Расчет естественной вентиляции; все формулы и примеры расчетов

Расчет естественной вентиляции — все формулы и примеры расчетов

Естественная вентиляция помещения — представляет собой спонтанное перемещение воздушных масс в следствии разницы его температурных режимов в не дома и внутри. Данный вид вентиляция делится на бесканальную и канальную, относительно способна работы являться непрерывной и периодическая.

Систематическое движение фрамуг, форточек, дверей и окон подразумевает под самой процедуру проветривания. Вентиляция бесканального вида, сформирована на стабильном основании в комнатах промышленного типа со ощутимыми тепловыми выделениями, организующая нужную частоту обмена воздушных масс в средине их, этот процесс называются аэрированием.

В частных и многоэтажных домах больше применяется природная вентиляционная система канального вида, каналы в какой расположены в вертикальном положении в специализированных блоках, шахтах либо расположены в самих стенках.

Вычисление аэрации

Аэрация промышленных комнат летом гарантирует поступление воздушных потоков сквозь просветы снизу ворот и входных дверей. В прохладные месяца поступление в нужных размерах совершается под средством верхних просветов, от 4 м и больше над уровнем пола. Вентиляция на протяжении целого года выполнялась при помощи шахт, дефлекторов и форточек.

Зимой фрамуги открывают только в участках над генераторами усиленных тепловых выделений. Во время генерации в комнатах здания лишней очевидной теплоты, то температурный режим воздуха в нем постоянно больше, чем температурный режим вне здания, и, в соответствии, плотность менее.

Данное явление и приводит к присутствию разницы давлений атмосферы вне и внутри комнат. В плоскости на конкретной высоте комнаты, которую именуют как плоскость одинаковых давлений, данная разница отсутствует, то есть, приравнивается к нулю.

Выше данной плоскости имеется некое излишнее напряжение, что приводит к удалению горячей атмосферы наружу, а внизу от данной плоскости, — разрежение, обусловливающее приток свежего воздуха. Давление, вынуждающее передвигаться воздушные массы в процессе природной вентиляции, можно установить исходя их вычислений:

Естественная вентиляция формула

• где н — плотность воздуха вне помещения, кг/м3;
• вн — плотность воздушных масс в помещении, кг/м3;
• h — расстояние между приточным проемом и центром вытяжного, м;
• g — ускорение свободного падения, 9,81 м/с2.

Метод проветривания (аэрации) построек с помощью раскрывающихся фрамуг считается довольно верным и результативным.

При вычислении природной вентиляции помещений учитываются установление участка нижних и верхних просветов. Сперва получают значение участка нижних просветов. Задается модель аэрации постройки.

Расчет естественной вытяжной вентиляции

Потом, в связи от участка открытия верхних и нижних соответственно, приточных и вытяжных фрамуг в помещении приблизительно в центре высоты сооружения получается степень одинаковых давлений, в этом месте влияние точно также нулю. В соответствии, влияние в степени сосредоточении нижних просветов станет равняться:

• где ср– равна средней температуре плотности воздушных масс в помещении, кг/м3;
• h1– высoта oт плоскости одинаковых давлений до нижних просветов, м.

На уровне центров верхних просветов, выше плоскости одинаковых давлений образуется избыточное напряжение, Па, равняющееся:

Именно это давление и оказывает воздействие на вытяжку воздуха. Общее напряжение, располагающее для обмена воздушных потоков в комнате:

Скорость естественной вентиляции

Скорость воздуха в центре нижних просветов, м/с:

• где L – необходимый обмен воздушными массами, м3/час;
• 1 – коэффициент расхода, зависящий от конструкции створок нижних просветов и угла их открытия (при 90 открытия, =0,6; 30 – =0,32);
• F1– площадь нижних просветов, м2

Затем вычисляются потери, Па, в нижних просветах:

Приняв, что Ре = Р1+Р2 =h(н — ср), а температура удаляемого воздуха tуд=tрз+(10 — 15oС), определяем плотности н и ср, которые соответствуют температурам tн и tср.

Лишнее давление в плоскости верхних просветов:

Необходимая их площадь (м2):

Вычисление и расчет вентиляционных каналов

Вычисление естественной системы проветривания канального вида сближается к установлению активного разреза воздуховодов, какие с целью доступа необходимого числа воздуха выражают противодействие, надлежащее вычисленному напряжению.

Для самого длительного тракта сети устанавливают издержки напряжения в каналах воздуховода как сумму издержкой напряжения в абсолютно всех его местах. В каждом из них издержки давления формируются с потерь на трение (RI) и издержек в местах противодействия (Z):

• где R — удельная потеря напряжения по длине участка от трения, Па/м;
• l — длина участка, м.

Площадь живого сечения воздуховодов, м2:

• где L — расход воздуха, м3/ч;
• v — скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с (равна 0,5… 1,0 м/с).

Задавая скорость движения воздуха по вентиляции, и прочитывают площадь его активного сечения и масштабы. При помощи специализированных номограмм либо табличных расчётов для округлой формы воздуховодов устанавливают издержки напряжения на трение.

Естественная вентиляция расчет воздуховодов

Для прямоугольной формы воздуховодов этой концепции проветривания планируют диаметр dЭ равновесный округлому воздуховоду:

• где, а и b — длина сторон прямоугольного воздуховода, м.

В случае использования воздуховодов сделанных не из метала, их удельные издержки давления по трению R, взятые с номограммы для стальных воздуховодов, изменяют, умножив на соответствующий коэффициент k:

• для шлакогипсовых — 1,1;
• для шлакобетонных — 1,15;
• для кирпичных — 1,3.

Избытки давления, Па, на преодоление определённых сопротивлений для разных участков вычисляется за уравнением:

• где – сумма коэффициентов противодействий на участке;
• v2/2 — динамическое напряжение, Па, взятое с нормативов.

Для создания концепции непринужденной вентиляции предпочтительно остерегаться извилистых заворотов, множественного числа задвижек и клапанов, так как утраты на местные противодействия как правило в каналах воздуховодов достигают вплоть до 91% от всех затрат.

Естественная вентиляция содержит небольшой радиус воздействия и среднюю результативность для комнат излишками тепла в которых соввем малы, что возможно относить недостаткам, а достоинством — легкость системы, невысокая цена и простота в сервисном обслуживании.

Естественная вентиляция пример расчета

Наведем наглядный пример — нужно рассчитать данные для вентиляции в частном доме:

Общая площадь – 60 м2;
ванная, кухня с газовой плитой, туалет;
кладовая комната – 4,5 м2;
высота потолков – 3 м.

Для оборудования воздуховодов будут применяться бетонные блоки.

Приток воздуха с улицы по нормативам: 60 *3 * 1 = 180 м3/час.

Вытяжка воздуха из помещения:
кухни – 90 м3/час;
ванной – 25 м3/час;
туалета – 25 м3/час;
90 + 25 + 25 = 140 м3/час

Частота обновления воздушных масс в кладовой – 0,2 в 1/час.
4,5 * 3 * 0,2 = 2,7 м3/час

Аэродинамический расчет систем вентиляции

Аэродинамический расчет систем это очень важная составляющая проекта. Ведь именно за результатами этого расчета подбирается вентиляционное оборудование, а также в процессе подбирают размеры воздуховодов. Это прям можно назвать «сердцем» проекта. Расчет производится для круглых и прямоугольных воздуховодов, также значение имеет их материал и параметры воздуха. Разберем аэродинамический расчет воздуховодов на примере общеобменной вентиляции. Для систем аспирации и некоторых других местных вентиляционных систем расчет немножко другой.

Основные формулы аэродинамического расчета

Первым делом необходимо сделать аэродинамический расчет магистрали. Напомним что магистральным воздуховодом считается наиболее длинный и нагруженный участок системы. За результатами этих вычислений и подбирается вентилятор.

Рассчитывая магистральную ветвь желательно, чтобы скорость в воздуховоде увеличивалась по ходу приближения к вентилятору!

Только не забывайте об увязке остальных ветвей системы. Это важно! Если нет возможности произвести увязку на ответвлениях воздуховодов в пределах 10% нужно применять диафрагмы. Коэффициент сопротивления диафрагмы рассчитывается за формулой:

Если неувязка будет больше 10%, когда горизонтальный воздуховод входит в вертикальный кирпичный канал в месте стыковки необходимо разместить прямоугольные диафрагмы.

Основная задача расчета состоит из нахождения потерь давления. Подбирая при этом оптимальный размер воздуховодов и контролирую скорость воздуха. Общие потери давления представляют собой сумму двух компонентов — потерь давления по длине воздуховодов (на трение) и потерь в местных сопротивлениях. Расчитываются они по формулам

Эти формулы правильны для стальных воздуховодов, для всех остальных вводится коэффициент поправки. Он берется из таблицы в зависимости от скорости и шероховатости воздуховодов.

Для прямоугольных воздухопроводов расчетной величиной принимается эквивалентный диаметр.

Рассмотрим последовательность аэродинамического расчета воздуховодов на примере офисов , приведенных в предыдущей статье, по формулам. А затем покажем как он выглядит в программке Excel.

Пример расчета

По расчетам в кабинете воздухообмен составляет 800 м3/час. Задание было запроектировать воздуховоды в кабинетах не больше 200 мм высотой. Размеры помещения даны заказчиком. Воздух подается при температуре 20°С, плотность воздуха 1,2 кг/м3.

Проще будет если результаты заносить в таблицу такого вида

Сначала мы сделаем аэродинамический расчет главной магистрали системы. Теперь все по-порядку:

• Разбиваем магистраль на участки по приточным решеткам. У нас в помещении восемь решеток, на каждую приходится по 100 м3/час. Получилось 11 участков. Вводим расход воздуха на каждом участке в таблицу.

• Записываем длину каждого участка.
• Рекомендуемая максимальная скорость внутри воздуховода для офисных помещений до 5 м/с. Поэтому подбираем такой размер воздуховода, чтобы скорость увеличивалась по мере приближения к вентиляционному оборудованию и не превышала максимальную. Это делается для избежания шума в вентиляции . Возьмем для первого участка берем воздуховод 150х150, а для последнего 800х250.

V1=L/3600F =100/(3600*0,023)=1,23 м/с.

V11= 3400/3600*0,2= 4,72 м/с

Нас результат устраивает. Определяем размеры воздуховодов и скорость по этой формуле на каждом участке и вносим в таблицу.

• Динамическое давление Pд=1,2*1,23*1,23/2=0,9 Па тоже записывается в столбец.
• Из таблицы 2.22 определяем удельные потери давления или рассчитываем R=Pд*λ/d= 0,9*0,0996/0,15=0,6 Па/м и заносим в столбик. Затем на каждом участке определяем потери давления на трение: ΔРтр=R*l*n=0,6*2*1=1,2 Па.
• Коэффициенты местных сопротивлений берем из справочной литературы. На первом участке у нас решетка и увеличение воздуховода в сумме их КМС составляет 1,5.
• Потери давления в местных сопротивлениях ΔРм=1,5*0,9=1.35 Па
• Находим суму потерь давления на каждом участке = 1.35+1.2=2,6 Па. А в итоге и потери давления во всей магистрали = 185,6 Па. таблица к тому времени будет иметь вид

После этого аэродинамический расчет можно считать завершенным. Для круглых воздуховодов принцип расчета такой же, только эквивалентный диаметр приравнивается к диаметру воздуховода.

Поэтапная работа с аэродинамическим расчетом в Excel

Если вам нужно сделать аэродинамический расчет, но вы не готовы просчитывать эти колоссальные формулы вручную, тогда поможет Excel.

По ссылке размещен файл Excel , который можно скачать или редактировать онлайн. Для получения результата необходимо заполнить всего 6 столбцов таблицы, а далее программа сделает все сама. Возьмем все те же офисы для достоверности результатов. Поэтапно вводим:

1. Расход воздуха на каждом участке.
2. Длину каждого из них.
3. Рекомендуемую скорость. После заполнения, в файле уже будет рассчитано минимальная необходимая площадь сечения.
4. Ориентируясь по рекомендуемой площади нужно подобрать размер воздуховода. Просто введите высоту и ширину в столбик F и G, как тут же рассчитается скорость на участке и эквивалентный диаметр. В итоге и число Рейнольдса.
5. Эквивалентная шероховатость вводится также вручную.
6. На каждом участке необходимо будет посчитать сумму КМС и также занести в таблицу.
7. Наслаждаться результатом расчетов!

Напомним, аэродинамический расчет в Excel сделан для прямоугольных стальных воздуховодов при температуре подаваемого воздуха 20°С. Если у вас параметры другие, замените значение плотности, шероховатости и вязкости на ваши. Таблица полностью отвечает расчетным формулам и готова к использованию. Успешных вам аэродинамических расчетов.

Расчет вентиляции

Работать, а тем более жить в помещении, в котором душно или трудно дышать, тяжело и неприятно. В этом случае для нормального функционирования человека в помещении и организуется вентиляция. Но для чего нужно делать ее расчет?

Если Вы чувствуете, что воздухообмен в помещении необходимо как-то скорректировать, свежего воздуха недостаточно или устали постоянно проветривать, замерзать или болеть, Вам нужно правильно и точно определить оборудование, которое справится с запросом. Для этого требуется знать нормы и показатели вентиляции для конкретного помещения. Как рассчитать оптимальную вентиляцию? Сейчас все расскажем.

Расчет и нормы вентиляции

Как говорится, хорошо сделанная работа – это работа, которую не видно. Так можно сказать и о правильно настроенной вентиляции. Ведь если в дом поступает достаточное количество свежего воздуха и ровно такое же количество отработанного отводится одновременно, то риск заболеваний на почве затхлого воздуха тоже уменьшается, что вдвойне приятно, поскольку такие заболевания чаще всего становятся хроническими. Это также значит, что риск появления конденсата, плесени или грибка сводится к минимуму, поскольку вентиляция способствует долгой жизни дома, квартиры или комнаты при верных расчете и установке.

Проверка вентиляции

Если вентиляция в доме уже стоит, но вызывает сомнения эффективность ее работы, то стоит проверить ее. Делается это довольно легко: можно взять лист бумаги и поднести к решетке вентиляции. Если лист начнет затягивать в решетку, значит вентиляция работает исправно. Если нет, значит она перекрыта или забита. Так бывает, когда соседи делают ремонт и перекрывают общую вентиляцию для защиты от пыли и грязи. Если же причина иная, стоит обратиться в специальные службы.

Виды вентиляции. Расчет естественной вентиляции

Начнем, пожалуй, с естественной и принудительной вентиляции. Как понятно из названия, к первому типу относятся проветривание и все, что никак не связано с устройствами. Соответственно, к механической вентиляции относятся вентиляторы, вытяжки, приточные клапаны и другая техника для создания принудительного потока воздуха.

Естественная вентиляция хороша умеренной скоростью этого потока, что создает комфортные условия в помещении для человека – ветер не ощущается. Хотя правильно установленная качественная принудительная вентиляция также не приносит сквозняков. Но есть и минус: при низкой скорости потока воздуха при естественной вентиляции необходимо более широкое сечение для его подачи. Как правило, наиболее эффективное проветривание обеспечивается с полностью открытыми окнами или дверьми, что ускоряет процесс воздухообмена, но может негативно сказаться на здоровье жильцов, особенно в зимний период года. Если мы проветриваем дом, частично открыв окна или полностью открыв форточки, на такое проветривание необходимо около 30–75 минут, а здесь возможно замерзание оконной рамы, что вполне может привести к конденсату, а холодный воздух, поступающий длительное время, ведет к проблемам со здоровьем. Открытые настежь окна ускоряют воздухообмен в помещении, сквозное проветривание займет примерно 4–10 минут, что безопасно для оконных рам, но при таком проветривании почти все тепло в доме выходит наружу, и долгое время температура внутри помещений достаточно низка, что опять-таки повышает риск заболеваний.

Не стоит также забывать про набирающие популярность приточные клапаны, которые устанавливаются не только на окнах, но и на стенах внутри комнат (стеновой приточный клапан), если конструкция окон не предусматривает такие клапаны. Стеновой клапан осуществляет инфильтрацию воздуха и представляет собой продолговатый патрубок, устанавливаемый в стену насквозь, закрытый с обеих сторон решетками и регулируемый изнутри. Он может быть как полностью открытым, так и закрытым тоже полностью. Для удобства в интерьере рекомендуется ставить такой клапан рядом с окном, поскольку его можно будет спрятать под тюлем, и поток проходящего воздуха будет нагреваться радиаторами, расположенными под подоконниками.

Для нормальной циркуляции воздуха по всей квартире необходимо обеспечить его свободное перемещение. Для этого на межкомнатных дверях ставят переточные решетки, чтобы воздух спокойно перемещался от приточных систем к вытяжным, проходя по всему дому, через все комнаты. Важно учитывать, что правильным считается такой поток, при котором самая пахнущая комната (туалет, ванная комната, кухня) – последняя. Если нет возможности установить переточную решетку, достаточно просто оставить зазор между дверью и полом, примерно 2 см. Этого вполне достаточно, чтобы воздух легко перемещался по дому.

В случаях, когда естественной вентиляции не хватает или нет желания ее устраивать, переходят к использованию механической вентиляции.