6. Аэродинамический расчет системы вентиляции с естественным побуждением движения воздуха

Аэродинамический расчет вентиляционной системы производят для:

1. Подбора размеров поперечных сечений воздуховодов по рекомендуемым скоростям движения воздуха;

2. Определения потерь давления в системе.

Жилые здания оборудуются вытяжной естественной канальной вентиляцией. Количество удаляемого воздуха для жилых зданий должно быть не менее 3 м³/ч на 1 м² жилой площади.

Удаление воздуха производится из санитарных узлов и кухонь. При этом подсчитывается воздухообмен по жилой площади и сравнивается с воздухообменом кухонь и санузлов. В расчет берется больший из них, так как суммарное количество воздуха, удаляемого из кухни, ванной и санузла должно быть не менее необходимого воздухообмена жилых комнат.

Вытяжные каналы открываются на расстояние 0.5 м ниже плоскости потолка. Затем воздух по вертикальным каналам поступает в вытяжную шахту. Устье вытяжной шахты должно располагаться не ниже 0.3 м над плоской кровлей и 0.5 м –над скатной. Допускается объединение в один канал вытяжки «ванна-кухня», «уборная-ванна». Объединение «кухня -уборная» не допускается.

Вентиляционные вертикальные каналы (размерами 140×140 мм,140×270 мм) можно размещать во внутренних кирпичных стенах здания.

Приставные вентиляционные каналы в помещениях могут выполняться из плит гипсошлаковых, шлакобетонных, гипсоволокнистых, пеноглинистых и пеностеклянных, а также из асбестоцементных готовых изделий и др материалов. Размеры поперечных сечений воздуховодов из различных материалов принимают на основании заводов-изготовителей.

При размещении вент каналов на планах необходимо соблюдать следующие требования:

1. Минимальное расстояние между кирпичными каналами 140 мм, между каналам и дверным проемом – 410 мм.

2. Не размещать каналы в местах пересечения капитальных стен.

3. Вытяжные каналы из помещений выводить на чердак самостоятельно без отступлений в плане.

За расчетное направление в вытяжных системах с естественным побуждением принимают такое, удельные потери давления на котором имеют минимальную величину.

Удельные потери давления, Па/м:

Р_уд=Р_гр/∑L,

где Р_гр – гравитационное давление, действующая в вытяжных каналах соответствующих этажей, Па;

L – длина участка, м.

В системах с естественным побуждением требуется увязка действующих

гравитационных давлений в каналах соответствующих этажей с потерями давлений на трение и местные сопротивления по пути движения воздуха от места входа его в сеть до выхода в атмосферу ,т.е..

Р_гр≥n·R·l +Z,

где n·R·l +Z – потери давления на трение и местные сопротивления на участках в расчетном направлении,

R – удельные потери давления на трение, Па/м,

l – длина участка воздуховода, м.

n – поправочный коэффициент, который зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости k, воздуховодов, (k=0,1 мм – из стали, k=1,5 мм – из шлакобетонных плит, k=4 мм – из кирпича, k=10 мм – штукатурки по металлической сетке).

Z – потери давления на местные сопротивления на участках в расчетном направлении.

Гравитационное давление, Па, определяется по формуле:

Р_гр=k₃·h· (p_н-p_в) ·9,81

где h – высота воздушного столба, м, принимается от середины решетки до устья вытяжной шахты;

p_н – плотность наружного воздуха, при t=5ºC p_н=1,27 кг/м³;

p_в - плотность воздуха в помещении, при t=18ºC p_н=1,2 кг/м³;

k₃ - коэффициент запаса на неучтенные потери, k₃=0,9.

Потери давления на местные сопротивлениях Z, Па

Z=∑ζ· Р_d,

∑ζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке воздуховода,

Р_d - динамическое давление, Па

Предварительно определяем площадь поперечного сечения канала А, м²

,

- рекомендуемая скорость движения воздуха в канале(),

L – воздухообмен вентилируемого помещения, м³/ч.

В зависимости от типа вытяжного канала, определяем действительную скорость движения воздуха в канале v₀, м/с

,

Для воздуховодов прямоугольного сечения за расчетную величину d принимают эквивалентный диаметр d_э ,мм, при котором потери давления в круглом воздуховоде при той же скорости будут равны потерям давления в прямоугольном воздуховоде:

d_э=2ab/(a+b),

где a и b – стороны прямоугольного воздуховода или канала, мм.

По величине v₀ и d_э определяют величину удельных потерь давления R , Па/м и динамическое давление Р_d.

Разность между значением Р_гр и суммарными потерями давления не должна превышать 10%. Если отклонение составляет более 10%, необходимо изменить размеры канала.

Р_гр=k₃·h· (p_н-p_в) ·9,81= 0.9·6,38· (1,27-1,2) ·9,81=3,943 Па

Результаты расчётов заносятся в таблицу 5.

Таблица 5. Ведомость расчетов вентилируемых каналов.

Номер участка	L, м3/ч	l, м	a, мм	b, мм	d(dэ), мм	V, м/с	R, Па/м	n	R×l×n, Па	Pд	∑ζ	Z, Па	R·l·n+Z, Па
1	90	6,38	140	270	184.39	0,661	0,049	1,351	0,421	0,266	3,3	0,879	1,300
2	50	6,38	140	140	140	0,709	0,078	1,369	0,680	0,308	3,3	1,018	1,697
3	50	3,68	140	140	140	0,709	0.078	1,369	0,392	0,308	3,3	1,018	1,410

Условие можно считать выполненым, ввиду невозможности уменьшения диаметра.