных проблем с удалением отработанных газов, которые насыщены неприятными запахами и избыточным влажным паром.

Как результат, в офисах или жилых помещениях могут образовываться грибковые колонии, что наносит вред здоровью и может спровоцировать различные заболевания.

Запотевшие окна, плесень в ванной, душная атмосфера — все это красноречивые доказательства того, что жилое помещение не вентилируется надлежащим образом.

Однако иногда система вентиляции может функционировать без очевидных сбоев, но описанные выше проблемы продолжают проявляться. Это может указывать на ошибки в расчетах вентиляции для конкретной квартиры или дома.

Изменения в планировке, переоборудование, добавление новых построек или установка пластиковых окон также влияют на эффективность работы вентиляционной системы. В случаях, когда происходят подобные изменения,лишнее время не помешает пересчитать первоначальные параметры существующей вентиляционной системы и адаптировать ее под новые условия.

Узнать о проблемах с вентиляцией можно достаточно просто — проверьте наличие сквозняков. Зажженная спичка или тонкий кусочек бумаги, помещенные перед выходной решеткой, могут дать явный ответ. Однако не используйте открытый огонь в помещениях, оснащенных газовым отоплением.

Как рассчитать воздухообмен?

Все расчеты вентиляционной системы сводятся к определению объема воздуха в помещениях. Помещение может быть как отдельной комнатой, так и группой комнат в одном доме или квартире.

Исходя из собранной информации и данных из нормативных документов, рассчитываются ключевые параметры вентиляционной системы, такие как количество и размеры воздуховодов, мощность вентилятора и так далее.

Существуют специальные методы расчета, которые позволяют оценить не только скорость обновления воздуха, но также удаление тепловых потоков, управление влажностью и удаление загрязняющих веществ. Такие расчеты, как правило, выполняются для промышленных зданий, социальных и специализированных объектов.

Если вы хотите произвести такие глубокие расчеты, целесообразно обратиться к инженеру, обладающему соответствующей экспертизой.

Для самостоятельного расчета параметров жилых зданий применяются следующие методы:

• расчеты по кратности;
• по санитарно-гигиеническим нормам;
• по площади.

Все перечисленные методы являются относительно простыми, и, убедившись в их понимании, даже непрофессионал сможет рассчитать базовые параметры своей системы вентиляции. Среди этих методов самым простым является расчет на основе площади. Основное правило заключается в том, что в каждую комнату должно поступать три кубических метра свежего воздуха на каждый квадратный метр площади за один час.

Количество постоянных жителей в доме при этом не учитывается.

Проектирование системы вентиляции в жилых домах включает в себя обеспечение поступления воздуха из спальни и гостиной, в то время как вытяжка осуществляется из кухни и ванной комнаты.

Расчеты по водоотведению также не слишком сложны. В этом случае для осуществления расчетов важно учитывать не площадь, а количество постоянных и временных жителей. На одного постоянного жильца требуется обеспечить 60 кубических метров свежего воздуха в час. Для временно пребывающих людей необходимо добавлять дополнительные 20 кубических метров в час на каждого человека.

Метод расчета кратности воздухообмена несколько сложнее. Здесь учитываются специальные назначения каждого помещения и существующие нормы вентиляции.

Кратность воздухообмена — это коэффициент, который показывает, как часто приточный воздух полностью заменяет воздух в комнате за один час. Соответствующую информацию можно найти в специальной таблице правил (СНиП 2.08.01-89* Жилые здания, приложение 4).

Эта таблица помогает в расчете скорости вентиляции в квартире или доме. Необходимые коэффициенты отображают кратность воздухообмена в единицу времени, исходя из назначения помещения.

Общая величина обновляемого воздуха за один час может быть рассчитана по следующей формуле:

L = N * V ,

• N — кратность воздухообмена за час, взятая из таблицы;
• V – объем помещения в кубических метрах.

Производительность по воздуху

L — это требуемый расход приточного воздуха в м³/ч,
нормальный расход воздуха на одного человека составляет:

• в состоянии покоя (снa) — 30 м³/ч;
• типовое значение (по СНиП) — 60 м³/ч;

Также, на 1 — 2 для жилых комнат, 2 — 3 для офисов, производительность определяется следующими значениями:

• Для отдельных комнат и квартир — от 100 до 500 м³/ч;
• Для коттеджей — от 500 до 2000 м³/ч;
• Для офисов — от 1000 до 10000 м³/ч.

Расчет воздухораспределительной сети

После того как вы определили необходимый объем воздушных потоков, можете приступать к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фитингов (переходников, сепараторов, отводов) и элементов, распределяющих воздух (решеток или диффузоров). Проектирование воздухораспределительной сети начинается с проектировки воздуховодов. Она организуется таким образом, чтобы вентиляционная система, обладая минимальными общей длиной сети, могла обеспечить нужное количество воздуха во всех обслуживаемых помещениях.

Расчет размеров воздуховодов

Для расчета сечения (площади поперечного сечения) воздуховодов необходимы данные о объеме воздуха, проходящего через воздуховод за единицу времени, и максимально допустимой скорости воздуха в нем. При увеличении скорости воздуха габариты воздуховода уменьшаются, но одновременно увеличивается уровень шумности и сопротивление системы. На практике скорость воздуха в воздуховодах жилых помещений обычно ограничена 3-4 м/с, так как более высокая скорость может сильно увеличивать шум в воздуховодах и коллекторах.

Следует учитывать также, что использование «бесшумных» воздуховодов с большими поперечными сечениями часто представляет сложности в установке, особенно в ограниченном пространстве потолка. В качестве решения данной проблемы возможно применение прямоугольных диффузоров, позволяющих уменьшить высоту кровельного пространства, так как их площадь поперечного сечения соответствует круглым диффузорам (например, круглый диффузор диаметром 160 мм имеет такую же величину поперечного сечения, как и прямоугольный диффузор размером 200×100 мм). Но при этом круглые диффузоры легче и быстрее устанавливать.

Таким образом, расчетная площадь поперечного сечения воздуховода может быть определена по следующей формуле:

S = L / (2,778 * V),

где L — объем воздуха в м³/ч, V – скорость воздуха в м/с. 2,778 — это коэффициент, который позволяет согласовать разные измерения, например, метры и сантиметры, часы и секунды. Итоговый ответ дается в квадратных сантиметрах, поскольку работать с этими единицами удобнее.

Фактическая площадь поперечного сечения трубопровода определяется по следующей формуле:

S = A × B / 100,

где S — фактическая площадь поперечного сечения проводника, см², A и B — ширина и высота прямоугольного воздуховода, мм.

В таблице ниже представлены данные о расходе воздуха для круглых и прямоугольных воздуховодов с различной скоростью потока воздуха.

Параметры воздуховода			Расход воздуха (м³/ч) при скорости воздушного потока:
Диаметр круглого воздуховода	Диаметр прямоугольного воздуховода (в эквиваленте круглого)	Площадь поперечного сечения воздуховода	2 м/с	3 м/с	4 м/с	5 м/с	6 м/с
80×90 мм	72 см²	52	78	104	130	156
Ø 100 мм	63×125 мм	79 см²	57	85	113	142	170
63×140 мм	88 см²	63	95	127	159	190
Ø 110 мм	90×100 мм	90 см²	65	97	130	162	194
80×140 мм	112 см²	81	121	161	202	242
Ø 125 мм	100×125 мм	125 см²	90	135	180	225	270
100×140 мм	140 см²	101	151	202	252	302
Ø 140 мм	125×125 мм	156 см²	112	169	225	281	337
90×200 мм	180 см²	130	194	259	324	389
Ø 160 мм	100×200 мм	200 см²	144	216	288	360	432
90×250 мм	225 см²	162	243	324	405	486
Ø 180 мм	160×160 мм	256 см²	184	276	369	461	553
90×315 мм	283 см²	204	306	408	510	612
Ø 200 мм	100×315 мм	315 см²	227	340	454	567	680
100×355 мм	355 см²	256	383	511	639	767
Ø 225 мм	160×250 мм	400 см²	288	432	576	720	864
125×355 мм	443 см²	319	479	639	799	958
Ø 250 мм	125×400 мм	500 см²	360	540	720	900	1080
200×315 мм	630 см²	454	680	907	1134	1361
Ø 300 мм	200×355 мм	710 см²	511	767	1022	1278	1533
160×450 мм	720 см²	518	778	1037	1296	1555
Ø 315 мм	250×315 мм	787 см²	567	850	1134	1417	1701
250×355 мм	887 см²	639	958	1278	1597	1917
Ø 350 мм	200×500 мм	1000 см²	720	1080	1440	1800	2160
250×450 мм	1125 см²	810	1215	1620	2025	2430
Ø 400 мм	250×500 мм	1250 см²	900	1350	1800	2250	2700

Выбор приточной установки

Для выбора системы приточной вентиляции нам нужны значения трех важнейших параметров: общая эффективность вентиляции, эффективность отопления и сопротивление воздушной сети. Мощность и эффективность канального нагревателя уже подлежит расчету. Сопротивление системы можно определить с использованием калькулятора; если вы рассчитываете вручную, установите значение по умолчанию (см. Расчет сопротивления сети).

Для подбора подходящей модели необходимо выбирать вентиляционные агрегаты, максимальная мощность которых превышает расчетное значение. Пользуясь кривой вентиляции, можно легко определить требуемую производительность системы для указанного сопротивления сети. Если значение немного превосходит необходимую производительность вентилируемой системы, то такая модель будет подходящей.

Например, давайте проверим, подходит ли вентиляционная установка, представленная на рисунке, для дома с площадью 200 м².

При этом расчетная производительность составляет 450 м³/ч, а сопротивление сети мы предполагаем на уровне 120 Па. Чтобы узнать фактическую мощность, проведите горизонтальную линию на уровне 120 Па и далее вертикально вниз от пересечения с диаграммой. Пересечение этой линии с осью, обозначающей «производительность», даст значение примерно 480 м³/ч, что превышает расчетное значение. Таким образом, эта модель является актуальной.

Заметьте, что многие современные вентиляторы обладают мягкой вентиляцией, что позволяет уменьшить влияние возможных ошибок при определении сопротивления сети на фактическую производительность вентиляционной системы. В данном примере, если бы мы допустили ошибку в 50 Па при определении сопротивления сети (т.е. фактическое сопротивление сети оказалось бы 180 Па вместо 120 Па), производительность системы снизилась бы всего на 20 м³/ч до 460 м³/ч, что не оказало бы значительного эффекта на наш выбор.

1. Оставить все как есть, при этом фактическая производительность вентиляции будет превышать расчетное значение, что приведет к избыточным расходам энергии, затрачиваемым на нагрев воздуха в холодное время года.
2. «Задушить» вентустановку с помощью балансировочных решеток, закрывая их до тех пор, пока расход воздуха в каждом помещении не дойдет до расчетного уровня. Это также принесет перерасход энергии (хоть и в меньшей степени, чем в первом случае), так как вентилятор будет работать в условиях избыточной нагрузки, преодолевая повышенное сопротивление сети.
3. Избегать включения максимальной скорости вентилятора. Это поможет в ситуациях, когда вентустановка имеет 5–8 скоростей (или функцию плавного регулирования скорости). Однако большинство бюджетных вентустановок имеет лишь ступенчатое регулирование, что затрудняет точную подстройку под необходимые параметры.
4. Снизить максимальную производительность приточной установки до уровня, требуемого для конкретных условий. Это возможно, если автоматика установок предусматривает настройки для максимальной скорости вращения вентилятора.

Как рассчитать воздухообмен?

Все расчеты вентиляционной системы начинаются с определения объема воздуха в помещениях. Будь то отдельная комната или набор комнат в одном доме или квартире.

На основе полученных данных и информации из действующего законодательства рассчитываются ключевые параметры для вентиляционной системы, включая необходимые размеры и количество воздуховодов, мощность вентилятора и так далее.

Существуют специализированные методы расчета, которые охватывают не только обновление объема воздуха, но и оценки воздействия тепловых потоков, регулирование уровня влажности и удаление загрязняющих веществ. Такие расчеты в большинстве своем предназначены для промышленных, социальных или специфически предназначенных сооружений.

Если вы хотите произвести такие детализированные расчеты, лучше всего обратиться к квалифицированному инженеру, обладающему соответствующими знаниями.

Для самостоятельного регулирования параметров жилых домов предлагаются следующие методы:

• по кратности;
• по санитарно-гигиеническим нормам;
• по площади.

Каждый из этих методов относительно несложен, и, понимая базовые принципы, даже неподготовленный человек сможет рассчитать простые параметры своей вентиляционной системы. Самый доступный метод — подсчет по площади. Основное правило гласит: каждый час в квартиру должен поступать три кубических метра свежего воздуха на квадратный метр ее площади.

При этом число постоянно проживающих в квартире людей не принимается в расчет.

Система вентиляции жилых зданий должна быть спроектирована так, чтобы запахи выходили из кухонь и ванных комнат, а воздух поступал в спальни и гостиные.

Расчет водоотведения также схож по своей простоте. Здесь на расчет влияет не площадь, а численность постоянных и временных жителей.

Для каждого постоянного жильца должно обеспечиваться 60 кубических метров свежего воздуха в час, в случае временных гостей следует добавлять дополнительно 20 кубических метров в час на каждого.

Расчет кратности воздухообмена немного сложнее. Здесь учитываются назначение каждого помещения и нормативы вентиляции для них.

Кратность обмена — это коэффициент, показывающий, как часто приточный воздух полностью заменяет воздух в комнате в течение одного часа. Необходимую информацию можно найти в специальной таблице норм (СНиП 2.08.01-89* Жилые здания, приложение 4).

Эта таблица помогает установить скорость вентиляции в домах. Соответствующие коэффициенты определяют кратность воздухообмена в зависимости от специфики помещения.

Общий объем обновляемого воздуха в час можно высчитать по следующей формуле:

L = N * V ,

• N — кратность воздухообмена за час (данные берутся из таблицы);
• V – величина объема помещения в кубах.

Объем каждого помещения можно определить путем простого умножения площади на высоту потолков. Затем рассчитайте объем воздухообмена в час для каждой комнаты по указанной формуле.

Сложите все L-значения полученных объемов, чтобы понять, сколько свежего воздуха должно поступать в ваше помещение в заданный период.

Примеры расчета объема воздухообмена

Чтобы произвести расчет коэффициента для системы вентиляции, первым делом перечислите все комнаты в вашем доме, укажите их площадь и высоту потолков.

Допустим, у нас есть следующий пример гипотетического дома с такими комнатами:

• Спальня — 27 кв.м.;
• Гостиная — 38 кв.м.;
• Кабинет — 18 кв.м.;
• Детская — 12 кв.м.;
• Кухня — 20 кв.м.;
• Санузел — 3 кв.м.;
• Ванная — 4 кв.м.;
• Коридор — 8 кв.м.

При высоте потолков в три метра, можем рассчитать объем воздуха в каждой из комнат:

• Спальня — 81 куб.м.;
• Гостиная — 114 куб.м.;
• Кабинет — 54 куб.м.;
• Детская — 36 куб.м.;
• Кухня — 60 куб.м.;
• Санузел — 9 куб.м.;
• Ванная — 12 куб.м.;
• Коридор — 24 куб.м.

Теперь, используя вышеуказанную таблицу, рассчитаем нужную вентиляцию для каждого помещения, округляя значения до кратного пяти:

• Спальня — 81 куб.м.*1 = 85 куб.м.;
• Гостиная — 38 кв.м.*3 = 115 куб.м.;
• Кабинет — 54 куб.м.*1 = 55 куб.м.;
• Детская — 36 куб.м.*1 = 40 куб.м.;
• Кухня — 60 куб.м. — не менее 90 куб.м.;
• Санузел — 9 куб.м. — не менее 50 куб.м.;
• Ванная — 12 куб.м. — не менее 25 куб.м.

В таблице отсутствует информация о коридоре, поэтому это относительно небольшое помещение не включается в расчет. Для гостиной используется правило о том, что на квадратный метр площади должно приходиться три кубических метра воздуха.

Правильное проектирование системы вентиляции позволит обеспечить должный воздухообмен в гостиной. При этом при планировке всегда нужно учитывать требования и нормы строительных регламентов.

Теперь необходимо суммировать информацию для помещений с приточными установками и с вытяжными установками отдельно.

Общий объем воздухообмена для приточных систем:

• Спальня — 81 куб.м.*1 = 85 куб.м/ч;
• Гостиная — 38 кв.м.*3 = 115 куб.м/ч;
• Кабинет — 54 куб.м.*1 = 55 куб.м/ч;
• Детская — 36 куб.м.*1 = 40 куб.м/ч;

Итого: 295 кубических метров в час.

Объем воздухообмена для вытяжных систем:

• Кухня — 60 куб.м. — не менее 90 куб.м/ч;
• Санузел — 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
• Ванная — 12 куб.м. — не менее 25 куб.м/ч.

Итого: 165 кубических метров в час.

Теперь сравним полученные данные. Очевидно, что требуемый расход чистого воздуха превышает объем отработанного воздуха на 130 куб.м/час (295 куб. м/час — 165 куб. м/час).

Чтобы сбалансировать разницу, потребуется увеличить объем вытяжного воздуха, что можно сделать, например, путем увеличения мощности вентилятора. На практике это достигается, например, заменой воздуховодов на более широкие каналы.

Дополнительные материалы о расчете площадей воздуховодов для модернизации, замены или обновления системы вентиляции можно найти здесь. Рекомендуется также ознакомиться с дополнительными полезными материалами.

После внесения корректировок результаты будут следующими:

Объем воздухообмена на основе расчетного расхода :

• Спальня — 81 куб.м.*1 = 85 куб.м/ч;
• Гостиная — 38 кв.м.*3 = 115 куб.м/ч;
• Кабинет — 54 куб.м.*1 = 55 куб.м/ч;
• Детская — 36 куб.м.*1 = 40 куб.м/ч;

Итого: 295 кубических метров в час.

Как выбрать сечение воздуховода?

Система вентиляции может быть канальной или бесканальной. В случае использования первых необходимо точно выбирать сечение воздуховода. Если вы применяете конструкции с прямоугольным сечением, желательно, чтобы соотношение длины и ширины было примерно 3:1.

Длина и ширина прямоугольного воздуховода должны соотноситься между собой в пропорции 3 к 1 для минимизации уровня шума.

Оптимальная скорость движения воздушных масс в основном воздуховоде не должна превышать пяти метров в секунду, тогда как во вторичных трубах — трех метров в секунду. Это обеспечивает функционирование системы на минимальных уровнях шумности. Скорость воздуха зависит во многом от площади поперечного сечения самого воздуховода.

Для определения необходимых размеров конструкции можно использовать специализированные расчетные таблицы. В этих таблицах слева выберите объем воздухообмена, например, 400 кубометров в час, а наверху — значения скорости в пять метров в секунду.

Затем на пересечении горизонтальной линии для объема воздуховедения с вертикальной линии для скорости найдете результаты на нужные вам значения. Эти данные необходимы для расчетов сечения воздуховода в системах канальной вентиляции. Важно помнить, что скорость воздуха в главном воздуховоде не должна превышать 5 м/с.

Проведите линию от этого пересечения к кривой, определяющей подходящее сечение. Это значение позволит вам получить площадь для прямоугольных воздуховодов, а для круглых — их диаметр в миллиметрах. Рассчитывайте сначала для главного воздуховода, а затем для его ответвлений.

Этот расчет выполняйте только в том случае, если в здании устанавливается один дымоход. В противном случае при наличии нескольких дымоходов, разделите общий объем на количество дымоходов и производите расчет по этой схеме.

В таблице приведены размеры сечений воздуховодов для вентиляции в зависимости от объема и скорости воздушных потоков.

Кроме того, предусмотрены расчеты в автоматических программах, которые можно использовать для выполнения более точных расчетов. Для квартир и жилых домов эти программы будут значительно упрощать процесс поскольку гарантируют получение более корректных данных.

Роль №2. При вытяжении отработанного воздуха также и тепло удаляется. В этом видеоролике показано, как произвести расчет теплопотерь через систему вентиляции:

Хорошо организованный расчет вентиляции — это основа функционирования идеально работающей вентиляционной системы и главный фактор, гарантирующий хороший микроклимат в вашем доме или квартире. Понимание основных параметров, которые обуславливают эти расчеты, позволяет на этапе строительства не только правильно спроектировать систему вентиляции, но и адаптировать ее в случае изменения условий.

Когда речь идет о вычислении объема вытяжного воздуха для производственного помещения, кратность воздухообмена считается равной 3.

Пример: гараж 6 x 4 x 2,5 = 60 кубических метров. Два человека работают в гараже,

высокая активность — 60 куб.м/ч x 2 = 120 куб.м/ч.

V = 60 куб. м x 3 (кратно) = 180 куб. м/ч.

Выбирать следует большее из двух значений — 180 кубических метров в час.

Как правило, вентиляционные системы делятся на группы для упрощения монтажа:

• 100 – 500 куб.м./час. – для квартир;
• 1000 – 2000 куб.м./час. – для домов и дач;
• 1000 – 10000 куб.м./час. – для промышленных объектов.

ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ

В среднегорном климате воздух, поступающий в помещения, требует подогрева. Для этого необходимо обеспечить нагрев приходящего воздуха перед его подачей.

Теплоноситель может нагреваться разными способами: электрическими нагревателями, подогревом газов у батарей или рециркуляцией с помощью печи. Согласно строительным нормам, температура поступающего воздуха должна быть не менее 18 градусов Цельсия.

Следовательно, мощность нагрева рассчитывается с учетом самой низкой температуры воздуха на улице для региона. Формула для вычисления максимально допустимой температуры в помещении с обогревателем выглядит следующим образом:

N / V x 2,98, где 2,98 — константа.

Пример: Расход воздуха равен 180 кубических метров в час. Для гаража N = 2 кВт.

Следовательно, 2000 ватт / 180 куб. м/час х 2,98 = 33 градуса Цельсия.

Это означает, что гараж может быть нагрет до 18 градусов Цельсия при наружной температуре -15 градусов.

ДАВЛЕНИЕ И СЕЧЕНИЕ

Давление и, соответственно, скорость движущихся газов в воздуховодах зависят от площади поперечного сечения воздуховодов, их конфигурации, мощности вентилятора и числа проходов.

При расчете диаметра воздуховодов, следующие значения определяются эмпирически:

• Для помещений жилого типа – 5,5 кв. см. на 1 кв. м. площади.
• Для гаража и других производственных помещений – 17,5 кв. см. на 1 кв. м.

В таком случае скорость потока может колебаться в пределах от 2,4 до 4,2 м/с.

Расчет по виду вентиляции

Естественная

Правильный расчет естественной вентиляции в доме или квартире учитывает, что движение воздуха формируется благодаря температурным градиентам. Естественная вентиляция делится на канальную и бесканальную. Первые обычно используются в частных домах и многоквартирных зданиях. В зависимости от идейностроителей, воздуховоды могут устанавливаться в шахты, специальные блоки или напрямую в стены.

Что касается принципов расчетов, то для расчета применяется простая формула: вычитайте плотность наружного воздуха из плотности внутреннего воздуха. Умножьте на произведение ускорения под действием силы тяжести и расстояние от края впускного канала до центра выходного отверстия. Как показывает практика, вентиляция различных конструкций через открытые фрамуги дает эффективные результаты. Первый шаг — определение размеров нижних и верхних жалюзи и построение математической модели вентсистемы на базе этих данных.

В средней полосе, выше уровня давления, создается избыточное давление. Это — ключевой фактор для удаления загрязненного воздуха. Чтобы определить, с какой быстротой движется воздух в середине нижней жалюзи, прежде всего умножьте коэффициент расхода на площадь воздуха, проходящего через эти входные отверстия. Затем разделите необходимый расход воздуха на полученное значение.

Механическая

Эти системы вентиляции подразделяются на приточные, вытяжные и установки чистой вентиляции. Приточная используется в ситуациях, когда тепло существует в избытке, а загрязнений недостаточно. Она также довольно полезна, когда необходимо увеличить поток воздуха через местную вентиляцию для улучшения качества воздуха, когда загрязняющие вещества выделяются в одной точке. При расчете организации вентиляции следует выбирать наиболее подходящий множитель. Для разных задач очень важно учесть плотность выделяющихся паров и газов.

Примеры расчетов

Вытяжной

В процессе расчета параметров вентиляционных систем необходимо делать акцент на СНиП. В нем указано, что потребление воздуха для человека, находящегося в состоянии покоя, составляет 20 м³ в час. Для умеренной активности этот показатель увеличивается до 40, а при большей активности достигает 60 м³. Для жилых зон установка кратности составляет 1. Для санитарных узлов применяется коэффициент кратности равный 3, а для кухни — то же самое значение.

Допустим, рассчитаете потребность в вытяжном воздухе для комнаты площадью 20 кв. м, где находятся два человека. Принимая за основу типичную высоту потолка, общая формула дает объем 50 м³. Средняя кратность — 2, что дает итог 100 кубических метров в час. Однако, учитывая что у людей активность средняя, необходимо учитывать потребность в 80 м³. Но, как указывает практика, более высокое значение нужно брать, рассчитывая параметры для каждого помещения отдельно, а затем суммировать.

Нельзя игнорировать и специфику российского климата, без наличия системы воздухонагрева в стеклянных помещениях не обойтись, даже в регионах с высокими температурами. Строительные нормы указывают на то, что в помещениях, в которых периодически находятся люди, температура не должна опускаться ниже 18 градусов. Именно поэтому мощность обогревателя должна устанавливаться с учетом максимального уровня уличного холода. Предположим, что за час расходуется 180 м³ воздуха, а мощность этого устройства составляет 2000 Вт.

Следовательно, деля это число на часовой расход и коэффициент 2,98, получаем 33. Это указывает на то, что допустимый предел морозов для данной конфигурации составляет -15 градусов. Если температура окажется ниже этого значения, вентиляция не будет функционировать корректно. Для дальнейших расчетов потерь и поступлений тепла через вентиляцию используются определенные численные коэффициенты.

Формула L=3,6*Q/ (c*p* (tyx-tnp) применяется последовательно после знака равенства:

• избыток тепла (в ваттах);
• тепловая емкость воздуха, по умолчанию принимается равной 1,005 кДж/ (кг*°С);
• удельная масса воздуха составляет 1,2 кг на 1 куб. м;
• температура воздуха, отводимого из помещений, находящихся за пределами основной зоны;
• температура первоначально поступающего извне воздуха.

При расчетах давления и относительной скорости газов важно учитывать площадь поперечного сечения воздуховодов.

В дополнение проанализируйте следующие значения:

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

Вычисление диаметров каналов и сечений воздуховодов

Определение общего диаметра и внешнего сечения воздуховодов, а также размеров других компонентов дымоходов должно начинаться с выбора их геометрической конфигурации.

Наиболее распространенные формы воздуховодов:

• круглая;
• квадратная;
• прямоугольная;
• овальная.

Обратите внимание: Чем больше воздуховод, тем меньше скорость движения воздуха внутри него. При этом снижается уровень шума, производимый движущимся воздухом. Эти соображения должны учитываться при выборе оптимальных параметров. Большинство людей используют современные программы для расчетов, поскольку без них только небольшой круг опытных проектировщиков может получить необходимые данные. Нет причин бояться использования компьютеров — они основаны на многолетнем опыте, отработанном специализированными проектными организациями.

Тем не менее, в качестве первого приближенного значения, вы можете самостоятельно оценить, какие параметры вам нужны. Фактический диаметр трубы и площадь поперечного сечения устанавливаются путем округления вычисленного значения до ближайшего доступного размера. Наиболее корректные результаты можно получить, обратившись в уполномоченные организации.

Для круглых труб расчет производится следующим образом:

• вычисляется величина поперечника, выраженная в квадратных метрах;
• из этого значения рассчитывается диаметр канала, используя стандартные формулы для определения площади круга;
• для шахт кирпичных и других аналогичных ситуаций подбираются подходящие из доступных значений.

Виды вентиляционных устройств

Движение газов происходит благодаря разнице давлений в разных частях вентиляционной системы. Чем выше значение давления, тем быстрее движение газов. Для помещений, используемых постоянно, применяются следующие системы вентиляции:

• естественная;
• принудительная;
• комбинированная.

В системе вентиляции с естественной аспирацией движение и направление воздушных потоков не вызваны механическими средствами, а обусловлены физическими законами. Легкие и горячие газы в вентиляционных каналах поднимаются вверх и наружу, замещаясь тяжёлыми холодными газами с улицы, просачивающимися через микротрещины, щели, открытые окна или специальные вентиляционные отверстия.

Принудительная вентиляция (механическая) относится к системам, где движение и направление воздушного потока создаются с помощью электрических вентиляторов. Такие системы различаются по назначению:

1. Вытяжная система, работающая исключительно на удаление загрязненного воздуха из помещения;
2. Приточная система, обеспечивающая подачу свежего воздуха в помещение;
3. Система приточно-вытяжной вентиляции, объединяющая обе функции.

Принудительная вентиляция более сложна; помимо воздуховодов, она включает в себя вентиляторы, фильтры, системы подогрева воздуха, звукоизоляцию и системы автоматического управления.

Иногда используется комбинированный метод, который объединяет несколько вентиляционных систем. При этом в обычных условиях воздухообмен происходит естественным образом, а при наличии загрязнений срабатывают принудительные вентиляторы.

Требования к организации воздухообмена

Расчеты вентиляции помещений проводятся на базе признанных норм, таких как СНиП 13330.2012, 41-01-2003, 2.08.01-89. Второй из них описывает правила гигиенической и санитарной вентиляции в жилых зданиях. Для упрощения расчетов можно оперировать объемным расходом за установленный временной период (м³/ч) или по частоте обязательного воздухообмена. Второй показатель демонстрирует кревую частоту общего объема воздуха в определенном замкнутом пространстве за один час.

В зависимости от типа и назначения помещений указанные данные будут различаться, например:

• под комнат для детей, для сна, для приема гостей — обмен 1 раз в час;
• кухня с электроплитами — 60 м³/ч;
• санузлы (душ, туалет, ванная) — 25 м³/ч;
• кухни с газовыми плитами — воздухобмен 1 раз в час (при работе плиты дополнительно требуется 100 м³/ч);
• библиотеки, рабочих кабинетов — кратность полка 0,5 раз в час;
• в подсобных помещениях, прихожих, гардеробных — кратность 0,2 раз в час.

Скорость воздухообмена может быть снижена, когда в помещении нет людей. Нормы воздухообмена в СП 60.13330.2012 зависят от численности людей, которые находились в помещениях более двух часов:

1. Приток воздуха в 30 м³/ч на одного человека должен обеспечиваться в том случае, если на него приходится не менее 20 м² площади квартиры.
2. Объем в 3 м³/ч на 1 м² необходимо предлагать, если на одного жильца приходится менее 20 м² квартиры.
3. Свежий воздух в объеме 60 м³/ч нужно предоставлять на каждого человека при отсутствии систем бытовой вентиляции (форточек, фрамуг, открывающихся окон).

Расчет естественной вентиляции

При расчете параметров вентиляции помещений основной целью является определение необходимых расходов приточного и вытяжного воздуха. Расчеты проводятся как для одного отдельно взятого помещения, так и для целой квартиры, либо дома.

Количество и размеры воздуховодов, высота вентиляционных труб, мощность вентиляторов, параметры фильтров и прочие данные рассчитываются с учетом требований законодательства, типа отопительной системы и характеристик отдельных помещений. Эти расчеты выполняются квалифицированными инженерами.

Собственники квартир или производители могут рассчитать ключевые параметры вентиляционной системы, применяя один из трех предложенных методов:

• по кратности обновления воздуха;
• учитывая санитарно-гигиенические нормы;
• в зависимости от площади помещений.

Методы расчета являются доступными для обычного человека с базовым уровнем образования, однако важно поэтапно освоить арифметические операции.

Вычисление объема расхода воздуха по кратности

При выполнении расчетов необходимо учитывать назначение помещений и кратность воздухообмена. Нужный объем воздуха выражается простой формулой: L = S x h x n, где S — площадь помещения (м²), h — высота от пола до потолка (м), n — скорость вентиляции. Подходящие значения для последнего параметра можно найти в таблице СНиП 2.08.01-89* Жилые здания, в приложении 4. Суммируя результаты для всех комнат, мы получаем общий расход воздуха для одного дома или квартиры.

Это и есть надежда на равновесие воздухообмена, т.е. сколько воздуха должно поступать за определённый период, столько же, либо чуть более, должно выводиться через вытяжные системы. Объем свежего воздуха подсчитывается для гостиных, детских комнат, кабинетов, спален — помещений, где не происходит воздействия меньших загрязнителей. А вот для ванной комнате (душ, туалет) и kitchens устанавливаются вытяжные системы, чтобы исключить распространение запахов и влаги по квартире (дому).

Пример вычисления

В спальне с высотой потолков 2,7 м и площадью 14 м² значение кратности n равно единице. Соответственно, часовой расход составит: L = 14 m² x 2,7 m x 1 = 37,8 м³/ч.

Определение воздухообмена по числу жильцов

Данный расчет применяется в случаях, когда общая площадь на одного человека составляет 20 м² или более от общей площади квартиры или дома. Расчет осуществляется по формуле: L = n x V, где n — количество жильцов; V — необходимый объемный расход на 1 человека в м³.

Пример расчета

Численное значение приточного воздуха берется согласно СП 60.13330.2012 (см. выше). Допустим, в квартире проживают 3 человека. Гостиная может использоваться постоянно всеми жильцами и 4 временными гостями. В этом помещении отсутствуют устройства для вентиляции, такие как форточки или фрамуги. Следовательно, общий требуемый объем приточного воздуха в данной ситуации составит: L = 3 x 60 + 4 x 20 = 260 м³/ч.