Расчет и подбор системы вентиляции для помещений

Задача вентиляционной системы жилого дома — вывод из помещений отработанных газов, излишков влаги и ввод чистого свежего воздуха. Чтобы воздухообмен в здании осуществлялся максимально эффективно, перед его обустройством выполняется расчет вентиляции индивидуально для каждой комнаты, подсобных помещений, подвала. Нормы расхода воздуха, методы вычислений берутся строго по СНиП.

Санитарные требования

Чтобы рассчитать объем воздуха для вентиляции, который она должна подавать в помещение и наоборот, удалять из него, нужно ознакомиться с требованиями СНиП 31−01−2003 и СП 60.13330.2012. Первым документом установлены санитарные требования к вентиляционным системам жилых зданий.

Для расчетов по СНиП берется два типа параметров: расход объема воздуха за единицу времени (куб. м/час) и часовая кратность (сколько раз на протяжении одного часа проходит полный цикл воздухообмена в комнате). Эти параметры зависят от предназначения помещения:

• 1 раз/час — спальня, детская гостиная;
• 25 куб. м./час — туалет, ванная комната;
• 60 куб. м./час — кухня с электроплитой;
• 1 раз/час + 100 куб. м./час — кухня с газовой плитой, топочная с котлом, работающим на твердом топливе;
• 90 куб. м./час — помещение для стирки и сушилки;
• 0,2 раза/час — подсобные помещения (гардеробная, кладовка и пр.);
• 0,5 раз/час — кабинет, библиотека;
• 3 раза/час + V воздуха на горение — котельные, оборудованные тепловым генератором на природном газе.

При выключенном оборудовании и отсутствии людей в помещении СНиП предусмотрено снижение нагрузки на вентиляцию. Например, часовая кратность снижается до коэффициента 0,2 в жилых комнатах и до 0,5 в технических помещениях. Исключением являются помещения, в которых установлено газовое оборудование. Согласно СНиП объем вытяжки должен быть равен объему притока.

Требования к вентиляции по СП 60.13330.2012 намного проще. Параметры необходимого воздухообмена зависят от количества человек, находящихся в помещении больше двух часов:

• Если в жилой квартире на одного члена семьи приходиться более 20 кв. м, вентиляционная система должна обеспечивать на каждого проживающего 30 куб. м/ч свежего воздуха.
• Когда на одного жильца приходится менее 20 квадратов площади квартиры, объем приточного воздуха можно посчитать по площади — 3 куб. м/ч на 1 кв. м.
• При отсутствии в квартире открывающихся окон и форточек вентиляция должна обеспечивать 60 куб. м/ч чистого воздуха на каждого человека независимо от общей площади жилья.

Несмотря на то что требования по нормативным документам несколько отличаются, они друг другу не противоречат. Предварительные расчеты выполняются согласно нормам СНиП. Полученные результаты сверяются с требованиями СП. При необходимости делается корректировка параметров.

Факторы, влияющие на качество воздухообмена

Качество работы вентиляционной системы зависит от загрязненности воздушной среды. В помещениях разного предназначения в воздухе могут быть сконцентрированы различные вредные компоненты:

• влажность;
• элементы отработанных газов;
• человеческие выделения (дыхание, пот и прочие);
• испарения вредных веществ;
• тепловая энергия от работающих установок.

На промышленных объектах возможно одновременное присутствие нескольких перечисленных загрязнений. Поэтому при расчете нагрузки вентиляции на таких объектах учитываются все факторы.

Назначение приточно-вытяжной вентиляции:

• очистка отработанного воздуха в помещении;
• удаление из воздушной среды вредных компонентов и лишней влаги;
• поглощение лишней тепловой энергии, урегулирование температурного режима;
• подача в помещение свежего воздуха, его охлаждение или подогрев.

Для выполнения перечисленных функций вентиляция должна иметь достаточную мощность. Поэтому перед тем как обустраивать воздухообмен необходимо сделать расчет параметров и правильно подобрать вентиляционное оборудование.

Формула расчета приточной вентиляции помещения:

Lотс = 3600*F*Wо, где:

• F — общая площадь проемов (кв. м).
• Wо — средняя скорость втягивания воздушной массы (параметр зависит от загрязненности воздуха и непосредственно от выполняемой операции).

На мощность системы вентиляции также влияет подогрев чистого воздуха. Для снижения затрат применяется метод рециркуляции — часть воздушной среды, забираемой из помещения, очищается и подается обратно. В этом случае, свежего воздуха, забираемого с улицы, должно составлять не меньше 10% от общей подаваемой воздушной массы, а очищенный воздух из помещения не должен содержать больше 30% вредных компонентов.

Строго запрещено использовать способ рециркуляции на промышленных объектах, где в воздушной среде сконцентрированы вредные вещества 1−3 класса опасности, взрывоопасные компоненты.

Вытяжная система

Прежде чем осуществлять расчет вытяжной вентиляции стоит внимательно изучить требования нормативных документов. Согласно СНиП необходимое количество чистого воздуха зависит от человеческой активности:

• 20 куб. м./час — при малой активности;
• 40 куб. м./час — при средней;
• 60 куб. м./час — при высокой.

Далее, нужно учитывать количество людей, находящихся в одном помещении и объем здания. А также необходимо знать кратность воздухообмена за один час. Для спальных помещений ее показатель равен 1 (однократный), для бытовых — 2 (двукратный), для кухни, туалета, ванной, кладовки — 3 (трехкратный).

Пример расчета системы вентиляции для бытовой комнаты площадью 20 кв. м, высотой потолка — 2,5 м, в которой постоянно находятся 2 человека со средней активностью:

• V = S х Н, где V — объем комнаты, S — площадь, Н — высота.
• V = 20 х 2,5 = 50 куб. м.
• Показатель кратности равен 2, средняя активность — 40 куб. м/ч на одного человека.
• Производительность вентиляции по кратности — V х 2 = 100 куб. м./ч.
• Производительность по активности людей — 40 х 2 = 80 куб. м./ч.

Из полученных значений по двум вариантам расчета берется большее, то есть 100 м³/ч. Аналогично производится расчет системы вентиляции всего жилого дома.

Общеобменная вентиляция

Вентиляционные системы общеобменного типа используются на больших промышленных объектах. Системы циркулируют воздушный поток по всему производственному помещению или в большей его части. Их работа не зависит от природных факторов, кроме того, вентиляционные системы способны перемещать по воздуховодам большие объемы воздуха на длинные расстояния.

Воздухообмен для общеобменных систем определяют в зависимости от способа удаления лишней тепловой энергии из помещения и разбавления отработанной воздушной среды, в которой содержатся вредные компоненты, чистым потоком воздуха до допускаемой нормативными документами концентрации.

Необходимый объем приточного воздуха для отведения избыточной тепловой энергии рассчитывается по формуле:

L 1 = Q изб. / C * R *(T уд. — T пр.), где

• Qизб (кДж/ч) — избыточный объем тепловой энергии.
• C (Дж/кг*К) — теплоемкость воздуха (постоянная величина = 1,2 Дж/кг*К).
• R (кг/м³) — плотность воздуха.
• T уд. (ºС) — температура удаляемой воздушной массы из помещения.
• T пр. (ºС) — температура свежего воздуха, забираемого с улицы.

Температура внешней среды зависит от времени года и географического расположения промышленного объекта. Температуру отработанной воздушной среды в цехе обычно принимают выше на 5 ºС от внешней температуры. Плотность воздуха равна 1,225 кг/куб.м.

Чтобы рассчитать вентиляцию в помещении нужно вычислить необходимый объем приточного воздуха, для сокращения концентрации вредных веществ в воздушной смеси до установленных норм. Этот параметр вычисляется по следующей формуле:

L = G/ G уд. — G пр., где

• G (мг/ч) — количество выделяемых вредных элементов.
• G уд. (мг/м³) — концентрация вредных компонентов в удаляемом воздухе.
• G пр. (мг/м³) — концентрация вредных компонентов в приточном воздухе.

Вентиляционная система должна обеспечивать помещение достаточным количеством свежего воздуха. Ее конструкция и монтаж на производственных предприятиях регламентированы положениями СНиП. Расчетом мощности вентилятора, длины и диаметра воздуховодов, естественного и принудительного притока воздуха, а также прочих параметров для обустройства вентиляции крупных промышленных предприятий должны заниматься исключительно специалисты. Особенно это касается производства вредных компонентов и взрывоопасных веществ.

Спроектировать и установить правильно можно любую вентиляционную систему, если подойти к делу грамотно, соблюдая все требования, установленные нормативной документацией.

Причины некачественного проветривания помещений

При точном выполнении расчетов, а также грамотном монтаже вентиляционного оборудования воздухообмен будет осуществляться в оптимальном режиме. Воздух всегда будет благоприятным для поддержания человеческого организма. При этом он не будет содержать негативные запахи.

Если в помещении душно, в ванной на стенах образовался грибок или наблюдаются прочие неприятные явления, значит, нужно срочно проверить систему вентиляции. Причины возникновения подобных проблем могут быть разными. Например, отсутствие микротрещин после герметичной установки пластиковых оконных конструкций полностью препятствует естественному вентилированию помещений. В этом случае нужно позаботиться об обустройстве принудительной вентиляции с вентилятором.

Еще одной причиной слабого поступления свежего потока и плохого выведения загрязненного воздуха, насыщенного углекислым газом, разными запахами или влагой, является засорение воздуховодов. Это приводит к образованию на стенах помещения грибка, который отрицательно влияет на человеческое здоровье и способен вызвать серьезные заболевания.

Но есть случаи, когда система вентиляции работает безупречно, а проблема с недостатком чистого воздуха остается. Это могут быть последствия неточных расчетов системы, неправильного проведения ее монтажа.

Отрицательно на воздухообмене может отразиться перепланировка комнат, пристройка дополнительных помещений к частному дому, установка герметичных окон из пластика и прочие вмешательства в конструкцию здания. При планировании реконструкции помещений, целого здания, обязательно нужно заново делать расчет и подбор вентиляции.

Самый простой способ обнаружения проблем с воздухообменом — проверка тяги. Достаточно просто поднести к вытяжному проему тонкую бумагу или горящую спичку (не рекомендуется применять второй вариант в помещениях с газовыми установками). Если бумажка или пламя наклоняются в сторону вытяжки, значит с тягой все в порядке. Если нет, есть проблемы с выведением загрязненного воздуха. Главные причины — воздуховоды засорились или были повреждены во время проведения ремонта.

Но выход есть из любой ситуации. Можно прочистить воздушные каналы, при необходимости добавить дополнительные элементы вентиляции, предварительно сделав расчеты согласно установленным нормам.