Нормы скорости воздуха в воздуховодах, алгоритм проведения расчета и измерение параметров

воздуховод

Любое здание, будь то жилое или производственное, непременно оснащено системой вентиляции. Она необходима для периодического обновления воздуха внутри помещений.

Для того чтобы этот процесс протекал правильно, на стадии проектирования проводятся необходимые вычисления.

Основной параметр, который влияет на работу всей внутридомовой вентиляции, – это скорость потока воздуха в воздуховоде. В помещениях с разным функциональным назначением она должна быть не больше и не меньше оптимальных значений.

Эти показатели содержатся в соответствующем разделе СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Важность правильного воздухообмена

комната в доме

Основным назначением вентиляции является создание и поддержание благоприятного микроклимата внутри жилых и производственных помещений.

И наоборот, при низкой скорости обновления воздушной массы мы получаем переувлажненную, избыточно теплую атмосферу, которая вредна для здоровья. В запущенных случаях нередко наблюдается появление на стенах грибков и плесени.

Нужен определенный баланс воздухообмена, который позволит поддерживать такие показатели влажности и температуру воздуха, которые положительно сказываются на здоровье людей. Эта важнейшая задача, которая требует решения.

Воздухообмен зависит в основном от скорости прохождения воздуха по вентиляционным каналам, сечения самих воздуховодов, количества изгибов трассы и длины участков с меньшими диаметрами воздухопроводящих труб.

Эти вычисления позволяют создать надежную внутридомовую вентиляцию, которая отвечает всем нормативным показателям, утвержденным в «Строительных нормах и правилах».

Правила определения скорости воздуха

металлические воздуховоды

Скорость перемещения воздушного потока по воздухопропускным каналам имеет важнейшее значение для правильного воздухообмена. Ее величина напрямую зависит от площади сечения и материала воздуховода.

Как известно, если упрощенно рассматривать конструкцию любой вентиляционной системы, она не кажется очень сложной. Главной ее составляющей является магистральный воздухопровод, от которого в каждое помещение отходят каналы меньшего диаметра.

Уличный воздух попадает в магистраль и распределяется по всему зданию по системе приточных воздушных каналов. Этот процесс может протекать естественным путем, за счет разницы давления и температуры внутри и снаружи сооружения.

Альтернативная схема вентиляции – принудительная, когда скорость перемещения воздушных потоков определяется работой втяжного вентилятора.

Отработанный воздух удаляется из внутренних помещений по похожей системе вытяжных воздушных каналов. Воздуховоды более мелкого диаметра выходят из каждого помещения и соединяются с магистральным общедомовым каналом.

Через него происходит выброс загрязненного воздуха в атмосферу.

Если используется схема естественной вентиляции, то величина рекомендуемой скорости воздушного потока составляет 0,2-1 м/с, максимально до 2 м/с.

Санитарные нормы уровня шума

вентиляция

Санитарные нормы уровня шума прописаны в СНиП-2-77. Раздел «Защита от шума» содержит допустимые значения громкости шумов различного происхождения для жилых, производственных и общественных зданий.

Уровни шума в разное время суток неодинаковы. Об этом свидетельствует отрывок из таблицы, приведенный ниже:

Виды помещений и окружающих территорий Время суток Уровень звука (шума) нормальный
дБА
Максимальный уровень звука
дБА
Помещения в больницах и домах отдыха 7.00-23.00
23.00-7.00
35
25
50
40
Классы и учебные кабинеты в школах 40 55
Комнаты
в квартирах
7.00-23.00
23.00-7.00
40
30
55
45
Территории, прилегающие к больницам и санаториям 7.00-23.00
23.00-7.00

45
35

60
50
Территории, примыкающие к жилым домам 7.00-23.00
23.00-7.00
55
45
70
60
Территории возле школ 55 70

Кроме уровня шума, который не следует превышать, существует показатель звукового давления. Это звук, который разделяется по среднегеометрическим частотам октавных полос, от 30 до 8000 Гц.

Уровень вибрации

большой вентилятор

Вибрация – это явление, которое, наряду с шумом, всегда присутствует в воздуховодах, если используется схема принудительного вентилирования.

Ее величина зависит от следующих факторов:

  • размеры  сечения воздушных каналов;
  • материал, который использовался для изготовления вентиляционных труб;
  • состав и качество прокладок между трубами воздуховодов;
  • скорость движения воздуха в каналах вентиляционной системы.

Нормативные показатели, которые обязательно должны учитываться при расчетах параметров воздушных каналов и выборе типа вентиляционных устройств, показаны в таблице:

Предельно допустимые значения локальной вибрации Предельно допустимые значения локальной вибрации
В величинах виброускорения В величинах виброскорости
м/с дБ м/с х 10-2 дБ
8 1.4 73 2.8 115
16 1.4 73 1.4 109
31.5 2.7 79 1.4 109
63 5.4 85 1.4 109
125 10.7 91 1.4 109
250 21.3 97 1.4 109
500 42.5 103 1.4 109
1000 85.0 109 1.4 109
Корректированные и эквивалентно корректированные значения и их уровни 2.0 76 2.0 112

Если проектирование вентиляции осуществлено грамотно, скорость воздушного потока в воздухопропускных каналах не должна влиять на изменение уровней шума и вибрации в системе.

Кратность воздухообмена

система вентиляции

Для того чтобы воздух в жилых, производственных и подсобных помещениях был чистым и не воздействовал отрицательно на здоровье человека, необходимо, чтобы он периодически обновлялся.

А именно, проводится расчет площади сечения воздуховода, исходя из объема прогоняемого воздуха.

Кратность воздухообмена – это показатель того, сколько раз за 1 час происходит полная смена объема воздуха в помещении.

Она вычисляется следующим образом:

формула

где N – кратность воздухообмена (раз/ч), V – объем чистого воздуха, который заполняет данное помещение за 1 час (м3/ч), W – объем помещения (м3).

Так, для жилых комнат кратность равна 3/ч на 1 м2 площади, для кухни – 6-8, для ванной комнаты –7-9, для туалета – 8-10, для кладовой – 1 и т. д.

Рекомендованные нормы скорости воздухообмена

система воздухообмена

Как уже говорилось, скорость потока воздуха по вентканалам не нормируется. Но в СНиП прописаны рекомендуемые величины скорости движения воздушных масс, на которые необходимо ориентироваться при проектировании вентиляции.

Допустимая скорость воздуха в воздуховодах приведена в таблице:

Тип воздуховода и вентиляционной решетки Тип вентиляционной схемы
Естественная Принудительная
м/с
Приточные решетки (жалюзи) 0.5-1.0 2.0-4.0
Каналы приточных шахт 1.0-2.0 2.0-2.6
Горизонтальные составные (сборные) каналы 0.5-1.0 2.0-2.5
Вертикальные каналы 0.5-1.0 2.0-2.5
Решетки у пола приточные 0.2-0.5 2.0-2.5
Решетки у потолка приточные 0.5-1.0 1.0-3.0
Вытяжные решетки 0.5-1.0 1.5-3.0
Каналы вытяжных шахт 1.0-1.5 3.0-6.0

Максимальная рекомендованная скорость воздушного потока в жилых помещениях не должна превышать 0.3 м/с. Допускается ее кратковременное превышение до 30%, например, на время ремонтных работ.

Алгоритм вычисления скорости воздуха

воздуховод

Расчет скорости воздуха в воздуховоде проводится для каждого участка вентиляционной системы, выходящего в помещение. Для вычислений выбирается рекомендованная кратность воздухообмена для данного типа помещений.

Определяется объем помещения (м3). Используя эти два значения, вычисляется величина расхода воздуха (м3/ч):

формула 2

где N – кратность воздухообмена, а W–объем помещения (м3).

Затем можно рассчитать скорость перемещения воздушных масс на конкретном участке воздухопропускной трубы по формуле:

формула 3

где ϑ – скорость воздушного потока на выбранном участке (м/с), F – расчетная площадь сечения вентиляционного канала (м2), L – расход воздуха на участке (м3/ч).

Для определения величины расхода воздуха (L) в зависимости от поперечного сечения воздуховода и скорости воздушного потока можно обратиться к таблице, приведенной в СНиП (отрывок):

Ширина × высоту воздуховода Расход воздуха (м3/ч) при скорости потока (м/с)
1 2 3 4 5 6 7 8
100×150 54 108 162 216 270 324 378 432
100×200 72 144 216 288 360 432 504 576
150×150 81 162 243 324 405 468 567 648
150×250 108 216 324 432 540 648 756 864
200×200 135 270 405 540 675 810 945 1080

Для получения окончательного значения скорости движения воздушного потока следует учесть потери на трение и местные сопротивления.

Коэффициенты трения в зависимости от разновидности материала воздушного канала можно найти в справочной литературе.

Правила выбора воздуховода

воздуховод с вентилятором

По существующим СНиП, нормируется только диаметр круглого вентиляционного канала. Если планируется проложить каналы прямоугольного сечения, то длина и ширина находятся методом подбора таким образом, чтобы площадь поперечного сечения была максимально близка к расчетной. Отношение ширины к длине прямоугольных каналов не может быть больше, чем 1 к 3.

Сначала определяется площадь сечения воздуховода (м2):  , где L – расчетный расход воздуха, а ϑ – расчетная скорость воздушного потока. Зная площадь поперечного сечения, нетрудно определить искомый диаметр (м):  где F – площадь сечения вентиляционного канала (м2).

Кроме определения оптимального размера и материала для воздуховода, данные расчеты помогают выбрать для проектируемой системы вентилятор нужной мощности.

Измерение параметров воздушного потока и наладка системы

система вентиляции

Приточная и вытяжная вентиляционная система смонтирована. Для того чтобы она работала в соответствии с расчетными параметрами, необходимо провести ее диагностику и наладку. Это касается в основном  механической вентиляции.

Различают 3 основных типа этих приборов:

  1. механические, оборудованные крыльчаткой. Измеряют скорость в пределах 0.2 -5 м/с;
  2. чашечные.  Диапазон измерений  – 1-20 м/с;
  3. электронные термоанемометры.

Первые 2 вида анемометров могут проводить замеры только через специальные лючки, устроенные в вентиляционных каналах. Для электронных приборов этого не требуется.

Они могут измерять скорость воздушного потока в любых воздуховодах при помощи специальных датчиков.

После необходимых замеров проводится регулировка вентиляционной системы и наладка оборудования. Регулировка нужной скорости перемещения воздушных потоков осуществляется при помощи дроссель-клапанов и воздушных заслонок.

Подведем итог

измерение скорости воздуха в воздуховоде

Надо сказать, что расчеты параметров вентиляционной системы, особенно в многоэтажных зданиях и производственных корпусах, – дело очень непростое.

В принципе, то же самое относится к коттеджам и капитальным домам частного сектора. Поэтому не следует проводить такие вычисления самостоятельно.

Лучше привлечь специалистов-проектировщиков, которые имеют опыт в данной области.

Ссылка на основную публикацию