Определение воздухообмена и расчёт системы вентиляции

Здания оборудуют естественной канальной вытяжной вентиляцией с устройством каналов во внутренних стенах либо используют бетонные блоки – панели.

Расстояние от потолка до жалюзийной решётки принимается 200-500 мм.

При наличии чердака вертикальные вытяжные каналы объединяют в сборный канал (короб). Радиус действия систем с естественным побуждением принимают не более 8 м. В бесчердачных зданиях вертикальные вентиляционные каналы выводятся наружу без объединения, при помощи специального оголовочного блока.

В жилых зданиях квартирного типа допускается: а) объединение в один вертикальный канал вытяжки из уборной и ванной или душевой той же квартиры; б) объединение вентиляционных каналов из кухонь и санитарных узлов, располагаемых на разных этажах, в сборный вертикальный канал.

Присоединение местного канала к сборному следует предусматривать не ближе чем через этаж.

Согласно СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные» для жилых помещений (спальная, общая, детская комнаты) в режиме обслуживания кратность воздухообмена принимается равной 1,0. Однако воздухообмен не должен быть меньше требуемого для вентиляции санузла и кухни (смотри СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные»).

Располагаемое гравитационное давление Р_гр, Па, для каждого этажа по формуле:

 

                    P_гр = 9,81 ∙ h ∙ (r_н – r_в)                            (32)

 

где h – разность отметок выходного устья вытяжного канала и центра

       жалюзийной решётки в помещении, м (h = 0,2 + n ∙ h_эт + 0,7);

r_н, r_в – соответственно плотность наружного и внутреннего воздуха,

           кг/м³ (при t_н = 5  r_н = 1,269 кг/м³; при t_в = 18  r_в = 1,213 кг/м³).

 

P_гр1 = 9,81 ∙ 3,4 ∙ (1,269 – 1,213) = 1,87

P_гр2 = 9,81 ∙ 5,9 ∙ (1,269 – 1,213) = 3,24

P_гр3 = 9,81 ∙ 8,4 ∙ (1,269 – 1,213) = 4,61

 

Площадь сечения элементов вентиляционных систем f, м²:

 

                                                                               (33) 

   

 где L – воздухообмен через рассчитываемый канал, м³/ч;

 v – скорость движения воздуха, м/с.

 

Первый этаж:               Второй этаж:                    Третий этаж:

 0,0008     0,0009   0,001

 0,045     0,05       0,06

 0,044     0,07     0,055

 0,0008   0,007       0,024

 0,007     0,0027   0,008

 0,024     0,02          0,035

 0,017     0,013       0,021

 0,01       0,021       0,015

 0,025     0,021       0,015

0,034    0,04       0,023

                                                                                0,001

Скорость движения воздуха в элементах системы вентиляции рекомендуется принимать: в вертикальных каналах верхнего этажа – на 0,1 м/с меньше, чем из предыдущего, в пределах 0,5-1 м/с.

По величине сечения f подбирается стандартное сечение жалюзийной решётки (табл. 5.1) и вентканала.

Таблица  5.1 – Основные данные стандартных жалюзийных вентиляционных решёток

Размер, мм	Площадь живого сечения, м ^2	Пропускная способность, м^3/ч, при скорости воздуха в живом сечении, м/с
		0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
100✕100	0,0087	12,5	15,6	18,7	21,8	25	28	31
150✕150	0,0130	18,7	23,4	28,0	32,7	37	42	47
150✕200	0,0173	24,9	31,2	37,4	43,6	50	56	62
150✕250	0,0217	31,4	38,0	46,8	54,6	62	70	78
150✕300	0,0260	37,4	46,8	56,2	65,6	75	84	94
200x200	0,0231	33,2	41,6	49,8	58,2	67	75	83
200✕250	0,0289	41,6	52,0	62,4	72,8	83	94	104
200✕300	0,0346	49,9	62,3	74,8	87,0	100	112	125
250✕250	0,0361	52,0	65,0	78,0	91,0	104	117	130
250✕350	0,0405	58,3	73,0	87,0	102	117	132	146

 

Фактическая скорость в принятом канале и жалюзийной решётке:

 

                                                                    (34)   

                                                                  (35)     

Первый этаж:                   Второй этаж:                   Третий этаж:

 0,086  0,77  0,7

 0,65  0,42  0,37

 0,65  0,42  0,37

 0,14  0,77   0,46

 0,14  0,77   0,7

 0,58  0,52  0,463

 0,57  0,52  0,46

 0,58  0,52  0,45

 0,58  0,52  0,457

 0,58  0,42  0,64

                                                                                    0,7

 

Первый этаж:                 Второй этаж:                  Третий этаж:

 0,99  0,89  7,9

 1,00  0,9  0,8

 1,00  0,9  0,8

 0,99  0,89  0,8

 0,99  0,89  0,8

 0,99  0,89  0,8

 0,99  0,89  0,8

 1,00   0,89  0,8

 1,00   0,89  0,8

 1,00  0,9  0,8                                                                              0,8

 

Для каналов прямоугольного сечения со сторонами a и b определяется эквивалентный диаметр, мм:

 

                                                                             (36)                    

 

Первый этаж:                       Второй этаж:                       Третий этаж:

 89,55    89,55     89,55

  192,86    192,86    192,86

 192,86   192,86   192,86

  89,55     89,55      140,7

 89,55    89,55     89,55

  140,7   140,7         185,52

 130,56   113         140,7

  113        140,7        113

 144,44  140,7       113

  185,52   192,86   140,7

                                                                                       

 

 

5.5 Потери давления на трение β × R × l и местные сопротивления Z

Потери давления на трение на один погонный метр R, Па/м определяются в зависимости от d_э и v_кан по номограммам и таблице.

 

Таблица 5.2 – Поправочные коэффициенты β на потери давления на трение, учитывающие шероховатость материала воздуховодов

vкан, м/с	β, при Кэ, мм
	1,0	1,5	4	10
0,2	1,04	1,06	1,15	1,33
0,4	1,08	1,11	1,25	1,48
1,0	1,19	1,23	1.46	1,77
2,0	1,25	1,36	1,65	2,04
3,0	1,32	1,43	1,75	2,2

Абсолютная эквивалентная шероховатость материалов Кэ, мм: листовая сталь – 0,1; асбестоцементные трубы – 0,11; шлакогипсовые плиты – 1,0; шлакобетонные плиты - 1,5; кирпич – 4,0; штукатурка (по сетке) – 10,0.

 

Первый этаж:

R₁ = 0,27

R₂ = 0,095

R₃ = 0,095

R₄ = 0,27

R₅ = 0,27

R₆ = 0,135

R₇ = 0,15

R₈ = 0,17

R₉ = 0,14

R₁₀ = 0,1

 

Второй этаж:

R₁ = 0,2

R₂ = 0,08

R₃ = 0,08

R₄ = 0,2

R₅ = 0,2

R₆ = 0,11

R₇ = 0,145

R₈ = 0,11

R₉ = 0,11

R₁₀ = 0,08

 

Третий этаж:

R₁ = 0,155

R₂ = 0,07

R₃ = 0,07

R₄ = 0,095

R₅ = 0,155

R₆ = 0,07

R₇ = 0,095 

R₈ = 0,12

R₉ = 0,12

R₁₀ = 0,095

R₁₁ = 0,155

 

Вентиляционные решётки устанавливают на расстоянии 200-500 мм от потолка.

Аэрация здания по параметраv для холодного периода года, Па:

 

                   Р_гр = h ∙ g ∙ (ρ_н ‒ ρ_в)                             (37)

 

где ρ_н и ρ_в – плотность наружного (1,269 при 5 °C) и внутреннего воздуха

        (1,212 при 18 °C), кг/м³;

   h – расстояние по вертикали от центров отверстий приточного и

        удаляемого воздуха, м;

g – ускорение свободного падения, м/с.

 

Р_гр1 = (0,2+0,217+2,5+0,217+2,5+0,122+4,2) ∙ 9,806 ∙ (1,269 ‒ 1,212) = 5,56

Р_гр2 = (2,5+0,2+0,217+2,5+4,2+0,122) ∙ 9,806 ∙ (1,269 ‒ 1,212) = 4,05

Р_гр3 = (0,2+0,122+4,2) ∙ 9,806 ∙ (1,269 ‒ 1,212) = 2,53

 

Потери давления на местных сопротивлениях Z, Па, обособленного канала:

 

               (38)

 

где x_жр – коэффициент местного сопротивления жалюзийной решётки,

          (x_жр= 1,4);

  x_кан1, ₂ – соответственно коэффициенты местных сопротивлений

               при повороте потока на 90^o и выходе из устья канала при

                наличии зонта, (x_кан1 = 1,1; x_кан2 = 1,9).

 

Первый этаж:

 1,87

 2,214

 2,214

 1,883

 1,883

 2,11

 2,105

 2,151

 2,151

 2,151

 

Второй этаж:

 1,941

 1,672

 1,672

 1,941

 1,941

 1,7053

 1,706

 1,706

 1,706

 1,6725

 

Третий этаж:

 1,48

 1,32

 1,32

 1,374

 1,576

 1,32

 1,32

 1,373

 1,371

 1,576

 1,576

 

Суммарные потери давления в рассчитываемом канале должны быть на 10-15 % меньше, чем располагаемое гравитационное давление, то есть должно выполняться условие:

 

                                  .                      (39)                   

 

где β – коэффициент шероховатости, принимаемый в зависимости от

        скорости движения воздуха и материала стенок воздуховодов

 

Если это условие не выполняется необходимо изменить размеры жалюзийных решёток и вентканалов и расчёт повторить.

Гравитационное давление систем естественной вентиляции для жилых, общественных и административно-бытовых зданий следует рассчитывать на разность удельных весов наружного воздуха с температурой 5 °C и температурой внутреннего воздуха при расчётных воздействиях гравитационного давления.

 

Первый этаж:

1.    

2.  

3.  

4.

5.

6.  

7.   

8.

9.  

10.

Второй этаж:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Третий этаж:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

Условие равенства  соблюдено.

 

 

Заключение

В данном докладе изучалось особенности отопительной и вентиляционной систем на примере расчёта отопления и вентиляции 3-х этажного административного здания в г. Ахтубинске Астраханской области, рассчитаны его тепловые нагрузки, естественная вентиляция. Полученные навыки важны  в получении представления о теплоснабжении и вентиляции здания.

Список литературы

1. СНиП 23-01-99 Строительная климатология. - М.: ФГУП ЦПП, 2000. – 136 с.

2. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий.-М.: ФГУП ЦПП, 2004. – 29 с.

3. ГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. ‒ М.:1999.

4. СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий. – М.: ФГУП ЦПП, 2004. – 139 с.

5. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учеб. для вузов. ‒ 4-е изд., перераб. и доп. ‒ М.: Стройиздат, 1991. ‒ 480 с.

6. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование. ‒ М.: ФГУП ЦПП, 2004. ‒ 54 с.

7. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч. I. Отопление. Под ред. И.Г. Староверова и Ю.И., Шиллера. - 4-е изд. – М.: Стройиздат, 1990. – 344 с.

8. Справочное пособие к СНиП 2.08.01-89 Отопление и вентиляция жилых и гражданских зданий. – М.: Стройиздат, 1990 г.

9. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник/ В.И. Манюк и др. – 3-е изд. – М.: Стройиздат, 1988. – 432 с.

10. Правила учёта тепловой энергии и теплоносителя. М.: Министерство топлива и энергетики РФ, 1995. ‒ 66с.

11. СП 41-101-95 Проектирование тепловых пунктов. – М.: ФГУП ЦПП, 1996. – 92 с.

12. Соколов Е. Я.. Теплофикация и тепловые сети. Учебник для вузов. – 7-е. М.: Издательство МЭИ, 2001. – 472 с.

13. СНиП 2.04.14-88*. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. М.: ГУП ЦПП, 2003. 28 с.

14. ГОСТ 30494-2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.

15. Ахтубинск – климатический график [Электронный ресурс] URL: https://ru.climate-data.org/азия/россииская-федерация/астраханская-об-

ласть/ахтубинск-25898/.

16. Элеваторный узел [Электронный ресурс] URL: https://cf2.ppt-online.org/files2/slide/l/l6DgJidEqQfMuvxwcLAbUskXreBF3Ky9PWSmV1HtR/slide-23.jpg.

17.  Вентиляция. Классификация [Электронный ресурс] URL:  http://www.xiro

            n.ru/content/view/30255/28/.

18.  Воздушный клапаны и заслонки в системе вентиляции [Электронный ресурс] URL:  https://www.air-ventilation.ru/klapany-i-zaslonki.htm.

19. Основные схемы систем вентиляции и кондиционирования воздуха Р НОСТРОЙ 2.15.13-2015.