3.3 Аэродинамический расчет систем вентиляции

Расчет системы вентиляции состоит в том, чтобы выполнить аэродинамический расчет. Он выполняется следующим образом:

• разбиваем аксонометрическую схему воздуховода на расчётные участки;

• определяют расход воздуха через приточные отверстия.

Кратность воздухообмена принимается: для кухонь и санузлов – 3,0. Полученные данные заносятся в таблицу 6.

Таблица 6 – Потребные вентиляционные объемы воздуха

Номер Помещения	Наименование помещения	Объем помещения, м3	Кратность обменов n		Объем вентиляционного воздуха L, м/ч		Площадь воздуховода, м2
			приток	вытяжка	приток	вытяжка
101	кухня	36,89	-	3	-	110,7	0,044
104	сан. узел	17,1	-	3	-	58,1	0,023
106	кухня	66,57	-	3	-	199,71	0,092
107	сан. узел	14,3	-	3	-	50	0,02
112	кухня	51	-	3	-	153	0,061

Задаваясь скоростью движения воздуха в вертикальных воздуховодах, определяем площадь поперечного сечения воздуходува, м², по участкам:

,

где V_доп – допустимая скорость в каналах, м/с.

Скорости воздуха, м/с, при естественной вентиляции принимаются:

• вытяжные решетки – V_доп = 0,5…1,0;

• вертикальные каналы – V_доп = 0,5…1,0;

• вытяжные шахты – V_доп = 1,0…1,5.

По ориентировочному сечению каналов выбирается количество каналов по ближайшему стандартному сечению: для каналов 140140 мм – f_к = 0,02 м²; 140270 мм – f_к = 0,038 м². Число каналов определяется по формуле:

.

Вычисляется расчетное располагаемое давление p, Па, для каналов каждого этажа по формуле:

р = g ∙ h ∙ (_н – _в),

где h – вертикальное расстояние от центра вытяжной решетки до устья вытяжной шахты, м; _н – плотность наружного воздуха при температуре +5 °С; _н = 1,27 кг/м³; _в – плотность внутреннего воздуха (таблица 7).

Т а б л и ц а 7 – Плотность внутреннего воздуха в зависимости от температуры

в, кг/м3	1,270	1,248	1,226	1,213	1,205	1,197	1,185
tв, °С	+5	+10	+15	+18	+20	+22	+25

Определяется сопротивление системы вентиляции суммированием потерь давления на трения и в местных сопротивлениях участков сети:

,

где R_к – потери давления на 1 м длины воздуховода, Па/м, принимается по номо­грамме (приложение Г); т – поправочный коэффициент для прямоуголь­ных воздуховодов (таблица 8); п – поправочный коэффициент на шероховатость стенок каналов (таблица 9); l – длина участка, м; Z – потери давления в местных сопротивле­ниях, Па,

,

где  – сумма коэффициентов местных сопротивле­ний на участке, принимается для входа воздуха в вытяжную решетку  =2,0; для поворота на 90º – 1,1; для тройника на повороте – 0,4; для поворота перед входом в шахту – 0,35; для выхода из шахты – 2,5; _д = (²)/2 – динамическое давление, Па, принимается по номограмме (приложение Г).

Таблица 8 – Поправочный коэффициент m для прямоугольных каналов

Размеры канала	140х140	140х270	270х270	140х400	270х400	ab, при а = b
M	1,13	1,2	1,13	1,3	1,17	1,13

Таблица 9 – Поправочный коэффициент n в зависимости от материала канала, абсолютной шероховатости Кэ и скорости движения

Скорость движения воздуха, м/с	При материале канала
	шлакогипсе Кэ=11,5	шлакобетоне Кэ=1,5	кирпиче Кэ=0,8	с цементной штукатуркой Кэ=0,22
0,4	1,08	1,11	1,25	1,48
0,8	1,13	1,19	1,4	1,69
1,2	1,18	1,25	1,5	1,84
1,6	1,22	1,31	1,58	1,95

На номограмме (приложение Г) расчет воздуховодов дается для круглого сечения, необходимо определять эквивалентный диаметр стандартному сечению канала:

d_эк = 2 a b / (a + b),

где a и b – стороны прямоугольного канала, мм.

Результаты расчёта всех участков сведены в таблицу 10

Таблица 10 – Аэродинамический расчет системы вентиляции

Номер участка	Расход воздуха на участке L, м3/ч	Длина участка l, м	Размеры канала a×b, мм	Эквивалентный диаметр dэ, мм	Действительная скорость воздуха д, м/с	Потери воздуха на 1 м канала Rк, Па/м	Поправочный коэффициент для прямоугольных воздухопроводов m	Абсолютная шероховатость канала Кэ	Поправочный коэффициент на шероховатость стенок канала n	Потери давления на трение на участках Rэ∙m∙n∙l, Па	Динамическое давление на участках Pд, Па	Сумма коэффициентов местных сопротивлений ∑z	Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па	Общие потери давления на учатске (Rк∙m∙n∙l+Z), Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	102	12,8	140	140	140	0,39	0,028	1,13	0,8	1,25	1,35	0,090	2,00	2,03
2	102	0,28	140	140	140	0,76	0,731	1,13	0,8	1,40	0,195	0,085	3,45	0,52
3	204	0,28	140	270	184	0,88	0,080	1,20	0,8	1,45	0,195	0,450	0,40	0,52
4	306	0,28	270	400	322	1,39	0,090	1,17	0,8	1,54	0,811	1,230	1,85	0,3
5	408	2,8	270	400	322	1,5	0,2	2,5	0,8	1,54	2,92	1,36	2,5	2,03
													∑=	5,41

Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо, чтобы было сохранено соотношение

% ≤ 10%.

Для проведения аэродинамического расчёта, предварительно необходимо вычертить аксонометрическую схему с изображением внешних очертаний всех элементов вентиляции. Затем выбираем наиболее удалённый и неблагоприятно расположенный вентиляционный канал, на котором выделяются расчётные участки. На каждом из таких участков определяется нагрузка L и длина.

Для выбранного канала вычисляем расчётное располагаемое давление ∆р, Па, по формуле

,

где h − вертикальное расстояние от центра вытяжной решётки до устья вытяжной

шахты, м;

ρ_н − плотность наружного воздуха при температуре +5 ⁰С; ρ_н = 1,27 кг/м³ ;

ρ_н − плотность внутреннего воздуха, принимается по таблице 16 [5];

при t_в = 18 ⁰С ρ_н = 1,213.

Па.

В нашем случае

% ≈ 6,7% <10 %

Значит, аэродинамический расчёт выполнен верно, следовательно размеры каналов подобраны правильно.