Розрахунок вентиляції приміщення відповідно до вибраного виду системи
Сприятливий мікроклімат у приміщенні – важлива умова життєдіяльності людини. Його в сукупності визначають температура, вологість та рухливість повітря. Відхилення параметрів негативно позначаються на здоров'ї та самопочутті, викликають перегрів чи переохолодження тіла. Нестача кисню призводить до гіпоксії мозку та інших органів.
Розрахунок та нормативи
Розрахунок вентиляції приміщення проводять під час проектування об'єкта згідно з СНиП 13330.2012, 41-01-2003, 2.08.01-89. Але виникають випадки, коли її робота є неефективною. Якщо перевірка тяги паперовими смужками або полум'ям запальнички не виявила порушення прохідності вентканалів, витяжна вентиляція не справляється зі своїми функціями через неправильно підібраний перетин.
Для чого потрібна вентиляція
Завдання вентиляції - забезпечити необхідний повітрообмін у приміщенні, створити оптимальні чи прийнятні умови для тривалого перебування людини.
Дослідження встановили, що 80% часу люди проводять у приміщеннях. За одну годину в спокійному стані людина виділяє у навколишнє середовище 100 ккал. Тепловіддача відбувається конвекцією, випромінюванням та випаровуванням. При недостатньо рухомому повітрі перенесення енергії з поверхні шкіри у простір сповільнюється. В результаті страждають багато функцій організму, виникає ряд захворювань.
Відсутність чи недостатня вентиляція, особливо у приміщеннях із підвищеною вологістю, призводить до застійних явищ. Вони супроводжуються навалою важковивідних пліснявих грибків, неприємними запахами та постійною вогкістю. Волога несприятливо відбивається на будівельних конструкціях, призводить до гниття дерев'яних та корозії металевих елементів.
При надмірній тязі збільшується вихід повітряних мас в атмосферу, що взимку призводить до втрати великої кількості тепла. Зростають витрати на опалення будинку.
Якість та чистота повітря – основний фактор, який визначає ефективність вентиляції. Випари, що забруднюють від будівельних матеріалів, меблів, пил і вуглекислий газ повинні своєчасно видалятися з приміщення.
Існує зворотна ситуація, коли повітря в будинку чи квартирі набагато чистіше, ніж на вулиці. Вихлопні гази на жвавій трасі, дим або кіптява, отруйні забруднення промислових підприємств здатні отруїти атмосферу всередині приміщень. Наприклад, у центрі великого міста вміст чадного газу в 4-6 разів, діоксиду азоту в 3-40 разів, сірчистого газу в 2-10 разів вищий, ніж у сільській місцевості.
Розрахунок вентиляції роблять, щоб визначити вид системи повітрообміну, її параметри, при яких поєднуватиметься енергоефективність житла та сприятливий мікроклімат у приміщеннях.
Параметри мікроклімату для розрахунку
Нормативи згідно з ГОСТ 30494-2011 визначають оптимальні та допустимі параметри якості повітря відповідно до призначення приміщень. Вони класифікуються стандартами на першу та другу категорію. Це місця, де люди відпочивають у положенні лежачи чи сидячи, займаються навчанням, розумовою працею.
Залежно від періоду року та призначення приміщення встановлені оптимальна та допустима температура 17-27°С, відносна вологість 30-60% та швидкість повітря 0,15-0,30 м/с.
У житлових приміщеннях при розрахунку вентиляції визначають необхідний повітрообмін із застосуванням питомих норм, у виробничих – за допустимою концентрацією забруднюючих речовин. При цьому кількість вуглекислого газу в повітрі не повинна перевищувати 400-600 см/м3.
Види вентиляційних систем за способом створення тяги
Рух повітряних мас виникає внаслідок різниці тиску між шарами повітря. Чим більше градієнт, тим сильніша сила, що спонукає. Для її створення застосовують природну, примусову або комбіновану систему вентиляції, де використовуються припливні, витяжні або рециркуляційні способи видалення повітря. У промислових та громадських будівлях передбачені аварійна та протидимна вентиляції.
Природне вентилювання
Природна вентиляція приміщень відбувається відповідно до фізичних законів – за рахунок різниці температур та тисків між зовнішнім та внутрішнім повітрям. Ще за часів Римської імперії інженери встановлювали у будинках знаті подібності шахт, які служили для провітрювання.
У комплекс природної вентиляції входять зовнішні та внутрішні отвори, фрамуги, кватирки, стінові та віконні клапани, витяжні шахти, вентканали, дефлектори.
Якість вентилювання залежить від обсягу повітряних мас, що проходять, і траєкторії їх руху. Найсприятливішим є варіант, коли вікна та двері розташовані в протилежних кінцях кімнати. У цьому випадку при циркуляції повітря відбувається його повноцінна заміна по всьому приміщенню.
Витяжні канали розміщують у приміщеннях з найбільшим рівнем забруднення, неприємних запахів та вологості – кухнях, санвузлах. Повітря надходить з інших кімнат і видавлює відпрацьований на вулицю.
Щоб витяжка працювала в потрібному режимі, її верх повинен бути вище даху будинку на 0,5-1 м. Це створює необхідну різницю тиску для переміщення повітря.
Природна вентиляція безшумна, не споживає електроенергії, не потребує великих вкладень на пристрій. Повітряні маси, що проникають ззовні, не набувають додаткових властивостей – не підігріваються, не очищаються та не зволожуються.
Рециркуляція повітря обмежується межами однієї квартири. Із сусідніх приміщень підсмоктування не повинно бути.
Примусова вентиляція
Примусова вентиляція стала використовуватися із середини 19 століття. Спочатку великі вентилятори застосовували на копальнях, у трюмах кораблів, сушильних цехах. З появою електричних двигунів у провітрюванні приміщень сталася революція. З'явилися регульовані прилади як для промислових, але й побутових потреб.
Тепер зовнішньому повітрі при проходженні через систему примусового вентилювання повідомляють додаткові цінні якості – його очищають, зволожують чи осушують, іонізують, підігрівають чи охолоджують.
Вентилятори та ежектори переміщують великі обсяги повітряних мас на значних площах. У систему входять електродвигуни, пиловловлювачі, нагрівачі, шумоглушники, прилади контролю та автоматики. Їх вбудовують у повітроводні канали.
Корисне відео
Розрахунок природної вентиляції житлових приміщень
Розрахунок полягає у визначенні витрати припливного повітря L у холодний та теплий період року. Знаючи цю величину, можна підібрати площу перерізу повітроводів.
Будинок чи квартиру розглядають як єдиний повітряний об'єм, де циркуляція газів відбувається через відчинені двері або підрізане на 2 см від підлоги полотно.
Приплив відбувається крізь негерметичні вікна, зовнішні огорожі та шляхом провітрювання, видалення – через витяжні вентилятори.
Обсяг знаходять за трьома методиками - кратністю, санітарними нормами та площею. З отриманих значень вибирають найбільше. Перед тим, як розрахувати вентиляцію, визначають призначення та характеристики всіх приміщень.
Основна формула для першого розрахунку:
L=nхV, м³/год, де
- V - обсяг кімнати (твір висоти на площу),
- n - кратність, що визначається за СНиП 2.08.01-89 залежно від розрахункової температури у приміщенні у зимовий період.
За другою методикою обсяг розраховують виходячи з питомої норми на людину, що регламентується СНіП 41-01-2003. Враховують кількість людей, що постійно проживають, наявність газової плити та санвузла. По таб.М1 витрата 60 м ³ / чол на годину.
Третій спосіб – за площею.
L=Axk, де
- А - площа приміщення, м²,
- k - нормативні витрати на м².
Розрахунок системи вентиляції: приклад
Трикімнатний будинок загальною площею 80 м ². Висота приміщень 2,7 м. Проживає троє людей.
- Вітальня 25 м²,
- спальня 15 м²,
- спальня 17 м²,
- санвузол - 1,4² м²,
- ванна - 2,6 м²,
- кухня 14 м² з чотирикомфорною плитою,
- коридор 5 м ².
Потрібно розрахувати повітряний баланс.
Окремо знаходять витрату по припливу і витяжці, щоб обсяг вхідного повітря дорівнював видаленому.
Приплив:
- вітальня L=25х3=75м³/год, кратність по СНиП.
- спальні L=32х1=32 м³/год.
Загальна витрата на приплив:
L заг=Lгост.+Lспал.=75+32=107 м³/год.
Витяжка:
- санузел L= 50 м³/час (таб.СНиП 41-01-2003),
- ванна L= 25 м³/час.
- кухня L=90 м³/час.
Коридор припливом не нормується.
По витяжці:
L=Lкухня+Lванна+L ванна=90+50+25=165 м³/год.
Припливна витрата менша за витяжку. Для подальших розрахунків приймається найбільша величина L = 165 м / год.
За санітарними нормами розрахунок проводять виходячи із кількості мешканців. Питома витрата однієї людини становить 60 м³.
L заг.=60x3=180м/год.
З урахуванням тимчасових відвідувачів, для яких встановлена витрата повітря 20м/год, можна прийняти L=200 м³/год.
За площею витрату визначають з урахуванням нормативної швидкості повітрообміну 3м²/годину на 1 м² житлового приміщення.
L=57х3=171 м³/год.
За результатами розрахунків витрата за санітарними нормами 200 м³/год, кратності 165 м³/год, за площею 171 м³/год. Хоча всі варіанти правильні, при першому для мешканців умови будуть комфортнішими.
Підсумок
Знаючи повітряний баланс житлового будинку, підбирають розмір перерізу повітроводів. Найчастіше використовують прямокутні канали із співвідношенням сторін 3:1 або круглі.
Для зручного розрахунку перерізу можна скористатися онлайн калькулятором або діаграмою, де враховуються швидкість та витрата повітря.
При вентиляції з природним спонуканням швидкість в магістральних і повітроводах, що відгалужуються, приймають рівною 1 м/год. У примусовій системі 5 та 3 м/год відповідно.
При необхідному повітрообміні 200 м/год достатньо здійснити природну систему вентиляції. При великих обсягах повітря, що переміщається застосовують змішану рециркуляцію. У каналах монтують розраховані продуктивності прилади, які забезпечать необхідні параметри мікроклімату.
