Как проводится расчет системы вентиляции для жилых и промышленных помещений: основные узлы

Для чего нужна вентиляция

Задача вентиляции обеспечивать должный воздухообмен в здании, направленный на создание оптимальных условий для жизнедеятельности человека. В исследованиях ученых указано, что человек проводит в помещениях около 80% своей жизни.

При этом он выдыхает в окружающую среду углекислый газ и выделяет до 100кКал. Кроме того, выделяют тепло, различные излучения и испарения бытовые приборы.

При застое воздуха в комнате перенос энергии, вывод газов и прочих примесей замедляется. Это приводит к снижению функциональности многих систем организма, снижению иммунитета и даже заболеваниям.

Как проводится расчет системы вентиляции для жилых и промышленных помещений: основные узлы

При недостаточной вентиляции в помещениях, подверженных скоплению влажности, начинают развиваться плесневые грибки. Это приводит к появлению затхлого запаха, порче вещей, деревянных и металлических конструкций. Избыточная тяга также не приносит положительного эффекта. В холодное время года повышенная вытяжка воздуха из комнаты повышает затраты на отопление. Кроме того, постоянный сквозняк может привести к простудным заболеваниям.

Чистота воздуха основное условие создания комфортного микроклимата в доме. Благодаря правильно рассчитанной и функционирующей вентсистеме все внутренние загрязнения (испарения, пыль, углекислый газ) своевременно удаляются, а внешние (дым, гарь, промышленные выбросы) не поступают. Во время расчетов выявляют какой тип воздухообмена подойдет, определяют параметры агрегатов для обеспечения эффективности системы.

Параметры микроклимата для расчета

Откуда берутся параметры, на которые надо равняться? В ГОСТе 30494-2011 описаны нормативы, характеризующие качество воздуха. Там прописаны показания для помещений, где люди работают, отдыхают, учатся.

Параметры имеют небольшие расхождения, связанные с временем года и назначением пространства. Так допустимый температурный предел от 17 до 27^оС, влажность от 30 до 60%, скорость воздушного потока от 0,15 до 0,30м/с. Для жилого пространства при расчете воздухообмен определяется удельными нормами. В промышленных зданиях учитывается допустимая концентрация вредных выбросов в рабочем процессе. В любом из них допустимый предел содержания углекислого газа от 400 до 600см³/м³.

Этапы определения необходимых параметров вентиляции

При проектировании вентиляционной системы важно правильно определить надлежащую мощность, что влияет на конечную эффективность всей ее работы. Для этого необходимо пошагово определить и рассчитать:

— Тип вентсистемы. Анализируются площадь помещения, его назначение. Если это небольшое жилое пространство, то достаточно применение приточно-вытяжной системы с естественным типом пробуждения. В случае промышленного комплекса с наличием вредных примесей, рекомендовано применение механического венткомплекса с функциями охлаждения или подогрева потока с дополнительным воздуховодом для местной вытяжной.

— Количество выбросов. К ним относят всевозможные тепловые выделения от электроприборов и станков, возможные испарения, химические соединения.

— Объем воздухообмена. Основной задачей вентиляции является вывод из помещений отработанной воздушной массы с заменой ее равноценной порцией свежего воздуха. Для определения необходимого объема входящего потока стоит определить кратность воздухообмена, а в соответствие с ней оборудование, которое способно ее обеспечить.

— Необходимое оборудование. Учитывая такие параметры как кратность воздухообмена, температура, влажность, возможные выбросы, определяется комплекс необходимых агрегатов (фильтр, калорифер, рекуператор, насос, вентилятор).

Как выполнять расчеты

    Расчет естественной вентиляции жилых помещений

При планировании вентиляции дом или квартиру учитывают как единый объем воздуха, в котором циркуляция происходит через открытые межкомнатные двери. При этом приток наружного воздуха идет через неплотности в окнах или специальные проветривали, а его выведение осуществляется через вытяжные каналы. Рассчитывая необходимый расход воздуха, используют три показателя: объем, санитарные нормы и площадь.

В первом случае расчет по формуле:

L=n*V, где V — объем помещения, n – указанная в СНиП кратность для данного типа пространства.

Во втором критерии объем необходимого воздуха определяют так: норму воздухообмена на 1 человека (это 60 м³/час) умножают на количество человек, постоянно присутствующих в комнате.

В третьем варианте формула:

L=A*k, где А — площадь комнаты, k – стандартная норма на м².

Имейте ввиду: после всех вычислений за основной показатель, по которому проектируют вентсистему, берется самый высокий из получившихся.

Расчет механической вентиляции

Если мощности естественной вентиляции недостаточно, то устанавливают механическую или искусственную. Принцип ее действия заключается в механическом пробуждении путем функционирования дополнительного оборудования: вентиляторы, двигатели, насосы.

Для начала необходимо получить от заказчика техническое задание, где указаны необходимые показатели воздухообмена и условия при которых будет эксплуатироваться здание. Далее инженеры-проектировщики выполняют расчеты пошагово:

— Вычисляется объем воздухообмена в каждом помещении и в рабочих зонах. При этом руководствуются нормами, указанными в  СанПиН. Обычно применяют следующую формулу:

L = n * S * H , где n – кратность воздухообмена (в промышленных зданиях в расчетах используют n=2), S – площадь здания, H – высота.

— Рассчитывают необходимую скорость движения потока, габариты, необходимое количество вентиляторов и местоположения вентканалов.

Для этого применяют следующие формулы:

1) Площадь сечения воздуховода:

S = πr² = π/4*D², где: π —константа (3,14), r — радиус сечения воздуховода; D — диаметр сечения воздуховода.

Эти данные необходимы при  вычислении скорости воздушного потока:

V = L/3600*S, где: L — расход воздуха, S  — площадь сечения воздуховодов

— На плане здания указывается схема общеобменной вентиляции. Если необходимо применение более сложной системы, то ее разбивают по участкам и в чертеже указывают все необходимые показатели для монтажа.

Монтаж вентиляционных систем

Этот фронт работ необходимо доверить специализированным компаниям, у которых есть на это лицензия. От качества установки зависит эффективность работы. В каждой вентиляционной системе с механическим пробуждением присутствуют следующие элементы и агрегаты:

— Вентилятор – осевой или центробежный, встраиваемый или отдельный. Их мощность и размеры подбираются в зависимости от потребностей здания.

— Воздуховод – круглый, квадратный или прямоугольный канал, который может быть выполнен из металла или пластика. Его сечение также рассчитывается на основании показателей воздухообмена.

— Регулирующие устройства – могут быть с автоматическим или ручным управлением. На предприятиях чаще устанавливают автоматические.

— Фильтр – устройство, которое может быть представлено тремя степенями защиты от твердых частиц, а также дополнительно улавливать химические примеси. Для каждой системы подбирается свой тип и количество фильтров.

— Шумогаситель – его действие направлено на снижение вибрации, которая возникает в вентиляционных каналах во время функционирования основных элементов (двигатель, вентилятор). Может быть установлен как внутри канала, так и на входе из него.

Когда все узлы системы смонтированы, обязательным этапом является проверка. При включенных агрегатах проводят замеры воздухообмена по всей площади помещения и в рабочей зоне. После получения данных о эффективности работы всех агрегатов, государственная комиссия подписывает акт приема. Затем в процессе эксплуатации ведется журнал, где указываются сроки периодической проверки и обслуживания, ответственные лица и подписи об исполнении.