Engineering Art - профеcсиональное проектирование и монтаж инженерных систем
 
 

Cистемы естественной вентиляции ›

Cистемы естественной вентиляции

В жилых зданиях, как правило, проектируют вытяжную вентиляцию с естественным побуждением. Компенсацию удаляемого воздуха предусматривают как за счет поступления наружного воздуха, так и за счет перетекания воздуха из других помещений.

Описание систем естественной вентиляции

Поступление наружного воздуха в рабочие помещения и квартиры предусматривается через форточки, окна, фрамуги, а также через неплотности окон и дверей. Эта система основана на перепаде давления внутреннего газа (воздуха) внутри помещения и наружного.

В климатических районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) ниже — 40 °С в жилых зданиях высотой в три этажа и более допускается проектировать приточную механическую вентиляцию с подогревом наружного воздуха.

В жилых зданиях, расположенных в IVA климатическом подрайоне, допускается устанавливать индивидуальные кондиционеры или другие охлаждающие устройства с целью поддержания температуры внутреннего воздуха не выше 28 °С. В кухнях и жилых комнатах следует предусматривать возможность установки фенов. При расчете вентиляции параметры внутреннего воздуха и кратность воздухообмена принимают в соответствии со СНиПами и действующими нормами. Кратность воздухообмена обозначается в м.куб/час, зависит от объема вентилируемого помещения, так для помещения площадью 20 м.кв. и высотой 3 м. 2-х кратный воздухообмен будет составлять 120 м.куб./час.

Вытяжную вентиляцию жилых комнат во всех квартирах следует предусматривать через вытяжные каналы кухонь, уборных, ванных (душевых) и сушильных шкафов. В квартирах в четыре комнаты и более без сквозного или углового проветривания должна быть запроектирована естественная вытяжная вентиляция непосредственно из жилых комнат, не смежных с санитарными узлами и кухнями. Вентиляционные каналы из помещений кухонь, уборных, ванных (душевых), кладовых для продуктов не допускается объединять с вентиляционными каналами из помещений поквартирных генераторов тепла, гаражей, а также помещений, обращенных на различные фасады.

При устройстве вентиляции кухонь и санитарных узлов можно объединять:

  • горизонтальный вентиляционный канал из ванной или душевой (без унитаза) с вентиляционным каналом из кухни той же квартиры;
  • вентиляционные каналы из уборной, ванной (душевой) и сушильного шкафа той же квартиры;
  • вертикальные вентиляционные каналы из кухонь, хозяйственных помещений, уборных, ванных и сушильных шкафов в сборный вентиляционный канал.

Такое объединение допускается при условии, что расстояние по высоте между присоединяемыми местными каналами составляет не менее 2 м. Местные каналы, присоединяемые к сборному каналу, должны быть оборудованы жалюзийными решетками, допускающими наладочную регулировку.

В кухнях квартир, расположенных в двух верхних этажах допускается устройство механической вентиляции.

Вентиляцию и проветривание закрытых лестничных клеток следует обеспечивать устройством вентиляционных шахт, открывающихся окон, фрамуг и форточек.

В наружных стенах технических подполий и подвалов необходимо проектировать продухи площадью не менее 0,05 м2 каждый. Общая площадь продухов должна обеспечить не менее чем 1,5-кратный обмен воздуха в 1 ч. Во всех перегородках и внутренних стенах технических подполий, за исключением противопожарных преград, необходимо устраивать под потолком отверстия площадью не менее 0,02 м2.

Для вентиляции холодного чердака с железобетонным покрытием в наружных стенах с каждой стороны здания следует предусматривать отверстия суммарной площадью не менее 1/500 площади чердачного перекрытия, а в III и IV климатических районах-не менее 1/50.

В зданиях с теплым чердаком удаление воздуха из чердака проектируется через вытяжные шахты из расчета одна шахта на каждую секцию дома; высота шахты должна быть не менее 4,5 м от покрытия.

Примеры расчета систем естественной вентиляции.

Расчет систем вентиляции с естественным побуждением ведется при температуре наружного воздуха +5°. Рассмотрим вопросы проектирования систем естественной вентиляции на двух частных примерах.

Необходимо рассчитать: систему вентиляции с естественным побуждением при температуре наружного воздуха +5° для четырехэтажного жилого дома. Кухни жилого дома оборудованы плитами, работающими на газовом топливе. Санитарные узлы совмещенные. Горячее водоснабжение централизованное. Внутренние стены выложены из красного кирпича. Место строительства здания — г. Орел.

Решение.

На рис. 1, показан комплекс санитарно-технических блоков № 1 типовой секции жилого дома, обращенной в сторону дворового фасада. Комплекс смежных блоков № 2 (на рис. 1 не показан), расположенных на противоположной стороне секции, разделяется одной капитальной стеной. Согласно нормам на проектирование жилых зданий, естественная вытяжная вентиляция устраивается из кухонь и санитарных узлов. Приток неорганизованный, через форточки и неплотности наружных ограждений.

Предусматриваются следующие объемы вытяжки: из объединенных санитарных узлов 50 м3/час, из кухонь трехкратный. При объеме кухни 17 м3 объем вытяжки L = 51 м3/час. Каналы комплекса блоков № 1 внутристенные размерами 1/2 х 1/2 кирпича (140х140 мм). В комплексе блоков № 2 каналы круглого сечения диаметром 140 мм устраиваются в специальных бетонных блоках (рис. 81). Вытяжные решетки устанавливаются на высоте 200 мм от потолка. Из каждого помещения выводится на чердак отдельный вентиляционный канал. Объединять их в стенах запрещается во избежание проникания воздуха из одних помещений в другие. Сборные короба на чердаке устраиваются из шлакоалебастровых плит с двойными стенками, из одинарных гипсоопилоч- ных плит или из другого малотеплопроводного материала, чтобы не было переохлаждения воздуха при низких наружных температурах; это ухудшает тягу и может вызвать конденсацию водяных паров.

Рис. 1

а) план четвертого этажа   б) разрез вент. каналов  

*1,2,3,4 - номера этажей.

Вытяжная деревянная утепленная шахта вверху снабжается дефлектором (рис.2). В основании шахты делается рассечка, чтобы избежать перетекания воздуха из одного короба в другой в случае наруше -ния тяги. В вытяжной системе нигде не ставится регулирующая арматура, кроме воздухоприемных решеток с подвижными перьями.

Аэродинамический расчет систем вентиляции жилых зданий сводится, собственно, к проверке пропускной способности каналов при заданной конструкции их, так как сечения внутристенных каналов принимаются кратными 1/2 кирпича. В нашем случае все каналы имеют минимальное сечение 140 X 140 мм, ввиду того что в них перемещаются незначительные и одинаковые по величине объемы воздуха. Разность сопротивлений этих каналов может быть погашена соответствующим подбором размеров воздухоприемных решеток. Каналы вентиляционных блоков принимаются одинакового сечения, хотя правильнее было бы делать их разного сечения в зависимости от обслуживаемого этажа.

Рис. 2

 

Рис. 3

1-кровля, 2 - люк, 3-чердачное перекрытие. Расчетная схема вентиляции дома. L - расход воздуха в [м3/ч]

Так как каналы объединяются в короба на чердаке на разных расстояниях от шахты, то, чтобы создать минимальную разницу в сопротивлениях, нужно, во-первых, короба делать уширяющимися к шахте, а во - вторых, — большого сечения. Только в этом случае может быть обеспечена более или менее надежная вытяжка при отсутствии регулирующей арматуры. Если скорость движения воздуха в коробе будет в 2— 4 раза меньше скорости воздуха в каналах, то сопротивление его станет настолько ничтожное, что им можно пренебречь.

Расчет разделяется на два этапа:

  1. проверка пропускной способности каналов и заданного сечения и определение сечения короба;
  2. подбор сечения шахты.

Расчетная схема приведена на рис.3. Принимаем среднюю температуру воздуха: в кухнях с учетом работы плит +18°, в санузлах, отапливаемых приборами системы отопления (при tнар. = +5°), также +18°. Расчет начинаем с участка 1, имеющего наименьшее располагаемое естественное давление Не.

Участок 1. Расстояние от центра воздухоприемной решетки до потолка составляет 0,2 м, толщина перекрытия 0,3 м. Принимаем высоту короба по наружному обмеру 0,6 м. Тогда h1 = 0,2 + 0,3 + 0,3 = 0,8 м.

Располагаемое естественное давление:

Hei = hi (γ +5 - γ +18) = 0,8 (1,27 - 1,213) = 0,046 кг/м2

где:  γ - объемный вес газа [Н/м3],  h1 – высота в [м]

Площадь сечения канала 

Скорость движе­ния воздуха 

Действующее давление 

Величина и не выходит из пределов рекомендуемых скоростей в верти­кальных каналах (0,5÷1 м/сек)

Принимаем эквивалентный диаметр d=140мм.

Rβl = 0.0082 × 1.13 × 0.8 = 0.0074 [кг/м2];  l – соответственно длина участка [м]

Значение β=1,13 принимаем по приложению в таблице.

Значения коэффициентов шероховатости β

Материал воздуховодов Скорость воздуха в м/сек
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 с 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10
Алебастр 1 1,11 1,19 1,25 1,31 1,36 1,41 1,45 1,49 1,54 1,57 1,60 1,63 1,65 1,68 1,71 1,73 1,75 1,78
Шлакобетон 1,11 1,22 1,31 1,39 1,45 1,5 1,57 1,61 1,65 1,69 1,73 1,77 1,8 1,83 1,86 1,89 1,92 1,94 1,97
Кирпич 1 1,19 1,31 1,45 1,49 1,57 1,62 1,68 1,73 1,78 1,82 1,86 1,90 1,93 1,97 2 2,03 2,06 2,09 2,11
Штукатурка по сетке 1,49 1,78 1,97 2,11 2,24 2,34 2,43 2,51 2,59 2,66 2,72 2,78 2,84 2,89 2,94 2,99 3,04 3,08 3,12 3,16

Местные сопротивления.

Входная решетка размерами 200 х 200 мм,  fр = 0,0231 м2.

Скорость воздуха в живом сечении решетки: 

соответственно  Hд = 0,023[кг/м2]. 

Коэффициент местного сопротивления  решетки, отнесенный к скорости в ее живом сечении    ζ1=1,21,  Z1=0,028 [кг/м2].

Также есть три колена переменного сечения  ζ2=0,74; ζ3=1; ζ4=1,02.

Конфузор прямоугольный между решеткой и каналом с размерами оснований: у решетки 200 X 200 мм, у канала 200 X 140 мм ζ=0,04; Σ ζ2-5=2,8  Z2=2,8х0,032=0,0896 [кг/м2].

Таким образом:  (Rβl+Z)1=0,125> Не

Недостаток давления H = 0,125 - 0,046 = 0,079 [кг/м2] – С учетом этого недостающего давления должны определяться сечения и высоты шахты.

Участок 2.

 Если бы воздухоприем­ная решетка участка-2 находилась на од­ном уровне с решеткой участка 1, то рас­полагаемое давление для этого участка без учета потерь давления в коробе было бы равно Σ(Rβl+Z)1, т. е. 0,125 [кг/м2]. Но так как решетка участка 2 располо­жена ниже решетки участка 1 на высоту этажа, то на участке 2 будет возникать дополнительное естественное давление.

Нде = 3х(1,27 - 1,213) = 0,171 [кг/м2]

Располагаемое давление на участке 2 

Нр2 = 0,125+0,171 = 0,296 [кг/м2]

Потерю давления в коробе ввиду ее ничтожно малой величины не учи­тываем: L1 = L2 и dэv2= dэv1

Входная решетка принята размерами 150 X 150 мм;  fр = 0,013 м2.

Σ(Rβl+Z)2=0,193[кг/м2]

Избыток давления 39% > 10%.

Участок 3.

Располагаемое давление Нр3= Σ(Rβl+Z)1 + Нде= 0,125 + 6(1,27 - 1,213)  = 0,467 [кг/м2]

Входная решетка 150 X 100 мм; fр = 0,0087 м2.   Σ(Rβl+Z)3 = 0,35[кг/м2] <  Нр3.

Участок 4. 

Нр4 = 0,125 + 9(1,27-1,213) = 0,638 [кг/м2]

Сечение входной решетки такое же, что и на участке 3, поэтому по­тери давления на местные сопротивления одинаковы с участком 3.

Σ(Rβl+Z)4 = 0,378 [кг/м2]

При расчете мы получили на участках 2, 3, 4 избытки давления. Эти избытки можно погасить одним из следующих способов:

  1. уменьшить живое сечение входной решетки;
  2. поставить шибер или перегородить часть сечения канала металлической пластинкой.

Если же не прибегать к искусственному снижению давления (дрос­селированию), то через каналы разных этажей проходить будет различ­ное количество воздуха.

Определим по формуле Зависимость между расходом воздуха и давлением для воздухово­да одного и того же сечения F выражается формулой: 

 Количество воздуха, которое пойдет через каналы этажей: 

Всего Σ L = 239 [м3/ч]

Для четырех ветвей расчетный расход воздуха   L = 239 x 4 = 956 м3/час

По этому расходу определяется пропускная способность шахты. При расчете мы не учитывали потерь давления в коробе и приняли потери давления в тройниках одинаковые. Эти допущения не оказывают почти никакого влияния на результат расчета. Так, потери давления на трех участках короба составляют всего лишь 0,002 кг/м2, а разница в поте­рях давления в тройниках на ответвлении не выходит из пределов 0,001—0,002 кг/м2.

Шахта.

Высота шахты и канала четвертого этажа, считая от оси воздухоприемной решетки до устья, которое принимаем на 1 м выше конька крыши, составляет 4,8 м, а с учетом дефлектора — 5,5 м. Сече­ние шахты 500 x 500 мм.

Величина естественного давления Не = 4,8(1,27—1,213) = 0.274 [кг/м2]

С учетом высоты дефлектора - Н = 0,313 [кг/м2] ; dэʋ=500 мм.

Скорость воздуха 

Динамическое давление Нд = 0,071 [кг/м2]

Так как шахта изнутри обшивается кровельной сталью, то принимаем β= 1. Приводя линейные потери к местным сопротивлениям, получим при  λd = 0,043 и ζ’= λdl=0,043x4=0,172

ζ - коэф. местного сопротивления, приведенный  в таблицах.

Местные сопротивления:

  • Колено. ζ1 = 1,1.
  • Утепленный клапан. ζ2= 0,1.
  • Дефлектор. ζ3= 0,61.

Σ ζ = 0,172+0,1+1,1+0,61 = 2.

  • Потери давления в шахте (Rl+Z) = 2 х 0,071 = [кг/м2]
  • Общие потери давления Σ(Rl+Z)0бщ =0,125 + 0,142=0,267 [кг/м2].
  • Запас давления 15%. 

Требуемая пропускная способность шахты обеспе­чена. Остальные три ветви системы по расходу воздуха, сечениям и длине участков аналогичны рассчитанной ветви.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч. 3.  Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 2/Б. В. Баркалов, Н. Н. Павлов, С. С. Амирджанов и др.; Под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера-4-е изд., перераб. и доп-М.: Стройиздат
  2. Валентин Андреевич Кострюков СБОРНИК ПРИМЕРОВ РАСЧЕТА ПО ОТОПЛЕНИЮ И ВЕНТИЛЯЦИИ ЧАСТЬ II. ВЕНТИЛЯЦИЯ


Комментарии: [0]




Заказать обратный звонок
Оставьте ваш телефон и мы Вам перезвоним

Заполните пожалуйста необходимые поля:

Обратный звонок осуществляется только на телефоны местной телефонной сети.
06 марта 2016