Особенности проектирования вентиляционных систем

Вентиляция поставляет свежий воздух, очищает, ионизирует потоки, контролирует влажность и нагрев. Фильтрация избавляет атмосферу от аллергенов, пыли, микроорганизмов и запахов. Правильное проектирование вентиляции играет основную роль в процессе дальнейшей эксплуатации, обеспечивая комфортный микроклимат в жилом или общественном помещении.

1. Что такое вентиляция
2. Этапы проектирования вентиляции
3. Особенности составления проекта и основные тонкости
4. Рекомендуемые типы оборудования
5. Наборная система
6. Моноблочная система
7. Выполнение расчетов
8. Расчет воздухообмена
9. Аэродинамический расчет
10. Расчет воздухораспределения
11. Акустический расчет
12. Состав проекта вентиляции
13. Исходные данные
14. Графическая часть
15. Описательная часть

Что такое вентиляция

Вентиляция необходима для доступа свежего воздуха и удаления отработанного потока

Воздухообмен в строении организовывается так, чтобы человек мог управлять проветриванием. Вентиляция обозначает одновременное поступление кислорода и удаление отработанного воздуха и подразделяется на приточную и вытяжную систему.

Проветривание бывает естественного или принудительного типа. В обоих случаях имеет значение безошибочный монтаж и проектирование систем вентиляции. Неправильные расчеты, отсутствие графического плана ведет к потере результативности и снижению качества микроклимата.

Этапы проектирования вентиляции

Первая стадия представляет собой проект технико-экономического обоснования. Выбирается вид системы, определяются площади и места установки вентиляционных узлов и трубопроводов. На этапе составляется предварительная схема монтажа и рассчитывается сметная стоимость работ с учетом материалов. Стадия завершается ознакомлением заказчика с проектом и утверждением плана.

На втором этапе разрабатывается рабочая документация на основе предварительной. Определяется объем оборудования, элементов, проводятся точные расчеты воздуховодов, аэродинамики, гидравлики, шумового уровня. Делаются чертежи со спецификациями и деталировками, документация передается исполнителям.

Особенности составления проекта и основные тонкости

Составные части системы вентиляции

Для каждой комнаты определяют расчетный и действительный воздухообмен на основании показаний выделения тепла, влаги и находят оптимальные условия для обеспечения нужных характеристик атмосферы.

Проект вентиляции включает расчет и описание основных показателей:

• производительность вентустановки по воздуху, теплу и холоду;
• количество и вид централизованных и автономных кондиционеров и места их монтажа;
• число и тип охладителей, турбин и насосов;
• затраты мощности оборудования;
• общий вес системы.

При выборе оснащения учитываются его технические показатели. Оборудование и составные элементы должны обеспечивать требуемую кратность воздухообмена.

Рекомендуемые типы оборудования

Система приточно-вытяжной вентиляции для частного дома небольшой площади

Для жилья используются маломощные вентустановки, оптимальным решением является приточно-вытяжная схема проветривания.

Системы подразделяются по критериям:

• варианту подачи воздуха;
• назначению;
• методу обмена потоков;
• конструкции.

В некоторых установках используются вентиляторы, другие требуют кондиционирования. Применяются бытовые рекуператоры для подачи подогретых воздушных масс. В системе используются осушители или увлажнители потоков, ставятся ионизаторы, фильтрующие установки, монтируются клапаны, воздушные заслонки.

Наборная система

Наборная приточно-вытяжная система вентиляции

Схема получила название из-за определенного состава агрегатов, которые последовательно набираются по техническим параметрам. Модульность способствует разнообразию вариантов и подбору системы для потребностей конкретного дома или квартиры. Наборные системы обеспечивают воздухообмен на уровне 50 м³/ч – 15 тыс. м³/ч. Узлы схемы подключаются к прямоугольным и круглым воздуховодам.

Системы эффективно работают при проветривании офисов, жилья в частных и многоквартирных строениях, торговых залах, складах и производственных цехах.

Моноблочная система

Вентиляция с рекуперацией воздуха

Функциональное оснащение объединяется в одном блоке. В системе предусматривается рекуперация для экономии тепла при создании комфорта.

В едином корпусе устанавливаются узлы:

• фильтр;
• теплообменник;
• турбина;
• поглотитель шума и вибрации;
• элементы автоматики и др.

Моноблочные системы с рекуператорами работают автономно или совмещаются с кондиционерами. Удаляемые нагретые потоки проходят через обменник, где отдают часть тепла свежему воздуху, что минимизирует применение калориферов для отопления.

Выполнение расчетов

В частном доме и квартире проектирование вентиляционных систем по части вытяжки делается с учетом однократного воздухообмена, при этом приточная система дает двукратную замену массы. Часть подающегося воздуха уходит сквозь щели оконных и дверных проемов, и вытяжная система не испытывает избыточной нагрузки.

В многоквартирном секторе нет запрета на установку приточных вентиляторов, тогда как монтаж вытягивающих турбин в отверстиях вентиляционной шахты иногда не разрешается.

Расчет воздухообмена

Объем поступаемого воздуха зависит от количества проживающих, площади помещения

Для получения нужного обмена воздуха рассчитываются два значения: по числу людей и по кратности, после чего выбирается наибольший показатель.

Воздухообмен по числу человек определяется по формуле L = N · L_n, где:

• L – нужная выработка приточной системы (м³/ч);
• N – число человек;
• L_{n –}норма воздуха на 1 человека (м³/ч).

Последнее значение берется для людей в состоянии покоя 30 м³/ч, а стандартный показатель по СНиП составляет 60 м³/ч.

Расчет по кратности происходит по формуле L = p · S · H, где:

• L – нужная выработка приточной системы (м³/ч);
• p – норма кратности воздухообмена (для жилья – от 1 до 2, для контор – от 2 до 3);
• S – площадь комнаты (м²);
• H – высота помещения (м).

После расчета получается общая требуемая производительность вентиляции.

Аэродинамический расчет

Скорость воздуха вблизи вентиляционной турбины всегда выше, чем в других помещениях

Расчет предполагает, что скорость воздушного потока уменьшается при удалении от вентиляционной турбины. Делается для выбора площади сечения и параметров воздуховодов и расчета потерь напора в системе.

Проектирование вытяжной вентиляции в части аэродинамики включает два этапа:

• определение характеристик наиболее протяженного отдела трубопровода;
• координация с ними других магистральных участков.

Аэродинамические расчеты проводятся техническими специалистами, которые с точностью учитывают все нюансы системы.

Расчет воздухораспределения

Вычисление показателя распределения воздушных потоков является важным при проектировании промышленной вентиляции. Расчет позволяет сохранять комфортность климата в цеху без изменения технологии и при обеспечении качества конечного товара.

В результате достигается равномерное распределение воздуха во всех областях обширного помещения, при этом показатели воздуха остаются в нормативном диапазоне. От правильного расчета зависит экономическая и санитарно-гигиеническая результативность вентиляционной системы.

Акустический расчет

При наличии шума на трубы вентиляции монтируется глушитель

Вычисление позволяет определить источник появления шума, его технические характеристики и разработать мероприятия по предупреждению или уменьшению звука и вибрации. В трубопроводе определяются проектные точки, где делается расчет степени звукового напора.

Полученные значения сравниваются с нормативными параметрами и принимаются меры для снижения негативных эффектов. После отражения мероприятий в проекте по вентиляции делаются новые вычисления с учетом добавленных элементов.

Состав проекта вентиляции

В основной комплект входит общая информация по чертежам с указанием ведомости рабочих схем и планов, а также перечень прилагаемых расчетов, технических документов и ссылок на определенные источники. Приводится список комплектов исполнительных чертежей.

Общие указания включают перечень оснований для составления документации, например, задание на проект, ТЭО, утвержденные обоснования вложений в возведение несложных строений. В описании приводятся строительные правила и нормы, обязательные для выполнения.

Исходные данные

Проект вентиляции для частного дома: исходные данные — количество комнат

Проектирование проходит на основе инженерного задания, архитектурных схем и дизайнерского проекта строения. Согласовывается проект с государственными органами надзора и контроля, строителями и другими службами.

В состав исходной информации включаются сведения:

• месторасположение и соседние строения;
• климатические данные региона, температура, скорость ветра;
• информация об эксплуатации строения (график работы, нахождения жильцов).

Приводится конструктивное описание здания, его расположение относительно сторон света. Дается список помещений в форме таблицы с указанием объема и площади пола.

Графическая часть

Чертежи разрабатываются на стадии рабочего проектирования и дополнительно к основному комплекту включают деталировку пересечений и узлов основного оснащения с вычерчиванием обвязки устройств. Первостепенное подающее и удаляющее оборудование подается в чертежах в виде структурного изображения.

Схематически показывается оборудование окончания вентиляционных оголовков на кровле. На чертежах приводятся таблицы с указанием габаритов вентиляционных коробов, обозначаются зоны профилактического обслуживания. На каждом чертеже пишутся особые примечания.

Описательная часть

В пояснительной записке приводятся сведения о расходе энергии и мощности электрического вентилятора и другого оснащения. Описываются характеристики и свойства вентиляционной системы, например, размеры, форма трубопроводов, энергопотребление.

Составляется таблица показателей расчетов магистрали по помещениям,и приводятся основы проектирования автоматических модулей для управления системой. Добавляются спецификации оборудования, вставляются схемы вентиляционной магистрали в аксонометрии.

В пояснительной части есть информация о требуемых сертификатах и лицензиях на проведение работ, согласованиях плана вентиляции с архитекторами, дизайнерами и конструкторами.

Проект вентиляции: этапы разработки

Как составить типовой проект вентиляции для помещений различного назначения? Из каких норм воздухообмена стоит исходить? Как рассчитывается сечение воздуховодов?

Давайте попробуем ответить на эти и некоторые другие вопросы.

Проект системы вентиляции офисного центра.

Зачем это нужно

А в самом деле: зачем пытаться составить проект своими руками, когда масса специалистов готова предложить соответствующую услугу? Основной и самый очевидный мотив – экономия. Приблизительная стоимость проекта вентиляции для небольшого кафе площадью до 100 квадратных метров – около 15000 рублей, что на фоне вечного дефицита средств на стадии раскрутки бизнеса выглядит довольно нескромно.

Кроме того: самостоятельное проектирование системы вентиляции банально занимает меньше времени. Профильная организация может потратить на составление рабочего проекта до месяца. Между тем, как известно, время – деньги: зачастую между началом отделочных работ и приемом первого посетителя проходит не более пары недель.

Этапы большого пути

Подобрать комплектующие с учетом ассортимента местных магазинов несложно. Нарисовать эскиз с указанием размеров тоже думается не составит труда у любого, кто не прогуливал уроки черчения в школе.

Эскиз приточно-вытяжной системы.

Основные задачи сводятся к расчетам.

1. Производительность по воздуху.
2. Сечение воздуховодов.
3. Пропускную способность воздухораспределителей приточной вентиляции.

Обратите внимание: вентиляция с одним лишь вытяжным каналом будет приемлемым решением для квартиры или частного дома небольшой площади. В общественных заведениях приток свежего воздуха необходим.

1. Потребность в создаваемом вентиляторами давлении.
2. Потребность в тепловой мощности нагрева и кондиционирования.

В этом порядке и двинемся дальше.

Производительность

Она оценивается двумя способами:

1. По кубатуре помещения и кратности обмена воздуха, которая зависит от его принадлежности к тому или иному функциональному типу.
2. По количеству посетителей.

Для общественного заведения нам предстоит произвести оба расчета, а затем выбрать большее из значений.

Воздух должен оставаться чистым и свежим при любом режиме работы заведения.

Расчет по кратности воздухообмена

Формула расчета имеет вид L=n*V, где n – кратность воздухообмена, а V – его полный объем в кубометрах. Объем, как известно, рассчитывается как произведение площади и высоты.

Чему равен параметр n? Он зависит от типа помещения.

Заметьте: в некоторых случаях действующие СНиП указывают не кратность, а непосредственно потребность в воздухообмене для помещения, сантехнического прибора, плиты и т.д.

Над каждой плитой установлен собственный вентиляционный зонт.

Так, для пресловутого кафе площадью 100 м2 при высоте потолка в 3,5 метра с двумя газовыми плитами и одной уборной на два унитаза примерная потребность в воздухообмене составит 2х100х3,5+(100*2)+(50*2)=1000 м3/час.

Расчет по количеству посетителей

Здесь инструкция по расчету сводится к перемножению максимального количества посетителей и потребности в воздухе одного человека (она принимается равной 60 м3/час для бодрствующего и 30 м3/час для спящего). Так, при максимальной наполняемости кафе в 20 человек (персонал и посетители) стоит исходить из 20*60=1200 м3/час. Поскольку это значение больше, от него и стоит отталкиваться в дальнейшем.

В расчете используется максимально возможное количество посетителей.

Сечение

Оно рассчитывается как S=L*2,778/V, где:

• S – площадь сечения воздуховода.
• L – расход воздуха.
• V – скорость потока воздуха.
• 2,778 – коэффициент согласования величин, позволяющий получить результат в квадратных сантиметрах.

Понятно, что увеличение скорости потока позволит уменьшить сечение, сохранив производительность. Однако цена завышения скорости – повышенный уровень шума; именно поэтому ее обычно ограничивают значениями в 3-4 м/с.

Для нашего случая при скорости потока в 4 м/с минимум сечения воздуховода составит 1200*2,778/4=833 см2. Простое использование формулы площади круга дает нам диаметр 33 сантиметра (с округлением до реального размера трубы – 350 мм).

Заметьте: на практике для скрытой прокладки чаще используются воздуховоды прямоугольного сечения. Их сечение равно произведению сторон: так, для нашего случая подойдет размер 250х355 мм.

Прямоугольную трубу легче спрятать за подвесной потолок.

Воздухораспределители

Здесь нет каких-либо универсальных формул: изделия подбираются по каталогу в соответствии с граничными условиями.

• Размерами.
• Штатным расходом воздуха.
• Дальнобойностью при скорости потока 0,5 м/с (более высокая скорость воспринимается как сквозняк и приводит к появлению дискомфорта у посетителей).
• Уровнем шума. Для жилых помещений максимально допустимый уровень шума вентиляции обычно принимается равным 25 дБ, для общественных заведений – 35 дБ.

Совет: перед решеткой воздухораспределителя должна присутствовать камера статического давления или адаптер, заставляющий поток повернуть под прямым углом. Иначе воздух распределится по ее площади неравномерно, что вызовет увеличение шума или падение пропускной способности.

Камера статического давления распределяет воздушный поток по всей площади решетки.

Давление

Зависимость необходимого давления от площади вентилируемого помещения линейна: ведь с увеличением площади растет протяженность воздуховодов.

Плохая новость для проектировщика – в том, что точный расчет сопротивления вентиляции весьма сложен, поскольку оно зависит от массы переменных:

• Диаметра трубы.
• Количества соединений и поворотов.
• Наличия фильтров и калориферов.

Хорошая новость состоит в том, что избыточное давление вентилятора при фиксированной производительности приведет лишь к незначительному увеличению расхода электроэнергии.

Именно поэтому обычно используется упрощенная оценка этого параметра:

• Для помещений площадью 50-150 м2 нормой считаются 75-100 Па.
• При площади 150-350 м2 стоит ориентироваться на 100-150 Па.

Тепловая мощность

Зачастую рабочий проект по вентиляции включает расчет мощности систем подогрева и кондиционирования воздуха.

На фото – водяные калориферы для систем вентиляции.

Поскольку теплоемкость воздуха при изменениях температуры меняется довольно незначительно, потребность в тепловой мощности калорифера или канального кондиционера определяется лишь производительностью вентиляции и дельтой температур между приточным воздухом и улицей.

Тепловая мощность рассчитывается по формуле P=Dt*L*0,336, где:

1. P – тепловая мощность в ваттах.
2. Dt – разница температур между улицей и притоком в градусах.

Подсказка: норма температуры приточного воздуха для зимы – +18С.

1. L – расход воздуха в м3/час.
2. 0,336 – теплоемкость воздуха в Вт*ч/м3*С.

Так, при уличной температуре в -15С и притоке в 1200 м3/час потребность в тепловой мощности калорифера составит 33*1200*0,336=13305 Вт.

Тепловая мощность систем кондиционирования рассчитывается аналогично.

Заключение

Надеемся, что предоставленная в распоряжение читателя информация окажется полезной. Дополнительную информацию о том, как составляется проект вентиляции помещения, предложит видео в этой статье. Успехов!

https://strojdvor.ru/ventilyaciya/osobennosti-proektirovaniya-ventilyacionnyx-sistem/
https://gidroguru.com/ventilyaciya/911-proekt-ventilyacii