Sarcina schimbului de aer organizat în camerele unei case sau apartamente este de a îndepărta excesul de umiditate și gaze de evacuare prin înlocuirea acestuia cu aer curat. În consecință, pentru dispozitivul de evacuare și de intrare, este necesar să se determine cantitatea de mase de aer eliminate - pentru a calcula ventilația separat pentru fiecare cameră. Metodele de calcul și normele de consum de aer sunt acceptate exclusiv conform SNiP.
Cerințe sanitare ale documentelor de reglementare
Cantitatea minimă de aer furnizată și scoasă din căsuța de către sistemul de ventilație este reglementată de două documente principale:
- „Clădiri rezidențiale cu mai multe apartamente” - SNiP 31-01-2003, paragraful 9.
- „Încălzire, ventilație și climatizare” - SP 60.13330.2012, Anexa obligatorie „K”.
Primul document stabilește cerințele sanitare și igienice pentru schimbul de aer în spațiile rezidențiale ale clădirilor de apartamente. Calculul de ventilație ar trebui să se bazeze pe aceste date. Se utilizează două tipuri de dimensiuni: debitul de masă de aer pe unitate de timp (m³ / h) și multiplicitate pe oră.
Referinţă. Multiplitatea schimbului de aer este exprimată printr-o cifră care indică de câte ori în 1 oră mediul aerian al încăperii este complet actualizat.
În funcție de scopul camerei, ventilația de alimentare și evacuare trebuie să furnizeze următorul debit sau numărul de actualizări ale amestecului de aer (multiplicitate):
- living, cameră pentru copii, dormitor - 1 dată pe oră;
- bucătărie cu aragaz electric - 60 m³ / h;
- baie, baie, toaletă - 25 m³ / h;
- pentru un cuptor cu un cazan cu combustibil solid și o bucătărie cu aragaz, este necesară o multiplicitate de 1 plus 100 m³ / h în timpul funcționării echipamentului;
- o cameră de cazane cu un generator de căldură care arde gaz natural - o reînnoire de trei ori plus cantitatea de aer necesară pentru ardere;
- cămară, vestiar și alte încăperi utilitare - multiplicitate 0,2;
- uscare sau rufe - 90 m³ / h;
- bibliotecă, studiu - de 0,5 ori pe oră.
Notă. SNiP prevede o scădere a încărcării pe ventilația generală cu echipament inactiv sau fără persoane. În spațiile rezidențiale, raportul scade la 0,2, tehnic - la 0,5. Cerința pentru încăperile în care sunt amplasate instalații pe gaz este neschimbată - o reînnoire orară a aerului o singură dată.
Punctul 9 din document implică faptul că volumul hotei este egal cu cantitatea de intrare. Cerințele SP 60.13330.2012 sunt ceva mai simple și depind de numărul de persoane care stau în cameră timp de 2 ore sau mai mult:
- Dacă există o suprafață de apartament de 20 m² sau mai mult pe 1 rezident, este introdus în camere un nou flux de 30 m³ / h de persoană.
- Volumul de aer de alimentare este considerat pe suprafață atunci când mai puțin de 20 de pătrate cad pe un chiriaș. Raportul este: 3 m³ de flux este furnizat pe 1 m² de locuință.
- Dacă apartamentul nu este prevăzut pentru ventilație (nu există geamuri și ferestre care nu pot fi deschise), pentru fiecare rezident, este necesar să livreze 60 m³ / h de amestec curat, indiferent de pătrat.
Cerințele de reglementare enumerate pentru două documente diferite nu se contrazic deloc. Inițial, performanța sistemului de schimb general de ventilație este calculată conform SNiP 31-01-2003 "Clădiri rezidențiale".
Rezultatele sunt verificate conform cerințelor Codului de practică „Ventilare și climatizare” și sunt ajustate, dacă este necesar. Mai jos vom analiza algoritmul de calcul folosind exemplul unei case cu un etaj prezentată în desen.
Determinarea debitului de aer
Acest calcul obișnuit al ventilației de evacuare și evacuare se realizează separat pentru fiecare cameră a unui apartament sau a unei căsuțe de țară. Pentru a afla debitul de masă al clădirii în ansamblu, rezultatele sunt rezumate. Se folosește o formulă destul de simplă:
Explicarea simbolurilor:
- L este volumul dorit de alimentare și aer de evacuare, m³ / h;
- S - cuadratura camerei în care se calculează ventilația, m²;
- h - înălțimea plafonului, m;
- n - numărul de actualizări ale mediului aerian al camerei în termen de 1 oră (reglementat de SNiP).
Exemplu de calcul. Suprafața unei clădiri cu un etaj cu o înălțime a plafonului de 3 m este de 15,75 m². În conformitate cu cerințele SNiP 31-01-2003, multiplicitatea n pentru spații rezidențiale este egală cu una. Atunci debitul orar al amestecului de aer va fi L = 15,75 x 3 x 1 = 47,25 m³ / h.
Un punct important. Determinarea volumului amestecului de aer scos din bucătărie cu o sobă cu gaz depinde de echipamentul de ventilație instalat. O schemă obișnuită arată astfel: un schimb de o singură dată conform standardelor este asigurat de un sistem de ventilație naturală, iar un capot de bucătărie este aruncat în plus de 100 m³ / h.
Se fac calcule similare pentru toate celelalte încăperi, se dezvoltă o schemă pentru organizarea schimbului de aer (natural sau forțat) și se determină dimensiunile conductelor de ventilație (vezi exemplul de mai jos). Automatizarea și accelerarea procesului vor ajuta programul de calcul.
Calculator online pentru a vă ajuta
Programul ia în considerare cantitatea necesară de aer în funcție de multiplicitatea reglementată de SNiP. Trebuie doar să selectați tipul de cameră și să introduceți dimensiunile acesteia.
Notă. Pentru casele cu cazane cu generator de căldură pe gaz, calculatorul ia în considerare doar trei schimburi. La rezultat trebuie adăugată cantitatea de aer de alimentare utilizată pentru arderea combustibilului.
Aflăm schimbul de aer după numărul de rezidenți
Apendicele "K" SP 60.13330.2012 prevede calcularea ventilației încăperii după formula simplă:
Descifrați notația formulei prezentate:
- L este valoarea dorită a intrării (evacuării), m³ / h;
- m este volumul amestecului de aer curat pentru 1 persoană indicat în tabelul din apendicele „K”, m³ / h;
- N - numărul de persoane care se află în mod constant în camera respectivă de 2 ore pe zi sau mai mult.
Alt exemplu. Este rezonabil să presupunem că în același living al unei case cu un etaj, doi membri ai familiei stau mult timp. Având în vedere că ventilația este organizată și fiecare locatar are peste 20 de pătrate, parametrul m este considerat a fi 30 m³ / h. Considerăm cantitatea de intrare: L = 30 x 2 = 60 m³ / h.
Important. Rețineți că rezultatul obținut este mai mare decât valoarea determinată de multiplicitate (47,25 m³ / h). Pentru alte calcule, figura 60 m³ / h trebuie să fie inclusă.
Dacă numărul persoanelor care locuiesc în apartament este atât de mare încât fiecărei persoane i se alocă mai puțin de 20 m² (în medie), atunci formula de mai sus nu poate fi utilizată. Regulile indică: în acest caz, suprafața camerei de zi și a altor camere trebuie înmulțite cu 3 m³ / h. Deoarece pătratul total al locuinței este de 91,5 m², volumul de aer de ventilație calculat va fi de 91,5 x 3 = 274,5 m³ / h.
În camere spațioase, cu tavane înalte (de la 3 m), actualizarea atmosferei este considerată în două moduri:
- Dacă un număr mare de persoane sunt adesea în cameră, calculați metrul cub de aer furnizat de indicatorul specific de 30 m³ / h per 1 persoană.
- Când numărul de vizitatori este în continuă schimbare, este introdus conceptul de zonă de servicii la 2 metri deasupra podelei. Determinați volumul acestui spațiu (înmulțiți aria cu 2) și asigurați multiplicitatea necesară, așa cum este descris în secțiunea anterioară.
Exemplu de calcul și aranjament de ventilație
Ca bază, luăm aspectul unei case private cu o suprafață interioară de 91,5 m² și plafoane înălțime de 3 m, prezentate mai sus în desen. Cum se calculează cantitatea de eșapament / flux aferent întregii clădiri, conform metodologiei SNiP:
- Volumul de aer îndepărtat din camera de zi și dormitor, care are o cuadratură egală, va fi de 15,75 x 3 x 1 = 47,25 m³ / h.
- În camera copiilor: 21 x 3 x 1 = 63 m³ / h.
- Bucătărie: 21 x 3 x 1 + 100 = 163 m³ / h.
- Baie - 25 m³ / h.
- Total 47,25 + 47,25 + 63 + 163 + 25 = 345,5 m³ / h.
Notă. Schimbul de aer pe hol și pe coridor nu este standardizat.
Acum verificăm rezultatele conformității cu cel de-al doilea document de reglementare. Întrucât familia are o familie de 4 persoane (2 adulți + 2 copii), 2 persoane sunt în living, dormitor și camera copiilor pentru o lungă perioadă de timp.Recalculăm schimbul de aer în camerele indicate în funcție de numărul de persoane: 2 x 30 = 60 m³ / h (în fiecare cameră).
Volumul extraselor din pepinieră îndeplinește cerințele (63 de metri cubi pe oră), însă valorile pentru dormitor și sufragerie vor trebui ajustate. 47,25 m³ / h nu este suficient pentru două persoane, luăm 60 de metri cubi și din nou recalculăm cantitatea totală de schimb de aer: 60 + 60 + 63 + 163 + 25 = 371 m³ / h.
La fel de important este să distribuiți corect fluxul de aer în clădire. În căsuțele private, se obișnuiește amenajarea sistemelor de ventilație naturală - acest lucru este mult mai ieftin și mai ușor decât instalarea supraalimentatoarelor electrice cu conducte de aer. Adăugați doar un element din îndepărtarea forțată a gazelor dăunătoare - o hota de aragaz.
Cum se organizează mișcarea naturală a fluxurilor:
- Vom asigura fluxul tuturor locuințelor prin valve automate integrate în profilul ferestrei sau direct în peretele exterior. La urma urmei, ferestrele metal-plastic standard sunt strânse.
- În despărțirea dintre bucătărie și baie, vom aranja un bloc de trei arbori verticali vizavi de acoperiș.
- Sub ușile interioare asigurăm goluri până la 1 cm lățime pentru trecerea aerului.
- Instalăm o hota aragazului și o conectăm la un canal vertical separat. Ea va lua o parte din sarcină - va îndepărta 100 de metri cubi de gaz de evacuare în 1 oră în timpul procesului de gătit. Rămâne 371 - 100 = 271 m³ / h.
- Vom scoate două mine cu bare la baie și bucătărie. Mărimile și înălțimile conductelor sunt calculate în ultima secțiune a acestui manual.
- Datorită pescajului natural apărut pe cele două canale, aerul se grăbește din pepinieră, dormitor și hol pe coridor, apoi spre grilele de evacuare.
Vă rugăm să rețineți: fluxurile proaspete afișate pe macheta sunt direcționate din camere cu aer curat către zone mai poluate, apoi sunt aruncate prin mine.
Calculați diametrele conductelor de ventilație
Calculele suplimentare sunt ceva mai complicate, așa că vom însoți fiecare etapă cu exemple de calcule. Rezultatul va fi diametrul și înălțimea arborelor de ventilație ale clădirii noastre cu un etaj.
Am distribuit întregul volum de aer de evacuare în 3 canale: 100 de metri cubi. îndepărtează forța hota din bucătărie în timp ce soba este pornită, restul de 271 de metri cubi se lasă natural în doi arbori identici. Debitul printr-o conductă va rezulta 271/2 = 135,5 m³ / h. Zona secțiunii transversale a conductei este determinată de formula:
- F - suprafață în secțiune transversală a conductei de ventilație, m²;
- L - debitul de evacuare prin arbore, m³ / h;
- ʋ - viteza de curgere, m / s.
Referinţă. Viteza aerului în canalele de ventilație naturală este în intervalul 0,5-1,5 m / s. Ca valoare calculată, luăm indicatorul mediu - 1 m / s.
Cum se calculează secțiunea transversală și diametrul unei conducte în exemplul:
- Găsim diametrul în metri pătrați F = 135,5 / 3600 x 1 = 0,0378 m².
- Din formula școlii pentru aria cercului, determinăm diametrul canalului D = 0,22 m. Selectăm cea mai mare conductă mai mare din seria standard - Ø225 mm.
- Dacă vorbim despre un puț de cărămidă așezat în interiorul peretelui, atunci dimensiunea conductei de ventilație 140 x 270 mm se potrivește secțiunii găsite (o potrivire bună, F = 0,0378 mp).
Diametrul conductei de evacuare pentru o hota de uz casnic este considerat într-un mod similar, doar debitul pompat de ventilator este luat mai mult - 3 m / s. F = 100/3600 x 3 = 0,009 m² sau Ø110 mm.
Selectăm înălțimea conductelor
Următorul pas este de a determina forța de tracțiune care apare în interiorul unității de evacuare la o anumită altitudine. Parametrul se numește presiunea gravitațională disponibilă și este exprimat în Pascals (Pa). Formula de decontare:
- p este presiunea gravitațională în canal, Pa;
- H - diferența de altitudine între ieșirea grătarului de ventilație și conducta de ventilație tăiată deasupra acoperișului, m;
- ρvozd este densitatea aerului din încăpere, luăm 1,2 kg / m³ la temperatura de acasă +20 ° С.
Metoda de calcul se bazează pe selectarea înălțimii necesare. Mai întâi, determinați cât sunteți gata să ridicați conductele de eșapament deasupra acoperișului, fără a afecta aspectul clădirii, apoi înlocuiți valoarea înălțimii din formulă.
Exemplu. Luăm o diferență de înălțime de 4 m și obținem o presiune de împingere p = 9,81 x 4 (1,27 - 1,2) = 2,75 Pa.
Acum se apropie o etapă dificilă - calculul aerodinamic al canalelor de ramură. Sarcina este de a afla rezistența conductei la debitul de gaz și de a compara rezultatul cu presiunea disponibilă (2,75 Pa). Dacă pierderea de presiune este mai mare, conducta va trebui să crească sau să crească diametrul alezajului.
Rezistența aerodinamică a conductei este calculată după formula:
- Δp - pierderea totală de presiune în mină;
- R este rezistența specifică la frecare a fluxului de trecere, Pa / m;
- H - înălțimea canalului, m;
- ∑ξ este suma coeficienților de rezistență locală;
- Pv - presiune dinamică, Pa.
Arătăm prin exemplu cum este considerată valoarea rezistenței:
- Găsim valoarea presiunii dinamice conform formulei Pv = 1,2 x 1² / 2 = 0,6 Pa.
- Găsim rezistența la frecare R conform tabelului, concentrându-ne pe indicatorii dinamici de presiune de 0,6 Pa, viteza de curgere de 1 m / s și diametrul conductei de aer de 225 mm. R = 0,078 Pa / m (indicat printr-un cerc verde).
- Rezistența locală a arborelui de eșapament este grila de lavetă și îndoirea în sus de 90 °. Coeficienții ξ ale acestor părți sunt valori constante egale cu 1,2 și, respectiv, 0,4. Suma ξ = 1,2 + 0,4 = 1,6.
- Calcul final: Δp = 0,078 Pa / mx 4 m + 1,6 x 0,6 Pa = 1,27 Pa.
Acum comparăm presiunea calculată formată în conducta de aer și rezistența rezultată. Forța de tracțiune p = 2,75 Pa este mult mai mare decât pierderea de presiune (rezistență) Δp = 1,27 Pa, un arbore înalt de 4 metri este prea mare, nu are sens să construiți un astfel de.
Deoarece numerele diferă la jumătate (aproximativ), scurtăm conducta de ventilație la 2 m și recalculăm din nou:
- Presiunea disponibilă p = 9,81 x 2 (1,27 - 1,2) = 1,37 Pa.
- Rezistivitatea R și coeficienții locali ξ rămân aceiași.
- Δp = 0,078 Pa / mx 2 m + 1,6 x 0,6 Pa = 1,15 Pa.
Presiunea naturală de tiraj de 1,37 Pa depășește rezistența sistemului Δp = 1,15 Pa, ceea ce înseamnă că un arbore înalt de doi metri va funcționa corespunzător pentru evacuarea naturală și va asigura debitul necesar al gazelor eliminate.
Cometariu. Nu este necesar să scurtați conducta la 1 m, raportul se va schimba în cealaltă direcție: p = 0,69 Pa, Δp = 1,04 Pa, forța de tracțiune nu este suficientă.
Canalul de ventilație Ø225 mm poate fi împărțit în 2 conducte mai mici, dar nu prin diametru, ci pe secțiune. Obținem 2 conducte rotunde de ventilație de 150-160 mm, așa cum se face în fotografie. Înălțimea ambilor arbori rămâne neschimbată - 2 m.
Cum se simplifică sarcina - sfaturi
Vă puteți asigura că calculele și organizarea schimbului de aer în clădire sunt probleme destul de complicate. Am încercat să explicăm tehnica în cea mai accesibilă formă, dar calculele arată în continuare greoaie pentru utilizatorul obișnuit. Oferim câteva recomandări pentru o soluție simplificată a problemei:
- Primele 3 etape vor trebui să parcurgă în orice caz - pentru a afla volumul de aer evacuat, a dezvolta un model de curgere și a calcula diametrele conductelor de evacuare.
- Luați o viteză de curgere de cel mult 1 m / s și determinați secțiunea transversală a canalelor din acesta. Aerodinamica nu este necesară pentru a depăși - calculați corect diametrele și aduceți pur și simplu conductele de aer la o înălțime de cel puțin 2 metri deasupra grilelor de admisie.
- Încercați să utilizați conducte de plastic în interiorul clădirii - datorită pereților netezi, practic nu rezistă mișcării gazelor.
- Conductele de ventilație așezate într-o mansardă rece trebuie izolate.
- Nu blocați ieșirile minelor cu ventilatoare, așa cum se obișnuiește să se facă în toaletele apartamentelor. Rotorul nu va permite funcționarea corectă a hotei naturale.
Pentru a intra, instalați supape de perete reglabile în încăperi, scăpați de toate fisurile în care aerul rece poate intra necontrolat în casă.