Как рассчитать естественную вентиляцию жилого дома

Прежде чем начинать монтаж вентиляционных коммуникаций, необходимо выполнить расчет площади воздуховодов и фасонных частей. От корректности произведенных расчётов будет зависеть производительность всей системы в целом. Естественной и принудительной вентиляции требуется отдельный порядок действий в проектной работе, хотя они и имеют общее назначение.Прежде чем монтировать систему вентиляции, необходимо рассчитать правильный размер воздуховода

Очередность расчётов систем вентиляции

При определении противодействия движению воздуха принимается во внимание форма и свойства материала вентиляционных каналов, их суммарная длина, кинематическая схема, наличие разветвлений. Также выполняются дополнительные расчёты теплопотерь для сохранения благоприятных микроклиматических условий и сокращения расходов на обслуживание помещения в зимнее время.

Площадь сечения рассчитывается согласно данным аэродинамического расчета воздуховодов. Учитывая полученные значения, выполняется:

  • выбор наиболее приемлемого размера поперечного сечения вентиляционного канала в зависимости от скорости перемещения потока воздуха;
  • установление максимально возможного снижения давления в вентиляционной системе.

Как рассчитать площадь воздуховодов через программу, вы увидите в этом видео:

Расчет квадратуры воздуховодов выполняется с помощью формул, но проще воспользоваться онлайн-калькулятором площади воздуховодов и фасонных изделий. В него уже включены все требуемые формулы и порядок вычислений. Другая положительная сторона программы расчета площади воздуховодов — это невозможность допустить ошибку по вине человека.

Чтобы корректно рассчитать площадь воздуховода с использованием формул, необходимо в первую очередь определить сечение фасонных частей. Чаще всего они выполняются круглой (реже в форме эллипса), квадратной или прямоугольной формы.

Онлайн-калькулятор расчета производительности вентиляции

Расчет вентиляции, как правило, начинается с подбора оборудования, подходящего по таким параметрам, как производительность по прокачиваемому объему воздуха и измеряемому в кубометрах в час. Важным показателем в системе является кратность воздухообмена. Кратность воздухообмена показывает, сколько раз происходит полная замена воздуха в помещении в течение часа. Кратность воздухообмена определяется СНиП и зависит от:

  • назначения помещения
  • количества оборудования
  • выделяющего тепло,
  • количества людей в помещении.

В сумме все значения по кратности воздухообмена для всех помещений составляют производительность по воздуху.

Расчет производительности по кратности воздухообмена
Площадь помещения, м2:
Высота помещения, м:
Кратность воздухообмена:
Необходимая производительность (м3/ч):

Методика расчета вентиляции по кратности:

L = n * S * Н, где:

L — необходимая производительность м3/ч; n — кратность воздухообмена; S — площадь помещения; Н — высота помещения, м.

Расчет производительности вентиляции по количеству людей
Число людей в помещении:
Активность людей в помещении: Спокойное состояниеУмеренная деятельностьАктивная деятельность
Необходимая производительность (м3/ч):

Методика расчета производительности вентиляции по количеству людей:

L = N * Lнорм, где:

L — производительность м3/ч; N — число людей в помещении; Lн — нормативный показатель потребления воздуха на одного человека составляющий: при отдыхе — 20 м3/ч; при офисной работе — 40 м3/ч; при активной работе — 60 м3/ч.

Онлайн-калькулятор расчета системы вентиляции

Следующий этап в расчете вентиляции — проектирование воздухораспределительной сети, состоящей из следующих компонентов: воздуховоды, распределители воздуха, фасонные изделия (переходники, повороты, разветвители.)

Сначала разрабатывается схема воздуховодов вентиляции, по которой производится расчет уровня шума, напора по сети и скорости потока воздуха. Напор по сети напрямую зависит от того, какова мощность используемого вентилятора и рассчитывается с учетом диаметров воздуховодов, количества переходов с одного диаметра на другой, и количества поворотов. Напор по сети должен возрастать с увеличением длины воздуховодов и количества поворотов и переходов.

Расчет количества диффузоров

Расход воздуха, м3/ч:
Скорость движения воздуха, м/с:
Диаметр диффузора, м:
Необходимо диффузоров (шт.):

Методика расчета количества диффузоров

N = L / ( 2820 * V * d * d ), где

N — количество диффузоров, шт; L — расход воздуха, м3/час; V — скорость движения воздуха, м/сек; d — диаметр диффузора, м.

Расчет количества решеток
Расход воздуха, м3/ч:
Скорость движения воздуха, м/с:
Площадь живого сечения решетки, м2:
Необходимо решеток (шт.):

Методика расчета количества решеток

N = L / ( 3600 * V * S ), где

N— количество решеток; L — расход воздуха, м3/час; V — скорость движения воздуха, м/сек; S — площадь живого сечения решетки, м2.

Проектируя системы вентиляции, необходимо находить оптимальное соотношение между мощностью вентилятора, уровнем шума и диаметром воздуховодов. Расчет мощности калорифера производится с учетом необходимой температуры в помещении и нижним уровнем температуры воздуха снаружи.

Расчет мощности калорифера

Производительность, м3/ч:
Разница температур на входе и выходе, С:
Необходимая мощность (кВт.):

Также при выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие параметры:

  • Производительность по воздуху;
  • Мощность калорифера;
  • Рабочее давление, создаваемое вентилятором;
  • Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;
  • Допустимый уровень шума.

Калькуляторы расчёта параметров вентиляционной системы

Для жилых помещений расчёт необходимой производительности вентиляции производится:

  1. По количеству человек, одновременно проживающих в помещении;
  2. По площади жилого помещения;
  3. По кратности воздухообмена.

Расчёт по количеству человек производится исходя из правила: 30 м³/час на человека, при общей площади квартиры на одного человека более 20 м².

Расчёт воздухообмена по количеству человек (при общей площади квартиры на одного человека более 20 м²)

Расчёт по площади жилого помещения, производится исходя из правила: 3 м³/час на 1 м² площади помещения, при общей площади квартиры на одного человека менее 20 м².

Расчёт воздухообмена по площади помещения (при общей площади квартиры на одного человека менее 20 м²)

Расчёт воздухообмена по кратности производится, исходя из минимального количества смен воздуха в час в помещении. Для спальни, общей, детской комнаты принимается равным 1,0 (СНиП 31-01-2003 Таблица 9.1).

Расчёт воздухообмена по кратности

Наибольшее полученное из трёх расчётов значение воздухообмена и будет являться потребной производительностью вентиляции. Зная производительность вентиляции, можно рассчитать минимальное сечение воздуховодов. Расчёт производится из условия максимальной скорости воздуха в воздуховодах — 4 м/с. При больших значениях, возможно появление шума от передвижения воздушных масс.

Расчёт площади сечения воздуховода

Зная минимальное проходное сечение воздуховода, производим выбор подходящего типоразмера воздуховода из сводных таблиц.

Либо производим самостоятельный расчёт наиболее подходящего типоразмера воздуховода. Для этого можно воспользоваться калькуляторами расположенными ниже.

Зная диаметр или ширину и высоту воздуховода, можно рассчитать его фактическое проходное сечение и сравнить с расчётным значением.

Расчёт фактической площади сечения круглого воздуховода

Расчёт фактической площади сечения прямоугольного воздуховода

Этап первый

Сюда входит аэродинамический расчёт механических систем кондиционирования или вентиляции, который включает ряд последовательных схема в аксонометрии, которая включает вентиляцию: как приточную, так и вытяжную, и подготавливается к расчёту.

Размеры площади сечений воздуховодов определяются в зависимости от их типа: круглого или прямоугольного.

Формирование схемы

Схема составляется в аксонометрии с масштабом 1:100. На ней указываются пункты с расположенными вентиляционными устройствами и потреблением воздуха, проходящего через них.

Выстраивая магистраль, следует обратить внимание на то какая система проектируется: приточная или вытяжная

Приточная

Здесь линия расчёта выстраивается от самого удалённого распределителя воздуха с наибольшим потреблением. Она проходит через такие приточные элементы, как воздуховоды и вентиляционная установка вплоть до места где происходит забор воздуха. Если же система должна обслуживать несколько этажей, то распределитель воздуха располагают на последнем.

Вытяжная

Строится линия от самого удалённого вытяжного устройства, максимально расходующего воздушный поток, через магистраль до установки вытяжки и дальше до шахты, через которую осуществляется выброс воздуха.

Если планируется вентиляция для нескольких уровней и установка вытяжки располагается на кровле или чердаке, то линия расчёта должна начинаться с воздухораспределительного устройства самого нижнего этажа или подвала, который тоже входит в систему. Если установка вытяжки находится в подвальном помещении, то от воздухораспределительного устройства последнего этажа.

Вся линия расчёта разбивается на отрезки, каждый из них представляет собой участок воздуховода со следующими характеристиками:

  • воздуховод единого размера сечения;
  • из одного материала;
  • с постоянным потреблением воздуха.

Следующим шагом является нумерация отрезков. Начинается она с наиболее удалённого вытяжного устройства или распределителя воздуха, каждому присваивается отдельный номер. Основное направление – магистраль выделяется жирной линией.

Далее, на основе аксонометрической схемы для каждого отрезка определяется его протяжённость с учётом масштаба и потребления воздуха. Последний представляет собой сумму всех величин потребляемого воздушного потока, протекающего через ответвления, которые примыкают к магистрали. Значение показателя, который получается в результате последовательного суммирования, должно постепенно возрастать.

Определение размерных величин сечений воздуховодов

Производится исходя из таких показателей, как:

  • потребление воздуха на отрезке;
  • нормативные рекомендуемые значения скорости движения воздушного потока составляют: на магистралях — 6м/с, на шахтах где происходит забор воздуха – 5м/с.

Рассчитывается предварительное размерная величина воздуховода на отрезке, которая приводится к ближайшему стандартному. Если выбирается прямоугольный воздуховод, то значения подбираются на основе размеров сторон, отношение между которыми составляет не более чем 1 к 3.

Зачем нужен расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий?

Определение квадратуры воздуховодов необходимо для создания эффективно функционирующей вентиляционной системы и оптимизации её характеристик:

  • объёмы перемещаемого воздуха;
  • скорости воздушных масс;
  • уровня шума;
  • энергопотребления.

Кроме того, расчёт должен обеспечивать целый перечень дополнительных эксплуатационных характеристик. К примеру, надлежащий температурный режим в помещении. То есть вентиляционная система должна удалять избыток тепла и влажности или минимизировать теплопотери. При этом максимальная/минимальная температура и скорость поступающего в помещение воздуха приводятся к соответствующим нормативам.

Регулируются и качественные параметры поступающего воздуха, а именно: его химический состав, количество взвешенных частиц, наличие и концентрация взрывоопасных элементов и т.п.

Вентиляционная решётка короба квадратного сечения

Пример расчёта воздуховода

В качестве примера рассчитаем сечение воздуховода с расходом воздуха 1000 м3/час:

  1. G = 1000/3600 = 0,28 м3/c
  2. v = 4 м/с
  3. S = 0,28 / 4 = 0,07 м2
  4. В случае круглого воздуховода его диаметр составил бы D = корень (4·S/ π) ≈ 0,3 м = 300мм. Ближайший стандартный диаметр воздуховода — 315 мм.

В случае прямоугольного воздуховода необходимо подобрать такие А и В, чтобы их произведение было равно примерно 0,07. При этом рекомендуется, чтобы А и В не отличались друг от друга более чем в три раза, то есть воздуховод 700×100 — не лучший вариант. Более хорошие варианты: 300×250, 350×200.

Определение размеров поперечного сечения

Не последнюю роль в рассматриваемом вопросе также играет расчет сечения воздуховода вентиляции, который подразумевает вычисление площади всей внутренней системы. В этот перечень входит не только воздуховод, но и примыкающие к нему фасонные изделия (переходники, тройники, трубы, заглушки, дефлекторы и пр.). В последнее время для обустройства вентиляционных систем применяются такие основные и дополнительные элементы:

Определение размеров поперечного сечения
  1. 1. Купол или зонт вытяжки в виде трапеции, который классифицируется по типу конструкции на островной и пристенный. В данном случае за основу расчета можно будет взять формулу для усеченной пирамиды разных видов.
  2. 2. Воздуховод с круглым, квадратным или прямоугольным поперечным сечением. Для того чтобы выполнить эти вычисления, можно воспользоваться формулами нахождения площади цилиндра, куба или прямоугольного параллелепипеда.
  3. 3. Дефлекторы имеют более сложную конструкцию, поэтому расчет их площади можно будет произвести только после условного разбития элемента на отдельные геометрические фигуры (конус, цилиндр и пр.).
  4. 4. Соединительные конструкции (отводы, переходы, тройники, заглушки и утки) рассчитываются также, как и дефлекторы.

Воспользовавшись приведенными выше способами вычисления, необходимо ознакомиться с особыми рекомендациями, регламентированными принятыми строительными нормами и правилами, после чего можно завершать подбор наиболее точного значения мощностного потенциала системы вентиляции в доме.

Определение размеров поперечного сечения
  1. 1. Купол или зонт вытяжки в виде трапеции, который классифицируется по типу конструкции на островной и пристенный. В данном случае за основу расчета можно будет взять формулу для усеченной пирамиды разных видов.
  2. 2. Воздуховод с круглым, квадратным или прямоугольным поперечным сечением. Для того чтобы выполнить эти вычисления, можно воспользоваться формулами нахождения площади цилиндра, куба или прямоугольного параллелепипеда.
  3. 3. Дефлекторы имеют более сложную конструкцию, поэтому расчет их площади можно будет произвести только после условного разбития элемента на отдельные геометрические фигуры (конус, цилиндр и пр.).
  4. 4. Соединительные конструкции (отводы, переходы, тройники, заглушки и утки) рассчитываются также, как и дефлекторы.

Расчет вентиляции Breezart для бассейна

Определение размеров поперечного сечения

Вычисляем диаметры вентканалов

Дальнейшие расчеты несколько сложнее, поэтому каждый этап мы сопроводим примерами вычислений. Результатом станет диаметр и высота вентиляционных шахт нашего одноэтажного здания.

Весь объем вытяжного воздуха мы распределили на 3 канала: 100 м. куб. принудительно удаляет вытяжка на кухне в период включения плиты, оставшийся 271 кубометр уходит по двум одинаковым шахтам естественным образом. Расход через 1 воздуховод получится 271 / 2 = 135.5 м³/ч. Площадь сечения трубы определяется по формуле:

  • F – площадь поперечного сечения вентканала, м²;
  • L – расход вытяжки через шахту, м³/ч;
  • ʋ — скорость движения потока, м/с.

Справка. Скорость воздуха в каналах естественной вентиляции лежит в пределах 0.5—1.5 м/с. В качестве расчетного значения принимаем средний показатель – 1 м/с.

Вычисляем диаметры вентканалов

Как рассчитать сечение и диаметр одной трубы в примере:

  1. Находим размер поперечника в квадратных метрах F = 135.5 / 3600 х 1 = м².
  2. Из школьной формулы площади круга определяем диаметр канала D = м. Выбираем ближайший больший воздуховод из стандартного ряда – Ø225 мм.
  3. Если речь идет о заложенной внутрь стены кирпичной шахте, то под найденное сечение подойдет размер вентканала 140 х 270 мм (удачное совпадение, F = м. кв.).

Кирпичные шахты имеют строго фиксированные размеры — 14 х 14 и 27 х 14 см

Диаметр отводящей трубы под бытовую вытяжку считается аналогичным образом, только скорость потока, нагнетаемого вентилятором, принимается больше – 3 м/с. F = 100 / 3600 х 3 = м² или Ø110 мм.

Как найти верные значения

Для того чтобы произвести расчет площади сечения нам потребуется информация:

  • О минимально необходимом воздушном потоке;
  • О предельно возможной скорости воздушного потока.

Для чего нужен правильный расчет площади:

  • Если скорость потока будет выше положенного предела, то это станет причиной падения давления. Эти факторы, в свою очередь, повысят расход электроэнергии;
  • Аэродинамический шум и вибрации, если все выполнено верно, будут в пределах нормы;
  • Обеспечение нужного уровня герметичности.
Как найти верные значения

Это также позволит повысить эффективность системы, поможет сделать ее долговечной и практичной. Нахождение оптимальных параметров сети – принципиально важный момент в проектировании. Только в этом случае система вентиляции прослужит долго, отлично справляясь со всеми своими функциями. Особенно это актуально для больших помещений общественного и производственного значения.

Чем большим будет сечение, тем ниже будет скорость воздушного потока. Это также уменьшит аэродинамический шум и расход электроэнергии. Но есть и минусы: стоимость таких воздуховодов будет выше, и конструкции не всегда можно установить в пространство над навесным потолком. Однако это возможно с прямоугольными изделиями, высота которых меньше. В то же время изделия круглой формы проще устанавливаются и обладают важными эксплуатационными преимуществами.

Что именно выбрать, зависит от ваших требований, приоритета экономии электроэнергии, самих особенностей помещения. Если вы желаете сэкономить электроэнергию, сделать шум минимальным и у вас есть возможность установить крупную сеть, выбирайте систему прямоугольной формы. Если же приоритетом является простота установки или в помещении сложно установить конструкции прямоугольного типа, вы можете выбрать изделия круглого сечения.

Расчет площади выполняется по следующей формуле:

Sc = L * 2, 778/V

Sc здесь – площадь сечения; L – расход воздушного потока в метрах в кубе/час; V – скорость воздушного потока в воздуховоде в метрах в секунду; 2,778 – необходимый коэффициент.

После того, как расчет площади выполнен, вы получите результат в квадратных сантиметрах.

Как найти верные значения

Фактическую площадь воздуховодов помогут определить следующие формулы:

Для круглых: S = Пи * D в квадрате /400 Для прямоугольных: S = A * B /100 S здесь – фактическая площадь сечения; D – диаметр конструкции; A и B – высота и ширина конструкций.

Нагреватель в сети: для чего он нужен, и как рассчитать его мощность

Если планируется приточная вентиляция, то в зимнее время без подогрева воздуха не обойтись. Современные системы позволяют регулировать производительность вентилятора, что помогает в холодное время года. Убавив силу приточки, можно добиться не только экономии электроэнергии на меньшем расходе вентилятора, но и воздух, медленнее проходя через нагреватель, будет теплее. Однако вычисления температуры нагрева наружного воздуха всё же необходимы. Их производят по формуле:

ΔТ = 2,98 × Р / L, где:

  • Р – потребляемая мощность нагревателя, который должен повысить температуру воздуха с улицы до 18°С (Вт);
  • L – производительность вентилятора (м3/ч).

Различные водяные и электрические нагреватели для систем вентиляции

Читайте также:  Восстановление вентиляционного короба на кухне