Параметри показників мікроклімату визначаються положеннями ГОСТ 12.1.2.1002-00, 30494-96, СанПин 2.2.4.548, 2.1.2.1002-00. На підставі існуючих державних нормативних актів розроблений Звід правил СП 60.13330.2012. Швидкість повітря в воздуховоде повинна забезпечувати виконання існуючих норм.
Для правильного виконання розрахунків проектувальники повинні виконувати кілька регламентованих умов, кожне з них має однаково важливе значення. Які параметри залежать від швидкості руху повітряного потоку?
Рівень шуму в приміщенні
Залежно від конкретного використання приміщень санітарні норми встановлюють такі показники максимального звукового тиску.
Таблиця 1. Максимальні значення рівня шуму.
Перевищення параметрів допускається тільки в короткочасному режимі під час пуску / зупинки вентиляційної системи або додаткового обладнання.
Рівень вібрації в приміщенні Під час роботи вентиляторів продукується вібрація. Показники вібрації залежать від матеріалу виготовлення повітропроводів, способів і якості віброгасильних прокладок і швидкості руху повітряного потоку по воздуховодам. Загальні показники вібрації не можуть перевищувати встановлені державними організаціями граничні значення.
Таблиця 2. Максимальні показники допустимої вібрації.
При розрахунках підбирається оптимальна швидкість повітря, що не підсилює вібраційні процеси і пов'язані з ними звукові коливання. Система вентиляції повинна підтримувати в приміщеннях певний мікроклімат.
Значення за швидкістю руху потоку, вологості і температури містяться в таблиці.
Таблиця 3. Параметри мікроклімату.
Ще один показник, який приймає до уваги під час розрахунку швидкості потоку - кратність обміну повітря в системах вентиляції. З урахуванням їх використання санітарні норми встановлюють такі вимоги по повітрообміну.
Таблиця 4. Кратність повітрообміну в різних приміщеннях.
Побутові Побутові приміщення Кратність повітрообміну Житлова кімната (в квартирі або в гуртожитку) 3м3 / ч на 1м2 житлових приміщень Кухня квартири або гуртожитку 6-8 Ванна кімната 7-9 Душова 7-9 Туалет 8-10 Прачечна (побутова) 7 Гардеробна кімната 1, 5 Комора 1 Гараж 4-8 Льох 4-6 Промислові Промислові приміщення і приміщення великого обсягу Кратність повітрообміну Театр, кінозал, конференц-зал 20-40 м3 на людину Офісне приміщення 5-7 Банк 2-4 Ресторан 8-10 Бар, Кафе, пивний зал, більярдна 9-11 Кухонне приміщення в кафе, ресторані 10-15 Універсальний магазин 1,5-3 Апте а (торговий зал) 3 Гараж і автотранспортна майстерня 6-8 Туалет (суспільний) 10-12 (або 100 м3 на один унітаз) Танцювальний зал, дискотека 8-10 Кімната для куріння 10 Серверна 5-10 Спортивний зал не менше 80 м3 на 1 займається і не менше 20 м3 на 1 глядача Перукарня (до 5 робочих місць) 2 Перукарня (більше 5 робочих місць) 3 Склад 1-2 Прачечна 10-13 Басейн 10-20 Промисловий фарбувальний цілий 25-40 Механічна майстерня 3-5 Шкільний клас 3-8
Алгоритм розрахунків Швидкість повітря в повітроводі визначається з урахуванням всіх перерахованих вище умов, технічні дані вказуються замовником в завданні на проектування і монтаж вентиляційних систем. Головний критерій при розрахунках швидкості потоку - кратність обміну. Всі подальші узгодження робляться за рахунок зміни форми і перетину повітроводів. Витрата в залежності від швидкості і діаметра повітроводу можна взяти з таблиці.
Таблиця 5. Витрата повітря в залежності від швидкості потоку і діаметра повітроводу.
самостійний розрахунок
Наприклад, в приміщенні об'ємом 20 м3 відповідно до вимог санітарних норм для ефективної вентиляції потрібно забезпечити трикратну зміну повітря. Це означає, що за одну годину крізь повітропровід має пройти не менше L = 20 м3 × 3 = 60 м3. Формула розрахунку швидкості потоку V = L / 3600 × S, де:
V - швидкість потоку повітря в м / с;
L - витрата повітря в м3 / год;
S - площа перетину повітроводів в м2.
Візьмемо круглий воздуховод Ø 400 мм, площа перерізу дорівнює:
У нашому прикладі S = (3.14 × 0,42 м) / 4 = 0,1256 м2. Відповідно, для забезпечення потрібної кратності обміну повітря (60 м3 / ч) в круглому повітроводі Ø 400 мм (S = 0,1256 м3) швидкість повітряного потоку дорівнює: V = 60 / (3600 × 0,1256) ≈ 0,13 м / с.
За допомогою цієї ж формули при заздалегідь відомої швидкості можна розрахувати обсяг повітря, що переміщається по воздуховодам в одиницю часу.
L = 3600 × S (м3) × V (м / с). Обсяг (витрата) виходить в квадратних метрах.
Як вже описувалося раніше, від швидкості повітря залежать і показники шумності вентиляційних систем. Для мінімізації негативного впливу цього явища інженери зробили розрахунки максимально допустимих швидкостей повітря для різних приміщень.
Таблиця 6. Рекомендовані параметри швидкостей повітря
Рекомендовані значення швидкості Квартири Офіси Виробничі приміщення Припливні решітки 2,0-2,5 2,0-2,5 2,5-6,0 Магістральні повітроводи 3,5-5,0 3,5-6,0 6,0 11,0 Відгалуження 3,0-5,0 3,0-6,5 4,0-9,0 Повітряні фільтри 1,2-1,5 1,5-1,8 1,5-1,8 Теплообмінники 2 , 2-2,5 2,5-3,0 2,5-3,0
За таким же алгоритмом визначається швидкість повітря в повітроводі при розрахунку подачі тепла, встановлюються поля допусків для мінімізації втрат на утримання будівель в зимовий період часу, підбираються вентилятори по потужності. Дані по повітряному потоку потрібні і для зменшення втрат тиску, а це дозволяє підвищувати коефіцієнт корисної дії вентиляційних систем і скорочує споживання електричної енергії.
Розрахунок виконується по кожній окремій ділянці, з урахуванням отриманих даних підбираються параметри головних магістралей по діаметру і геометрії. Вони повинні встигати пропускати відкачаний повітря з усіх окремих приміщень. Діаметр воздуховодов вибирається таким чином, щоб мінімізувати рівень шуму і втрати на опір. Для розрахунків кінематичної схеми важливі всі три показники вентиляційної системи: максимальний обсяг повітря, що нагнітається / видаляється, швидкість пересування повітряних мас і діаметр повітроводів. Роботи з розрахунку вентиляційних систем відносяться до категорії складних з інженерної точки зору, виконувати їх можуть тільки професійні фахівці зі спеціальною освітою.
Для забезпечення постійних значень швидкості повітря в каналах з різним перетином використовуються формули:
Після розрахунку за остаточні дані приймаються найближчі значення стандартних трубопроводів. За рахунок цього зменшується час монтажу обладнання і спрощується процес його періодичного обслуговування і ремонту. Ще один плюс - зменшення кошторисної вартості вентиляційної системи.
Для повітряного обігріву житлових і виробничих приміщень швидкості регулюються з урахуванням температури теплоносія на вході і виході, для рівномірного розсіювання потоку теплого повітря продумується схема монтажу і розміри вентиляційних решіток. Сучасні системи повітряного обігріву передбачають можливість автоматичного регулювання швидкості і напряму потоків. Температура повітря не може перевищувати + 50 ° С на виході, відстань до робочого місця не менше 1,5 м. Швидкість подачі повітряних мас нормується чинними державними стандартами і галузевими актами.
Під час розрахунків на вимогу замовників може враховуватися можливість монтажу додаткових відгалужень, з цією метою передбачається запас продуктивності обладнання та пропускної здатності каналів. Швидкості потоку розраховуються таким чином, щоб після збільшення потужності вентиляційних систем вони не створювали додаткову звукову навантаження на присутніх в приміщенні людей.
Вибір діаметрів виконується від мінімально прийнятного, чим менше габарити - тим універсальне система вентиляції, тим дешевше обходиться її виготовлення і монтаж. Системи місцевих відсмоктувачів розраховуються окремо, можуть працювати як в автономному режимі, так і підключатися до існуючих вентиляційних систем.
Державні нормативні документи встановлюють рекомендовані швидкості руху в залежності від розташування і призначення повітропроводів. При розрахунках потрібно дотримуватися цих параметрів.
Таблиця 7. Рекомендовані швидкості повітря в різних каналах
Тип і місце установки воздуховода і решітки Вентиляція Природна Механічна Воздухопріемние жалюзі 0,5-1,0 2,0-4,0 Канали припливних шахт 1,0-2,0 2,0-6,0 Горизонтальні збірні канали 0,5- 1,0 2,0-5,0 Вертикальні канали 0,5-1,0 2,0-5,0 Припливні решітки біля підлоги 0,2-0,5 0,2-0,5 Припливні решітки під стелею 0, 5-1,0 1,0-3,0 Витяжні решітки 0,5-1,0 1,5-3,0 Витяжні шахти 1,0-1,5 3,0-6,0
Усередині приміщень повітря не може рухатися зі швидкістю більше 0,3 м / с, допускається короткочасне перевищення параметра не більше ніж 30%. Якщо в приміщенні є дві системи, то швидкість повітря в кожній з них повинна забезпечувати не менше 50% розрахункового обсягу подачі або видалення повітря.
Пожежні організації висувають свої вимоги по швидкості переміщення повітряних мас в повітроводах в залежності від категорії приміщення та особливостей технологічного процесу. Нормативи спрямовані на зменшення швидкості поширення диму або вогню по воздуховодам. У разі необхідності на вентиляційних системах повинні встановлюватися клапани і відсікачі. Спрацьовування пристроїв відбувається після сигналу датчика або виконується вручну відповідальною особою. В одну систему вентиляції можна підключати тільки певні групи приміщень.
У холодний період часу в опалювальних будинках температура повітря в результаті функціонування вентиляційної системи не може знижуватися нижче нормованих. Нормована температура забезпечується до початку робочої зміни. У теплий період часу ці вимоги не є актуальними. Рух повітряних мас не повинно погіршувати передбачені СанПин 2.1.2.2645 нормативи. Для досягнення потрібних результатів під час проектування систем змінюється діаметр повітроводів, потужність і кількість вентиляторів і швидкості потоку.
Прийняті розрахункові дані за параметрами руху в повітроводах повинні забезпечувати:
- Виконання параметрів мікроклімату в приміщеннях, підтримку якості повітря в регламентованих межах. При цьому вживаються заходи щодо зниження непродуктивних теплових втрат. Дані беруться як з існуючих нормативних документів, так і з технічного завдання замовників.
- Швидкість руху повітряних мас в робочих зонах не повинна викликати протяги, забезпечувати прийнятну комфортність перебування в приміщенні. Механічна вентиляція передбачається тільки в тих випадках, коли домогтися бажаних результатів за рахунок природної неможливо. Крім цього, механічна вентиляція обов'язково монтується в цехах з шкідливими умовами праці.
Під час розрахунків показників руху повітря в системах з природною вентиляцією береться середньорічне значення різниці щільності внутрішнього і зовнішнього повітря. Мінімальні фактичні дані по продуктивності повинні забезпечувати допустимі нормативні значення кратності обміну повітря.
Які параметри залежать від швидкості руху повітряного потоку?
