3.3. Конструювання вентиляції

Вибравши систему і схему вентиляції, приступаємо до її конструювання.

Вентиляційні канали, як правило, розміщують у внутрішніх стінах. В блочних і панельних будинках застосовують вентиляційні панелі з вертикальними або з похилими каналами кільцевого, овального або прямокутного перерізу (рис.3.2). Найменший діаметр кільцевих вентиляційних каналів прийнято 100мм. Число вентиляційних каналів приймають таким, що дорівнює числу поверхів будинку. Розміщують їх в один або два ряди. Вентиляційні панелі з каналами в два ряди призначені для вентиляції суміжних приміщень.

Рис. 3.2. Вентиляційні панелі з похилими каналами.

Якщо внутрішні стіни цегляні, то їх використовують для розміщення каналів. В цегляних стінках розміри каналів кратна 1/2 цеглини. Найменший розмір каналу1/2 1/2 цеглини (140 140 мм). Найменша товщина стінок каналу ½ цеглини (120 мм). Товщина простінка між каналами одного призначення – ½ цеглини; між вентиляційними і димовими каналами не менше ніж одна цеглина (250 мм). Від зовнішніх стін і дверних отворів канали розміщуються на відстані не менше як ½ цеглини(380 мм).Канали з цегли викладають вертикальними. Вихід вентиляційних каналів у приміщення закривають гратками. В курсовій роботі рекомендується застосовувати гратки, наведені в дод. 3 без пристроїв, що регулюють витрату повітря, тобто не регулюючі гратки.

Після вибрання конструкції каналів креслять фрагмент плану одного санітарно - кухонного вузла верхнього поверху в масштабі 1:50,1:40 або 1:25 і розгортку вентиляційних каналів цього самого вузла в масштабі 1:100 (рис. 3-7).На фрагменті плану розміщують вентиляційні і димові канали. На розгортці – вентиляційні канали і гратки, а також димові канали і отвори для приєднання проточних газових водонагрівачів. Канали виводять над плоскими покриттями будинків не менше ніж на 1 м. Над гирлами каналів установлюють зонти.

Рис. 3.3. План санітарно - кухонного вузла з вентиляційними і димовими каналами кільцевого перетину в панелевозу будинку (до прикладу 5.1)

3.4. Методика аеродинамічного обчислення

Креслять безмасштабну розрахункову схему вентиляційних каналів з гратками, поворотами, трійниками, зонтом та іншими елементами [І, рис.14.8]. Схему ділять на ділянки, нумерують їх. На кожній ділянці вказують довжину каналу, розрахункову витрату повітря, розмір каналу.

Рис.3.4. Розгортка вентиляційних і димових каналів. Розрахункова схема вентиляційних каналів (до прикладу 5.1).

Аеродинамічний розрахунок системи полягає в знаходженні перетину вентиляційних каналів і типу гратки за заданої витрати повітря. Вентиляційна система пропустить розрахункову витрату повітря, якщо будуть збалансовані витрати тиску в системі (опір системи) за розрахункової витрати повітря з діючим гравітаційним тиском (природною тягою), Па:

Р_с = α Р_гр , (3.1)

де: Р_с - витрати тиску в системі (опір системи), Па; Р_гр, - діючий гравітаційний тиск (природна тяга); α – коефіцієнт запасу, приймається 0,85 … 0,9.

В формулі (3.1) гравітаційний тиск взято з коефіцієнтом запасу α= 0,85 … 0,9, тобто з запасом 15 … 10 %, на можливе збільшення опору каналів під час експлуатації, на несталі температури внутрішнього і зовнішнього повітря та ін. Гравітаційну вентиляцію розраховують на такі умови: температура зовнішнього повітря t_з = +5°С за повного штилю; в житлових приміщенням та вентиляційних каналах повітря знаходиться за стандартних умов ( температура t_в = 20°С, атмосферний тиск Р_а = 1-1,325кПа). Вказані умови значно спрощують обчислення. Номограми для обчислення вентиляційних каналів також побудовані за параметрами стандартного повітря.

Рис 3.5. План санітарно-кухонного вузла з вентиляційними і димовими

каналами прямокутного перетину у панельному будинку.

Діючий гравітаційний тиск (природна тяга), Па:

Р_гр = hq(ρ_з –ρ_в , (3.2)

де: h – різниця відміток гирла каналу (шахти) або горизонтальної осі дефлектора на шахті і осі вентиляційної гратки, м; q - прискорення вільного падіння, q = 9,81 м/с; ρ_з – густина зовнішнього повітря (за розрахунковою температурою t_з = +5°С, дорівнює 1,270 кг/м³; ρ_в - густина повітря в каналі за стандартних умов, ρ_в= 1,205 кг/м³.

Витрати тиску (опір) в системі, Па:

Р_с = Σ(R_і·· l_і·_·β_і + Z_і) , (3.3)

де: R_і·- питомі витрати тиску на тертя ( витрати тиску на 1 м довжини каналу на дільницях повітропроводу), Па/м,знаходять за номограмою [1, рис.14.9]; l_і – довжина дільниці вентиляційного каналу, м; β_і - поправочний коефіцієнт на жорсткість внутрішньої поверхні каналу [1, рис.14.3]; z_і – витрати тиску в місцевих опорах, Па:

Z_і = (Σ ζ_і) Р_шв.і , (3.4)

де: Σ ζ_і – сума коефіцієнтів місцевого опору в дільницях (орієнтовні значення в дод. [2, або 1 с.459]; Р_шв.і – швидкісний тиск, Па:

Р_шв.і = 0,5 ρ_в V_і², (3.5)

де: V_і - швидкість повітря, м/с:

V_і = _, (3.6)

де: L_pi – розрахункова витрата повітря, м³/г, на дільниці каналу; - живий перетин каналу, м²; 3600 – перевідний коефіцієнт.

Номограма для знаходження питомої витрати писку на тертя [1,рис.14.9] розроблення для кільцевих стальних повітропроводів. Номограмою можна користуватися і в разі розрахунку каналів прямокутного перетину. Для цього необхідно знати діаметр d_е кільцевого каналу, що еквівалентний каналу прямокутного перетину, м:

d_е = 2аb/( а+b) (3.7)

де а, b – розміри сторін прямокутного каналу.

Виходячи еквівалентного діаметра і швидкості повітря в прямокутному каналі, за номограмою знаходять питомі витрати тиску.

Рис. 3.6. План санітарно – кухонного вузла з вентиляційними і димовими каналами у цегляному будинку. Розрахункова схема вентиляційних каналів (до прикладу 5.3)

Окремий вентиляційний канал обчислюють у такій послідовності:

1. Виходячи з рекомендованої швидкості (дод.1) і заданої витрати повітря, за формулою (3.6) знаходять перетин каналу і приймають його геометричну форму.

2. За формулою (3.3) знаходять опір Р_с´ каналу без вентиляційної гратки.

3. Знаходять діючий гравітаційний тиск за формулою (3.2)

4. Знаходять ту частину гравітаційного тиску, яка припадає на витрати тиску в вентиляційній гратці, Па:

Z_р' = Р_гр - Р_с´ . (3.8)

5. За формулою (3.4) знаходять розрахунковий коефіцієнт місцевого опору вентиляційної гратки. За дод.3 добирають таку не регулюючу гратку, коефіцієнт місцевого опору якої має значення, що є найближчим меншим за розрахунковий коефіцієнт місцевого опору. Уточнюють опір Z_р дібраної вентиляційної гратки за формулою (3.4).

6. Знаходять опір системи, Па:

Р_с = Р_с´ + Z_р . (3.9)

7. Знаходять розрахункову витрату повітря в системі, м³/г:

L = , (3.10)

Обчислення виконані правильно, якщо отримаємо співвідношення витрат повітря, м³:

L ≥ L_p . (3.11)