Как рассчитываются параметры вентиляционных систем

Мечтаете, чтобы в доме был здоровый микроклимат и ни в одной комнате не пахло затхлостью и сыростью? Чтобы дом был по-настоящему комфортным, еще на стадии проектирования необходимо провести грамотный расчет вентиляции.

Если во время строительства дома упустить этот важный момент, в дальнейшем придется решать целый ряд проблем: от удаления плесени в ванной комнате до нового ремонта и установки системы воздуховодов. Согласитесь, не слишком приятно видеть на кухне на подоконнике или в углах детской комнаты рассадники черной плесени, да и заново погружаться в ремонтные работы.

В представленной нами статье собраны полезные материалы по расчету систем вентилирования, справочные таблицы. Приведены формулы, наглядные иллюстрации и реальный пример для помещений различного назначения и определенной площади, продемонстрированный в видеосюжете.

Причины проблем с вентиляцией

При правильных расчетах и грамотном монтаже вентилирование дома осуществляется в подходящем режиме. Это означает, что воздух в жилых помещениях будет свежий, с нормальной влажностью и без неприятных запахов.

Если же наблюдается обратная картина, например, постоянная духота, плесневый грибок в ванной комнате или другие негативные явления, то нужно проверить состояние вентиляционной системы.

Галерея изображенийРасчет и проектирование вентиляции выполняется на стадии проектирования строительства или перепланировки. Система нужна для обеспечения нормального микроклимата в помещенияхВо время проектирования и выполнения расчетов вентиляционной системы подбирается оптимальное сечение воздуховодов и мощность оборудованияВ вентиляционных системах с механическим побуждением воздуха за его движение отвечают вентиляторы. В приточных вентиляторы поставляют воздух в помещения, в вытяжных — отводят егоЕсли вентиляционная система сооружается параллельно системе кондиционирования или воздушного отопления, объем поставляемого ими воздуха должен быть учтен в расчетахКухонную вытяжку нельзя подключать к вентиляционному каналу. Это отдельные системы, каждая из которых решает собственные задачиТак как эксплуатационные условия разных по назначению помещений отличаются, то расчеты для них производятся отдельноВентиляционную систему разрабатывают не только для помещений, но и для отдельных конструкций здания. К примеру, вентиляцию подкровельного пространства устраивают для отвода конденсата из-под кровельного покрытияВ обязательном порядке вентиляционной системой оборудуют подвальные помещения и цоколь. Вентиляция продлит сроки службы заглубленных и контактирующих с грунтом конструкций, как следствие, увеличатся сроки эксплуатации постройкиВентиляция частного дома в стиле лофтВентканал в перекрытии каркасного домаКомпоненты приточной и вытяжной системыВентиляция в паре с кондиционированиемВентиляционная решетка и вывод вытяжкиВытяжной вентилятор в ванной комнатеВентиляция подкровельного пространстваПриточная труба для подвала

Немало проблем доставляет отсутствие характерных для окон и дверей тончайших зазоров, спровоцированное установкой герметичных пластиковых конструкций. В таком случае в дом поступает слишком мало свежего воздуха, нужно позаботиться о его притоке.

Засоры и разгерметизация воздуховодов могут стать причиной серьезных проблем с удалением отработанного воздуха, который насыщен неприятными запахами, а также избыточными водяными парами.

В результате в служебных помещениях могут появиться колонии грибка, что плохо отражается на здоровье людей и может спровоцировать ряд серьезных заболеваний.

Запотевшие окна, плесень и грибок в ванной комнате, духота – все это явные признаки того, что жилые помещения вентилируются неправильно

Но бывает и так, что элементы вентиляционной системы работают прекрасно, однако описанные выше проблемы остаются нерешенными. Возможно, расчеты вентиляционной системы для конкретного дома или квартиры были проведены неправильно.

Негативно может отразиться на вентилировании помещений их переделка, перепланировка, появление пристроек, установка уже упомянутых ранее пластиковых окон и т.п. При таких существенных изменениях не помещает повторно произвести расчеты и модернизировать имеющуюся вентиляционную систему в соответствии с новыми данными.

Один из простых способов обнаружить проблемы с вентилированием – проверка наличия тяги. К решетке вытяжного отверстия нужно поднести зажженную спичку или лист тонкой бумаги. Не стоит использовать для такой проверки открытый огонь, если в помещении используется газовое нагревательное оборудование.

Слишком герметичные внутренние двери могут препятствовать нормальной циркуляции воздуха по дому, рещить проблему помогут специальные решетки или отверстия

Если пламя или бумага уверенно отклоняется в сторону вытяжки, тяга имеется, если же этого не происходит или отклонение слабое, нерегулярное, проблема с отведением отработанного воздуха становится очевидной. Причиной могут быть засоры или повреждение воздуховода в результате неумелого ремонта.

Не всегда есть возможность устранить поломку, решением проблемы часто становится монтаж дополнительных средств вытяжного вентилирования. Перед их установкой также не помешает провести необходимые расчеты.

Определить наличие или отсутствие нормальной тяги в вытяжной вентиляционной системе дома можно с помощью пламени или листа тонкой бумаги

Как рассчитать воздухообмен?

Все расчеты по системам вентилирования сводятся к тому, чтобы определить объемы воздуха в помещении. В качестве такого помещения может рассматриваться как отдельная комната, так и совокупность комнат в конкретном доме или квартире.

На основании этих данных, а также сведений из нормативных документов рассчитывают основные параметры вентиляционной системы, такие как количество и сечение воздуховодов, мощность вентиляторов и т.п.

Существуют специализированные расчетные методики, позволяющие просчитать не только обновление воздушных масс в помещении, но и удаление тепловой энергии, изменение влажности, выведение загрязнений и т.п. Подобные расчеты выполняются обычно для зданий промышленного, социального или какого-либо специализированного назначения.

Если есть необходимость или желание выполнить настолько подробные расчеты, лучше всего обратиться к инженеру, изучившему подобные методики.

Для самостоятельных расчетов по жилым помещениям используют следующие варианты:

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

Все эти методики относительно просты, уяснив их суть, даже неспециалист может просчитать основные параметры своей вентиляционной системы. Проще всего воспользоваться расчетами по площади. 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.

Вентиляционная система в жилых зданиях устраивается таким образом, чтобы воздух поступал через спальню и гостиную, а удалялся из кухни и санузла

Расчет по санитарно-гигиеническим нормативам тоже относительно несложен. 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 количестве 60 кубических метров в час. Если в помещении регулярно присутствуют временные посетители, то на каждого такого человека нужно прибавить еще по 20 кубических метров в час.

Несколько сложнее производится расчет по кратности воздухообмена. При его выполнении учитывается назначение каждой отдельной комнаты и нормативы по кратности воздухообмена для каждой из них.

Кратностью воздухообмена называют коэффициент, отражающий количество полной замены отработанного воздуха в помещении в течение одного часа. Соответствующие сведения содержатся в специальной нормативной таблице (СНиП 2.08.01-89* Жилые здания, прил. 4).

С помощью этой таблицы выполняют расчет вентиляции дома по кратностям. Соответствующие коэффициенты отражают кратность воздухообмена за единицу времени в зависимости от назначения помещения

Рассчитать количество воздуха, которое должно быть обновлено в течение часа, можно по формуле:

L=N*V,

Где:

• N – кратность воздухообмена за час, взятая из таблицы;
• V – объём помещения, куб.м.

Объем каждого помещения вычислить очень просто, для этого нужно умножить площадь комнаты на ее высоту. Затем для каждого помещения рассчитывают объем воздухообмена в час по приведенной выше формуле.

Показатель L для каждой комнаты суммируется, итоговое значение позволяет составить представление о том, сколько именно свежего воздуха должно поступать в помещение за единицу времени.

Разумеется, через вытяжные каналы должно удаляться точно такое же количество отработанного воздуха. В одной и той же комнате не устанавливают и приточную, и вытяжную вентиляцию. Обычно приток воздуха осуществляется через “чистые” помещения: спальню, детскую, гостиную, кабинет и т.п.

Вытяжную вентиляцию в ванной комнате или санузле устанавливают в верхней части стены, встроенный вентилятор работает в автоматическом режиме

Удаляют же воздух из комнат служебного назначения: санузла, ванной, кухни и т.п. Это разумно, поскольку неприятные запахи, характерные для этих помещений, не распространяются по жилищу, а сразу же выводятся наружу, что делает проживание в доме более комфортным.

Поэтому при расчетах берут норматив только для приточной или только для вытяжной вентиляции, как это отражено в нормативной таблице.

Если воздух не нужно подавать в конкретное помещение или удалять из него, в соответствующей графе стоит прочерк. Для некоторых помещений указано минимальное значение кратности воздухообмена. Если расчетная величина оказалась ниже минимальной, следует использовать для расчетов табличную величину.

Если проблемы с вентиляцией обнаружились уже после того, как ремонт в доме был проведен, можно установить приточные и вытяжные клапаны в стене

Разумеется, в доме могут найтись помещения, назначение которых в таблице не отображено. В таких случаях используют нормативы, принятые для жилых помещений, т.е. 3 куб.м на каждый квадратный метр комнаты. Нужно просто умножить площадь комнаты на 3, полученное значение принять за нормативную кратность воздухообмена.

Все значения кратности воздухообмена L следует округлить в сторону увеличения, чтобы они были кратными пяти. Теперь нужно посчитать сумму кратности воздухообмена L для помещений, через которые осуществляется приток воздуха. Отдельно суммируют кратность воздухообмена L тех комнат, из которых производится отведение отработанного воздуха.

Если результат вычислений не отвечает санитарным требованиям, производится установка приточного клапана,бризера или вытяжки через стену, модернизируется существующая система или выполняется ее чистка.

Холодный наружный воздух может отрицательно сказаться на качестве отопления в доме, для таких ситуаций используют вентиляционные устройства с рекуператором

Затем следует сравнить эти два показателя. Если L по притоку оказался выше, чем L по вытяжке, то нужно увеличить показатели для тех комнат, по которым при расчетах использовались минимальные значения.

Примеры расчетов объема воздухообмена

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 гипотетическом доме имеются следующие помещения:

• 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.

Учитывая, что высота потолка во всех помещениях составляет три метра, вычисляем соответствующие объемы воздуха:

• 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 приведенную выше таблицу, нужно произвести расчёты вентиляции помещения с учетом кратности воздухообмена, увеличив каждый показатель до значения, 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.

Сведения о нормативах для коридора в таблице отсутствуют, поэтому в расчете данные по этому небольшому помещению не учтены. Для гостиной выполнен расчет по площади с учетом норматива три куб. метра на каждый метр площади.

Правильно организованная система вентиляции обеспечит достаточный воздухообмен в гостиной. При проектировании обязательно следует учитывать требования и нормы СНиПов

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

Объем воздухообмена по притоку:

• 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;

Всего: 295 куб.мч.

Объем воздухообмена по вытяжке:

• 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.

Всего: 165 куб.м/ч.

Теперь следует сравнить полученные суммы. Очевидно, что необходимый приток превышает вытяжку на 130 куб.м/ч (295 куб.м/ч-165 куб.м/ч).

Чтобы устранить эту разницу, нужно увеличить объемы воздухообмена по вытяжке, например, увеличив показатели по кухне. На практике это проводится, например, заменой воздуховодов на каналы бóльшего сечения.

Правила расчета площади воздушных каналов для замены или модернизации системы вентилирования приведены здесь. Советуем ознакомиться с полезным материалом.

После правок результаты расчета будут выглядеть следующим образом:

Объем воздухообмена по притоку:

• 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;

Всего: 295 куб.мч.

Объем воздухообмена по вытяжке:

• Кухня – 60 куб.м. — 220 куб.м/ч;
• Санузел – 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
• Ванная – 12 куб.м. — не менее 25 куб.м/ч.

Всего: 295 куб.м/ч.

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

Расчет вентиляционной системы для кухни также чрезвычайно важен. Особенно, если там используется газовое оборудование для приготовления пищи

Расчет воздухообмена в соответствии с санитарными нормами выполнить значительно проще. Допустим, что в доме, рассмотренном выше, постоянно проживают два человека и еще двое пребывают в помещении нерегулярно.

Расчет выполняется отдельно для каждого помещения в соответствии с нормой 60 куб.мчел для постоянных жильцов и 20 куб.мчас для временных посетителей:

• Спальня – 2 чел*60 = 120 куб.мчас;
• Кабинет – 1 чел.*60 = 60 куб.мчас;
• Гостиная 2 чел*60 + 2 чел*20 = 160 куб.мчас;
• Детская 1 чел.*60 = 60 куб.мчас.

Всегопо притоку — 400 куб.мчас.

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

Достаточный объем воздуха, своевременно поступающий в ванную комнату, и также своевременная эвакуация отработанного позволяет предотвратить образование затхлого воздуха и появление плесневелых грибов

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

• Кухня – 60 куб.м. — 300 куб.м/ч;
• Санузел – 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
• Ванная – 12 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч.

Всего по вытяжке: 400 куб.м/ч.

Увеличен воздухообмен для кухни и ванной комнаты. Недостаточный объем по вытяжке можно разделить между всеми помещениями, в которых установлена вытяжная вентиляция. Или увеличить этот показатель только для одного помещения, как это было сделано при расчете по кратностям.

В соответствии с санитарными нормами воздухообмен рассчитывают подобным образом. Допустим, площадь дома составляет 130 кв.м. Тогда воздухообмен по притоку должен составлять 130 кв.м*3 куб.мчас = 390 куб.мчас.

Остается распределить этот объем на помещения по вытяжке, например, таким образом:

• Кухня – 60 куб.м. — 290 куб.м/ч;
• Санузел – 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
• Ванная – 12 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч.

Всего по вытяжке: 390 куб.м/ч.

Баланс воздухообмена — один из основных показателей при проектировании вентиляционных систем. Дальнейшие расчеты выполняются на основе этих сведений.

Как подобрать сечение воздуховода?

Система вентилирования, как известно, может быть канальной или бесканальной. В первом случае нужно правильно подобрать сечение каналов. Если принято решение устанавливать конструкции с прямоугольным сечением, то соотношение его длины и ширины должно приближаться к 3:1.

Длина и ширина сечения канальных воздуховодов с прямоугольной конфигурацией должны соотноситься как три к одному, чтобы уменьшить количество шума

Стандартная скорость перемещения воздушных масс по основному вентканалу должна составлять около пяти метров в секунду, а на ответвлениях — до трех метров в секунду. Это обеспечит работу системы с минимальным количеством шума. Скорость движения воздуха во многом зависит от площади сечения воздуховода.

Чтобы подобрать размеры конструкции, можно использовать специальные расчетные таблицы. В такой таблице нужно выбрать слева объем воздухообмена, например, 400 куб.мч, а сверху выбрать значение скорости — пять метров в секунду.

Затем нужно найти пересечение горизонтальной линии по воздухообмену с вертикальной линией по скорости.

С помощью этой диаграммы вычисляют сечение воздуховодов для канальной вентиляционной системы. Скорость движения в магистральном канале не должна превышать 5 м/сек

От этого места пересечения проводят линию вниз до кривой, по которой можно определить подходящее сечение. Для прямоугольного воздуховода это будет значение площади, а для круглого – диаметр в миллиметрах. Сначала делают расчеты для магистрального воздуховода, а затем – для ответвлений.

Таким образом расчеты делают, если в доме планируется только один вытяжной канал. Если же предполагается установить несколько вытяжных каналов, то общий объем воздуховода по вытяжке нужно разделить на количество каналов, а затем провести расчеты по изложенному принципу.

Эта таблица позволяет подобрать сечение воздуховода для канальной вентиляции с учетом объемов и скорости перемещения воздушных масс

Кроме того, существуют специализированные калькуляционные программы, с помощью которых можно выполнить подобные расчеты. Для квартир и жилых домов такие программы могут быть даже удобнее, поскольку дают более точный результат.

На нормальный воздухообмен оказывает влияние такое явление как обратная тяга, со спецификой которой и способами борьбы с ней ознакомит рекомендуемая нами статья.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик #1. Полезные сведения по принципам работы системы вентилирования:

Ролик #2. Вместе с отработанным воздухом жилище покидает и тепло. Здесь наглядно продемонстрированы расчеты тепловых потерь, связанных с работой системы вентиляции:

Правильный расчет вентиляции — основа ее благополучного функционирования и залог благоприятного микроклимата в доме или квартире. Знание основных параметров, на которых базируются такие вычисления, позволит не только правильно спроектировать систему вентилирования во время строительства, но и откорректировать ее состояние, если обстоятельства изменятся.

Хотите поделиться собственным опытом в расчете и сооружении вентиляции? Возникли вопросы в ходе ознакомления с информацией? Нашли недоработки в тексте? Пишите, пожалуйста, комментарии в блоке, находящимся под текстом статьи.

Правильное устройство вентиляции в доме значительно улучшает качество жизни человека. При неправильном расчете приточно – вытяжной вентиляции возникает куча проблем – у человека со здоровьем, у постройки с разрушением.

Перед началом строительства обязательно и необходимо произвести расчёты и, соответственно, применить их в проекте.

ФИЗИЧЕСКИЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ РАСЧЁТОВ

По способу работы, в настоящее время, вентиляционные схемы делятся на:

1. Вытяжные. Для удаления использованного воздуха.
2. Приточные. Для впуска чистого воздуха.
3. Рекуперационные. Приточно-вытяжные. Удаляют использованный и впускают чистый.

1. Устройства для подогрева или охлаждения подаваемого воздуха.
2. Фильтры для очистки запахов и примесей.
3. Приборы для увлажнения и распределения воздуха по помещениям.

1. Расход воздуха в куб.м./час.
2. Давление в воздушных каналах в атмосферах.
3. Мощность подогревателя в квт-ах.
4. Площадь сечения воздушных каналов в кв.см.

Расчет вытяжной вентиляции пример

Перед началом расчёта вытяжной вентиляции необходимо изучить СН и П (Система Норм и Правил) устройства вентиляционных систем. По СН и П количество воздуха необходимого для одного человека зависит от его активности.

Маленькая активность – 20 куб.м./час. Средняя – 40 кб.м./ч. Высокая – 60 кб.м./ч. Далее учитываем количество человек и объём помещения.

Кроме этого необходимо знать кратность – полный обмен воздуха в течение часа. Для спальни она равна единице, для бытовых комнат – 2, для кухонь, санузлов и подсобных помещений – 3.

Для примера – расчёт вытяжной вентиляции комнаты 20 кв.м.

Допустим, в доме живут два человека, тогда:

V(объём) комнаты равен: SхН, где Н – высота комнаты (стандартная 2,5 метра).

V = S х Н = 20 х 2,5 = 50 куб.м.

Далее V х 2 (кратность) = 100 кб.м./ч. По другому – 40 кб.м./ч. (средняя активность) х 2 (человека) = 80 куб.м./час. Выбираем большее значение – 100 кб.м./ч.

В таком же порядке рассчитываем производительность вытяжной вентиляции всего дома.

Расчет вытяжной вентиляции производственных помещений

При расчёте вытяжной вентиляции производственного помещения кратность равна 3.

Пример: гараж 6 х 4 х 2,5 = 60 куб.м. Работают 2 человека.

Высокая активность – 60 куб.м./час х 2 = 120 кб.м./ч.

V – 60 куб.м. х 3 (кратность) = 180 кб.м./ч.

Выбираем большее – 180 куб.м./час.

Как правило, унифицированные вентиляционные системы, для простоты установки разделяются на:

• 100 – 500 куб.м./час. – квартирные.
• 1000 – 2000 куб.м./час. – для домов и усадеб.
• 1000 – 10000 куб.м./час. – для заводских и промышленных объектов.

Расчет приточно вытяжной вентиляции

ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ

В условиях климата средней полосы, воздух, поступающий в помещение необходимо подогревать. Для этого устанавливают приточную вентиляцию с обогревом входящего воздуха.

Нагрев теплоносителя осуществляется различными путями – электро калорифером, впуск воздушных масс около батарейного или печного отопления. Согласно СН и П температура входящего воздуха должна быть не менее 18 гр. цельсия.

Соответственно мощность воздухонагревателя рассчитывается в зависимости от самой низкой ( в данном регионе) уличной температуры. Формула для расчета максимальной температуры нагрева помещения воздухонагревателем:

N /V х 2,98 где 2,98 – константа.

Пример: расход воздуха – 180 куб.м./час. (гараж). N = 2 КВт.

Далее 2000 вт./ 180 кб.м./ч. х 2,98 = 33 град.ц.

Таким образом, гараж можно нагреть до 18 град. При уличной температуре минус 15 град.

ДАВЛЕНИЕ И СЕЧЕНИЕ

На давление и, соответственно, скорость передвижения воздушных масс влияет площадь сечения каналов, а также их конфигурация, мощность электро вентилятора и количество переходов.

При расчёте диаметра каналов эмпирически принимают следующие величины:

• 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.

При этом добиваются скорости потока 2,4 – 4,2 м/сек.

О РАСХОДЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Расход электроэнергии напрямую зависит от длительности времени работы электронагревателя, а время – функция от температуры окружающего воздуха. Обыкновенно, воздух необходимо подогревать в холодное время года, иногда летом в прохладные ночи. Для расчёта используется формула:

S = (T1 х L х d х c х 16 + Т2 х L х c х n х 8) х N/1000

В этой формуле:

S – количество электроэнергии.

Т1 – максимальная дневная температура.

Т2 – минимальная ночная температура.

L – производительность куб.м./час.

с – объёмная теплоёмкость воздуха – 0, 336 вт х час/ кб.м./ град.ц. Параметр зависит от давления, влажности и температуры воздуха.

d – цена электроэнергии днём.

n – цена электроэнергии ночью.

N – количество дней в месяце.

Таким образом, если придерживаться санитарных норм, стоимость вентиляции существенно повышается, зато комфортность проживающих улучшается. Поэтому при устройстве вентиляционной системы целесообразно найти компромисс между ценой и качеством.

Вентиляция служит для поддержания достаточного количества свежего чистого воздуха вВ помещении иВ для удаления отработанного загрязненного воздуха изВ помещения. Кроме того, вентиляция обеспечивает движение воздуха вВ помещении, что способствует устранению лишней влаги, сырости, застойного воздуха иВ накопившихся запахов. Для того, чтобы подобрать все необходимые комплектующие, требуется произвести расчёт системы вентиляции.

Расчёт приточной вентиляции

Расчёт приточной вентиляции выполняется для каждого изВ помещений вВ отдельности. Алгоритм расчёта зависит отВ назначения помещения. Так, для офисных помещений, фойе иВ переговорных будут применены различные зависимости.

ВВ первую очередь, выполняя расчёт приточной вентиляции, следует обратиться кВ нормативным документамВ — сводам правил (СП) для рассматриваемого типа объекта:

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

ВВ сводах правил приведены таблицы кратностей воздухообмена для различных помещений. Например, согласноВ п.В 7.31В СП 118.13330.2012 кратность воздухообмена вВ магазине должна быть неВ менее 1. Напомним, что кратность воздухообмена показывает, сколько раз воздух вВ помещении должен смениться заВ один час. Следовательно, чтобы провести расчёт приточной вентиляции нужно определить объём помещения магазина.

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

Для других типов объектов вВ нормах может быть указана неВ кратность воздухообмена, аВ расход воздуха, приходящийся наВ одного человека. Так, согласно таблице 7.3В СП 118.13330.2012В в зрительных залах кинотеатров расход воздуха наВ одного зрителя должен быть неВ менее 20В м³/ч. ВВ этом случае расчёт приточной вентиляции будет заключаться вВ подсчёте числа зрителей иВ умножении полученного значения наВ 20В м³/ч. Для зрительного зала вместимостью 300 человек получим: 300·20 = 6000 м³/ч.

Расчёт вытяжной вентиляции

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

Однако при расчёте вытяжной вентиляции есть одна особенность. ВВ «чистых» помещениях (офисы, кабинеты, переговорные, жилые комнаты иВ другие помещения сВ постоянным пребыванием человека) рекомендуется, чтобы расход вытяжного воздуха был наВ <nobr>10-30 %</nobr> меньше расхода приточного воздуха. Это делается для того, чтобы «лишний» воздух уходил вВ смежные помещенияВ — вВ коридоры иВ технические помещения. Тем самым обеспечивается защита отВ перетекания запахов изВ смежных помещений иВ жилые иВ офисные зоны.

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

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

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции

Расчёт приточно-вытяжной вентиляции сводится кВ расчёту приточной иВ вытяжной систем вентиляции поВ отдельности. Далее, функцию двух систем может выполнять один агрегатВ — приточно-вытяжная установка.

Приточно-вытяжные установки обычно применяют для общеобменных систем вентиляции. Учитывая преобладание притока над вытяжкой, оВ котором говорилось выше, вВ таких установках расход приточного воздуха больше, чем вытяжного. Кроме того, аэродинамическое сопротивление приточной системы всегда выше, чем вытяжной ввиду наличия секций фильтрации, нагрева, аВ иногда иВ 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 отВ вытяжного воздуха приточному. ВВ зимнее время рекуператор способен достаточно сильно прогреть приточный воздух заВ счёт вытяжногоВ и, как следствие, существенно снизить мощность нагревателя.

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

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

Расчёт естественной вентиляции

Суть естественной вентиляцииВ — обеспечение естественного воздухообмена вВ помещении. Приточная естественная вентиляция обычно представляет собой открытые окна. Естественная вытяжная вентиляцияВ — это шахта, которая поднимается наВ определенную высоту. Чем вышеВ — тем сильнее тяга, иВ тем интенсивнее будет работать естественная вентиляция вВ целом.

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

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

Располагаемое гравитационное давление определяется поВ формуле:

О”Р_Г=g·h·(ПЃ_Н-ПЃ_В),

где gВ — ускорение свободного падения (g=9,81 м/с²); hВ — высота шахты (м); ПЃ_НВ — плотность наружного воздуха (принимается для +5°С равной 1,27 кг/м³); ПЃ_ВВ — плотность внутреннего воздуха (принимается для +18°С равной 1,21 кг/м³).

Площадь сечения шахты рассчитывается исходя требуемого расхода иВ скорости воздуха. Скорость воздуха задаётся самостоятельно, рекомендуется принимать неВ более 1,5 м/с, желательноВ — 1 м/с.

S = LВ / (3600·v),

где LВ — расход воздуха (м³/ч), vВ — скорость воздуха (м/с).

ПоВ полученной площади сечения шахты определяется длинаВ А иВ ширинаВ В сечения (так, чтобы A·B ≈S) для прямоугольных шахт или диаметр круглых шахт (D=корень(4·S/p)).

Далее определяется аэродинамическое сопротивление шахты О”Р_Ш, включая сопротивление вытяжной решетки вВ помещении иВ дефлектора наВ улице. Оно должно быть как минимум наВ 10% меньше располагаемого гравитационного давления О”Р_Г:

О”Р_à ≥ 1,1·О”Р_Ш.

Если это условие неВ выполняется, следует принять меньшую скорость движения воздуха вВ шахте (это позволит снизить О”Р_Ш) или увеличить высоту шахты (это позволит увеличить О”Р_Г).

Расчёт воздуховодов вентиляции

Расчёт воздуховодов вентиляции сводится кВ определению сечения воздуховодовВ — сторон прямоугольных воздуховодов или диаметра круглых. Расчёт сечения вентиляции ведётся поВ формуле:

S = LВ / (3600·v),

где LВ — расход воздуха (м³/ч), vВ — скорость воздуха (м/с). Скорость воздуха вВ системах принудительной вентиляции принимается:

• ДоВ 15 м/с вВ системах противодымной вентиляции
• ДоВ 6 м/с вВ магистральных воздуховодах общеобменной вентиляции
• ДоВ 4 м/с вВ ответвлениях отВ магистральных воздуховодов общеобменной вентиляции.

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

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

Далее принимается ближайший больший диаметр воздуховода изВ ряда стандартных диаметров: 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 650, 800, 1000В миллиметров.

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

Пример расчёта вентиляции

ВВ качестве примера рассмотрим небольшой офис компании, включающий ресепшен (2В рабочих места) иВ три кабинета (4, 6В иВ 8В рабочих мест иВ поВ 2В места для посетителей вВ каждом изВ них). Напомним, что наВ каждое постоянное рабочее место требуется 60В м³/ч, наВ каждого посетителяВ — 20В м³/ч. Расход приточного воздуха для такого объекта составит:

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

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

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

Среди прямоугольных воздуховодов можно предложить, например, 400Г—250В ммВ — именно такого типоразмера далее следует подбирать вентилятор, шумоглушители, воздухонагреватель, фильтр иВ другие элементы приточной системы вентиляции.

Кстати, рассчитаем мощность воздухонагревателя для данной системы (нагрев с в€’26°С доВ +18°С):

Q_Н = 0,335·1320·(18-(-26)) = 19,4В кВт.

Заключение

Расчёт вентиляции следует выполнять вВ соответствии сВ требованиями Сводов Правил иВ иных нормативных документов РФ. ВВ ходе расчёта определяется производительность систем, сечение воздуховодов, подбираются все элементы, входящие вВ состав той или иной системы.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир климата»

Главная › Вентиляция › Расчет системы вентиляции

Вентиляцию Вы можете заказать с монтажом «под ключ», позвонив по телефону в Москве: <nobr>+7 (495) 241-17-30</nobr>. Осуществляем проектирование и поставку вентиляции по России.

При проектировании систем вентиляции каждый инженер проводит расчеты согласно вышеупомянутых норм.

Для расчета воздухообмена в жилых помещениях  следует руководствоваться этими нормами. Рассмотрим  самые простые методы нахождения воздухообмена:

• по площади помещения,
• по санитарно-гигиеническим нормам,
• по кратностям

Расчет по площади помещения

Это самый простой расчет. Расчет вентиляции по площади делается на основании того, что для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м3/час свежего воздуха на 1 м2 площади помещения, независимо от количества людей.

Расчет по санитарно-гигиеническим нормам

По санитарным нормам для общественных и административно-бытовых зданий на одного постоянно пребывающего в помещении человека необходимо 60 м3/час свежего воздуха, а на одного временного 20 м3/час.

Рассмотрим на примере:

Предположим, в доме живут 2 человека, проведем расчет по санитарным нормам согласно этим данным. Формула расчета вентиляции, включающая нужное количество воздуха выглядит так:

L=n*V (м3/час) , где

• n – нормируемая кратность воздухообмена, час-1;
• V – объём помещения, м3

Помещение	Lпр, м3/час	Lвыт, м3/час
Кухня	—	≥ 90
Спальня	120	120
Кабинет	80	80
Гостинная	160	160
Коридор	—	—
Санузел	—	≥ 50
Ванная	—	≥ 25
∑	360	525

Составив уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт:360м3>

Расчет по кратностям

Кратность воздухообмена — это величина, значение которой показывает, сколько раз в течение одного часа воздух в помещении полностью заменяется на новый. Она напрямую зависит от конкретного помещения (его объема). То есть, однократный воздухообмен это когда в течение часа в помещение подали свежий и удалили «отработанный» воздух в количестве равном одному объему помещения; 0,5 -кранный воздухообмен – половину объема помещения.

В нормативном документе ДБН В.2.2-15-2005 «Жилые здания» есть таблица с приведенными кратностями по помещениям. Рассмотрим на примере, как производится рассчет по данной методике.

Кратность воздухообмена в помещениях жилых зданий

Помещения	Расчетная температура (зимой),ºС	Требования к воздухообмену
Приток	Вытяжка
20	1-кратный	—
Кухня	18	—
Кухня-столовая	20	1-кратный	90
Ванная	25	—	25
Уборная	20	—	50
Совмещенный санузел	25	—	50
Бассейн	25	По расчету
Помещение для стиральной машины в квартире	18	—	0,5-кратный
18	—	1,5-кратный
16	—	—
18	1-кратный	—
14	—	—
Машинное помещение лифтов	14	—	0,5-кратный
Мусоросборная камера	5	—	1-кратный
Гараж-стоянка	5	—	По расчету
Электрощитовая	5	—	0,5-кратный

Последовательность расчета вентиляции по кратностям следующая:

1. Считаем объем каждого помещения в доме (объем=высота*длина*ширина).
2. Подсчитываем для каждого помещения объем воздуха по формуле: L=n*V (n – нормируемая кратность воздухообмена, час-1; V – объём помещения, м3)

Для этого предварительно выбираем из таблицы «Санитарно-гигиенические нормы. Кратности воздухообмена в помещениях жилых зданий» 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.

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

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.

Если ∑ Lпр > ∑ Lвыт , то для увеличения ∑ Lвыт до значения ∑ Lпр увеличиваем значения воздухообмена для помещений.

Рассчет основных параметров при выборе оборудования

При выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие основные параметры:

• Производительность по воздуху;
• Мощность калорифера;
• Рабочее давление, создаваемое вентилятором;
• Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;
• Допустимый уровень шума.

Ниже приводится упрощенная методика подбора основных элементов системы приточной вентиляции, используемой в бытовых условиях.

Производительность по воздуху

Проектирование системы вентиляции начинается с расчета требуемой производительности по воздуху или «прокачки», измеряемой в кубометрах в час. Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь. Расчет начинается с определения требуемой кратности воздухообмена, которая показывает сколько раз в течение одного часа происходит полная смена воздуха в помещении.

Например, для помещения площадью 50 м2 с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров/час. Требуемая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества находящихся в нем людей, мощности тепловыделяющего оборудования и определяется СНиП (Строительными Нормами и Правилами).

Для определения требуемой производительности необходимо рассчитать два значения воздухообмена: по кратности и по количеству людей, после чего выбрать большее из этих двух значений.

Расчет воздухообмена по кратности:

L = n * S * H, где

• L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;
• n — нормируемая кратность воздухообмена: для жилых помещений n = 1, для офисов n = 2,5;
• S — площадь помещения, м2;
• H — высота помещения, м;

Расчет воздухообмена по количеству людей:

L = N * Lнорм, где

• L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;
• N — количество людей;
• Lнорм — норма расхода воздуха на одного человека:

в состоянии покоя — 20 м3/ч;

«офисная работа»  — 40 м3/ч;

при физической нагрузке — 60 м3/ч.

Рассчитав необходимый воздухообмен, выбираем вентилятор или приточную установку соответствующей производительности. При этом необходимо учитывать, что из-за сопротивления воздухопроводной сети происходит падение производительности вентилятора. Зависимость производительности от полного давления можно найти по вентиляционным характеристикам, которые приводятся в технических характеристиках оборудования. Для справки: участок воздуховода длиной 15 метров с одной вентиляционной решеткой создает падение давления около 100 Па.

Типичные значения производительности систем вентиляции:

• Для квартир — от 100 до 500 м3/ч;
• Для коттеджей — от 1000 до 5000 м3/ч;

Мощность калорифера

Калорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП.

Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоны, например, для Москвы  она равна -26°С (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов). Таким образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, в приточных системах допускается устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной. Но при этом приточная система должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года.

При расчете мощности калорифера необходимо учитывать следующие ограничения:

• Возможность использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В) напряжения питания. При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х фазное подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней, так как рабочий ток в этом случае меньше.
• Максимально допустимый ток потребления. Величину тока (А), потребляемого калорифером, можно вычислить по формуле:

I = P / U, где

• I — максимальный потребляемый ток, А;
• Р — мощность калорифера, Вт;
• U — напряжение питания: (220 В — для однофазного питания; для трехфазной сети расчёт несколько иной).

В случае, если допустимая нагрузка электрической сети меньше чем требуемая, можно установить калорифер меньшей мощности. Температуру, на которую калорифер сможет нагреть приточный воздух, можно рассчитать по формуле:

T = 2,98 * P / L, где

• T — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С;
• Р — мощность калорифера, Вт;
• L — производительность вентиляции, м3/ч.

Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов и загородных домов. Если использовать электрический калорифер с расчетной мощностью не представляется возможным, следует установить калорифер, использующий в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления (водяной или паровой калорифер). В любом случае, если есть возможность, лучше использовать водяные или паровые калориферы. Экономия на обогреве в этом случае получается колоссальная.

Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума

После расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов) и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Далее по этой схеме рассчитывают три взаимосвязанных параметра — рабочее давление, создаваемое вентилятором, скорость потока воздуха и уровень шума.

Требуемое рабочее давление определяется техническими характеристиками вентилятора и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха.

Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором. От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха. Обычно эту скорость ограничивают значением от 2,5 до 4 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума. В тоже время, использовать «тихие» воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве и стоят они дороже. Поэтому, при проектировании вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром воздуховодов.

Для бытовых систем приточно-вытяжной вентиляции обычно используются воздуховоды диаметром 160…250 мм или сечением 400х200мм…600х350мм и распределительные решетки размером 100200 мм — 1000500 мм.

Отправьте заявку и получите КППодберем оборудование, удешевим смету, проверим проект, доставим и смонтируем в срок. Нажимая на кнопку «Отправить заявку», вы принимате пользовательское соглашение. —>

+7 (495) 241-17-30

Пн.-пт.: 09.00 — 19.00

Москва, Строительный пр., д 7А, к. 39, стр 2

info@airclimat.ru

© Copyright 2003 — 2020 Вентиляция и кондиционирование Инвест Строй. Используемые источники:

• https://sovet-ingenera.com/vent/raschety/raschet-ventilyacii.html
• https://vent-vozduh.ru/kak-rasschitat/raschet-vytyazhnoj-ventilyatsii.html
• https://mir-klimata.info/learn/2751/
• https://www.airclimat.ru/raschet-ventilyatsii.htm