Расчеты в проектировании вентиляции для жилых и промышленных зданий

Вентиляция жилых, общественных и производственных объектов составляет важную часть их инженерной начинки. Её работа влияет на основные показатели микроклимата внутренних помещений, таких, как температура, влажность, кратность воздухообмена, предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК). Проект включает в себя инженерные расчёты вентиляции. Выполнить полный комплекс мероприятий, от сбора исходных данных до подбора вентиляционного оборудования, могут только профессиональные проектировщики, способные к всесторонней оценке каждого объекта исследования.

Общие сведения

Вентиляция помещений

Суть вентилирования – замена отработанного воздуха на свежий с сохранением Суть вентилирования – замена отработанного воздуха на свежий с сохранением нормативной температуры и влажности. Есть несколько методик расчёта, ориентированных на удаление тепловых излишков, осушение или фильтрацию, а также разбавку загрязнённых воздушных масс до норм ПДК, указанных в требованиях СНиП и ГОСТ.

Инженерная часть проекта основывается на нормативных данных СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» и других справочниках. Подбор нормативной базы зависит от вида здания, типа вентсистемы, технического задания и корректировки заказчика. Например, для цеха по пошиву одежды вентиляция проектируется исходя из тепловыделений оборудования, которое выбирает заказчик. Задача проектировщика состоит в том, чтобы вписать мощности в систему воздухообмена без потери качества микроклимата.

Основные различия в расчётах вызваны типом объекта:

  • Жилой одноэтажный дом. Применяется приточно-вытяжная система с естественным побуждением и простые кондиционеры.
  • Многоквартирный жилой дом. Аналогично с добавлением механической приточки, а также противопожарной вентиляции.
  • Общественное здание. Сложная приточно-вытяжная система вентилирования с механическим побуждением. Для охлаждения используются полноценные климатические установки, чиллеры, канальные кондиционеры. Также предусматривается противопожарная система дымоудаления эвакуационных коридоров, лестничных клеток и шахт лифтов. Подробнее о вентсистемах общественных зданий можно прочитать в статьях «Особенности проектирования воздухообменных систем для офисных зданий» и «Системы вентилирования торговых центров и небольших магазинов».
  • Промышленные здания. Мощная механическая вентиляция на приточку/вытяжку. Обогрев воздуха осуществляется за счёт: калориферов и рекуперации; вариации с системой фильтров на вход/выход; наличия форкамер для предварительной обработки и местных систем вентилирования; вытяжки от вакуумных насосов для химической, металлургической и электротехнической промышленности.

Расчет вентиляции жилых зданий

Диффузоры

В частных коттеджах монтируется естественная вентиляция. Согласно нормам, необходимый воздухообмен должен составлять 3 м3/ч на один квадратный метр площади. Количество людей при расчетах не учитывается. Воздух забирается через решётки (диффузоры), установленные в верхней части стен; венткороба проходят в полости стен или под подвесным потолком; шахта поднимается над крышей не менее, чем на 2 000 мм. Все это требуется для побуждения движения. Вентшахта закрывается оголовком, защищающим от попадания внутрь воды и мусора.

Для многоэтажных домов выполняется расчёт канальной вентиляции с естественным побуждением. Это система вертикальных каналов, которые забирают отработанный воздух из кухни, ванной комнаты, туалета.

Давление принуждения в канальной вентиляции вычисляется по формуле:

Ре = (ρвн – ρн)×h×g, где

ρвн – плотность воздуха внутри, кг/м3;
ρн - плотность воздуха снаружи, кг/м3;
h – расстояние от вытяжки до приточки по вертикали, м;
g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с2.у»

Об особенностях систем вентиляции в многоэтажных жилых домах мы писали в статье «Способы устройства вентсистем многоквартирных жилых домов».

Расчёт промвентиляции

Промышленная вентиляции рассчитывается на подержание требуемой кратности воздухообмена, ассимиляцию тепла, влаги и вредных примесей. На первом этапе составляется техническое задание, оно содержит описание объекта и производственного процесса; тип используемого оборудования, число посетителей за сутки или работников за смену. Также оно включает планировку здания, с описание каждого помещения.

Климатические показатели

Определяются по нормативной документации. Входят: средняя температура снаружи в зимний и летний период; влажность; температура внутри помещения. Они влияют на выбор систем обогрева и кондиционирования. Например, для теплых регионов не предусматривается установка калориферов, достаточно рекуперации, и воздушными завесами оборудуются не все входные тамбур-шлюзы. На выбор оказывает влияние температура в зимний и переходный период.

Кратность воздухообмена

Интенсивность работы приточно-вытяжной вентсистемы определяется по кратности. Она отличается для разных типов помещения: если в комнате отдыха достаточно 2-3 раза за час от общеобменной вентиляции, то для многих типов лабораторий, где работают с токсичными и опасными реагентами, закладывается более, чем 20-ти кратный обмен. Многоступенчатая фильтрация приточки и вытяжки, точечные отсосы над рабочими местами.

Распределение воздушных масс

Подбор места установки приточных вентиляторов с точки зрения максимальной интенсивности подачи. Воздух подаётся в виде струй, они бывают плоские, конические, веерные. От геометрии зависит эффективность продувание того или иного участка. Существует регламент по допустимой скорости и температуре. Например, температура струи при канальном способе кондиционирования, всегда ниже, чем у окружающего воздуха. Это приводит к искажению траектории струи, что надо учитывать при составлении проекта.

Расчёт воздуховодов

Сечение воздуховодов

Важный этап проектирования. По воздуховодам осуществляется доставка свежего и забор старого воздуха. От выбора формы и размера сечения зависит уровень шума и скорость движение внутри канала. Основа подбора воздуховода – аэродинамический расчёт. Он позволяет подобрать воздуховод и его фасонные части, под конкретные задачи и оборудование. Важен уровень шума. Воздух не просто протекает, а ударяется о внутренние стенки, создавая завихрения, провоцируя неприятные звуки.

Кроме подбора формы и размера сечения в методику входит вычисление количества воздухораспределительных решёток и диффузоров, подбор вытяжных зонтов.

Формула количества диффузоров:

N = L / ( 2820×V×d×d ), где

L — расход воздуха, м3/час;
V — скорость, м/сек;
d — диаметр решётки, м.

Площадь вентрешеток побирается исходя из таблиц с нормативными значениями. Но не менее 1,5-2 размеров сечения воздуховода.

Таблица подбора сечения диффузора (решётки)

Расчёт фильтров

Они подбираются по стандарту EN779 ассоциации Евровент. Согласно градации есть четыре типа:

  1. Грубая очистка. Обозначаются G1-G
  2. Глубокая очистка F5-F9.
  3. Улучшенная очистка H10-H14.
  4. Сверхэффективная очистка U15-U

Формула расчёта требуемой поверхности фильтрации:

Объём обрабатываемого воздуха равен приточки. Правила расчёта приведены в статье «Как рассчитываются параметры вентиляционных систем».

Подбор калорифера и вентилятора

Промвентиляция обязательно должна включать в себя отопление, т.е., воздух должен не только заменяться, но и нагреваться за счёт калориферов. Это водяные или электрические установки, через которые проходит приточка. Чтобы добиться нормативной температуры на выходе из воздуховода, надо соотнести мощность калорифера с объём перекачиваемого материала и дальность подачи. В любом случае она не должна быть выше +440С.

Надо помнить, что минимальная температура для большей части производственных помещений равна +180С.

В более «продвинутых» системах вентиляции применяются утилизаторы теплоты, т.е. рекуператоры. Принцип работы состоит в отдаче энергии отработанного воздуха на приточку. Подбор мощности осуществляется исходя из параметров внутреннего микроклимата. Часто подобные установки работают вместе с калориферами. Обслуживание комбинированных систем сложнее, чем простых, но зато и производительность намного выше.

Подробности проектирования систем вентиляции на промышленных предприятиях расписаны в статье «Сложнокомпонентная вентсистема для промышленных объектов».

Подбор вентилятора, его мощности и размера осуществляется по показателям воздухообмена. Более подробно этапы вычислений приведены в статье «Как рассчитываются параметры вентиляционных систем».

Расчёт вентиляции местных вытяжек

На некоторых производствах есть проблема точечного удаления вредных выбросов и тепла от станков или рабочих мест, которая решается установкой местных вытяжек. Это не общеобменная вентиляция, а отдельная ветка.

В первую очередь вычисляются размеры заборного устройства:

A(B) = a(b) + 0.8×z – формула вытяжки квадратного сечения, где

A(B) – длина/ширина заборного зонта, см;
a(b) – длина/ширина области локального загрязнения, см;
z – расстояние от источника загрязнения до вытяжки, см.
D = d + 0.8z – формула вытяжки круглого сечения, где
D – диаметр зонта, см;
d – диаметр зоны загрязнения, см.

Локальный воздухообмен определяется по формуле:

L = 3600×Vз х Sз, где

Vз – скорость движения воздуха внутри локального канала;
Sз - площадь сечения заборного зонта.

Обслуживание

Вентиляция промышленного или общественного объекта состоит из десятков модулей и километров воздуховодов. Ей требуется постоянное сервисное обслуживание, в которое входит контроль над состоянием автоматических систем управления и датчиков, санация воздуховодов и вентиляторов, периодические замеры качества приточки и вытяжки. В большинстве случае договор на сервисное обслуживание заключается с монтажной организацией. Это удобно обеим сторонам: одни получают дополнительную выгоду от «присмотра» за своей системой, вторые - скидки и надежного сервисного оператора. Расчёт финансовых затрат на обслуживание закладывается в годовой бюджет организации.

Инженерные расчёты вентиляции позволяют точно определить набор оборудования, схемы расположения, мощность, производительность. Нет разницы между многоэтажным жилым домом и заводским цехом: кратность воздухообмена, температура и влажность - вот основа проекта вентиляции.

Пример проекта вентиляции

Компания «Мега.ру» давно работает на рынке Москвы и области, в соседних регионах. Наши специалисты выполняют проекты вентиляции любой сложности. По вопросам сотрудничества обращаться по телефонам, указанным на странице «Контакты».

 

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: