Главная / Коммуникации / Вентиляция / Расчет вентиляции в частном доме калькулятор

Расчет вентиляции в частном доме калькулятор

Мечтаете, чтобы в доме был здоровый микроклимат и ни в одной комнате не пахло затхлостью и сыростью? Чтобы дом был по-настоящему комфортным, еще на стадии проектирования необходимо провести грамотный расчет вентиляции.

Если во время строительства дома упустить этот важный момент, в дальнейшем придется решать целый ряд проблем: от удаления плесени в ванной комнате до нового ремонта и установки системы воздуховодов. Согласитесь, не слишком приятно видеть на кухне на подоконнике или в углах детской комнаты рассадники черной плесени, да и заново погружаться в ремонтные работы.

В представленной нами статье собраны полезные материалы по расчету систем вентилирования, справочные таблицы. Приведены формулы, наглядные иллюстрации и реальный пример для помещений различного назначения и определенной площади, продемонстрированный в видеосюжете.

При правильных расчетах и грамотном монтаже вентилирование дома осуществляется в подходящем режиме. Это означает, что воздух в жилых помещениях будет свежий, с нормальной влажностью и без неприятных запахов.

Если же наблюдается обратная картина, например, постоянная духота, плесневый грибок в ванной комнате или другие негативные явления, то нужно проверить состояние вентиляционной системы.

Немало проблем доставляет отсутствие характерных для окон и дверей тончайших зазоров, спровоцированное установкой герметичных пластиковых конструкций. В таком случае в дом поступает слишком мало свежего воздуха, нужно позаботиться о его притоке.

Засоры и разгерметизация воздуховодов могут стать причиной серьезных проблем с удалением отработанного воздуха, который насыщен неприятными запахами, а также избыточными водяными парами.

В результате в служебных помещениях могут появиться колонии грибка, что плохо отражается на здоровье людей и может спровоцировать ряд серьезных заболеваний.

Но бывает и так, что элементы вентиляционной системы работают прекрасно, однако описанные выше проблемы остаются нерешенными. Возможно, расчеты вентиляционной системы для конкретного дома или квартиры были проведены неправильно.

Негативно может отразиться на вентилировании помещений их переделка, перепланировка, появление пристроек, установка уже упомянутых ранее пластиковых окон и т.п. При таких существенных изменениях не помещает повторно произвести расчеты и модернизировать имеющуюся вентиляционную систему в соответствии с новыми данными.

Один из простых способов обнаружить проблемы с вентилированием — проверка наличия тяги. К решетке вытяжного отверстия нужно поднести зажженную спичку или лист тонкой бумаги. Не стоит использовать для такой проверки открытый огонь, если в помещении используется газовое нагревательное оборудование.

Если пламя или бумага уверенно отклоняется в сторону вытяжки, тяга имеется, если же этого не происходит или отклонение слабое, нерегулярное, проблема с отведением отработанного воздуха становится очевидной. Причиной могут быть засоры или повреждение воздуховода в результате неумелого ремонта.

Не всегда есть возможность устранить поломку, решением проблемы часто становится монтаж дополнительных средств вытяжного вентилирования. Перед их установкой также не помешает провести необходимые расчеты.

Все расчеты по системам вентилирования сводятся к тому, чтобы определить объемы воздуха в помещении. В качестве такого помещения может рассматриваться как отдельная комната, так и совокупность комнат в конкретном доме или квартире.

На основании этих данных, а также сведений из нормативных документов рассчитывают основные параметры вентиляционной системы, такие как сечение и количество воздуховодов, мощность вентиляторов и т.п.

Существуют специализированные расчетные методики, позволяющие просчитать не только обновление воздушных масс в помещении, но и удаление тепловой энергии, изменение влажности, выведение загрязнений и т.п. Подобные расчеты выполняются обычно для зданий промышленного, социального или какого-либо специализированного назначения.

Если есть необходимость или желание выполнить настолько подробные расчеты, лучше всего обратиться к инженеру, изучившему подобные методики. Для самостоятельных расчетов по жилым помещениям используют следующие варианты:

по кратностям;
по санитарно-гигиеническим нормам;
по площади.

Все эти методики относительно просты, уяснив их суть, даже неспециалист может просчитать основные параметры своей вентиляционной системы.

Проще всего воспользоваться расчетами по площади. За основу принимается следующая норма: каждый час в дом должно поступать по три кубических метра свежего воздуха на каждый квадратный метр площади.

Количество людей, которые постоянно проживают в доме, при этом не учитывается.

Расчет по санитарно-гигиеническим нормативам тоже относительно несложен. В этом случае для вычислений используют не площадь, а данные о количестве постоянных и временных жильцов.

Для каждого постоянно проживающего необходимо обеспечить приток свежего воздуха в количестве 60 кубических метров в час. Если в помещении регулярно присутствуют временные посетители, то на каждого такого человека нужно прибавить еще по 20 кубических метров в час.

Несколько сложнее производится расчет по кратности воздухообмена. При его выполнении учитывается назначение каждой отдельной комнаты и нормативы по кратности воздухообмена для каждой из них.

Кратностью воздухообмена называют коэффициент, отражающий количество полной замены отработанного воздуха в помещении в течение одного часа. Соответствующие сведения содержатся в специальной нормативной таблице (СНиП 2.08.01-89* Жилые здания, прил. 4).

Рассчитать количество воздуха, которое должно быть обновлено в течение часа, можно по формуле:

N — кратность воздухообмена за час, взятая из таблицы;
V – объём помещения, куб.м.

Объем каждого помещения вычислить очень просто, для этого нужно умножить площадь комнаты на ее высоту. Затем для каждого помещения рассчитывают объем воздухообмена в час по приведенной выше формуле.

Показатель L для каждой комнаты суммируется, итоговое значение позволяет составить представление о том, сколько именно свежего воздуха должно поступать в помещение за единицу времени.

Разумеется, через вытяжную вентиляцию должно удаляться точно такое же количество отработанного воздуха. В одной и той же комнате не устанавливают и приточную, и вытяжную вентиляцию. Обычно приток воздуха осуществляется через “чистые” помещения: спальню, детскую, гостиную, кабинет и т.п.

Удаляют же воздух из комнат служебного назначения: санузла, ванной, кухни и т.п. Это разумно, поскольку неприятные запахи, характерные для этих помещений, не распространяются по жилищу, а сразу же выводятся наружу, что делает проживание в доме более комфортным.

Поэтому при расчетах берут норматив только для приточной или только для вытяжной вентиляции, как это отражено в нормативной таблице.

Если воздух не нужно подавать в конкретное помещение или удалять из него, в соответствующей графе стоит прочерк. Для некоторых помещений указано минимальное значение кратности воздухообмена. Если расчетная величина оказалась ниже минимальной, следует использовать для расчетов табличную величину.

Разумеется, в доме могут найтись помещения, назначение которых в таблице не отображено. В таких случаях используют нормативы, принятые для жилых помещений, т.е. 3 куб.м на каждый квадратный метр комнаты. Нужно просто умножить площадь комнаты на 3, полученное значение принять за нормативную кратность воздухообмена.

Все значения кратности воздухообмена L следует округлить в сторону увеличения, чтобы они были кратными пяти. Теперь нужно посчитать сумму кратности воздухообмена L для помещений, через которые осуществляется приток воздуха. Отдельно суммируют кратность воздухообмена L тех комнат, из которых производится отведение отработанного воздуха.

Если результат вычислений не отвечает санитарным требованиям, производится установка приточного клапана или бризера, модернизируется существующая система или выполняется ее чистка.

Затем следует сравнить эти два показателя. Если L по притоку оказался выше, чем L по вытяжке, то нужно увеличить показатели для тех комнат, по которым при расчетах использовались минимальные значения.

Чтобы провести расчет для вентиляционной системы по кратностям, для начала нужно составить список всех помещений в доме, записать их площадь и высоту потолков.

Например, в гипотетическом доме имеются следующие помещения:

Спальня — 27 кв.м.;
Гостиная — 38 кв.м.;
Кабинет — 18 кв.м.;
Детская — 12 кв.м.;
Кухня — 20 кв.м.;
Санузел — 3 кв.м.;
Ванная — 4 кв.м.;
Коридор — 8 кв.м.

Учитывая, что высота потолка во всех помещениях составляет три метра, вычисляем соответствующие объемы воздуха:

Спальня — 81 куб.м.;
Гостиная — 114 куб.м.;
Кабинет — 54 куб.м.;
Детская — 36 куб.м.;
Кухня — 60 куб.м.;
Санузел — 9 куб.м.;
Ванная — 12 куб.м.;
Коридор — 24 куб.м.

Теперь, используя приведенную выше таблицу, нужно произвести расчёты вентиляции помещения с учетом кратности воздухообмена, увеличив каждый показатель до значения, кратного пяти:

Спальня — 81 куб.м.*1 = 85 куб.м.;
Гостиная — 38 кв.м.*3 = 115 куб.м.;
Кабинет — 54 куб.м.*1 = 55 куб.м.;
Детская — 36 куб.м.*1 = 40 куб.м.;
Кухня — 60 куб.м. — не менее 90 куб.м.;
Санузел — 9 куб.м. не менее 50 куб.м;
Ванная — 12 куб.м. не менее 25 куб.м.

Сведения о нормативах для коридора в таблице отсутствуют, поэтому в расчете данные по этому небольшому помещению не учтены. Для гостиной выполнен расчет по площади с учетом норматива три куб. метра на каждый метр площади.

Теперь нужно отдельно суммировать сведения по помещениям, в которых осуществляется приток воздуха, и отдельно — комнаты, где установлены вытяжные вентиляционные устройства.

Объем воздухообмена по притоку:

Спальня — 81 куб.м.*1 = 85 куб.м/ч.;
Гостиная — 38 кв.м.*3 = 115 куб.м/ч;
Кабинет — 54 куб.м.*1 = 55 куб.м/ч;
Детская — 36 куб.м.*1 = 40 куб.м/ч;

Всего: 295 куб.м\ч.

Объем воздухообмена по вытяжке:

Кухня — 60 куб.м. — не менее 90 куб.м/ч;
Санузел — 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
Ванная — 12 куб.м. — не менее 25 куб.м/ч.

Всего: 165 куб.м/ч.

Теперь следует сравнить полученные суммы. Очевидно, что необходимый приток превышает вытяжку на 130 куб.м/ч (295 куб.м/ч-165 куб.м/ч).

Чтобы устранить эту разницу, нужно увеличить объемы воздухообмена по вытяжке, например, увеличив показатели по кухне. На практике это проводится, например, заменой воздуховодов на каналы бóльшего сечения.

После правок результаты расчета будут выглядеть следующим образом:

Объем воздухообмена по притоку:

Спальня — 81 куб.м.*1 = 85 куб.м/ч.;
Гостиная — 38 кв.м.*3 = 115 куб.м/ч;
Кабинет — 54 куб.м.*1 = 55 куб.м/ч;
Детская — 36 куб.м.*1 = 40 куб.м/ч;

Всего: 295 куб.м\ч.

Объем воздухообмена по вытяжке:

Кухня — 60 куб.м. — 220 куб.м/ч;
Санузел — 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
Ванная — 12 куб.м. — не менее 25 куб.м/ч.

Всего: 295 куб.м/ч.

Объемы по притоку и вытяжке равны, что соответствует требованиям при расчетах воздухообмена по кратностям.

Расчет воздухообмена в соответствии с санитарными нормами выполнить значительно проще. Допустим, что в доме, рассмотренном выше, постоянно проживают два человека и еще двое пребывают в помещении нерегулярно.

Расчет выполняется отдельно для каждого помещения в соответствии с нормой 60 куб.м\чел для постоянных жильцов и 20 куб.м\час для временных посетителей:

Спальня — 2 чел*60 = 120 куб.м\час;
Кабинет — 1 чел.*60 = 60 куб.м\час;
Гостиная 2 чел*60 + 2 чел*20 = 160 куб.м\час;
Детская 1 чел.*60 = 60 куб.м\час.

Всего по притоку — 400 куб.м\час.

Для количества постоянных и временных обитателей дома не существует каких-то строгих правил, эти цифры определяются исходя из реальной ситуации и здравого смысла.

Вытяжку рассчитывают по нормам, изложенным в таблице, приведенной выше, и увеличивают до суммарного показателя по притоку:

Кухня — 60 куб.м. — 300 куб.м/ч;
Санузел — 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
Ванная — 12 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч.

Всего по вытяжке: 400 куб.м/ч.

Увеличен воздухообмен для кухни и ванной комнаты. Недостаточный объем по вытяжке можно разделить между всеми помещениями, в которых установлена вытяжная вентиляция. Или увеличить этот показатель только для одного помещения, как это было сделано при расчете по кратностям.

В соответствии с санитарными нормами воздухообмен рассчитывают подобным образом. Допустим, площадь дома составляет 130 кв.м. Тогда воздухообмен по притоку должен составлять 130 кв.м*3 куб.м\час = 390 куб.м\час.

Остается распределить этот объем на помещения по вытяжке, например, таким образом:

Кухня — 60 куб.м. — 290 куб.м/ч;
Санузел — 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
Ванная — 12 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч.

Всего по вытяжке: 390 куб.м/ч.

Баланс воздухообмена — один из основных показателей при проектировании вентиляционных систем. Дальнейшие расчеты выполняются на основе этих сведений.

Система вентилирования, как известно, может быть канальной или бесканальной. В первом случае нужно правильно подобрать сечение каналов. Если принято решение устанавливать конструкции с прямоугольным сечением, то соотношение его длины и ширины должно приближаться к 3:1.

Скорость перемещения воздушных масс по основному вентканалу должна составлять около пяти метров в час, а на ответвлениях — до трех метров в час. Это обеспечит работу системы с минимальным количеством шума. Скорость движения воздуха во многом зависит от площади сечения воздуховода.

Чтобы подобрать размеры конструкции, можно использовать специальные расчетные таблицы. В такой таблице нужно выбрать слева объем воздухообмена, например, 400 куб.м\ч, а сверху выбрать значение скорости — пять метров в час.

Затем нужно найти пересечение горизонтальной линии по воздухообмену с вертикальной линией по скорости.

От этого места пересечения проводят линию вниз до кривой, по которой можно определить подходящее сечение. Для прямоугольного воздуховода это будет значение площади, а для круглого — диаметр в миллиметрах. Сначала делают расчеты для магистрального воздуховода, а затем — для ответвлений.

Таким образом расчеты делают, если в доме планируется только один вытяжной канал. Если же предполагается установить несколько вытяжных каналов, то общий объем воздуховода по вытяжке нужно разделить на количество каналов, а затем провести расчеты по изложенному принципу.

Кроме того, существуют специализированные калькуляционные программы, с помощью которых можно выполнить подобные расчеты. Для квартир и жилых домов такие программы могут быть даже удобнее, поскольку дают более точный результат.

Ролик #1. Полезные сведения по принципам работы системы вентилирования содержатся в этом видеоролике:

Ролик #2. Вместе с отработанным воздухом жилище покидает и тепло. Здесь наглядно продемонстрированы расчеты тепловых потерь, связанных с работой системы вентиляции:

Правильный расчет вентиляции — основа ее благополучного функционирования и залог благоприятного микроклимата в доме или квартире. Знание основных параметров, на которых базируются такие вычисления, позволит не только правильно спроектировать систему вентилирования во время строительства, но и откорректировать ее состояние, если обстоятельства изменятся.

Хотите поделиться собственным опытом в расчете и сооружении вентиляции? Возникли вопросы в ходе ознакомления с информацией? Нашли недоработки в тексте? Пишите, пожалуйста, комментарии в блоке, находящимся под текстом статьи.

Согласно техническому заданию на разработку, требуется разработать схему естественной вентиляции неотапливаемого подвала в загородном частном доме.

План помещений подвала загородного дома.

общая площадь подвала: 108 м²;
назначение помещений подвала: неотапливаемые кладовые, технические помещения;
высота помещений подвала: 3,5м;
планируемые вытяжные вентканалы: не более 2 шт, материал — кирпич, предпочтительное расположение см. на плане подвала;
высота вентканалов (от вентрешетки в подвале до верха вентшахты): 7,5м;
назначение вентиляции: контроль влажности и температурного режима в подвальных помещениях в течение холодного времени года.

Согласно исходным данным, определим площади вентилируемых помещений, объем воздуха и требуемый воздухообмен в них. Для помещений вспомогательного характера (кладовые, техпомещения и т.п.) требуемая норма воздухообмена составляет 0,2 объема/час:

Кратность (величина) воздухообмена для различных помещений.

Рассчитываем площади помещений подвала, объем воздуха в них, кратность воздухообмена и фактически требуемый объем заменяемого воздуха в них:

Площади помещений, объем воздуха в них, кратность воздухообмена, требуемый воздухообмен.

Таким образом, требуется обеспечить приток и удаление воздуха для естественной вентиляции подвала в объеме не менее 76м³/час.

Исходя из требований заказчика, приоритет вентиляции отдан помещениям:

Кладовая 1,
Кладовая 2,
Помещение 1,
Техпомещение,
Помещение 2 (необязательно).

Исходя из анализа исходных данных, предлагается следующее решение организации естественной вентиляции подвала. На рисунке показано распределение поступающего приточного воздуха. Приточный воздух поступает в первую очередь в приоритетные помещения через три отдельных организованных притока (их расчет см. далее). Благодаря переточным решеткам в межкомнатных дверях, приточный воздух, проходит к вытяжным вентиляционным решеткам и через два отдельных вентиляционных канала удаляется наружу. Расчетные расходы воздуха, согласно нормам расчета естественной вентиляции, указаны для температуры на улице в +5°С.

Схема расположения притоков (жирные синие линии), направления движения (тонкие синие линии) и расходы приточного воздуха (синие цифры) в каждом помещении.

На рисунке показаны три отдельных притока (жирные синие линии):

Тонкие синие линии на рисунке — пути перетока (движения) приточного воздуха из различных помещений к вытяжным решеткам вентканалов 1 и 2. Цифры расхода в каждом помещении показывают итоговый воздухообмен в этих помещениях (больше требуемого, см. таблицу выше). Для обеспечения свободного перемещения воздуха между помещениями, требуется установить в нижней части межкомнатных дверей переточные решетки с суммарной площадью отверстий не менее 200см² на каждую решетку (всего 5 проемов).

Из-за незначительного объема воздухообмена, предварительно примем расчетное сечение двух вытяжных каналов в 140×140мм каждый. Проверим производительность планируемых вентканалов для расчетных условий (температура воздуха на улице +5°С.). Расчеты выполнялись с использованием программы-калькулятора для расчета систем естественной вентиляции VentCalc , которую можно скачать у нас на сайте в разделе ЗАГРУЗКИ . Коэффициент шероховатости вентканалов принят 4мм, т.к. материал каналов — кирпич.

Таким образом предлагаемая конфигурация вентканала может обеспечить воздухообмен в расчетный период в 57м³/час. Т.к. всего вентканалов будет два, то суммарный воздухообмен составит 2×57=114м³/час, что больше требуемого расхода (76м³/ч) в 1,5 раза. Более того, при меньшей температуре воздуха на улице тяга вырастет еще больше и, например при -5°С составит 2×71=176м³/час (больше требуемого в 1,9 раза).

Определение гравитационного давления (тяги) и сопротивления вентиляционных каналов при естественной вентиляции для расчетной температуры наружного воздуха -5°С .

Значит, предложенные вентканалы подходят для организации естественной вентиляции данных помещений со значительным запасом. Точные значения производительности вытяжных каналов будут получены при расчетных расходах с учетом сопротивления приточных устройств, см. далее.

С учетом пожеланий заказчика и специфики архитектуры строения (низкий цоколь 300мм) была выбрана следующая конфигурация притоков:

Воздухозаборные уличные решетки всех притоков расположены на фасаде дома, на высоте в районе пола первого этажа, чтобы в зимнее время они не могли быть засыпаны снегом. Трубы от уличных решеток проходят горизонтально через стену 1-го этажа дома, далее с поворотом 90° опускаются вниз и проходят перекрытие подвала. Приток 1 и приток 3 оканчиваются в помещениях подвала под потолком приточными клапанами ⌀160мм. Приток 2 после прохода через перекрытие подвала, проходит несущую стену и заходит в Кладовую 1. Приток 2 оканчивается приточной решеткой ⌀100мм на стене под потолком.

Ниже представлена детальная конфигурация притоков в изометрии:

Рассчитываем гравитационное давление (тягу) и сопротивление вытяжного канала (потери давления) при расчетном расходе воздуха через него (3м³/ч):

Расчет параметров вытяжного вентиляционного канала (тяга и потери давления) при расчетном расходе воздуха в нем в программе VentCalc.

Гравитационное давление вытяжного канала: 3,2Па.
Сопротивление вытяжного канала с решетками: 1,4Па.

Рассчитываем сопротивление приточных устройств (Приток 1, Приток 3):

Сопротивление (потери давления) для приточных устройств 1 и 3 системы естественной вентиляции подвала.

В сумму коэффициентов местных сопротивлений включены: уличная решетка КМС=2,1; колено 90° КМС=1,1 и приточный клапан КМС=2,1. Длина — 1м. Итого, сопротивление приточных устройств 1 и 3: 1,0Па

Рассчитываем сопротивление приточного устройства Приток 2:

Сопротивление (потери давления) для приточного устройства 2.

В сумму коэффициентов местных сопротивлений включены: уличная решетка КМС=2,1; 3 колена 90° КМС=3×1,1 и приточный клапан КМС=2,1. Длина — 3,5м.
Итого, сопротивление приточного устройства 2: 0,4Па

Проверим условие превышения гравитационного давления вытяжки (тяги) над общим сопротивлением системы (сумма потерь давления в притоке и вытяжке):

Гравитационное давление вытяжки: 3,2Па;
сопротивление вытяжного канала с решетками: 1,4Па;
сопротивление приточного устройства: 1,0Па (0,4Па).

Условие выполнено. Значит, предложенная схема вентиляции способна обеспечить расчетный расход воздуха 2×38=76м³/ч.

Вентиляционные шахты при выполнении их из кирпича должны быть выполнены вертикально, с постоянным сечением и аккуратно: без наплывов раствора, ухудшающих тягу. Наверху шахты должны иметь защиту от попадания атмосферных осадков (флюгарка, колпак), а при необходимости дефлектор — устройство, увеличивающее тягу. Участки вентиляционной шахты, проходящие через неотапливаемые холодные чердаки и над кровлей, следует утеплять, чтобы избежать ухудшения и опрокидывания тяги в зимнее время при низких температурах воздуха на улице.

Для изолирования помещений подвала от остального объема жилого дома, требуется установить дверь на спуске в подвал. Дверь должна иметь уплотнения для ограничения прохождения воздуха через нее.

Воздухозаборные уличные решетки следует применить с защитой от насекомых и грызунов (сетка) и от попадания осадков (жалюзи) с возможностью полного ручного перекрытия на случай ограничения вентиляции подвала до минимума.

Горизонтальные трубы притоков после уличных решеток проложить с уклоном 3% в сторону улицы для отвода случайно попавшей воды на улицу.

Для ограничения повышенного расхода воздуха в зимнее время (из-за возросшей тяги вытяжных каналов) и для ограничения воздухообмена в подвале в летнее время (см. ниже) приточные клапаны следует использовать с возможностью регулировки расхода и возможностью их полного перекрытия.

Для этой же цели вентиляционные решетки на вытяжных вентиляционных каналах также должны иметь функцию регулировки вплоть до их полного закрытия (если в помещениях нет газового оборудования).

Для предотвращения появления конденсата трубы притоков на всей длине (в т.ч. и при проходе сквозь стены и перекрытия) необходимо изолировать с наружной стороны теплоизоляцией толщиной 25..50мм, например, из вспененного полиэтилена.

В летнее время, для предотвращения попадания теплого влажного воздуха в подвал следует ограничивать проветривание подвала путем перекрытия вентиляционных решеток на притоках и на вытяжках. Дело в том, что попадая в холодный подвал (который окружен со всех сторон грунтом с температурой 10..15°С) теплый летний воздух (с температурой 20..25°С) охлаждается и еще больше повышает свою влажность, что приводит к выпадению конденсата на стенах подвала, росту плесени и т.п.

В данном материале мы рассмотрели вопрос организации естественной вентиляции подвальных помещений в загородном частном доме. Произвели необходимые расчеты с использованием простой и удобной программы VentCalc и дали рекомендации по монтажу и эксплуатации естественной вентиляции подвала.

Если вам необходимо выполнить работы по расчету и монтажу инженерных систем: отопления, водоснабжения, канализации, электрики, вентиляции и встроенного пылесоса, вы можете обратиться к нам в разделе КОНТАКТЫ . Мы проводим работы по монтажу инженерных систем в Минске и Минском районе.

В жилых и офисных зданиях, где постоянно находятся люди, должны быть созданы комфортные условия для их работы и жизнедеятельности. Эти условия регламентируются государственными санитарными нормами и другими документами. Параметры и необходимое количество воздуха для жилых и административных зданий прописаны в соответствующих строительных нормативных документах. Чтобы произвести расчет вентиляции в помещении, следует руководствоваться этими документами.

Цель расчета – определить, сколько чистого воздуха требуется подавать в каждое помещение и какое количество отработанного удалять из него. После этого выбирают способ организации воздухообмена и для холодного времени года рассчитывают тепловую мощность, которую нужно затратить для подогрева притока с улицы. Для начала нужно определить кратность обмена для каждой комнаты жилого дома.

Кратность обмена – число, показывающее сколько раз во всем объеме помещения полностью обновится воздух в течение 1 часа.

Значения величины кратности для кабинетов и комнат различного назначения прописаны в СНиП 31–01-2003, для удобства они приведены в Таблице 1 .

В СНиПе указаны расчетные значения расхода и кратности, но для топочных количество воздуха на горение необходимо уточнять по техническим характеристикам водогрейного котла.

Строительными нормами допускается производить расчет приточной вентиляции помещения несколькими способами:

По кратности обмена, величина которой для каждого помещения закреплена нормами.
По нормируемому удельному расходу воздушных масс на 1 м 2 комнаты.
По удельному объему свежей воздушной смеси на 1 человека, находящегося в доме свыше 2 часов ежедневно.

В соответствии со СНиП 41–01-2003 «Вентиляция и кондиционирование» для жилых зданий применяется следующая формула расчета вентиляции по нормируемой кратности:

L – необходимое количество приточного воздуха, м 3 /ч;
V – объем кабинета или комнаты, м 3 ;
n – расчетная кратность воздухообмена (Табл. 1).

Объем каждой комнаты определяют обмерами ее габаритов либо, в случае строящегося дома, по чертежам, входящим в проект. Расход притока для некоторых помещений имеет определенное нормированное значение, например, в санузлах или постирочных. Тогда габариты определять не требуется, принимается фиксированная величина, указанная в Таблице 1. После просчета каждой комнаты результаты суммируются и получается общее количество приточного воздуха, необходимое для всего дома.

Определение притока по удельному расходу свежей воздушной смеси на каждого человека осуществляется таким методом:

L – то же, что в предыдущей формуле, м 3 /ч;
N – число людей, находящихся в здании более 2 часов в течение суток, чел;
m – удельное количество приточного воздуха на 1 человека, м 3 /ч (Табл.2).

Данный метод допускается применять не только для жилых, но и административных зданий, в офисах которых трудится много людей. В этом случае величина удельного расхода нормируется Приложением М СНиП 41–01-2003, что отражено в Таблице 2 .

Объем вытяжки из офиса для соблюдения баланса равен притоку, — 1200 м 3 /ч.

Если в пересчете на 1 жильца приходится менее 20 м 2 общей площади жилого дома, то производится расчет по площади помещения:

L – необходимая величина притока, м 3 /ч;
А – площадь кабинета или комнаты, м 2 ;
k – удельный расход чистого воздуха, подаваемого на 1 м 2 площади комнаты.

СНиП 41–01-2003 устанавливает значение k в размере 3 м 3 на 1 м 2 жилой площади. То есть, в спальню площадью 10 м 2 понадобится подавать как минимум 10 х 3 = 30 м 3 /ч свежей воздушной смеси.

После того как потребность в притоке и вытяжке для всех комнат дома вычислена одним из вышеописанных методов, следует выбрать тип общеобменной вентиляции: с естественным или механическим побуждением. Первый тип подойдет для квартир, небольших частных домов и офисов. Здесь главную роль будет играть естественная вытяжка, поскольку именно она создает разрежение внутри дома и побуждает воздушные массы перемещаться в свою сторону, затягивая свежие с улицы. В этом случае расчет естественной вентиляции помещения сводится к вычислению высоты вертикальной вытяжной шахты.

Пример вентиляции в жилом доме

Вычисления делают методом подбора, так как вертикальные вытяжные каналы изготавливают стандартных размеров и высоты. Приняв определенное значение высоты шахты, его подставляют в формулу:

h – высота канала, м;
ρ Н – плотность наружного воздуха, в среднем принимается равной 1.27 кг/м 3 при температуре +5ºС;
ρ В – плотность воздушной смеси, удаляемой из квартиры, принимается по ее температуре.

При движении воздушных масс в шахте возникает сопротивление трению о ее стенки, сила тяги должна его преодолевать. Расчет и проектирование вертикального канала заключаются в том, чтобы сила тяги в нем была несколько больше сопротивления трению и соблюдалось условие:

р – гравитационное давление в канале, кгс/м 2 ;
Н – сопротивление вытяжной шахты, кгс/м 2 .

Величина Н вычисляется по следующей формуле:

R – потери давления на 1 м.п. шахты, является величиной справочной, кгс/м 2 ;
h – высота канала, м;

Подставляя в вышеприведенные формулы значения высоты вытяжной шахты, производят вычисления до тех пор, пока условие для функционирования тяги не будет соблюдаться.

При использовании в организации воздухообмена местных и централизованных вентиляционных установок самым важным показателем остается расход наружных воздушных масс для обеспечения необходимого притока в здание. Если в комнатах устанавливаются местные приточные агрегаты с очисткой и подогревом, то их общая производительность должна равняться объему притока в здание, рассчитанному ранее.

Воздухообмен в помещениях

При подборе производительности приточного агрегата надо учитывать, что не все комнаты располагаются у наружных стен. Установка будет обслуживать не только свой кабинет, но и смежный, расположенный в глубине дома.

Централизованные приточно-вытяжные установки лучше подбирать с помощью специалистов, так как потребуется выполнить достаточно сложный расчет вентиляционных систем. Установка может использовать тепло вытяжного воздуха, нагревая с его помощью уличный, здесь важно правильно подобрать теплообменник.

Обработанная воздушная смесь будет раздаваться в помещения через сеть воздуховодов, понадобится определить их параметры (диаметр, протяженность, потери давления). Это нужно для правильного выбора вентиляционного агрегата, который для устойчивой работы системы должен развивать необходимое давление для преодоления всех сопротивлений.

Произвести расчет потребного объема приточного воздуха в помещении жилого или административного здания – не столь уж сложная задача. Это первый шаг к созданию комфортных условий для жизнедеятельности или работы людей. Зная необходимые расходы притока и вытяжки, можно сделать прикидку общей стоимости работ и оборудования для устройства общеобменной вентиляции. Дальнейшую разработку и внедрение предпочтительнее доверить специалистам.

Калькулятор для автоматического расчета параметров системы вентиляции
Расчет стоимости вентиляции в частном доме (коттедже)

Теперь, зная из каких компонентов состоит система вентиляции, мы можем приступить к ее комплектации. В этом разделе мы расскажем о том, как рассчитать приточную вентиляцию для объекта площадью до 300–400 м² — квартиры, небольшого офиса или коттеджа. Естественная вытяжная вентиляция на таких объектах обычно уже установлена на этапе строительства, поэтому рассчитывать ее не требуется. Следует отметить, что в квартирах и коттеджах вытяжная вентиляция обычно проектируется из расчета однократного воздухообмена, в то время как приточная обеспечивает, в среднем, двукратный воздухообмен. Это не является проблемой, поскольку часть приточного воздуха будет удаляться через неплотности в окнах и дверях, не создавая избыточной нагрузки на вытяжную систему. В нашей практике мы никогда не сталкивались с требованием службы эксплуатации многоквартирного здания ограничить производительность приточной системы вентиляции (в то же время установка вытяжных вентиляторов в каналы вытяжной вентиляции часто бывает запрещена). Если же вы не хотите разбираться в методике расчета и формулах, то можете воспользоваться Калькулятором , который выполнит все необходимые расчеты.

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.

Подавать свежий воздух требуется только в те помещения, где люди могут находиться длительное время: спальни, гостиные, кабинетыи т. п. В коридоры воздух не подается, а из кухни и санузлов удаляется через вытяжные каналы. Таким образом, схема движения воздушных потоков будет выглядеть следующим образом: свежий воздух подается в жилые помещения, оттуда он (уже частично загрязненный) попадает в коридор, из коридора — в санузлы и на кухню, откуда удаляется через вытяжную вентиляцию, унося с собой неприятные запахи и загрязнители. Такая схема движения воздуха обеспечивает воздушный подпор «грязных» помещений, исключая возможность распространения неприятных запахов по квартире или коттеджу.

Для каждого жилого помещения определяется количество подаваемого воздуха. Расчет обычно ведется в соответствии со СНиП 41-01-2003 и МГСН 3.01.01. Поскольку СНиП задает более жесткие требования, то в расчетах мы будем ориентироваться на этот документ. В нем говорится, что для жилых помещений без естественного проветривания (то есть там, где окна не открывают) расход воздуха должен составлять не менее 60 м³/ч на человека. Для спален иногда используют меньшее значение — 30 м³/ч на человека, поскольку в состоянии сна человек потребляет меньше кислорода (это допустимо по МГСН, а также по СНиП для помещений с естественным проветриванием). При расчете учитываются только люди, находящиеся в помещении длительное время. Например, если у вас в гостиной пару раз в году собирается большая компания, то увеличивать производительность вентиляции из-за них не нужно. Если же вы хотите, чтобы гости чувствовали себя комфортно, можно установить VAV-систему, которая позволяет регулировать расход воздуха раздельно в каждом помещении. С такой системой вы сможете увеличить воздухообмен в гостиной за счет его снижения в спальне и других помещениях.

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:

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 — требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;

n — нормируемая кратность воздухообмена:

для жилых помещений – от 1 до 2, для офисов – от 2 до 3;

Рассчитав необходимый воздухообмен для каждого обслуживаемого помещения, и сложив полученные значения, мы узнаем общую производительность системы вентиляции. Для справки типовые значения производительности вентиляционных систем:

Для отдельных комнат и квартир — от 100 до 500 м³/ч;
Для коттеджей — от 500 до 2000 м³/ч;
Для офисов — от 1000 до 10000 м³/ч.

После определения производительности вентиляции можно переходить к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов), дроссель-клапанов и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Схему составляют таким образом, чтобы при минимальной общей длине трассы система вентиляции могла подавать расчетное количество воздуха во все обслуживаемые помещения. Далее по этой схеме рассчитывают размеры воздуховодов и подбирают воздухораспределители.

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 — 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.

В таблице приведены данные по расходу воздуха в круглых и прямоугольных воздуховодах при разных скоростях движения воздуха.

Таблица 1. Расход воздуха в воздуховодах

Расчет размеров воздуховода производится отдельно для каждой ветки, начиная с магистрального канала, к которому подключается вентустановка. Отметим, что скорость воздуха на ее выходе может достигать 6–8 м/с, поскольку размеры присоединительного фланца вентустановки ограничены размером ее корпуса (шум, возникающий внутри нее, гасится шумоглушителем). Для уменьшения скорости воздуха и снижения уровня шума размеры магистрального воздуховода часто выбирают больше размеров фланца вентустановки. В этом случае подключение магистрального воздуховода к вентустановке производится через переходник.

В бытовых системах вентиляции обычно используются круглые воздуховоды диаметром от 100 до 250 мм или прямоугольные эквивалентного сечения.

Зная расход воздуха можно подобрать по каталогу воздухораспределители с учетом соотношения их размеров и уровня шума (площадь сечения воздухораспределителя, как правило, в 1,5–2 раза больше площади сечения воздуховода). Для примера рассмотрим параметры популярных воздухораспределительных решеток Арктос серий АМН, АДН, АМР, АДР:

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 (см. раздел Расчет сопротивления сети).

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.

Для примера проверим, подойдет ли вентустановка с приведенной на рисунке вентхарактеристикой для коттеджа площадью 200 м².

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.

После выбора приточной установки (или вентилятора, если используется наборная система) может оказаться, что ее фактическая производительность заметно больше расчетной, а предыдущая модель приточной установки не подходит, поскольку ее производительности недостаточно. В этом случае у нас есть несколько вариантов:

Оставить все как есть, при этом фактическая производительность вентиляции будет выше расчетной. Это приведет к повышенному расходу энергии, затрачиваемой на нагрев воздуха в холодное время года.
«Задушить» вентустановку с помощью балансировочных дроссель-клапанов, закрывая их до тех пор, пока расход воздуха в каждом помещении не снизится до расчетного уровня. Это также приведет к перерасходу энергии (хотя и не такому большому, как в первом варианте), поскольку вентилятор будет работать с избыточной нагрузкой, преодолевая повышенное сопротивление сети.
Не включать максимальную скорость. Это поможет в том случае, если вентустановка имеет 5–8 скоростей вентилятора (или плавную регулировку скорости). Однако большинство бюджетных вентустановок имеет только 3-х ступенчатую регулировку скорости, что, скорее всего, не позволит точно подобрать нужную производительность.
Снизить максимальную производительность приточной установки точно до заданного уровня. Это возможно в том случае, если автоматика вентустановки позволяет настраивать максимальную скорость вращения вентилятора.

Во всех расчетах, которые мы проводили, использовались рекомендации СНиП и МГСН. Эта нормативная документация позволяет определить минимально допустимую производительность вентиляции, обеспечивающую комфортное пребывание людей в помещении. Другими словами требования СНиП направлены в первую очередь на минимизацию стоимости системы вентиляции и затрат на ее эксплуатацию, что актуально при проектировании вентсистем для административных и общественных зданий.

В квартирах и коттеджах ситуация иная, ведь вы проектируете вентиляцию для себя, а не для усредненного жителя и вас никто не заставляет придерживаться рекомендаций СНиП. По этой причине производительность системы может быть как выше расчетного значения (для большего комфорта), так и ниже (для уменьшения энергопотребления и стоимости системы). К тому же субъективное ощущение комфорта у всех разное: кому-то достаточно 30–40 м³/ч на человека, а для кого-то будет мало и 60 м³/ч.

Однако если вы не знаете, какой воздухообмен вам нужен для комфортного самочувствия, лучше придерживаться рекомендаций СНиП. Поскольку современные приточные установки позволяют регулировать производительность с пульта управления, вы сможете найти компромисс между комфортом и экономией уже в процессе эксплуатации системы вентиляции.

06 Апр 2019 admin 60