Пошаговая методика расчета вентиляции
Проектирование вентиляции жилого, общественного или производственного здания проходит в несколько этапов. Воздухообмен определяется исходя из нормативных данных, используемого оборудования и индивидуальных пожеланий заказчика. Объем проекта зависит от типа здания: одноэтажный жилой дом или квартира рассчитываются быстро, с минимальным количеством формул, а для производственного объекта требуется серьёзная работа. Методика расчета вентиляции строго регламентирована, а исходные данные прописаны в СНиП, ГОСТ и СП.
Содержание
Этапы
Подбор оптимальной по мощности и стоимости системы воздухообмена проходит пошагово. Порядок проектирования очень важен, так как от его соблюдения зависит эффективность работы конечного продукта:
- Определение типа вентсистемы. Проектировщик анализирует исходные данные. Если требуется проветрить небольшое жилое помещение, то выбор падает на приточно-вытяжную систему с естественным побуждением. Этого будет достаточно, когда расход воздуха небольшой, вредных примесей нет. Если требуется рассчитать большой венткомплекс для завода или общественного здания, то предпочтение отдаётся механической вентиляции с функцией подогрева/охлаждения приточки, а если понадобится, то и с расчётом по вредностям.
- Анализ выбросов. Сюда входит: тепловая энергия от осветительных приборов и станков; испарения от станков; выбросы (газы, химикаты, тяжёлые металлы).
- Расчет воздухообмена. Задача систем вентилирования — удаление из помещения избытков тепла, влаги, примесей с равновесной или чуть отличающейся подачей свежего воздуха. Для этого определяется кратность воздухообмена, согласно которой подбирается оборудование.
- Подбор оборудования. Производится по полученным параметрам: требуемый объем воздуха на приточку/вытяжку; температура и влажность внутри помещения; наличие вредных выбросов, подбираются вентустановки или готовые мультикомплексы. Самый важный из параметров — объём воздуха, необходимый для поддержания проектной кратности. Фильтры, калориферы, рекуператоры, кондиционеры и гидравлические насосы идут как дополнительные устройства сети, обеспечивающие качество воздуха.
Расчёт выбросов
Объём воздухообмена и интенсивность работы системы зависят от двух этих параметров:
- Нормы, требования и рекомендации, прописанные в СНиП
41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», а также другой, более узкоспециализированной нормативной документации. - Фактические выбросы. Рассчитываются по специальным формулам для каждого источника, и приведены в таблице:
Используя данные, полученные в результате вычисления вредных выделений, проектировщик продолжает рассчитывать параметры вентиляционной системы.
Вычисление воздухообмена
Специалисты используют две основные схемы:
- По укрупненным показателям. В данной методике не предусматриваются вредные выбросы, такие как тепло и вода. Условно назовем его «Способ № 1».
- Метод с учётом избытков тепла и влаги. Условное название «Способ № 2».
Способ № 1
Единица измерения — м3/ч (кубические метры в час). Применяют две упрощенные формулы:
L=K ×V(м3/ч); L=Z ×n (м3/ч), где
K — кратность воздухообмена. Отношение объёма приточки за одни час, к общему воздуху в помещении, крат в час; V — объём помещения, м3; Z — значение удельного обмена воздуха за единицу верчения, n — количество единиц измерения.
Подбор вентрешёток осуществляется по специальной таблице. При подборе также учитывается средняя скорость прохождение потока воздуха по каналу.
Способ № 2
При расчёте учитывается ассимиляция тепла и влаги. Если в производственном или общественном здании избыток тепла, то используется формула:
где ΣQ — сумма тепловыделений от всех источников, Вт; с — тепловая ёмкость воздуха, 1 кДж/(кг*К); tyx — температура воздуха, направленного на вытяжку,°С; tnp — температура воздуха, направленного на приточку,°С; Температура воздуха, направленного на вытяжку:
где tp.3 — нормативная тем-ра в рабочей зоне,0С; ψ- коэффициент увеличение температуры, зависящий от высоты измерения, равный 0,5-1,5 0С/м; Н — длина плеча от пола до середины вытяжки, м.
Когда технологический процесс предполагает выделение большого объема влаги, то используется другая формула:
где G — объём влаги, кг/ч; dyx и dnp — содержание воды на один килограмм сухого воздуха приточки и вытяжки.
Существует несколько случаев, более подробно описанных в нормативной документации, когда требуемые воздухообмен определяется по кратности:
L=k×V, где
k — кратность смены воздуха в помещении, раз в час; V — объём помещения, м3.
Расчёт сечения
Площадь поперечного сечения воздуховода измеряется в м2. Её можно посчитать по формуле:
где v — скорость воздушных масс внутри канала, м/с.
Различается для основных воздуховодов 6-12 м/с и боковых придатков не более 8 м/с. Квадратура влияет на пропускную способность канала, нагрузку на него, а также уровень шума и способ монтажа.
Расчёт потерь давления
Стенки воздуховода не гладкие, и внутренняя полость не заполнена вакуумом, поэтому часть энергии воздушных масс при движении теряется на преодоления этих сопротивлений. Величина потери рассчитывается по формуле:
где ג — сопротивление трению, определяется, как:
Формулы, приведенные выше, являются правильными для каналов круглого сечения. Если воздуховод квадратный или прямоугольный, то существует формула приведения к эквиваленту диаметра:
где a,b — размеры сторон канала, м.
Мощность напора и двигателя
Напор воздуха от лопастей H должен полностью компенсировать потери давления P, при этом создавая расчётное динамическое Pд на выходе.
H = P + Pд.
Мощность электрического двигателя вентилятора:
Подбор калорифера
Часто отопление интегрируется в систему вентиляции. Для этого используются калориферы, разные виды рекуператоров, а также метод рециркуляции. Выбор устройства осуществляется по двум параметрам:
- Qв — предельный расход тепловой энергии, Вт/ч;
- Fk — определение поверхности нагрева для калорифера.
Расчёт гравитационного давления
Применяется только для естественной системы вентилирования. С его помощью определяется её производительность без механического побуждения.
Подбор оборудования
По полученным данным о воздухообмене, форме и размере сечение воздуховодов и решёток, количестве энергии для обогрева подбирается основное оборудование, а также фитинги, дефлектор, переходники и другие сопутствующие детали. Вентиляторы подбираются с запасом мощности под пиковые периоды работы, воздуховоды с учетом агрессивности среды и объёмов вентилирования, а калориферы и рекуператоры — исходя из тепловых запросов системы.
Ошибки при проектировании
На этапе создания проекта нередко встречаются ошибки и недоработки. Это может быть превышенный шумовой фон, обратная или недостаточная тяга, задувание (верхние этажи многоэтажных жилых домов) и другие проблемы. Часть из них можно решить и после завершения монтажа, с помощью дополнительных установок.
Яркий пример низкоквалифицированного расчета — недостаточная тяга на вытяжке из производственного помещения без особо вредных выбросов. Допустим, вентканал заканчивается круглой шахтой, возвышающейся над крышей на 2 000 — 2 500 мм. Поднимать её выше не всегда возможно и целесообразно, и в подобных случаях используется принцип факельного выброса. В верхней части круглой вентшахты устанавливается наконечник с меньшим диаметром рабочего отверстия. Создаётся искусственное сужение сечения, которое влияет на скорость выброса газа в атмосферу — она многократно увеличивается.
Методика расчёта вентиляции позволяет получить качественную внутреннюю среду, правильно оценив негативные факторы, её ухудшающие. В компании «Мега.ру» работают профессиональные проектировщики инженерных систем любой сложности. Мы оказываем услуги на территории Москвы и соседних областей. Также компания успешно занимается удалённым сотрудничеством. Все способы связи указаны на странице «Контакты», обращайтесь.
