Главная Для вентиляции

Пример расчета естественной вентиляции. Расчет системы вентиляции. Последствия плохой вентиляции

Необходимость вентиляции помещений как жилых, так и складских, и производственных не поддается сомнению, не обсуждается и в проекте должна присутствовать с самого начала. Отсутствие правильно рассчитанной вентиляции на чертежах является неоспоримым поводом не принимать работу у проектировщиков. Правильный расчет естественной и вытяжной вентиляции помещения обеспечит не только комфорт людям, которые им пользуются, но и необходимый для поддержания помещения в нормальном состоянии микроклимат, ведь постоянная замена воздушных масс препятствует повышению влажности и, как следствие, возникновению ощущения сырости.

Расчет естественной вентиляции, которая чаще всего используется в домах и квартирах, возможен только в том случае, если система вентиляции реализована канальным способом, то есть в стенах и перекрытиях предусмотрена система воздуховодов, через которые и осуществляется воздухообмен в здании.

Естественная вентиляция помещения может проводиться также бесканальным способом – проветривание и естественная инфильтрация воздуха через дверные и оконные щели и поры стен. В этом случае процесс вентиляции неорганизован и неконтролируем, а расчет системы вентиляции невозможен, так как часть необходимых для него данных постоянно меняется.

Естественная вентиляция дома основана на свойстве воздуха при нагревании подниматься вверх, в результате чего отработанный теплый воздух выводится через вентиляционное отверстие на крыше дома

Важно! Бесканальный способ вентиляции любых помещений сопровождается значительными теплопотерями, считается низкоэффективным, а в некоторых типах помещений вообще не может быть использован.

Необходимые формулы для расчетов

Начинается расчет вентиляции дома обычно с определения воздухообмена или производительности по воздуху, которая измеряется в кубометрах в час. Также под рукой должен находиться план объекта с указанием назначения помещений и их площади. Все расчеты стоит проводить, руководствуясь принятыми государственными нормами и стандартами: СНиП 41-01-2003 или МГСН 3.01.01.

Важно! Специалисты обычно используют в расчетах нормы СНиП 41-01-2003 , так как они жестче, следовательно, полученный результат больше отвечает интересам заказчика.

Бывает, что в некоторых помещениях естественное проветривание по каким-либо причинам ограничено (старое здание или неправильно спланированная система вентиляции), тем не менее, условия для проживающих в них людей нужно создать как можно более комфортные, для чего и устанавливается принудительная вентиляция.

По этой формуле производится расчет производительности вентиляции

За один час воздух в помещении, где находятся люди, должен полностью обновляться минимум один раз. Если такого обновления недостаточно, необходимо подсчитать, сколько же раз нужно проводить замену отработанного воздуха на свежий. Это называется определением воздухообмена по кратности.

Формула для определения воздухообмена по кратности

В результате вычислений получаются два показателя, из которых специалисты рекомендуют выбирать больший, как максимально соответствующий нормам безопасности.

В каких случаях необходима принудительная вентиляция?

Если воздух в помещении затхлый и сырой, а проветривание не решает этой проблемы, скорее всего, речь идет о недостаточной естественной вентиляции. В этом случае рекомендуется произвести расчет вытяжной вентиляции, после чего установить вентилятор оптимальной мощности. Мощность вытяжки на кухне зависит от типа используемой газовой плиты: электроплита или 2-комфорочная газовая не будут негативно воздействовать на микроклимат кухни, если мощность вытяжки составляет 60 куб.м/час, для 4-комфорочной газовой плиты мощность вытяжки должна быть не менее 90 куб.м/час. Если в квартире совмещенный санузел, то мощность вытяжной вентиляции должна быть не менее 50 куб.м/час, а для раздельных ванной комнаты и туалета достаточно 25 куб.м/час.

В таком санузле лучше установить два вытяжных вентилятора меньшей мощности, чем один большей, так как ширма является препятствием на пути воздушных масс

Приточная вентиляция — важное дополнение к вытяжной вентиляции

В том случае, если мощность вытяжной вентиляции слишком велика, в помещении могут возникнуть сквозняки и проблемы с потерей тепла, поэтому необходимо провести расчет приточной вентиляции, которая должна будет компенсировать работу вытяжной. В жилых домах, коттеджах, квартирах приточная вентиляция может обеспечить, в среднем, двукратный воздухообмен, который можно регулировать при помощи окон, дверей и кондиционеров.

Схема приточно-вытяжной вентиляции наглядно показывает оптимальное расположение вентиляционного оборудования и направления потоков воздуха

Оптимальный расчет приточно-вытяжной вентиляции основан на совпадении показателей, то есть на равновесии между поступающим и выводимым воздухом.

Аэродинамический расчет вентиляции

Аэродинамический расчет системы вентиляции проводится для зданий с принудительным воздухообменом, которые состоят из большого количества помещений, и расчет естественной вентиляции помещения показывает, что она не в состоянии обеспечить необходимый воздухообмен для поддержания нормального микроклимата в помещении. Аэродинамический расчет вентиляции применяется при планировании больниц, учебных заведений, офисных зданий, рассчитанных на постоянное присутствие большого количества людей, и доверять выполнение расчетов лучше специалистам, так как правильно построить аксонометрическую проекцию здания и учесть все нюансы человеку без специальных навыков очень тяжело.

Основная задача противодымной вентиляции

Расчет противодымной вентиляции предусматривает создание такой системы воздухообмена, которая в случае опасности сможет заблокировать и ограничить распространение газов, дыма, продуктов горения в помещения, безопасные для людей, а также эвакуационные пути.

Важно! Система противодымной вентиляции эффективна только в начальной стадии пожара, потом она уже не в состоянии обеспечить приток свежего воздуха в необходимых количествах.

Основная задача противодымной вентиляции — не допустить попадания дыма в помещения, основываясь на действии теплового потока

В жилых помещениях устанавливать противодымную вентиляцию обычно нет необходимости, она нужна лишь в тех промышленных зданиях, где технологический процесс предусматривает применение пожароопасных технологий. Система противодымной вентиляции должна обеспечивать приток свежего воздуха, ограничивающий распространение дыма.

Одним из условий создания комфортного микроклимата в жилых и производственных помещениях является наличие инженерной системы, благодаря которой осуществляется циркуляция воздуха. Чтобы обеспечить ее эффективное функционирование, необходимо правильно рассчитать длину и диаметр вентиляционной трубы. Для этого пользуются несколькими методиками, в зависимости от характеристик инженерной системы.

Схема вентиляции частного дома

Последствия плохой вентиляции

При неправильной организации системы притока свежего воздуха в помещениях будет ощущаться нехватка кислорода и повышенная влажность. Ошибки в конструировании вытяжки чреваты появлением копоти на стенах кухни, запотеванием окон и появлением грибка на поверхности стен.

Запотевание окон при недостаточной вытяжке

При этом нужно учитывать, что для монтажа системы вентиляции могут использоваться трубы круглого или квадратного сечения. При удалении воздуха без применения специальных устройств целесообразно устанавливать круглые воздуховоды, так как они прочнее, герметичнее и отличаются хорошими аэродинамическими характеристиками. Квадратные трубы лучше использовать для принудительной вентиляции.

Расчет системы вентиляции

Нормативный объем приточного воздуха

Обычно в жилых зданиях используются системы естественной вентиляции. В этом случае наружный воздух поступает внутрь помещений через фрамуги, форточки и специальные клапаны, а его удаление происходит с помощью вентиляционных каналов. Они могут быть приставными или располагаться во внутренних стенах. Возведение вентиляционных каналов во внешних ограждающих конструкциях не допускается из-за возможного образования конденсата на поверхности и последующего повреждения сооружений. Кроме того, охлаждение может снижать скорость воздухообмена.

Обеспечение естественного притока воздуха с помощью проветривания

Определение параметров вентиляционных труб для жилых зданий осуществляется на основании требований, регламентируемых СНиП, и другими нормативными документами. Кроме того, важен и показатель кратности обмена, который отражает эффективность функционирования вентиляционной системы. Согласно ему объем притока воздуха в помещение зависит от его назначения и составляет:

Для жилых зданий -3 м 3 /час на 1 м 2 площади, независимо от числа людей, пребывающих на территории. По санитарным нормам для временно находящихся достаточно 20 м 3 /час, а для постоянных жителей - 60 м 3 / час.
Для подсобных сооружений (гараж и т.п.) -не менее 180 м 3 /час.

Чтобы рассчитать диаметр , в качестве основы берут систему с естественным притоком воздуха, без установки специальных устройств. Самый простой вариант - воспользоваться соотношением площади помещения и сечения вентиляционного отверстия.

В жилых зданиях на 1 м 2 необходимо 5,4 м 2 сечения воздуховода, а в подсобных - около 17,6 м 2 . Однако менее 15 м 2 его диаметр быть не может, иначе не обеспечивается циркуляция воздуха. Более точные данные получаются при помощи сложных расчетов.

Алгоритм определения диаметра вентиляционной трубы

На основании таблицы, приведенной в СНиП, производится определение параметров вентиляционной трубы на основании кратности воздухообмена. Она представляет собой величину, которая показывает, сколько раз в течение часа происходит замена воздуха в помещении, и зависит от его объема. Прежде чем определить диаметр трубы для вентиляции, выполняют следующее:

Диаграмма для определения диаметра вентиляционной трубы

Особенности определения длины вентиляционных труб

Еще одним важным параметром при проектировании систем вентиляции является длина наружной трубы. Она объединяет все находящиеся в доме каналы, по которым осуществляется циркуляция воздуха, и служит для его вывода наружу.

Расчет по таблице

Высота вентиляционной трубы зависит от ее диаметра и определяется по таблице. В ее ячейках указано сечение воздуховодов, а в столбце слева - ширина труб. Их высота указывается в верхней строке и обозначается в мм.

Подбор высоты трубы вентиляции по таблице

При этом нужно учитывать:

Если вентиляционная труба находится рядом с , то их высота должна совпадать, чтобы избежать проникновения дыма внутрь помещений во время отопительного сезона.
При расположении воздуховода от конька или парапета на расстоянии, которое не превышает 1,5 м, его высота должна быть больше 0,5 м. Если труба находится в пределах от 1,5 до 3 м от конька крыши, то она не может быть ниже его.
Высота вентиляционной трубы над крышей плоской формы не может быть меньше 0,5 м.

Расположение вентиляционных труб относительно конька крыши

При выборе трубы для сооружения вентиляции и определения ее месторасположения необходимо предусмотреть достаточное сопротивление ветру. Она должна выдерживать шторм в 10 баллов, что составляет 40-60 кг на 1 м 2 поверхности.

Использование программного обеспечения

Пример расчета естественной вентиляции с помощью специальных программ

Расчет естественной вентиляции менее трудоемок, если воспользоваться для этого специальной программой. Для этого сначала определяется оптимальный объем притока воздуха, в зависимости от назначения помещения. Затем на основании полученных данных и особенностей проектируемой системы делают расчет вентиляционной трубы. При этом программа позволяет учитывать:

среднюю температуру внутри и снаружи;
геометрическую форму воздуховодов;
шероховатость внутренней поверхности, которая зависит от материала труб;
сопротивление движению воздуха.

Система вентиляции с трубами круглого сечения

В результате получают необходимые размеры вентиляционных труб для сооружения инженерной системы, которая должна обеспечивать циркуляцию воздуха в определенных условиях.

В процессе расчета параметров вентиляционной трубы следует обращать внимание и на локальное сопротивление при циркуляции воздуха. Оно может возникать из-за наличия сеток, решеток, отводов и других особенностей конструкции.

Правильный расчет параметров вентиляционных труб позволит спроектировать и построить эффективную систему, которая даст возможность контролировать уровень влажности в помещениях и обеспечит комфортные условия для проживания.

В статье приведена адаптированная методика расчёта автономной системы приточно-вытяжной вентиляции на примере 3-х комнатной квартиры. Вы узнаете о том, как вычислить пиковые значения пропускной способности и узнаете, как правильно подобрать оборудование исходя из потребностей квартиры.

Как и любая работа, связанная с установкой инженерного оборудования, монтаж вентиляции состоит из нескольких этапов. Рассмотрим их на примере трехкомнатной квартиры.

Анализ помещения и постановка задачи для системы

Проверьте при помощи листа бумаги или свечи, работает ли вытяжной вентиляционный канал квартиры, выходы которого находятся в ванной комнате и на кухне.

Для определения количества и производительности приточных устройств, необходимых в той или иной комнате, можно использовать два варианта, актуальных в зависимости от сложности всей системы.

Вариант № 1. Профессиональный инженерный онлайн-калькулятор. Этот способ наполнен довольно сложными терминами и формулировками и скорее подойдёт для сложных планировок с множеством помещений, которые имеют разные требования к воздухообмену. Для полноценного использования потребуются знания и профессиональный опыт.

Вариант № 2. Самостоятельный расчёт, подходящий под требования СНиП. Вентиляция обычной квартиры или небольшого дома имеет минимальную сложность, поэтому с её расчётом справится любой домашний мастер.

Для самостоятельной реализации проекта необходимо пять показателей.

Диаметр воздуховода. Сложный расчёт на основе данных СНиП, количества людей, функций помещения в разное время суток и т. д. Однако из опыта известно, что всё сводится к трём популярным диаметрам (сечениям) канала — 100, 125 и 150 мм. Соответственно:

100 мм — для постоянного непрерывного воздухообмена круглые сутки при малой мощности вентиляторов;
125 мм — периодическое проветривание во время нахождения людей в помещении (например, с 18.00 до 8.00) на малой и средней мощности;
150 мм — быстрое проветривание 1-2 раза в сутки для помещений с нерегулярным или редким нахождением людей.

Соответственно, диаметр воздуховода в нашем случае зависит не от мощности приборов, а от требований к помещению.

Производительность вентилятора. Измеряется в м 3 /час. Согласно СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», должен обеспечиваться воздухообмен не менее 3 м 3 в 1 час на 1 м 2 жилой площади. Другими словами, система должна пропускать через себя весь объём воздуха в помещении за 1 час. Учтите, что приточная вентиляция обеспечивает приток воздуха от 5 до 40 м 3 /час, в зависимости от установленного режима.

Форма, сечение и стенки канала. Существуют препятствия, которые могут существенно повлиять на пропускную способность системы:

Гофрированные стенки канала забирают 7-9% мощности вентилятора. Выбирайте гладкие трубы круглого сечения.
Прямые углы (90°) канала — каждый угол берёт 2-3% мощности вентилятора. Проектируйте канал с минимальным количеством углов.
Фильтры и шумопоглотители. Их пропускная способность и потери также указаны в заводских документах.

Производительность приточных устройств. Она должна быть равна производительности вытяжной системы, иначе вытяжные вентиляторы будут работать с нагрузкой и без должного результата. Цифры этого основного показателя всегда есть в инструкции к приточным устройствам.

Специфика помещений. Можно усложнить задачу, применяя расчёт воздуха на человека или по кратности обмена, но на практике достаточно информации из нормы СНиП — 3 м 3 на 1 м 2 для спален, гостиных, детских комнат. Тот же документ говорит о фиксированных нормах:

Для кухни — 90 м 3 /час.
Для ванной комнаты — 25 м 3 /час.
Для туалета — 30 м 3 /час.
Для совмещённого санузла — 35 м 3 /час.

Следует отметить, что данные нормы выработаны с огромным запасом, который на практике не реализуется. Проблема влажности и посторонних запахов решается по необходимости — во время готовки или душа включается усиленная вытяжка. Для обеспечения фиксированных норм при хорошей тяге в штатном вентканале достаточно обеспечить приток. При установке вентилятора на штатный канал приток также должен быть усилен.

Расчёты

Расчёт жилых комнат

Сумма площадей: 12 + 16 + 21 = 59 м 2 . Объём воздуха для обмена по СНиП: 59 х 3 = 177 м 3 .

Расчёт для ванной комнаты или кухни

Требование к вытяжке — обеспечить полный воздухообмен в течение 15 минут. Объём кухни по норме: 9 х 7 = 27 м 3 , которые должны удалиться за четверть часа. Соответственно, пропускная способность вентилятора вытяжки будет равна не менее 27 х 4 = 108 м 3 /час во время работы вытяжки (40-60 мин/день).

На практике этот показатель у большинства бытовых вытяжек значительно выше — от 220 м 3 /час, однако в 50% случаев они работают вхолостую из-за отсутствия притока.

Расчёт помещения санузлов

Ванная. Объём воздуха: 4 х 3 = 12 м 3 /час . Полный обмен воздуха за 5 мин (1/12 часа). Пропускная способность — 12 х 12 = 144 м 3 /час .

Туалет. Объём воздуха: 2 х 3 = 6 м 3 /час . Полный обмен за 5 мин (1/12 часа). Пропускная способность системы — 6 х 12 = 72 м 3 /час .

Напомним, что вычисленные показатели относятся к пропускной способности притока, на основе которых подбирается вытяжное оборудование.

Полученные данные можно объединить в таблицу:

Помещение	Площадь, м 2	Обмен по норме СНиП, м 3 /час	Оптимальный диаметр канала, мм	Количество колен, шт.	Источник притока	Примечание
Спальня	16	16 х 3 = 48	125	1	Оконный/стеновой клапан	Периодическое проветривание 10 часов в сутки (с 22.00 до 08.00)
Детская	12	12 х 3 = 36	100	2		Постоянное проветривание
Гостиная	21	21 х 3 = 63	125	2		Постоянное проветривание
Кухня	9	90 (108 на пике)	150	3	Оконный/стеновой клапан через жилые помещения	Постоянное проветривание с периодическим усилением (вытяжка)
Ванная	4	25 (144 на пике)	150	2
Туалет	2	30 (72 на пике)	150	-		Периодическое усиленное проветривание

Вопрос. Как обеспечить приток 144 м 3 /час в ванную, если максимальная способность приточных клапанов — 40 м 3 /час?

Ответ. Подключите приток для ванны и туалета к объединённой вытяжке из жилых комнат. Качество воздуха вполне подойдёт для усиленного проветривания, а суммарные 120 м 3 /час притока обеспечат нормальную эффективность работы вытяжки.

Количество колен — показатель потерь мощности вытяжного вентилятора (2% на одно колено), учитывайте это при подборе оборудования.

На основе приведённых данных можно подбирать оборудование — оконные и стеновые клапаны, вентиляторы и вытяжки, каналы. Главное, соблюдать правило — объём притока должен быть равен объёму отвода воздуха. Целесообразно использовать централизованную многоканальную систему с отводами в каждое помещение (300-700 у. е.), а на отдельные комнаты установить контроллеры мощности и таймеры включения (от 15 у. е./шт.).

Используя приведённую в статье адаптированную методику, вы сможете сэкономить на услугах профессионалов. Это вполне допустимо, учитывая невысокую сложность. Теперь остаётся выбрать оборудование, цена которого будет зависеть только от качества изделия и уровня шума. О том, как смонтировать систему, мы расскажем в следующей статье .

Виталий Долбинов, рмнт.ру

Воздух помещения ввиду разности температур внутри и снаружи перемещается вверх по каналу с некоторой скоростью , м/с.

Общая площадь сечения (м 2) канала составит:

(11)

S общ =166110/3600*0,01=4614,16

Скорость движения воздуха в канале зависит от высоты канала и разности температур и определяется по таблицам или по формуле

где Н – высота канала (вытяжной трубы), м (Н=3 м);

t B , t H – температура внутреннего и наружного воздуха, о С (t H =23 o C, t B =10 o C).

Количество вытяжных каналов в одном помещении можно определить по формуле

П В =S общ /f I (13)

П В =4614,16/1,0=4614,16

где f I – площадь поперечного сечения одного канала (принимается равной 0,9 х0,9=0,81 м 2 ; 1,0х1,0=1,0 м 2 ; 1,0х1,2=1,2 м 2).

Расчет приточной вентиляции

Поступление свежего воздуха обеспечивает приточными установками, расположенными в вентиляционных камерах торцовых частей помещения.

Приточная установка состоит из центробежного вентилятора типа Ц4-70, калорифера, воздухозаборного устройства и приточного воздуховода. Калорифер может быть электрическим или водяным.

Вместо приточной установки можно использовать теплогенератор (воздухонагреватель), работающий на жидком топливе или природном газе.

Начальный участок воздуховода изготавливается из металла, а распределительный – из листовой оцинкованной стали или из полиэтиленовой пленки.

В зависимости от рядности коровника число приточных установок может варьировать 2…4. Подача их принимается на 15% выше производительности вытяжной вентиляции с целью создания избыточного давления, исключающего «Застойные ямы» в помещении.

Подача установок (м 3 /ч) определяется по выражению

L пус =1,15*L max (14)

L пус =1,15*1,5=1,725

Где L max – максимальная подача вытяжной вентиляции.

Вентиляторы приточных установок выбирают по их подаче и создаваемому напору. Подача одного вентилятора

L B =L пус /n пус (15)

L B =1,725/4=0,43

Где n пус – число приточных установок.

Диаметр воздуховода (м) определяется по формуле

где - скорость движения воздуха в трубе (12…15 м/с для металлического воздуховода, 15…20 м/с для пленочного).

Напор (Па), развиваемый вентилятором, определяется как сумма потерь трения воздуха о трубу на прямолинейных участках Н тр и потерь от местных сопротивлений h м

H=1,2* /2*(0,02*21/0,002*4)=0,4

где - средняя плотность воздуха ( =1,2…1,3 кг/м 3);

Коэффициент сопротивления движения воздуха в трубе (для круглых труб =0,02…0,03);

L – длина прямолинейного участка воздуховода, м;

Сумма коэффициентов местных сопротивлений (определяется по справочным таблицам =4…6).

По полученным величинам L B и Н выбирают вентиляторы и приводят его техническую характеристику. Например, вентилятор Ц4-70 №5. Подача 1,45…8,3 тыс.м 3 /ч, полное давление 180…830 ПА, мощность 1,0…1,7 кВт, масса 85 кг.

Расчет системы отопления

В холодный период года, особенно зимой, количество теплоты, выделяемое животными, недостаточно для поддержания температуры в помещениях, поэтому их оборудуют системами отопления. В условиях Сибири 80% всех энергозатрат в животноводстве приходится на отопление. При его расчетах следует обращать максимальное внимание на энергосберегающие технологии, использование более дешевых источников.

Количество теплоты, необходимое для отопления животноводческого помещения, кДж/ч, определяется по формуле

Q от =Q B +Q огр +Q сп -Q ж (18)

Где Q B – количество теплоты, уносимое потоком воздуха при вентиляции, кДж/ч;

Q огр – количество теплоты, уносимое через все наружные ограждения, кДж/ч;

Q сп – количество теплоты, уносимое через открываемые двери, щели и др;

Q ж – количество теплоты, выделяемое животными, кДж/ч;

Значение Q B находят по формуле

Q В =1,2*1,2*(-23-10)-1,005=47,04

где V – расчетный воздухообмен, м 3 /ч;

р В – плотность наружного воздуха, кг/м 3 , (р В =1,2…1,3 кг/м 3);

t B – температура (расчетная) наружного воздуха (t B =-23 o C);

t H – температура воздуха в помещении (для коровника t H =10 o C);

С – теплоемкость воздуха (С=0,99…1,005 кДж/кг* о С);

Тепловые потери, кДж/ч, через ограждения определяется по формуле

Q огр =0,2*9*(-23-10)=106,2

где К 1 – коэффициент теплопередачи, кДж/(м 2 * ч * о С);

F – поверхность ограждения, м 2 ;

t B – расчетная температура воздуха в помещении, о С (принимается по НТП.СХ-01-65);

t H – расчетная температура наружного воздуха, о С (-36 о С).

Коэффициент теплопередачи К 1 варьирует в широких пределах (К 1 =0,20…4,0). Для удобства можно пользоваться таблицей 1.

Таблица 1

Расчет удельных теплопотерь

Количество теплоты, кДж/ч, уносимое через открываемые двери и др., определяется из соотношения

Q сл =(10…15%)*(Q B +Q огр) (21)

Q сл =10*(47,04+106,2)=1532,4

Количество теплоты, кДж/ч, выделяемое животными, будет равно:

(22)

Q ж =3446+678=4124

где q i – количество свободной теплоты, выделяемое одним животным данного вида, кДж/ч, для коров массой 600 кг и продуктивностью 10л/сут. q=3446 кДж/ч.

m i – число животных данного вида, гол.

Решив уравнение теплового баланса (18), определяют, какую подачу теплоты должна обеспечивать система отопления при соответствующей наружной температуре. Затем рассчитывают теплопроизводительность, кДж/ч, одной приточной установки по формуле

Q пус = (23)

Q пус =5809,64/4=1452,41

Где n пус – количество приточных установок.

По полученным данным выбирают нагревательное устройство и приводят его техническую характеристику.\

Контрольные вопросы и задания.

1. Назовите основные параметры микроклимата животноводческих помещений. Как они влияют на здоровье и продуктивность животных.

2. Охарактеризуйте типы систем вентиляции. Опишите их достоинства и недостатки.

3. Назовите требования к системам вентиляции.

4. Что понимается под воздухообменом как расчетной характеристикой?

5. Как выбирают систему вентиляции с помощью коэффициента кратности воздухообмена?

6. В каком случае расчет воздухообмена проверяют по влажности?

7. От чего зависти скорость движения воздуха в канале?

8. Каков порядок расчета вытяжных и приточных каналов?

9. Как выбирают вентиляторы?

10. Каков порядок расчета системы отопления?

11. как выбрать нагревательное устройство для локального обогрева?

1. Микроклимат помещения - климат ограниченного пространства, включающий совокупность следующих факторов среды: температуры, влажности, скорости движения и охлаждающей способности воздуха, освещенности, атмосферного давления, ионизации, газового состава воздуха, а также взвешенных пылевых частиц и микроорганизмов. Помимо этих факторов, на микроклимат животноводческих помещений оказывают влияние температура внутренних поверхностей ограждающих конструкций и величина лучистого теплообмена между ограждающими конструкциями и животными. Микроклимат помещений зависит не только от соблюдения НТП, но и от климатических условий местности.

Параметры микроклимата для животноводства устанавливаются для каждой возрастной группы животных с учетом их физиологических и продуктивных особенностей, экономической целесообразности и технических возможностей (табл. 1, 2, 3, 4).

Параметры микроклимата устанавливаются для каждой возрастной группы животных с учетом их физиологических и продуктивных особенностей, экономической целесообразности и технических возможностей

Максимальная допустимая температура в помещениях для крупного рогатого скота всех возрастных групп не должна превышать 30°С, минимальная относительная влажность воздуха - 50° о- Уровень шума в этих помещениях не должен превышать 70 децибел (дБ).

В профилактории обсушивание новорожденных телят продолжается до 2 ч при температуре воздуха 22-24° С. Слабых животных целесообразно содержать в течение первых двух суток после рождения в обогреваемых инфракрасными лампами индивидуальных клетках при вышеуказанной температуре воздуха.

Температура для поросят должна быть (°С); в первую неделю жизни - 30; во вторую - 26; в третью - 24; в четвертую - 22.

Для обогрева поросят-сосунов рекомендуется применять специальные системы локального обогрева. К моменту отъема должно происходить постепенное снижение температуры до 22° С. Максимальная допустимая температура воздуха в свиноводческих помещениях для всех возрастных групп (кроме поросят-сосунов) в летний период года не должна превышать 25° С, минимальная влажность

воздуха - 50%. Уровень шума не более 70 дБ.

2. Вентиляционная система - совокупность устройств для обработки, транспортирования, подачи и удаления воздуха. Системы вентиляции классифицируются по следующим признакам:

По способу создания давления и перемещения воздуха: с естественным и искусственным (механическим) побуждением

По назначению: приточные и вытяжные

По способу организации воздухообмена: общеобменные, местные, аварийные, противодымные

По конструктивному исполнению: канальные и бесканальные

Сетью называют систему воздуховодов и других элементов воздушного тракта, на которые подает воздух вентилятор. Сеть может состоять из элементов тракта, подсоединенных последовательно, параллельно или смешано.

Типы систем по способу побуждения движения воздуха

Естественная вентиляция

При естественной вентиляции воздухообмен осуществляется из-за разницы давления снаружи и внутри здания.

Под неорганизованной естественной системой вентиляции понимается воздухообмен в помещении, происходящий за счет разности давлений внутреннего и наружного воздуха и действий ветра через неплотности ограждающих конструкций, а также при открывании форточек, фрамуг и дверей.

Организованной естественной вентиляцией называется воздухообмен, происходящий за счет разности давлений внутреннего и наружного воздуха, но через специально устроенные приточные и вытяжные проемы, степень открытия которых регулируется. Для создания пониженного давления в вентиляционном канале может использоваться дефлектор.

Механическая вентиляция

При механической вентиляции воздухообмен происходит за счет разности давления, создаваемой вентилятором или эжектором. Этот способ вентиляции более эффективен, так как воздух предварительно может быть очищен от пыли и доведен до требуемой температуры и влажности. В механических системах вентиляции используются такие приборы и оборудование, как: вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, шумоглушители, пылеуловители, автоматика и др., позволяющие перемещать воздух в больших пространствах. Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в необходимом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.), что практически невозможно в системах естественной вентиляции. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими.

Приточной системой вентиляции называется система, подающая в помещение определенное количество воздуха, который может подогреваться в зимний период и охлаждаться в летний.

Вытяжная вентиляция служит для удаления из помещения отработанного воздуха, а также продуктов сгорания природного газа от газовых плит.

3. Требования к системам вентиляции и кондиционирования зависят от задач, для решения которых устанавливаются эти системы. Система вентиляции должна создавать в помещении воздушную среду, удовлетворяющую установленным гигиеническим нормам и технологическим требованиям. Однако есть общие принципы, которые нужно учитывать при проектировании систем.

Санитарно-гигиенические требования: Воздушный комфорт людей, находящихся в помещении, зависит от нескольких параметров, которые можно регулировать с помощью систем вентиляции и кондиционирования. Микроклимат характеризуется: - Температурой воздуха, - Относительной влажностью, - Скоростью движения воздуха (подвижностью).

Архитектурные и монтажные требования - Простота монтажа, минимальные затраты времени и труда на ввод в эксплуатацию. - Пожарная безопасность. Виброизоляция и звукоизоляция вентиляционного оборудования и кондиционеров.

- Эксплуатационные требования - Минимальная потребность в ремонте и обслуживании, их простота и удобство.

Экономические требования - При проектировании системы вентиляции и кондиционирования нужно минимизировать ее стоимость. Учитывать нужно не только стоимость приборов и коммуникаций, но и дальнейшие расходы на обслуживание системы.

4. Расчет системы вентиляции начинается с определения производительности по воздуху (воздухообмена), измеряемой в кубометрах в час. Для расчетов нам потребуется план объекта, где указаны наименования (назначения) и площади всех помещений.

После расчета воздухообмена по людям нам нужно рассчитать воздухообмен по кратности (этот параметр показывает, сколько раз в течение одного часа в помещении происходит полная смена воздуха). Чтобы воздух в помещении не застаивался, нужно обеспечить хотя бы однократный воздухообмен.

Таким образом, для определения требуемого расхода воздуха нам нужно рассчитать два значения воздухообмена: по количеству людей и по кратности и, после чего выбрать большее из этих двух значений:

Расчет воздухообмена по количеству людей:

L = N * Lnorm, где

N - количество людей;

Lnorm - норма расхода воздуха на одного человека:

в состоянии покоя (сна) - 30 м³/ч;

типовое значение (по СНиП) - 60 м³/ч;

Расчет воздухообмена по кратности:

L = n * S * H, где

L - требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;

n - нормируемая кратность воздухообмена:

для жилых помещений

S - площадь помещения, м²;

H - высота помещения, м;

5. Для выбора приточной установки нам потребуются значения трех параметров: общей производительности, мощности калорифера и сопротивления воздухопроводной сети. Производительность и мощность калорифера мы уже рассчитали. Сопротивление сети можно найти с помощью Калькулятора или, при ручном расчете, принять равным типовому значению.

Для выбора подходящей модели нам нужно отобрать вентустановки, максимальная производительность которых несколько больше расчетного значения. После этого по вентиляционной характеристике мы определяем производительность системы при заданном сопротивлении сети. Если полученное значение будет несколько выше требуемой производительности вентиляционной системы, то выбранная модель нам подходит.

Вентиляционная характеристика приточной установки

Расчетное значение производительности - 450 м³/ч. Сопротивление сети примем равным 120 Па. Для определения фактической производительности мы должны провести горизонтальную линию от значения 120 Па, после чего от точки ее пересечения с графиком провести вниз вертикальную линию. Точка пересечения этой линии с осью «Производительность» и даст нам искомое значение - около 480 м³/ч, что немного больше расчетного значения. Таким образом, эта модель нам подходит.

Заметим, что многие современные вентиляторы имеют пологие вентхарактеристики. Это означает, что возможные ошибки в определении сопротивления сети почти не влияют на фактическую производительность системы вентиляции. Если бы мы в нашем примере ошиблись при определении сопротивления воздухопроводной сети на 50 Па (то есть фактическое сопротивление сети было бы не 120, а 180 Па), производительность системы упала бы всего на 20 м³/ч до 460 м³/ч, что не повлияло бы на результат нашего выбора.

6. Хотя российскими нормативными документами допускается высокая относительная влажность воздуха, до 65 %, существуют два фактора, вынуждающие снижать это значение для частных бассейнов до уровня 50–45 % и ниже.

Один из упомянутых факторов – дискомфорт, ощущение духоты.

Другой фактор – выпадение конденсата на стенах, окнах, конструкциях.

Ранее сообщалось, что низкая относительная влажность до 15–20 % не оказывает отрицательного влияния на самочувствие и здоровье людей.

Требование максимального комфорта

В европейских стандартах указывается, что относительная влажность должна лежать в области физиологического комфорта. При слишком высокой относительной влажности возникает ощущение духоты. Верхний предел комфортного состояния неодетого человека соответствует парциальному давлению водяных паров 2,27 кПа (влагосодержание при этом давлении составляет 14,3 г/кг сухого воздуха). Для избежания дискомфорта при высокой температуре воздуха относительную влажность следует снижать.

7. Воздухопроводы приточных или вытяжных вентиляционных систем могут изготавливаться из разных материалов и быть различной конфигурации. При этом их габаритные размеры целиком зависят от двух других параметров, и формула расчета скорости воздуха хорошо отражает эту зависимость. Эти два параметра – расход воздуха, движущегося по каналу, и скорость его движения.

8. Для расчета размеров (площади сечения) воздуховодов нам нужно знать объем воздуха, проходящий через воздуховод в единицу времени, а также максимально допустимую скорость воздуха в канале. При увеличении скорости воздуха размеры воздуховодов уменьшаются, но уровень шума и сопротивление сети возрастают. На практике для квартир и коттеджей скорость воздуха в воздуховодах ограничивают на уровне 3–4 м/с, поскольку при более высоких скоростях воздуха шум от его движения в воздуховодах и распределителях может стать слишком заметным.

Следует также учитывать, что использовать «тихие» низкоскоростные воздуховоды большого сечения не всегда возможно, поскольку их сложно разместить в запотолочном пространстве. Снизить высоту запотолочного пространства позволяет применение прямоугольных воздуховодов, которые при одинаковой площади сечения имеют меньшую высоту, чем круглые (например, круглый воздуховод диаметром 160 мм имеет такую же площадь сечения, как и прямоугольный размером 200×100 мм). В тоже время монтировать сеть из круглых гибких воздуховодов проще и быстрее.

Итак, расчетная площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

Sс = L * 2,778 / V, где

Sс - расчетная площадь сечения воздуховода, см²;

L - расход воздуха через воздуховод, м³/ч;

V - скорость воздуха в воздуховоде, м/с;

2,778 - коэффициент для согласования различных размерностей (часы и секунды, метры и сантиметры).

Итоговый результат мы получаем в квадратных сантиметрах, поскольку в таких единицах измерения он более удобен для восприятия.

Фактическая площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

S = π * D² / 400 - для круглых воздуховодов,

S = A * B / 100 - для прямоугольных воздуховодов, где

S - фактическая площадь сечения воздуховода, см²;

D - диаметр круглого воздуховода, мм;

A и B - ширина и высота прямоугольного воздуховода, мм.

9. При выборе вентилятора вы можете, конечно же, ориентироваться на известного производителя и отдать предпочтение мировому бренду. Переплачивая за известное имя (а в основном так обычно и происходит) вы получаете, по крайней мере, гарантию, которой можете воспользоваться в пределах гарантийного срока. Известные фирмы обеспечивают наличие сервисных центров в городах, поэтому у покупателя есть возможность обратиться в авторизированный центр в случае поломки.

Если вы решили выбрать менее известную фирму и тем самым избавить себя от переплаты еще не говорит о том, что покупка будет некачественной. Недорогие и менее раскрученные бренды предлагают довольно качественную технику, поэтому недорогой вентилятор не всегда означает плохой. Зачастую и дорогие, и дешевые вентиляторы производятся из одних и тех же комплектующих. На существенное различие в цене может повлиять наличие дополнительных опций, таких как дистанционное управление, сенсор, ЖК-дисплей и т.д.

10. Тепловой расчёт системы отопления большинству представляется легким и не требующим особого внимания занятием. Огромное количество людей считают, что те же радиаторы нужно выбирать исходя из только площади помещения: 100 Вт на 1 м.кв. Всё просто. Но это и есть самое большое заблуждение. Нельзя ограничиваться такой формулой. Значение имеет толщина стен, их высота, материал и многое другое. Конечно, нужно выделить час-другой, чтобы получить нужные цифры, но это по силам каждому желающему.

11. Самые распространённые типы обогревателей: это масляный радиатор, конвектор, тепловентилятор, инфракрасный обогреватель и инверторный кондиционер тепло-холод.

Наиболее важная характеристика любого обогревателя - мощность.

От уровня мощности зависит площадь, на которую рассчитан обогреватель. Для не отапливаемого помещения с хорошей теплоизоляцией необходимо около 1 кВт на 25-27 м3 (для типовых квартир - 1 кВт на 10м3 при стандартной высоте потолков 2,50 м). Для жилого помещения с центральным отоплением, достаточно электрического обогревателя мощностью 1,0-1,5 кВт на комнату площадью 20-25 м3. Рассчитать требуемую мощность обогревателя в помещении совсем не сложно – достаточно знать площадь комнаты.

Естественные приточно-вытяжные системы вентиляции до недавнего времени были фаворитами промышленного и гражданского строительства. Сочетание простоты и надежности привлекают и профессионалов, и владельцев жилья.

Проникая в дом сквозь неплотности оконных блоков, щели либо специально установленные проветривающие устройства, воздух вытягивается наружу благодаря законам физики. Перед тем, как рассчитать естественную вентиляцию, ознакомьтесь с существующими видами, преимуществами и недостатками. С помощью наших советов вы легко и грамотно сконструируете своими руками естественную вентиляцию частного дома.

Принцип действия естественной вентиляции

Мы подробно расскажем, как работает естественная вентиляция, чтобы кажущаяся простота никого не обманула.

В холодную погоду теплые потоки активно вытягиваются из помещений через вентиляционные каналы. Создается область пониженного давления, которое выравнивается посредством засасывания воздушных масс снаружи. Прохладный уличный воздух согревается, цикл работы повторяется по тому же принципу, пока температура снаружи и доме не выравнивается.

Поэтому мы ощущаем особую духоту: санитарные нормы наша естественная вентиляция обеспечить не в состоянии.

Летом, когда атмосферный воздух горяч, естественная вытяжная вентиляция прекращает работу.

Успешная работа напрямую обеспечивается следующими условиями:

вентиляционные каналы устанавливаются в помещениях с максимальным теплопритоком (кухня, ванная);
вентиляционные шахты проектируют строго вертикально, к ним подключают каналы из квартир;
в каждую из комнат дома обеспечивается бесперебойный приток воздуха с улицы (приточные клапаны, проветриватели, негерметичные деревянные окна);
воздух между комнатами перемещается свободно. Для этого под дверями оставляется щель 1,5 см или в нижней половине дверного полотна устанавливается вентиляционная решетка.

Работа системы основана исключительно на значительной разнице климатических показателей в здании и на улице.

Виды естественной вентиляции

В зданиях с естественной приточно-вытяжной вентиляцией полностью исключается использование любых видов вентиляторов.

Существует два типа:

Неорганизованная или самопроизвольная. Воздушные потоки проникают в дом через непредусмотренные специально щели, а выводятся через печную трубу. Никакие вентиляционные отдушины для этого не делают.
Организованная. Воздух проникает в здание и покидает его через специально оборудованные продухи. Места нахождения продухов и их диаметр рассчитываются в зависимости от объема комнаты. Движение воздушных масс регулируют разными способами, в зависимости от которых система бывает:
- гравитационной;
- ярусной;
- аэрационной.

Устройство несет немало преимуществ:

реально оборудовать естественную вентиляцию частного дома своими руками, затратив немного средств и обладая минимальными познаниями в физике;
эффективно работает при соблюдении некоторых условий и правильном проектировании;
рассчитать естественную вентиляцию для частного дома достаточно просто.

Простой, но не всегда надежный принцип работы естественной вентиляции используют в жилых домах, общественных зданиях старой постройки, небольших складах, цехах. Но когда естественная вентиляция не в состоянии поддерживать нужный микроклимат, сохраняя ее, подключают вспомогательные вентиляторы, которые могут усиливать приток или вытяжку воздуха.

Схемы естественной вентиляции

Существует несколько типов схем для частного дома:

бесканальные;
канальные;
постоянные;
периодические.

Воздух проникает в дом через «сухие» комнаты: спальню, гостевую, а отводится через «влажные» при любом устройстве вентиляции.

Проекты без использования вентканалов чаще делают для промышленных помещений. Постоянная схема характеризуется непрерывным движением воздуха. Периодическая схема естественной вентиляции подразумевает периодические проветривания.

Общеизвестная канальная схема естественной вентиляции частного дома довольно проста, она состоит из шахт, расположенных вертикально. Нижние концы шахт выходят в помещения и прикрываются вентиляционными решетками. Верхние поднимают над уровнем кровли.

Более всего в вытяжной вентиляции нуждаются ванные комнаты, туалеты, кухни, кладовки, котельные. С учетом этого рассчитывают схему.

Приточные устройства располагаются на уровне верха оконной створки. Вытяжные – как можно выше к потолку. Для свободного перемещения воздуха по дому под межкомнатными дверями оставляют щели.

Если необходимо вентилировать цокольный или мансардный этажи, оборудуются дополнительные воздуховоды.

Обычно все расчеты и схема готовятся в период проектирования здания. Во время строительства предусматривают полости или шахты.

Сила тяги напрямую влияет на скорость движения воздушного потока.

Которая во многом зависит от свойств вентканалов:

сечения;
высоты;
теплоизоляции;
количества поворотов.

Воздуховоды, подходящие по размеру для естественной , устанавливают во время возведения стен. Часто они совсем незаметно прячутся внутри перегородок.

Чем выше над кровлей поднимается оголовок вентканала, тем выше при скорость воздуха. Это объясняется большей разницей давления внизу и вверху.

Нормы воздухообмена при естественной вентиляции

Нормы согласно АВОК-1-2002 составляют:

Проект изначально основывают на санитарных нормах. Схема естественной вентиляции не обеспечит здоровый микроклимат в доме, если они не учтены. Так, при излишнем воздухообмене жителей ожидают сквозняки и простудные заболевания, а при слабом — духота, скопление пыли и аллергенов.

Расчет воздуховодов естественной вентиляции

Воздуховоды это одна из главных составляющих естественной вентиляции квартиры или дома. По ним из помещений отводится отработанный воздух. Чтобы система функционировала правильно, нужен расчет сечений труб.

Формула 1. Сначала подсчитываются удельные потери:

В числителе гравитационное давление, в знаменателе проектная длина трассы в метрах.

Формула 2. Гравитационный напор в Паскалях:

здесь h – высота воздушного столба, р в – плотность воздуха в комнате, р н – плотность воздуха на улице в кг/куб.м.

Размеры труб рассчитывают так:

Обозначение коробов и вентиляционных решеток на плане естественной вытяжной вентиляции;
Составление аксонометрической схемы.

При составлении аксонометрической схемы вертикальные каналы должны быть размещены равномерно и обеспечивать движение одинаковых объемов воздуха.

Порядок выполнения своими руками аэродинамического расчета для системы частного дома:

Для расчетов принимаются усредненные показатели скорости воздуха в естественной вентиляции: от 0,5 до 1 м/сек.

В качестве воздуховодов для устройства естественной вентиляции выбирайте пластиковые трубы круглого сечения.

Их гладкая внутренняя поверхность свободно пропускает через себя воздух, не создавая препятствий. Они легко стыкуются между собой и просты в обслуживании. Желательно перед обустройством естественной вентиляции в частном доме обработать пластиковые трубы антистатическим раствором.

Проблемы естественной вентиляции

Даже правильно рассчитанная естественная вентиляция имеет несколько минусов. Зависимость от внешних условий мы уже упомянули.

И последний фактор, сводящий на «нет» наличие вытяжной естественной вентиляции: герметичные окна. Воздух не поступает через уплотнители окон-ПВХ, современные стеновые материалы полностью изолируют жилье. Поэтому общедомовые вытяжки не работают.

Проверить эффективность очень просто:

Откройте форточку на кухне;
Поднесите к вытяжной решетке вентканала листок тонкой бумаги размером с ладонь;
Если листок удерживается, значит, естественная вентиляция работает как часы.

Распространена и проверка естественной вентиляции с помощью зажженной спички. Такой способ опасен и может вызвать пожар или взрыв в вентиляционной шахте. Поэтому профессионалы проверяют только бумажным листком.

Через воздуховоды естественной вентиляции из квартиры или коттеджа вместе с несвежим воздухом выносится тепло. Уличный воздух заносит пыль и аллергены. А на кухне естественная приточно-вытяжная вентиляция не справится с паром и жаром в дни больших приготовлений пищи.

Решение проблем

Создать постоянный или регулируемый приток воздуха для естественной вентиляции квартиры можно, установив приточный клапан. Приточные клапаны бывают стеновыми или оконными. Обладая некоторыми навыками, реально нормализовать работу естественной вентиляции своими руками.

Приточные устройства обязательно снабжаются сетками, которые не пропустят в квартиру пыль и насекомых.

В качестве вспомогательного вытяжного устройства широко используются вытяжки. Необходимо грамотно подключить кухонную вытяжку с сохранением естественной вентиляции. Вентиляционная решетка на кухне не перекрывается, так как предусмотрен отдельный выход для вытяжки. Естественная сохраняется, при этом вентилятор усиленно гонит из помещения влажный, насыщенный частичками жиров воздух.

Выведите конец воздуховода на улицу. Это наиболее целесообразный вариант для тех, кто хочет подключить кухонную вытяжку, сохранив естественную вентиляцию.

Снаружи воздуховод прикрывается обратным клапаном, его поверхность покрывается теплоизоляцией. Способ более затратный, но грамотный.

Видео о том, как самостоятельно установить :

Статьи по теме