Как рассчитать естественную вентиляцию жилого дома

Цель организованного воздухообмена в комнатах квартиры или дома — удалить лишнюю влагу и выхлопные газы, заменив их свежим воздухом. Количество удаляемого и вытяжного воздуха необходимо рассчитывать для каждого помещения отдельно. Методы расчета и скорости воздушного потока соответствуют только СНиП.

Санитарные требования нормативных документов

Минимальное количество воздуха, подаваемого и удаляемого из комнат коттеджа через систему вентиляции, регламентируется двумя основными документами:

1. «Многоквартирные жилые дома» — СНиП 31-01-2003, пункт 9.
2. «Отопление, вентиляция, кондиционирование» — СП 60.13330.2012, обязательное приложение «К».

Первый документ определяет санитарно-гигиенические требования к воздухообмену в квартирах жилых домов. Это должно быть основой для расчетов вентиляции. Используются два типа размерности: массовый объемный расход воздуха в единицу времени (м³ / ч) и почасовое умножение.

Ссылка. Индекс вентиляции выражается числом, показывающим, сколько раз за 1 час воздушная среда в помещении полностью обновляется.

Вентиляция — это примитивный способ пополнения кислородом квартиры.

В зависимости от назначения помещения приточно-вытяжная вентиляция должна обеспечивать следующий расход или количество воздухообменов (кратность)

• гостиная, детская, спальня — раз в час;
• кухня с электрической плитой — 60 м³ / час;
• WC, ванная, WC — 25 м³ / час;
• Топочное помещение с твердотопливным котлом и кухня с газовой плитой требуют при работе устройств периодичность 1 плюс 100 м3 / час;
• котельная с газовым обогревателем — для горения требуется в три раза больше воздуха;
• Кладовые, раздевалки и другие подсобные помещения — 0,2 раза;
• сушильная или прачечная — 90 м³ / час;
• Библиотека или офис — 0,5 раза в час.

Внимание. СНиП предусматривает снижение нагрузки на общеобменную вентиляцию, когда приборы не работают или в них нет людей. В жилых помещениях этот коэффициент снижен до 0,2, в технических помещениях до 0,5. Остается требование к помещению с газовым оборудованием — ежечасное обновление воздушной среды.

Выпуск вредных газов естественной тягой — самый дешевый и простой способ освежить воздух.

Из пункта 9 документа следует, что объем выхлопных газов равен величине притока. Требования стандарта SP 60.13330.2012 несколько проще и зависят от количества человек, находящихся в номере 2 и более часов:

1. Если житель имеет 20 м² и более жилой площади, в комнаты обеспечиваются 30 м3 / ч свежего воздуха на человека.
2. Количество приточного воздуха рассчитывается исходя из площади пола, когда на одного жителя приходится менее 20 м² жилой площади. Соотношение следующее: 3 м³ свежего воздуха на 1 м² площади пола.
3. Если в квартире нет вентиляции (нет вентиляционных отверстий или открывающихся окон), обеспечьте 60 м3 / ч свежего воздуха на одного жителя, независимо от площади поверхности.

Нормативные требования, упомянутые в двух разных документах, нисколько не противоречат друг другу. Сначала рассчитывается КПД системы общеобменной вентиляции согласно СНиП 31-01-2003 «Жилые дома».

Результаты проверяются на соответствие требованиям Правил вентиляции и кондиционирования воздуха и при необходимости корректируются. Ниже мы обсудим алгоритм расчета на примере одноэтажного дома, изображенного на чертеже.

Определение расхода воздуха по кратности

Такой вид расчета выполняется отдельно для каждой комнаты в квартире или на даче. Для определения массового расхода воздуха для здания в целом результаты суммируются. Используется довольно простая формула:

• L — необходимое количество приточного и вытяжного воздуха, м³ / ч;
• S — площадь помещения, в котором рассчитана вентиляция, м²;
• h — высота потолков, м;
• n — количество обновлений по воздуху в помещении за 1 час (регламентируется СНиП).

Пример расчета. Жилая площадь одноэтажного дома с высотой потолков 3 м составляет 15,75 м². Согласно СНиП 31-01-2003, время n для жилых помещений равно единице. Тогда часовой расход воздуха L = 15,75 x 3 x 1 = 47,25 м3 / ч.

Важная заметка. Определение количества воздушной смеси, удаляемой из кухни с помощью газовой плиты, зависит от вентиляционных устройств, которые будут установлены. Распространенная схема такова: разовую замену по регламенту обеспечивает система естественной вентиляции, а дополнительные 100 м3 / ч удаляют через вытяжку.

Аналогичные расчеты производятся и для всех остальных помещений, рассчитывается воздухообмен (естественный или принудительный) и определяется размер вентиляционных каналов (см. Пример ниже). Вычислительная программа может помочь ускорить этот процесс.

Онлайн-калькулятор в помощь

Программа рассчитывает необходимое количество воздуха в соответствии с пропорцией, требуемой СНиП. Достаточно выбрать тип помещения и указать его габариты.

[wpcc>

Внимание. Для газовых котлов калькулятор учитывает только тройной коэффициент обмена. Результат также должен включать количество воздуха, подаваемого для сжигания топлива.

Выясняем воздухообмен по числу жильцов

В приложении «К» СП 60.13330.2012 приведена простая формула расчета вентиляции помещений:

Поясним значение этой формулы:

• L — требуемая величина притока (вытяжки), м³ / ч;
• м — объем чистого воздуха на 1 человека согласно таблице в Приложении К, м³ / ч
• N — количество людей, постоянно находящихся в данном помещении 2 и более часов в сутки.

Другой пример. Можно предположить, что два члена семьи длительное время находятся в одной гостиной одноэтажного дома. Учитывая, что вентиляция организована и каждый житель имеет в своем распоряжении более 20 квадратных метров площади, параметр m был принят равным 30 м³ / ч. Рассчитайте количество воздуха: L = 30 x 2 = 60 м³ / ч.

Важный. Обратите внимание, что это больше, чем значение, определяемое кратностью (47,25 м3 / ч). В дальнейших расчетах следует учитывать значение 60 м³ / ч.

Рекомендуется сразу вносить результат на поэтажный план здания.

Если количество жильцов настолько велико, что средняя площадь квартиры составляет менее 20 м² на человека, приведенная выше формула не может использоваться. По регламенту: в этом случае площадь гостиной и других помещений следует умножить на 3 м3 / ч. Поскольку общая площадь помещения составляет 91,5 м², расчетный объем вентилируемого воздуха составляет 91,5 x 3 = 274,5 м3 / ч.

В больших залах с высокими потолками (от 3 м) воздухообмен рассчитывается двумя способами:

1. Если в помещении часто находится большое количество людей, объем приточного воздуха следует рассчитывать из расчета 30 м3 / ч на человека.
2. Когда количество посетителей постоянно меняется, вводится понятие служебной зоны на высоте 2 метра от пола. Найдите объем этого пространства (умножьте площадь на 2) и произведите требуемое умножение, как описано в предыдущей главе.

Пример расчета и обустройства вентиляции

За основу возьмем планировку односемейного дома с внутренней площадью 91,5 м² и высотой этажа 3 м, как показано на рисунке выше. Как рассчитать количество вытяжного / вытяжного воздуха для всего здания по методике СНиП:

1. Количество вытяжного воздуха из гостиной и спальни одинаковой площади составит 15,75 х 3 х 1 = 47,25 м3 / ч.
2. Детская: 21 x 3 x 1 = 63 м³ / ч.
3. Кухня: 21 х 3 х 1 + 100 = 163 м³ / ч.
4. Санузел: 25 м³ / час.
5. Итого 47,25 + 47,25 + 63 + 163 + 25 = 345,5 м3 / ч.

Внимание. Воздухообмен в холле и коридоре не регулируется.

Внешние схемы подачи воздуха и выбросов в сельской местности дома

Теперь проверьте результаты второго нормативного документа. Потому что дом живет семья из 4-х (2 взрослых + 2 детей), гостиная, спальня и детская комната заняты в течение длительного времени. Преобразование обмена воздуха в помещении в зависимости от числа жителей: 2 х 30 = 60 м3 / ч (в каждой комнате).

Количество отработанного воздуха из детского сада удовлетворяет требования (63 м3 / ч), но значения для спальни и гостиной должны быть исправлены. Два человека не нужны 47,25m³ / ч, однако, взять 60 кубических метров и конвертировать снова весь объем: 60 + 60 + 63 + 163 + 25 = 371m³ / ч.

Не менее важным является правильное распределение потока воздуха в здании. Частные дома, как правило, имеют естественную вентиляцию системы — это намного проще и дешевле, чем установка электрических каналов воздуходувок. Единственный дополнительный элемент принуждение удаления вредных газов Худа.

Пример воздухообмена системы в одноэтажном дом на одну семью

Что такое правильный способ организовать естественный поток:

1. Приточный для всех жилых помещений с помощью электромагнитных клапанов, встроенных в окне профиля или непосредственно в наружной стене. Стандартные пластиковые окна герметичны.
2. Стена между кухней и ванной представляет собой блок из трех вертикальных валов на крышу.
3. На внутренней двери слоты, имеющие ширину 1 см, которые позволяют прохождение воздуха.
4. Установите крышку и подключить его к отдельному вертикальному каналу. Это займет часть нагрузки, то есть. Снимает 100 кубических метров дымового газа в час в процессе приготовления пищи. Остатки 371 — 100 = 271 м³ / ч.
5. Два канала направляется из баров в ванную комнату и кухню. Размеры и высота труб были рассчитаны в последней главе данного руководства.
6. Благодаря естественной строке в двух каналах, воздух будет поступать из детской комнаты, спальни и прихожей в холле, а затем к выпускному решетке.

Примечание: Потоки свежих историй воздуха, показанных в плане направлены от чистых помещений более загрязненных районов, а затем выпускается наружу через каналы.

Смотрите видео, чтобы узнать больше о том, как организовать естественную вентиляцию:

Вычисляем диаметры вентканалов

Дальнейшие расчеты являются немного более сложным, так как каждый шаг присоединиться примеры расчетов. В результате диаметр и высота вентиляционных шахт в нашем одноэтажном здании.

Общее количество отработанного воздуха разделяется на три канала 100 кубических метров продавливают через капот с печь включен, остальные 271 кубических метров протекает естественным путем двух идентичных каналов. Скорость потока в канале 271/2 = 135,5 м3 / ч. В поперечном сечении определяется по формуле:

• F — площадь поперечного сечения канала м;
• L — Скорость потока газа через канал, м³ / ч;
• ʋ — скорость потока, м / с.

Ссылка. Скорость воздуха в каналах естественной вентиляции находится в диапазоне 0,5-1,5 м / с. В конструкции мы предполагаем, среднее значение 1 м / с.

Как рассчитать поперечное сечение и диаметр одной трубки в данном примере:

1. Найдите размер поперечного сечения в квадратных метрах F = 135,5 / 3600 = 0,0378 х 1 кв.
2. Из школьной формулы площади круга, определяет диаметр трубы D = 0,22 м Выберите следующий высший канал стандартного предложения -. Ø225 мм.
3. Если шахта встроена в кирпичной стене, находится на соответствующем поперечное сечение канала составляет 140 х 270 мм (хорошо подходит, Р = 0,0378 квадратного метр).

Кирпич валы строго определены размеры — 14 х 14 и 27 х 14 см.

Диаметр всасывающего канала для дома, рассчитанного таким же образом, только скорость потока вентилятора предполагается, как выше — 3 м / с. F = 100/3600 x 3 = 0,009 м² или Ø110 мм.

Подбираем высоту труб

Следующим шагом является определение силы тяги внутри вытяжного устройства для заданной разницы высот. Этот параметр называется доступным гравитационным давлением и выражается в паскалях (Па). Формула расчета:

• p — гравитационное давление в канале, Па;
• H — перепад высот между выходом вентиляционной решетки и отсечкой вентиляционного канала над крышей, м;
• ρvcd — плотность воздуха в помещении, принимаем 1,2 кг / м³ при температуре окружающей среды +20 ° C.

Методика расчета основана на выборе необходимой высоты. Сначала нужно определить, на сколько вы готовы поднять дымоходы над крышей без ущерба для внешнего вида здания, а затем подставить эту высоту в формулу.

Пример. Возьмем перепад высот 4 м и получим давление погружения p = 9,81 x 4 (1,27 — 1,2) = 2,75 Па.

Теперь самое сложное — аэродинамический расчет каналов. Задача состоит в том, чтобы определить сопротивление потоку газа в воздуховоде и сравнить результат с высотой имеющегося давления (2,75 Па). Если потеря давления больше, воздуховод необходимо удлинить или увеличить его диаметр.

Аэродинамическое сопротивление воздуховода рассчитывается по формуле:

• Δp — полная потеря давления в воздуховоде;
• R — удельное сопротивление трения потока, Па / м;
• H — высота канала, м;
• ∑ξ — сумма коэффициентов местных сопротивлений;
• Pv — динамическое давление, Па.

Покажем на примере, как рассчитать значение сопротивления:

1. Значение динамического давления определяется по формуле Pv = 1,2 x 1² / 2 = 0,6 Па.
2. Сопротивление трению R с использованием приведенной ниже таблицы при значении динамического давления 0,6 Па, скорости потока 1 м / с и диаметре трубы 225 мм. R = 0,078 Па / м (обведено зеленым).
3. Местное сопротивление в вытяжном воздуховоде представляет собой решетчатую решетку, изгиб вверх на 90 ° и зонтик на конце воздуховода. Коэффициенты ξ этих частей постоянны и равны 1,2, 0,4 и 1,3 соответственно. Сумма ξ = 1,2 + 0,4 + 1,3 = 2,9.
4. Окончательные расчеты: Δp = 0,078 Па / м x 4 м + 2,9 x 0,6 Па = 2,05 Па.

Сравните рассчитанный напор, создаваемый в канале, и полученное сопротивление. Тяга p = 2,75 Па больше потери давления (сопротивления) Δp = 2,05 Па, высота вала 4 м слишком велика, строить такой вал нет смысла.

Теперь укорачиваем кабель до 3 м и снова производим расчеты:

1. Доступное давление p = 9,81 x 3 (1,27 — 1,2) = 2,06 Па.
2. Удельное сопротивление R и местные коэффициенты ξ остаются неизменными.
3. Δp = 0,078 Па / м x 3 м + 2,9 x 0,6 Па = 1,97 Па.

Высота естественной тяги 2,06 Па превышает монтажное сопротивление Δp = 1,97 Па, поэтому шахта высотой 3 метра будет нормально работать на естественной тяге и обеспечит необходимый расход дымовых газов.

Важный совет. Разница между тягой и сопротивлением воздуховода составила всего 2,06 Па — 1,97 = 0,09 Па. Высота вентиляционного канала в этом примере составляет 3,5 м, чтобы вытяжка могла работать при любых погодных условиях.

Вентиляционный канал Ø225 мм можно разделить на 2 трубы меньшего размера, но не по диаметру, а по сечению. Получаем 2 круглых вентиляционных канала диаметром 150-160 мм, как показано на фото. Высота обоих валов осталась неизменной — 3,5 метра.

Как упростить задачу — советы

Вы, наверное, заметили, что расчет и организация воздухообмена в здании — довольно сложные вопросы. Мы постарались объяснить методологию в максимально доступной форме, но расчеты все равно сбивают с толку рядового пользователя. Вот несколько рекомендаций по упрощенному решению:

1. В любом случае необходимо выполнить первые три шага — определение количества удаляемого воздуха, составление схемы потока и расчет диаметров вытяжных воздуховодов.
2. Возьмите скорость потока не более 1 м / с и используйте ее для определения поперечного сечения воздуховода. Об аэродинамике можно не беспокоиться — достаточно правильно рассчитать диаметры и вывести трубы на высоту не менее 3 метров над воздухозаборными решетками.
3. Внутри здания старайтесь использовать пластиковые трубы — благодаря гладким стенкам они почти не имеют сопротивления движению газа.
4. Не забудьте изолировать вентиляционные каналы, проходящие через холодный чердак.
5. Не загораживайте выходы шахты вентиляторами, как это часто бывает в плоских унитазах. Воздуходувка препятствует нормальной работе системы естественной вентиляции.

На входе установите в комнатах регулируемые настенные демпферы и избавьтесь от любых щелей, через которые холодный воздух может неконтролируемым образом попадать в дом.