Последовательность аэродинамического расчета систем естественной вентиляции

Аэродинамическому расчету воздуховодов (каналов) должна предшествовать следующая работа:

а) определение воздухообменов для каждого помещения по кратностям (согласно строительным нормам и правилам соответствующего здания) или по расчету.

В жилых зданиях проектируется общеобменная естественная вентиляция удалением воздуха из санитарных узлов и кухонь. Приточный воздух для компенсации естественной вытяжки поступает снаружи через неплотности окон и других ограждений.

Количество удаляемого воздуха по СНиП для жилых зданий должно быть не менее 3м³/ч на один м² жилой площади квартиры.

Нормы воздухообмена в кухнях и санузлах:

кухня:

- негазифицированная ……………………………………60м³/ч;

- с 2-х конфорочной газовой плитой ……………..…….60м³/ч;

- с 3-х конфорочной газовой плитой ………………..….75м³/ч;

- с 4-х конфорочной газовой плитой ……………….…..90м³/ч;

санузлы:

- ванная индивидуальная ………………………………….25м3/ч;

- туалет индивидуальный.…………………………………25м³/ч;

- санузел совмещенный …………………………………….50м³/ч.

б) компоновка систем вентиляции.

В одну систему объединяют только одноименные или близкие по назначению помещения. Санитарные узлы во всех случаях обслуживаются самостоятельными системами и при пяти унитазах и более оборудуются механическими побудителями. Вытяжку из комнат жилого дома с окнами, выходящими на одну сторону, рекомендуется объединять в одну систему. Не допускается объединять в общую систему каналы из помещений, ориентированных на разные фасады.

в) графическое изображение на планах этажей и чердака элементов системы вентиляции (каналов и воздуховодов, вытяжных отверстий и жалюзийных решеток, вытяжных шахт).

Против вытяжных отверстий помещений указывается количество воздуха, удаляемого по каналу. Все системы вентиляции должны быть пронумерованы. Вытяжные решетки в помещении располагают на 0,5м от потолка.

г) вычерчивание аксонометрических схем.

На схемах в кружке у выносной черты ставится номер участка, над чертой указывается нагрузка участка, L, м³/ч, а под чертой – длина участка, l, м. Аэродинамический расчет воздуховодов (каналов) выполняют по таблицам или номограммам, составленным для стальных воздуховодов круглого сечения при r_в = 1,205 кг/м³, t_в= 20⁰С. В них взаимосвязаны величины L, R, v, Р_д и d.

Таблица для расчета стальных воздуховодов круглого сечения приведена в приложении Н. Чтобы воспользоваться таблицей для расчета воздуховода прямоугольного сечения, необходимо предварительно определить соответствующую величину равновеликого (эквивалентного) диаметра, т.е. такого диаметра круглого воздуховода, при котором для той же скорости движения воздуха, как и в прямоугольном воздуховоде, удельные потери давления на трение были бы равны (таблица 6.3).

 

Таблица 6.3 - Эквивалентные по трению диаметры для кирпичных каналов

Размер в кирпичах	Площадь, м^2	dэ, мм
^1/2 х ^1/2	0,02
^1/2 х 1	0,038
1 х 1	0,073
1 х 1^1/2	0,11
1 х 2	0,14
2 х 2	0,28

Примечание: для каналов квадратного сечения эквивалентный по трению диаметр d_э равен стороне квадратного канала а.

 

Диаметр определяется по формуле:

(6.7)

где а, b – размеры сторон прямоугольного воздуховода, м.

 

Методика расчета воздуховодов (каналов) систем естественной вентиляции может быть представлена в следующем виде.

1. При заданных объемах воздуха, L, м³/ч, подлежащего перемещению по каждому участку каналов, принимают скорость v, м/с, его движения.

2. По объему воздуха L и принятой скорости v предварительно определяют площадь сечения F, м², каналов по формуле:

. (6.7)

Потери давления на трение для таких сечений каналов рассчитывают по формулам (6.5, 6.6), местные сопротивления определяют по таблице 7.5.

3. Сравнивают полученные суммарные сопротивления с располагаемым давлением. Если эти величины совпадают, то предварительно полученные площади сечения каналов могут быть приняты как окончательные. Если же потери давления оказались меньше или больше располагаемого давления, то площадь сечения каналов следует увеличить или, наоборот, уменьшить, т.е. поступать так же, как при расчете трубопровода системы отопления.

При предварительном определении площади сечений каналов систем естественной вентиляции могут быть заданы следующие скорости движения воздуха: в вертикальных каналах верхнего этажа v = 0,5 – 0,6 м/с, из каждого нижерасположенного этажа на 0,1 м/с больше, чем из предыдущего, но не выше 1 м/с; в сборных воздуховодах v > 1 м/с и в вытяжной шахте v = 1 – 1,5 м/с.

Если при расчете воздуховодов задана площадь сечения каналов и известен часовой расход воздуха L, м³/ч, то скорость v, м/с, определяется по формуле:

; (6.9)

где ¦ - площадь сечения канала или воздуховода, м²;

L – расход вентиляционного воздуха, м³/ч.

Потери давления на местные сопротивления:

Z = åz (v²g/2g), кгс/м²; (6.10)

где åz - сумма коэффициентов местных сопротивлений;

v²g/2g - скоростное (динамическое) давление, кгс/м².

Динамическое давление v²g/2g определяется по приложению Н для расчета воздуховодов:

v²g/2g = Р_д, Па. (6.11)

Местные сопротивления в системе вентиляции во многих случаях существенно зависят от соотношений размеров фасонных частей и других вентиляционных элементов, а в тройниках-крестовинах – от соотношений, соединяемых или делимых потоков. Размеры стандартных жалюзийных решеток приведены в таблице 6.4. Значения коэффициентов местных сопротивлений воздуховодов приведены в таблице 6.5.

 

Таблица 6.4 - Стандартные жалюзийные решетки

Размер, мм	Живое сечение, м^2		Размер, мм	Живое сечение, м^2		Размер, мм	Живое сечение, м^2
100´100 150´150 150´200 150´250	0,0087 0,013 0,0173 0,0217	150´300 200´200 200´250 200´300	0,026 0,0231 0,0289 0,0346	250´250 200´350 250´300 300´300	0,0361 0,0405 0,045 0,052

 

Таблица 6.5 - Значения коэффициентов местных сопротивлений воздуховодов

Наименование	Величина КМС
Вход в решетку Колено 90° Тройник на проход на ответвление Зонт над шахтой	1,2 1,1   0,5 1,5 1,3

 

Руководствуясь изложенными выше соображениями, конструируют систему вытяжной вентиляции в планах здания, вычерчивают расчетную аксонометрическую схему.

Расчетную схему разбивают на участки, определяют расходы воздуха, проходящего по участкам, длины участков и наносят их на схему в виде дроби (в числителе – расход, в знаменателе – длина).

Расчетным участкам присваивают номера (жалюзийную решетку рассматривают как самостоятельный участок, так как ею возможно осуществить монтажное регулирование).

Аэродинамический расчет оформляется в форме таблицы 6.6.

 

При невязке, превышающей 15%, производится изменение сечений воздуховодов на отдельных участках с соответствующей корректировкой расчетных величин.

Увязка каждой расчетной ветви производится по формуле:

(6.12)

 

Таблица 6.6 - Аэродинамический расчет систем естественной вентиляции

№ участка

Нагрузка, L, м^3/ч

Длина участка, l, м

Размеры канала, а´в, м

Площадь, F, м^2

Скорость, v, м/с

Эквивалентный диаметр, dэ, м

Удельные потери на трение, R, Па/м

Коэффициент шероховатости, b

Потери на трение, R×l×b, Па

КМС åx

Динамическое давление, Рдин, Па

Местные потери, z=Рдин×åx, Па

Суммарные потери давления, R×l×b+z, Па

 

Библиографический список

1.Газоснабжение: учебник/ А.А.Ионин[и др.] – АСБ, 2013. – 472с.

.Евдокимов, Е.М. Теплогазоснабжение и вентиляция: учебник/ Е.М. Евдокимов – АКАДЕМИЯ, 2014. -400с.

2.Инженерные системы зданий и сооружений. Теплогазоснабжение и вентиляция: учебник / под ред. П.А. Хаванова – АКАДЕМИЯ, 2014. – 320с

3Котельников, В.С. Новейший справочник сантехника /В.С.Котельников – Ростов н/ Дону, ФЕНИКС,2014. – 271с.

3 Малявина, Е.Г. Теплофизика зданий: учеб. Пособие /Е.Г. Малявина – АБС,2013. -144с.

4 Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование/Б.М. Хрусталев[и др.] – АБС, 2012. – 784c

5. Штокман,Е.А. Теплогазоснабжение и вентиляция: учеб. Пособие /Е.А. Штокман, Ю.Н.Карагодин – АСБ, 2013. – 176с.

 

6.Внутренние санитарно-технические устройства. Справочник проектировщика./Под ред. Староверова И.Г. М.: Стройиздат, 1975. ч.2. Вентиляция и кондиционирование воздуха.

7.СНиП 23-01-99*. Строительная климатология и геофизика. М.: Стройиздат, 2000.

8.СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. М.: Стройиздат, 2003.

9.СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий. М.: Госстрой России, 2004.

 

Приложение А