Проектирование и расчет вентиляционных систем

Для любого помещения нужна хорошая вентиляция. Но для этого мало просто купить первую понравившуюся систему вентиляции. Для того, чтобы система вентиляции полноценно функционировала, для любого помещения в первую очередь, необходимо выяснить, какой объем воздуха должен выводиться из помещения, сколько свежего воздуха нужно поставлять с улицы, и только после этого уже подбирать и комплектовать систему вентиляции вентиляторами определенной мощности, вентиляционными каналами требуемого сечения и т.д.

Профессионалами в данной сфере было разработано, и используются множество способов расчета вентиляции помещений, например, на удаление излишков теплого воздуха или испарений, разбавление загрязнений и прочее. Однако все они требуют профессиональных знаний и опыта. Но в этой статье не будет слишком заумных расчетов и формул. В этой статье представлен  такой метод, которым может воспользоваться любой человек,  не имеющий высшего технического образования, и не связанный с вентиляционными системами по долгу профессиональных обязанностей. Мы приведем пример подобного расчета вентиляции для жилого дома, пользуясь самыми простыми способами: по кратностям, санитарным нормам и общей площади.  Однако если Вы хотите более глубоких знаний, можете начать с ознакомления  со специальными нормативными документами (ГОСТ, СанПин, ДБН, СНиИ). В них вы найдете всю необходимую информацию о требованиях к вентиляционным системам для любых помещений, о необходимом оборудовании, его мощностях и правилах его размещения. Именно этими документами руководствуются архитекторы - проектировщики и инженеры, при составлении проекта вентиляции для определенных зданий. 

Расчет по кратностям.

Кратность - это величина, показывающая, сколько раз за 1 час воздух в помещении должен заменится на свежий.

Это довольно сложный расчет, и при его произведении следует руководствоваться следующей таблицей:

Если в таблице отсутствует какое-либо помещение, то воздухообмен для него рассчитывается согласно норм, для жилых помещений 3 куб.м./час свежего воздуха на 1 куб.м. помещения, то есть по формуле: L=V*3, где V является объем помещения. 

Когда считается воздухообмен для группы помещений (комнат) в пределах одной квартиры или частного дома, коттеджа, их следует рассматривать как единый воздушный объём. Который должен отвечать, выше упомянутому условию, сколько воздуха мы подаём, столько же должны и удалить. Если при подсчёте, значения притока и вытяжки не совпадают, то округление делается в сторону большего значения.

В качестве примера расчета, рассмотрим однократный воздухообмен (это значит, что за час из помещения было выведено и одновременно поступило количество воздуха, равное объему самого этого здания). 

Расчет производится по формуле: L=n*V (кубометров/час), где n - это кратность (посмотреть в таблице), а V - объем комнаты.

Как упоминалось раньше, чтобы просчитать вентиляцию для всего дома, состоящего из нескольких помещений, рассматривайте его «без стен», то есть как одно помещение с общим воздушным объемом. Для этого узнайте объем каждой комнаты умножив длину, высоту и ширину стен, а затем воспользуйтесь вышеуказанной формулой.

Для большинства комнат можно делать только приток или вытяжку, но для пространств с повышенной влажностью (кухня, санузел) потребуется организовать рециркуляционную систему. В итоге у вас должно сойтись уравнение объема притока и объема вытяжки. Если этого не произошло, число воздухообмена в этих помещениях можно увеличить до необходимого показателя.

При расчетах, все значения L должны быть кратны числу 5, поэтому при необходимости округляйте их до пяти в большую сторону. Рассчитайте L для всех комнат по отдельности сначала для притока воздуха, затем - для вытяжки, сложите показатели и сравните общие L притока и L вытяжки - они должны быть равны. Если значением притока получилось больше вытяжки, то чтобы соблюсти баланс увеличьте воздухообмен для тех комнат, где воздухообмен был минимально допустимым.

Рассчитаем вентиляцию по кратностям для дома с квадратурой 135  кв.м. с такими комнатами:

• кухня площадью 25 кв.м.;
• спальня - 30 кв. м.;
• рабочий кабинет - 20 кв. м.;
• зал - 40 кв. м.;
• прихожая - 10 кв. м.;
• туалет - 5 кв. м.;
• ванная - 5 кв. м.;

В первой таблице нет кратности для кабинета и прихожей, поэтому для них можно высчитать норму, исходя из того, что на 1   куб. м. помещения требуется 3 кубометра воздуха в час. Умножаем объем помещения на 3 и получаем значения 210 куб. м. /ч. для кабинета, и 105 куб,м./ч. для прихожей.

Из второй таблицы видно, что для большинства помещений вычисляется минимальный требуемый объем чистого воздуха. Однако более сильная вентиляция устанавливается в основном в санузле и кухне, так что для этих помещений лучше делать расчет с запасом. 

В туалете и ванной лучше устанавливать лишь вытяжку, а в спальне, гостиной и рабочем кабинете - только приток. Эта мера позволит предотвратить застаивание неприятных запахов.

Расчет по санитарным нормам.

Для расчета воздухообмена в административно-бытовом или общественном здании по санитарным нормам, потребуется знать примерное количество человек, постоянно находящихся в помещении, т.к. по нормам человеку, постоянно находящемуся в помещении, в час необходимо не менее 60 кубометров свежего воздуха, временному посетителю хватит и 20 кубометров.

Рассчитаем воздухообмен для того же дома. Для спальни: L= 2(человека) * 60 (кубометров) = 120 кубометров/час; Для кабинета: (будем учитывать одного постоянного и одного временного человека) L=1*60+1*20 = 80 кубометров/час; в зале, например, молодая пара иногда встречается с парой друзей или родителями, следовательно для этой комнаты также следует учитывать временных посетителей L = 2*60 + 2*20 = 160; Для кухни L= 2(человека) * 60 (кубометров) = 120 кубометров/час; Для коридора, так же будем учитывать временных посетителей: L = 2*60 + 2*20 = 160; Для ванной: L= 2(человека) * 60 (кубометров) = 120; Для туалета: L= 2(человека) * 60 (кубометров) = 120.

Очевидно, что при таком расчете, для помещений требуется значительно меньший объем свежего воздуху, исходя из этого можно сделать вывод, что система вентиляции получится значительно дешевле, однако никто не гарантирует что эта система вентиляции будет полноценно функционировать, и полностью выполнять все функции. В любом случае, нужно  помнить: очень важно обеспечить такое движение воздушных масс, чтобы в квартире не застаивались запахи и влага.

Расчет по площади.

Расчет по площади - это еще один из простых способов расчета вентиляции. Чтобы рассчитать вентиляцию по площади, надо учесть, что для жилых домов регламент предполагает подачу 3 кубов свежего воздуха в час на площадь в 1 кв. м. При этом не важно, сколько людей находится внутри.

Осталось посчитать вентиляцию по площади, и для этого предлагаем решить простое уравнение: L притока = L вытяжки = S всего дома *3.

Произведи расчеты, имеем следующую картину: L притова = L вытяжки =135*3=405 кубометра/ч.

Все приведенные выше методики расчета вентиляции считаются корректными, хоть и разнятся результаты вычислений. Вам решать, какой методикой руководствоваться.

Выбор системы вентиляции.

После подсчета воздухообмена помещений, стоит приступать к выбору схемы вентиляции помещений. Если вы выбрали  реализацию простой системы вентиляции, включающую в себя приточные клапана и вытяжные вентиляторы или разнообразные, автономные системы проветривания, то здесь всё просто. Завод производитель просчитывает пропускную способность своего оборудования и указывает эти параметры в технической характеристики прибора. Вам остаётся только подобрать, это оборудование под воздухообмен вашего дома.  Однако при реализации более сложных вентиляционных систем, стоит продумывать план, делать чертежи и выбирать оборудование. Сегодня для вентиляционных систем используют прямоугольные и круглые воздуховоды. Для прямоугольных воздуховодов, оптимальное соотношение сторон считается 3:1, иначе вентиляция будет постоянно шуметь, а давление в ней будет недостаточно высокое (не будет тяги).

Также при выборе необходимо учитывать, что нормальная скорость в магистрали должна достигать около 5 м/с (в ответвлениях примерно 3 м/с). Чтобы определить необходимые размеры сечения, воспользуйтесь диаграммой:

На данной диаграмме изображена зависимость размера сечения от расхода воздуха и скорости его движения. Горизонталями отмечен расход воздуха, вертикалями - скорость, косыми линиями - соответствующие размеры воздуховода.

Подберите нужное сечение ответвлений магистрали, которые будут идти к каждой комнате и самой магистрали вентиляции, чтобы воздух подавался с расходом 405 кубометров в час (как в примере с нашим домом).

При организации естественной вытяжки,  нормированная скорость течения воздуха в магистрали не должна превышать 1 м/ч. Расчет вытяжной вентиляции помещения должен происходит с учетом нормируемой скорости воздуха не больше 5 м/с для магистрали и 3 м/с - для ответвлений.