Расчет скорости воздуха в воздуховоде: норма, формула по сечению, допустимые и максимальные показатели

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.

Если воздухообмен с наружной атмосферой будет слишком интенсивным, то воздух внутри здания не успеет прогреться, особенно в холодное время года. Соответственно, в помещениях будет холодно и недостаточно влажно.

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.

Все эти нюансы учитываются при проектировании и расчетах параметров вентиляционной системы.

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.

Кроме того, этот показатель тесно связан с наличием шумов и вибрации в системе. Из этого следует, что кратность воздухообмена напрямую зависит от этих трех факторов.

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.

Скорость движения воздуха по воздухопропускным каналам не нормируется. Однако существует таблица, в которой указаны рекомендуемые скорости перемещения воздуха в воздуховодах для принудительной вентиляции.

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 территорийВремя сутокУровень звука (шума) нормальный
дБА
Максимальный уровень звука
дБА
Помещения в больницах и домах отдыха7.00-23.00
23.00-7.00
35
25
50
40
Классы и учебные кабинеты в школах4055
Комнаты
в квартирах
7.00-23.00
23.00-7.00
40
30
55
45
Территории, прилегающие к больницам и санаториям7.00-23.00
23.00-7.00

45
35

60
50
Территории, примыкающие к жилым домам7.00-23.00
23.00-7.00
55
45
70
60
Территории возле школ5570

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.

Суммарный уровень шума в дБА близок или совпадает со значениями в таблице.

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.
С максимальной величиной показателей вибрации тесно связана мощность вентилятора.

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

Предельно допустимые значения локальной вибрацииПредельно допустимые значения локальной вибрации
В величинах виброускоренияВ величинах виброскорости
м/сдБм/с х 10-2дБ
81.4732.8115
161.4731.4109
31.52.7791.4109
635.4851.4109
12510.7911.4109
25021.3971.4109
50042.51031.4109
100085.01091.4109
Корректированные и эквивалентно корректированные значения и их уровни2.0762.0112

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.

Чтобы оценить данный процесс, вводится количественный показатель кратности воздухообмена, который учитывается при расчете скорости потока воздуха в вентиляционных шахтах и каналах.

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).

В качестве примера можно привести несколько значений кратности воздухообмена для помещений разного назначения.

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 решеткиТип вентиляционной схемы
ЕстественнаяПринудительная
м/с
Приточные решетки (жалюзи)0.5-1.02.0-4.0
Каналы приточных шахт1.0-2.02.0-2.6
Горизонтальные составные (сборные) каналы0.5-1.02.0-2.5
Вертикальные каналы0.5-1.02.0-2.5
Решетки у пола приточные0.2-0.52.0-2.5
Решетки у потолка приточные0.5-1.01.0-3.0
Вытяжные решетки0.5-1.01.5-3.0
Каналы вытяжных шахт1.0-1.53.0-6.0

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 воздуховодаРасход воздуха (м3/ч) при скорости потока (м/с)
12345678
100×15054108162216270324378432
100×20072144216288360432504576
150×15081162243324405468567648
150×250108216324432540648756864
200×2001352704055406758109451080

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.

Итак, по результатам расчетов, которые приведены в предыдущем разделе, требуется вычислить диаметр воздушного канала, который потребуется для данного участка вентиляционной трассы.

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.

Диагностика осуществляется путем измерения скорости воздушного потока в каналах. Для этого используются специальные приборы, которые называются анемометрами.

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
Adblock
detector