Как рассчитать естественную вентиляцию для помещения

Естественная вентиляция осуществляется за счет разного воздушного давления снаружи и внутри дома. Неорганизованная система предполагает поступление свежих потоков через щели в оконных и дверных проемах и зависит от времени года. Организованный способ означает аналогичный способ воздухообмена, но кислород притекает через специальные приспособления для подачи воздуха. Расчет естественной вентиляции требуется, чтобы контролировать кратность воздухообмена в комнате.

Определение естественной вентиляции


При естественной вентиляции воздух поступает через приточные клапаны или щели в деревянных окнах

За комфортные условия в частном и многоэтажном доме отвечает вентиляция. В многоквартирном секторе предусматриваются вентиляционные стояки и шахты, которые выводят отработанный воздух за пределы строения (на крышу). Для нормализации микроклимата требуется удаление и приток свежих воздушных масс.

В квартирах со старыми рамами из дерева воздух поступает в жилую зону через неплотно прикрытые створки. Современные требования к отделке интерьера ужесточают меры герметизации, и металлопластиковые заполнения проемов со стеклопакетами характеризуются отсутствием щелей. Неприятные запахи из санузла и кухни выводятся через шахту, но внутри квартиры наступает область разрежения, в которой некомфортно чувствуют себя жильцы.

Правильная организация и нормативы

Естественное проветривание отличается разной эффективностью в зимний и летний период. Разница температур удаляющихся и входящих масс вызывает ускорение притока, что характерно для холодного времени. Летом температура за окном выше комнатных значений, скорость воздуха в естественной вентиляции замедляется. Работа воздухоотводящих шахт становится менее результативной.

Нормативные акты и условия расчета систем изложены в документе СНиП 41.01 – 2003 «Отопление, кондиционирование и вентиляция». Требования к работе естественных воздуховодов содержатся и в СП 73.13320 – 2012 «Внутренние санитарно-технические системы зданий». Организация входного потока означает применение специальных клапанов в оконных рамах и стенах строения для оптимизации воздухообмена.

Особенности и применение естественной вентиляции


В помещении с металлопластиковыми окнами на них ставят приточные клапаны

Воздух в неорганизованных воздуховодах удаляется с помощью тяги в каналах, расположенных обычно в ванной, туалете и кухне. Тяготение возникает пропорционально разнице температур наружной и внутренней атмосферы и высоте стояка от вентиляционной решетки до оголовка трубы на кровле.

Используются сквозные искусственные каналы и клапаны при недостаточной тяге в вентиляционных шахтах:

  • проветриватель ставят в наружной стене или раме, устройство увеличивает объем воздуха, но его работа также зависит от климата;
  • бризер одновременно очищает и проветривает поступающий воздух с помощью одного или набора фильтров и мембран, монтируется в стене дома;
  • к принудительной циркуляции относится установка вентиляторов в окне или стеновой нише.

Играет роль ветреная погода. Если летом открыть фрамугу, струя под напором выдавит воздух в вытяжную шахту. Ветровая нагрузка может использоваться для работы дефлекторов, которые устанавливаются на оголовок и улучшают тягу за счет поворотов. Естественная вентиляция остается самым дешевым способом проветривания, не требует затрат на монтаж и эксплуатацию.

Расчет и формулы


Для естественной вентиляции имеет значение размер клапана и его пропускная способность

Вычисления по вентиляционной системе заключаются в определении оптимальных условий, в которых воздух поступает и выводится наиболее эффективно.

Расчет естественной вентиляции помещения включает разделы:

  • определение скорости потоков;
  • вычисление объема воздуха;
  • расчет параметров входного отверстия или канала.

При вычислении принимается во внимание кратность воздушного обмена по нормативам, учитываются гигиенические и санитарные нормы, площадь помещения. Есть технические расчеты, которые просчитывают обновление микроклимата, удаление тепла, изменение влажности, степени загрязненности.

Расчет скорости воздуха


Увеличить скорость оттока воздуха можно с помощью дефлектора

Параметр определяется как быстрота движения потока в каждой точке, при этом значение не зависит от направления. В некоторых помещениях есть неоднородные перемещения воздуха, что ведет к потере тепла тела. Принимается среднее значение воздушной скорости, которое выбирается между меньшей и большей охлаждающей результативностью.

Расчет системы вентиляции в части скорости воздуха опирается на кратность обмена и находится по формуле B = M / 3600 · S, где:

  • B — скорость перемещающихся масс (м/с);
  • M — показатель расходования воздуха (м3/ч);
  • S — площадь поперечного сечения воздуховода (м2).

Расход определяется из расчета по 60 м3/час на одного человека, если он беспрерывно находится в комнате и 20 м3/час, если его пребывание считается временным. Такие нормативы прописаны в санитарно-гигиенических правилах.

Расчет объема воздуха


Атмосфера очищается благодаря воздухообмену в помещении. Смена воздушной массы должна быть несколько раз за час, чтобы уровень загрязнения находился в допустимых рамках. Количество замен называется кратностью воздухообмена, на основании которой находится скорость потока.

Показатель кратности можно рассчитывать по формуле N = V / Y, где:

  • N — кратность замены воздуха (раз/ч);
  • V — количество воздуха, пополняющего комнату за час (м3/ч);
  • Y — объем искомого помещения (м3).

Показатель приведен в специальных таблицах, чтобы не рассчитывать его для одинаковых по площади и функциональности комнат.

Рекомендуемая кратность:

  • жилые помещения — 3 м3/ч для 1 квадрата площади;
  • кухня — 6 – 8 м3/ч;
  • ванна, душевая, прачечная — 7 – 9 м3/ч;
  • гардероб, кладовка — 1 – 1,5 м3/ч;
  • гараж, погреб — 4 – 8 м3/ч.

Если кратность ниже нормы, свежие потоки не будут поступать, и микроклимат не будет обновляться, в нем накопятся вредные микроорганизмы, газы. При увеличении воздухообмена больше положенного атмосфера высушивается, охлаждается, что приводит к болезням дыхательной системы.

Расчет диаметра канала


Расчет труб прямоугольного и круглого сечения для вентиляции

После определения объема и скорости потока вычисляется сечение отводящего канала.

Диаметр канала вентиляции нежилого помещения подсчитывается по формуле, которая является обратной от вычисления скорости S = B / 3600 · M, где:

  • S — площадь (м2);
  • B — скорость потока (м/с);
  • M — расход (м3/ч).

Результат применяется для вычисления диаметра D = 1000 · √ (4 · S / π), где:

  • D — полученный диаметр (м);
  • S — расчетная площадь поперечного сечения (м2);
  • π — математическое число (3,14).

Результат диаметра сравнивается с параметрами готового изделия и выбирается близкое по размерам изделие. Определение размеров канала, скорости потока и кратности воздухообмена относится к сложным вычислениям, поэтому рассчитать вентиляцию легче всего, обратившись к инженерам-специалистам.

Цель расчета


Правильный расчет естественной вентиляции позволяет сбалансировать входящие и выходящие потоки воздуха

Правильно подобранный размер вентиляционных шахт, стояков и каналов позволяет уравнивать поступающие и выводящиеся объемы воздуха. В результате уменьшается риск дыхательных заболеваний, улучшается комфорт, сон, повышается работоспособность.

Если при вычислении получается объем приточной массы больше, чем удаляющейся, рекомендуется принимать значение по максимальному индексу. В интернете предлагается онлайн-калькулятор для получения результатов, требуется только подставить индивидуальные значения.

Правильное оборудование воздуховодов

Короба из оцинковки могут быть круглой, квадратной и прямоугольной формы. Трубы чаще ставят для организации приточного потока в производственных и общественных помещениях. Для монтажа используются хомуты, крепящиеся к перекрытию шпильками. Прямоугольные короба подвешивают на жестких траверсах, где высота регулируется контрольной гайкой. Обязательно делаются резиновые прокладки.

Гибкие воздуховоды длиной до 5 м прокладывают без промежуточных опор, трубопроводы большей длины фиксируют подвесами, хомутами на шпильках во избежание прогиба. Несмотря на гибкость, для таких магистралей есть определенные радиусы, больше которых поворачивать трассу не рекомендуется.

Ссылка на основную публикацию