Как сделать расчет вентиляции: формулы и пример расчёта приточно-вытяжной системы

Вентиляция производственных помещений

Вентиляция производственных помещений – это совокупность мероприятий и устройств, необходимых для обеспечения заданного качества воздушной среды в рабочих помещениях. Вентиляции принадлежит главенствующая роль в нормализации воздушной среды на рабо­чих местах и в производственных помещениях.

Виды вентиляции и типы вентиляционных установок

По способу перемещения воздуха вентиляция может быть:

По способу организации воздухообмена механическая вентиляция может быть:

Типы вентиляционных установок

1. Вытяжные (предназначенные для удаления воздуха) – местные и общие.
2. Приточные (осуществляют подачу воздуха) – местные (воздушные души, завесы, оазисы) и общие (рассеянный или сосредоточенный приток).

1. Естественная вентиляция – это вентиляция, при которой воздухообмен происходит за счет разности температур под влиянием теплового напора. Естественная вентиляция производственных помещений может быть: неорганизованной и организованной.

Неорганизованная естественная вентиляция (про­ветривание) осуществляется за счет поступления и удаления воздуха через окна, форточки, фрамуги, специальные проемы, а также через неплотности на­ружных ограждений (инфильтрация).

Организованная (регулируемая) естественная вентиляция производственных помещений называется аэрацией, которая осуществляется с помощью аэрационных фонарей. При отсутствии аэрационных фонарей естествен­ная вентиляция может быть улучшена с помощью специальных каналов или шахт. С целью повышения эффективности ветрового напора эти шахты снабжаются специальными насадками – дефлекторами.

2. Механическая вентиляция позволяет производить предварительную обработку приточного воздуха – ув­лажнение, нагрев или охлаждение и очистку от пыли, газов, аэрозолей и других примесей.

К установкам местной вентиляции относятся местные отсосы открытого типа, включающие защитно-обеспыливающие кожухи, вытяжные шкафы, бортовые отсосы, шарнирно-телескопические отсосы (встроенные в рабочие места, инструменты), перемещаемые отсосы, а также вытяжные зонты, укрытия-боксы, камеры и кабины.

Общеобменная вентиляция применяется в тех случаях, когда вред­ные вещества, избыточное тепло и влага выделяются рассредоточено по всему рабочему помещению, и удалить их с помощью местных отсо­сов не представляется возможным. Принцип действия общеобменной вентиляции основан на разбавлении загрязненного, перегретого или переувлажненного воздуха до уровней, соответствующих гигиеническим нормативам.

Приточная вентиляция предназначена для обработки воздуха: его подогрев, охлаждение, очистка от пыли или увлажнение.

Вытяжная вентиляция предназначена для удаления отработанного воздуха.

Кондиционирование воздуха производственных помещений

Кондиционирование воздуха – создание и автоматическое регулирование в помещениях заданных параметров микроклимата и санитарно-гигиенических параметров (температуры, влажности, подвижности воздуха).

Системами кондиционирования должен подаваться воздух, очищенный от пыли. Иногда предъявляются требования по очистке воздуха от бактерий, по его ионизации, дезодорации или ароматизации.

Требования к вентиляции производственных помещений

Основные санитарно-гигиенические требования к вентиляции производственных помещений определены гигиеническими нормативами, а также строительными нормами и правилами (далее СНиП)

Для эффективной работы вентиляции важно, чтобы еще на стадии ее проектирования было предусмотрено выполнение ряда санитарно-гигиенических и технических требований

Количество воздуха, необходимого для вентиляции производственных помещений и обеспечения требуемых параметров воздушной среды в рабочей зоне, устанавливается расчетным способом. Расчет ведется по избытку тепла, влаги или по количеству выделяющихся вредных веществ (пыли, газов, паров). При одновременном выделении в помещении тепла, влаги и вредных веществ необходимый воздухообмен должен устанавливаться по превалирующей вредности.

Система вентиляции не должна быть источником шума и загрязнения окружающей среды. В процессе эксплуатации вентиляционные системы должны обслуживаться, очищаться от загрязнений, ремонтироваться в соответствии с установленным графиком подготовленным персоналом.

Элементы сети и местные сопротивления

Имеют значение и потери на элементах сети (решетки, диффузоры, тройники, повороты, изменение сечения и т. д.). Для решеток и некоторых элементов эти значения указаны в документации. Их можно рассчитать и произведением коэффициента местного сопротивления (к. м. с.) на динамическое давление в нем:

Pм. с.=ζ·Pд.

Где Pд=V2·ρ/2 (ρ – плотность воздуха).

К. м. с. определяют из справочников и заводских характеристик изделий. Все виды потерь давлений суммируем для каждого участка и для всей сети. Для удобства это сделаем табличным методом.

Сумма всех давлений будет располагаемым для этой сети воздуховодов, а потери на ответвлениях должны быть в пределах 10% от полного располагаемого давления. Если разница больше, необходимо на отводах смонтировать заслонки или диафрагмы. Для этого производим расчет нужного к. м. с. по формуле:

где Pизб – разница располагаемого давления и потерь на ответвлении. По таблице выбираем диаметр диафрагмы.

Нужный диаметр диафрагмы для воздуховодов.

Правильный расчет воздуховодов вентиляции позволит подобрать нужный вентилятор по графикам производителей. Используя найденное располагаемое давление и общий расход воздуха в сети, это будет сделать несложно.

Для бесперебойной и долговременной работы вентиляционной системы в квартирах многоэтажек или частных коттеджей, особенно когда вы устанавливаете ее заново, требуется грамотный расчет. Обычно, считают только приточную вентсистему, потому что естественная уже предусмотрена и смонтирована при постройке здания. При этом, заметим, что проектирование вытяжного вывода рассчитано на однократный обмен, тогда как приток воздуха превышает вытяжку в два раза.

Постоянная и непрерывная подача свежего воздуха необходима только в те комнаты, где вы будете находиться долгое время (кухня, спальня и гостиная, и т. д.) поэтому расчет системы вентиляции начинается с плана здания или отдельной квартиры, на котором указывают площадь всех имеющихся комнат. Измеряют воздухообмен кубометрами в час. При этом схема воздухообмена будет выглядеть таким образом: чистый воздух попадает в комнаты, оттуда в слегка загрязненном виде выходит в коридор, потом в кухню и санузел и выводится наружу через вентиляционные шахты.

Необходимо знать, что для комнат без естественной вентиляции нормой считают расход свежего воздуха на одного жильца не меньше, чем 60 кв. м /час. В спальне допустимо меньшее количество — до 30 кв. м. /час на одного, это связано с тем, что ночью мы потребляем меньше кислорода. Учитывать нужно потребности только постоянно проживающих в жилище людей. После того, как вы рассчитали воздушный обмен по потребностям жильцов, следует выяснить кратность обмена воздушных масс, то есть, сколько раз на протяжении одного часа заменяется весь объем воздуха. Этот показатель должен быть минимум однократным.

По ниже приведенным формулам рассчитайте оба эти показателя (обмен воздуха по числу людей и кратность) и выберите большее значение, как максимально соответствующее нормам безопасности:

L (необходимая производительность приточной вентсистемы) равна N (количеству жильцов) помноженному на Lnorm (норму расходования на одного), это что касается количества проживающих.

Кратность рассчитывается так — L (необходимая производительность вентсистемы) равна n (нормированная кратность обмена воздуха) умножить на S (площадь комнаты) умножить на H (высота комнаты).

Произведя подсчеты и сложив полученные числа, вы узнаете общую производительность вентсистемы. Показатели этого значения в нормативных документах следующие:

В квартирах и комнатах 100 — 500 кв. м / час.

В коттеджах 500 — 2000 кв. м / час.

Разновидности вентиляционных систем в одноэтажном, двухэтажных домах

Если говорить об основной классификации систем вентилирования, то стоит выделить: осуществляемую естественным образом и ту, которая сопровождается механическими устройствами.

Окна за счет сеток способны помешать проникнуть внутрь шмелям и мухам, комарам и листьям. Но они не защитят от пылинок и растительных аллергенов.

Наиболее простой и позволяющей сэкономить на затратах на электричестве является именно та, которая реализуется естественными методами. Формируется простыми воздуховодными каналами. Габаритные параметры и расположение которых могут создавать более или менее интенсивную тягу, а, соответственно, и вентилирование.

Для распределения воздуха применяют решетки, на 1 дом может приходиться иногда свыше 10 решеток.

Сопровождение вентилирования различными приборами и устройствами применяется в тех случаях, когда естественный способ вентилирования остается неэффективным. Могут использоваться самые разнообразные фильтры, клапанные устройства, нагреватели и охладители, вентиляторные конструкции.

Естественная (простая)

Естественная вентиляция в частном доме является максимально простой, с точки зрения конструирования. В основе ее работы лежат базовые физические процессы, которые основываются на разнице давления, температуры и смешению воздушных потоков с постепенным и регулярным их замещением.

Тяга позволяет в этом случае осуществить постоянный процесс смены воздушных масс.

Уже в момент строительства любое здание, в том числе и частный дом, надо оборудовать устройствами натуральной вентиляции.

Иногда может наблюдаться негативный эффект образования сквозняков. Для того, чтобы избавиться от них достаточно всего лишь оборудовать отверстия специальными типами клапанов. Они не перекрывают ход воздушных масс, но все же отсекают интенсивный воздушный поток, который может вызвать ощущение движущейся струи воздуха.

При естественном типе, выходящие трубы должны возвышаться над верхней точкой крыши приблизительно на 0,7 м. Верхнее отверстие покрывают специальным зонтиком, защищающим от попадания осадков, животных или птиц.

Это базовый минимум, без которого нормальная среда в помещениях не может быть обеспечена.

Принудительная

Принудительная при проектировке требует учесть тот факт, что должны быть установлены специальные вентиляторы, осуществляющих нагнетание воздуха. Используют проветриватели, бризеры, рекуператоры.

Грамотно установленная система вентиляции – залог комфортного проживания в доме.

Приточная

Этот вариант вентилирования дает возможность получить постоянный приток кислорода, поставляемого с улицы.

Оборудуется такой способ вентилирования следующими элементами (с учетом индивидуальных пожеланий): нагревательным элементом, вентилятором, фильтром, системой автоматизированного контроля, специальными воздухоотводами.

Приточная вентиляция в частном доме – подает воздух с улицы в помещение.

Приточная вентиляция может быть выполнена, как отверстие в стене, тогда она является бесканальной. Или спроектированной с использованием специальных воздуховодов, тогда это будет канальный тип.

Вытяжная

Устанавливается не только в квартире, но и в частном коттедже. Данная система представляет из себя комбинацию труб, один из концов которых располагается в наиболее загрязненных помещениях, например, на кухне. Его конец отгораживается решеткой. Тогда как второй выходит наружу. Данная конструкция позволяет избавить такие помещения, как санузлы и кухни от излишков влаги и загрязнений.

В частном доме можно вывести вытяжную вентиляцию через стену на улицу.

Приточно-вытяжная

Данная разновидность может быть спроектирована, как в виде принудительной, так и естественной.

У принудительной, обмен воздухом осуществляется за счет специальных воздуховодов, которые могут быть дополнены фильтрами для очистки, насыщением ионами, охлаждением или нагревом воздуха, увеличением уровня влажности.

Если делается приточно-вытяжная вентиляция, то для нее требуется прокладывать два раздельных вентиляционных канала.

У естественной приточно-вытяжной суть заключается в том, что основными направляющими для движения воздушных масс являются сами коридоры помещений. В этом случае организовать можно вентиляцию даже в помещениях, имеющих нестандартную планировку.

Определение воздухообмена согласно кратности воздухообмена в помещении.

Количество вентиляционного воздуха определяется для каждого помещения отдельно с учетом наличия вредных примесей (веществ) или задается по результатам ранее проведенных исследований. Если характер и количество вредных примесей (веществ) не поддаются учету, воздухообмен определяют по кратности:

L = Vпом * Kр (м3/ч),

где Vпом – объем помещения, м3; Кр – минимальная кратность воздухообмена, 1/ч., см. таблицу кратности воздухообмена.

Как определить объем помещения?

Необходимо рассчитать общий объем помещения в кубических метрах. Для этого используется простая формула:

Длина х ширина х высота = объем помещения м3 A x B x H = V (м3)

Например: помещение длиной 7 м, шириной 4 м и высотой 2,8 м. Для определения объема воздуха, необходимого для вентиляции этого помещения, рассчитываем объем комнаты: 7 х 4 х 2,8 = 78,4 м3. Затем, используя приведенные ниже таблицы рекомендуемой кратности воздухообмена, определяем требуемую производительность вентилятора или приточной установки.

Определение воздухообмена в соответствии с количеством людей в помещении:

L = L1 * NL (м3/ч),

где L1 – норма воздуха на одного человека, м3/ч*чел; NL – количество людей в помещении

20-25 м3/ч на одного человека при минимальной физической активности 45 м3/ч на одного человека при легкой физической работе 60 м3/ч на одного человека при тяжелой физической работе

Определение воздухообмена при выделении влаги:

L= D / ((dv-dn) * ρ) (м3/ч)

где D – количество выделяемой влаги, г/ч; dv – влагосодержание удаляемого воздуха, г воды/кг воздуха; dn – влагосодержание приточного воздуха, г воды/кг воздуха; ρ – плотность воздуха, кг/м3 (при 20°С = 1,205 кг/м3); Определение воздухообмена для удаления излишков тепла:

L= Q / (ρ * Cp*(tv-tn)) (м3/ч)

где Q – выделение в помещение тепла, кВт; tv – температура удаляемого воздуха, °С; tn – температура приточного воздуха, °С; ρ – плотность воздуха, кг/м3 (при 20°С = 1,205 кг/м3); Cp – теплоемкость воздуха, кДж/(кг·К) (при 20°С; Cp=1,005 кДж/(кг·К))

Таблица кратностей воздухообмена:

Определение воздухообмена в зависимости от предельно допустимой концентрации веществ:

L= GCO2 / (УПДК-УП) (м3/ч)

где GСО2 – количество выделяющегося СО2, л/ч, УПДК – предельно-допустимая концентрация СО2 в удаляемом воздухе, л/м3, УП – содержание газа в приточном воздухе, л/м3.

Нормы проектирования согласно СНиП

При проектировании систем вентиляции обычно руководствуются требованиями СНиП 2.04.0591, СНиП 2.08.02,89 и СНиП 2.09.04.87. Основные микроклиматические параметры воздуха, в зависимости от категории офиса и времени года, представлены в таблице.

Заданные параметры воздуха могут обеспечиваться, естественной или принудительной общеобменной вентиляционной системой, которая должна обеспечить температуру окружающего воздуха в офисе, в летний период, ниже 28С. В противном случае в проекте следует предусмотреть и систему кондиционирования помещений.

Кратность воздухообмена зависит от назначения конкретного помещения и рассчитывается по специальным таблицам либо по теплоизбыткам. В рабочих комнатах и кабинетах, читальных залах, бухгалтерии и т.д, площадью до 35 м.кв кратность воздухообмена составляет 1,5. В приемных, где ожидается скопление людей, кратность воздухообмена составляет: приток 3 вытяжка 2,5. Наибольший воздухооборот требуется в помещениях, где установлена копировальная техника: приток 5 вытяжка 6.

Допускается реализация отдельной приточной вентиляции для конференц-залов. Отдельная вытяжная вентиляция может быть обустроена в санузлах, в помещениях с множительной техникой, курилках, коридорах и холлах.

Общеобменная приточно-вытяжная система вентиляции, принципы работы выглядит так: Приточный воздушный поток подается в каждое предназначенное для этого помещение. Некоторая часть приточных мощностей подается и в коридор для компенсирования воздуха в помещениях, которые оборудованы только вытяжками. Удаление воздушных масс из кабинетов происходит перетеканием потока воздуха к вытяжкам в коридорах. Если в офисе есть кабинеты площадью более 35 м.кв до в них монтируется как приток, так и вытяжка воздуха.

Акустический расчет системы вентиляции

Акустический расчет — это обязательная операция, которая прилагается к расчету любой системы вентилирования помещения. Подобная операция осуществляется для того, чтобы выполнить несколько конкретных задач:

• определить октавный спектр воздушного и структурного вентиляционного шума в расчетный точках;
• сопоставить имеющийся шум, с допустимым шумом по гигиеническим нормам;
• определить путь снижения шума.

Все расчеты необходимо проводить в строго установленных расчетных точках.

После того как были выбраны все мероприятия по строительно-акустическим нормам, которые призваны устранить излишний шум в помещении, проводится поверочный расчет всей системы в тех же точках, что были определены ранее. Однако сюда же нужно добавить эффективные значения, полученные в ходе этого мероприятия по снижению шума.

Для проведения вычислений нужны определенные исходные данные. Ими стали шумовые характеристики оборудования, которые назвали уровнями звуковой мощности (УЗМ). Для расчета используют среднегеометрические частоты в Гц. Если проводится ориентировочный расчет, то можно использовать корректировочные уровни шума в дБА.

Если говорить о расчетных точках, то они располагаются в местах обитания человека, а также в местах установки вентилятора.

Вентиляция химической лаборатории

Вентиляция химической лаборатории – это комплексный подход к решению поставленных задач, в который входят общая система воздуховодов с вытяжками, размещенных по всему пространству помещений, плюс вытяжные шкафы, в которых проводятся эксперименты. Общая вентиляция должна отвечать требованиям:

Объем воздуха в лаборатории должен меняться 12-20 раз за один час. При этом учитывается статический объем, когда вся система не работает. Исходя из этого, подбирается и вентиляционное оборудование по мощности и производительности. Вытяжная часть вентиляционной системы – это центральный канал, от которого отходят локальные участки, распределенные по рабочим зонам. На выходе устанавливаются специальные фильтры, с помощью которых улавливаются химикаты в виде пыли, паров и конденсата. В химических лабораториях можно использовать и вытяжную систему, и приточную, работающих, как отдельные части

При этом важно добиться при монтаже, чтобы загрязненный воздух не смешивался с чистым в процессе эксплуатации схемы

Нормы воздухообмена производственных помещений

Местная приточная система на производстве

Для зданий производственного типа предусматривается общеобменная вентиляционная система, расчет потребностей которой производится исходя из условий конкретного производства и наличия определенного количества:

• тепла;
• жидкости или конденсата;
• вредных частиц.

При наличии в помещении оборудования с газовыми или паровыми выделениями, количество необходимого воздухообмена вычисляется, учитывая выделения:

• от данного оборудования;
• проложенных коммуникаций;
• предусмотренной арматуры.

Все необходимые показатели заложены в техническую документацию помещения, в противном случае данные берутся от фактических параметров. Данный расчет регламентирован ВСН21—77 и соответствующим СНиП.

Решение

Вентиляция объектов промышленного назначения — это по сути своей обеспечение притока свежего воздуха и удаление отработанного. И включает она в себя целый ряд решений.

Первый этап — это планирование. И для этого необходимо учесть несколько важных условий: присутствие в помещениях вредных испарений, загазованность и температурный режим.

Для решения поставленных задач нужно учесть необходимые условия труда, а так же отталкиваться от параметров помещения и его технических характеристик.

Чаще всего в больших помещениях применяется приточно-вытяжная вентиляция с охлаждением или подогревом воздуха.

В настоящее время существует множество вентиляционных систем, которые отличаются по функциональности и по стоимости. Зачастую это конкретное решение для каждого отдельного помещения. Именно благодаря этому мы и получаем эффективную, экономную, и идеально справляющуюся с поставленными задачами систему. Стоит понимать, что система вентиляции — это очень сложный механизм, который не только обеспечивает чистый и свежий воздух в помещении, а следовательно высокую производительность не только оборудования, но и сотрудников, а так же их хорошее самочувствие, а также позволяет управлять многими параметрами для создания оптимальных климатических условий в зависимости от времени или части помещения. Управление системой вентиляции возможно механически или же с помощью электроники, но возможны и варианты смешанного типа.

Нормы СНИП для жилых помещений

В процессе осуществления жизнедеятельности людей в жилых зонах наблюдается увеличение объема углекислого газа, повышается температура воздуха и возрастает влажность. Также часто ощущаются неприятные запахи, которые вызываются оседанием пыли на различных элементах жилых помещений.

В этом случае необходимо, чтобы весь воздушный объем, в котором содержатся вредные вещества полноценно выносился из помещения и замещался свежим воздухом. Так требование к вентиляции к жилым помещениям предполагают следующие параметры:

1. Процентная доля содержания в воздухе комнату углекислого газа должна находится в рамках от 0,07 до 0,1 %.
2. В жилое помещение следует подавать на одного взрослого человека 30-40 кубометров свежего воздуха в час, а на ребенка от 12 до 30 кубометров.
3. В комнате не допускается температурные скачки, поэтому отклонение от нормального значения не должно быть более чем на 3-5 %.
4. Влажность также необходимо, чтобы была в пределах нормы. Однако ее значения различаются для всех комнат в жилом строении.

Нормы вентиляции в производственных помещениях

Производственные помещения – это помещения специализированного назначения. СниП определяет нормы возбухооборота для производственных строений исходя из показателя количества токсичных элементов. На качество воздуха в таких сооружениях влияет множество факторов – большое количество пыли, избыточная влажность, особые температурные показатели, химическое воздействие.

Для установления вентиляционных норм в производственных зданиях необходимо для начала вычислить кратность воздухообмена для конкретного помещения. Это табличная величина. Итак, норму кратности нужно умножить на общую площадь и высоту вышеупомянутой постройки.

Таким образом, для установления правильной вентиляции производственных строений нужно брать во внимание особенности этого самого производства. А именно количество выделяемого тепла, жидкости или конденсата, вредных веществ, выделения от оборудования, коммуникаций и арматуры

Для производственных сооружений, согласно санитарным нормам на одного работающего человека должно поступать не менее 30 кубометров в час, если площадь постройки меньше 20 кубометров. При общей площади более 20 метров кубических на человека должно приходиться не 20 кубометров в час. А в постройках без естественной вентиляции не менее 60 кубометров на человека.

Метод допустимых концентраций

Для применения этого метода в упрощённом варианте, комплексное загрязнение воздуха вредными веществами косвенно оценивается только по содержанию углекислого газа СО2, выдыхаемого человеком. Воздухообмен должен обеспечивать концентрацию СО2 в помещении в зависимости от требований таблицы см. статью «Нормы концентрации углекислого газа (СО2) в жилых помещениях». В системах вентиляции регулирование расхода по показаниям датчика концентрации СО2 используется редко т.к. известно , что обеспечение качества воздуха по критерию расхода м3/(час х чел) приблизительно приводит к обеспечению такого же качества воздуха по критерию концентрации СО2. В рамках данной статьи метод допустимых концентраций детально не рассматривается.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик демонстрирует организацию вентиляции складского комплекса:

Устройство установки для удаления опилок в отдельную вытяжку:

Четкое соблюдение требований нормативных документов по вентиляции складского помещения позволит создать микроклимат, необходимый для качественного хранения продукции.

Многообразие предлагаемого оборудования поможет реализовать практически любую конфигурацию системы с учетом требуемого режима и конструктивных особенностей здания.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме организации вентиляции складского помещения? Можете оставлять комментарии к публикации и участвовать в обсуждении материала. Форма для связи находится в нижнем блоке.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.