7Вентиляция зданий

7.1Выбор системы вентиляции

Современные условия жизни человека требует эффективных искусственных средств оздоровления воздушной среды. Этой цели служит система вентиляции здания. В жилых зданиях проектируется естественная вытяжная канальная вентиляция для помещений не требующих воздухообмена больше однократного.

Канальными системами естественной вентиляции называются системы, в которых подача наружного воздуха или удаление загрязненного осуществляется по специальным каналам, предусмотренным в конструкциях здания, или приставным воздуховодом. Воздух в этих системах перемещается вследствие разности давлений наружного и внутреннего воздуха.

Естественная вытяжная канальная вентиляция состоит:

• вертикальных внутристенных каналов с отверстиями, закрытыми жалюзийными решетками;

• сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты.

Загрязненный воздух из помещений поступает через жалюзийную решетку в канал, поднимается вверх, достигая сборных воздуховодов, и оттуда выходит через шахту в атмосферу.

Для усиления вытяжки воздуха из помещений на шахте часто уста­навливают специальную насадку - дефлектор. Работа дефлектора основана на использовании энергии потока воздуха - ветра, который, ударяясь о поверхность дефлектора и обтекая его, создает возле большей части его периметра разрежение, что и усиливает вытяжку воздуха из помещений.

Теплые чердаки рекомендуется предусматривать для зданий высотой 9 этажей и более.

В кирпичных внутренних стенах размеры каналов принимаются кратными 1/2 кирпича (140x140, 140x270, 270x270, 270x400 и т.д.). Наименьший канал - 1/2 х 1/2 кирпича (140x140). Запрещается расположение вентиляционных каналов в наружных стенах здания. В домах квартирного типа допускается объединение вентиляционных каналов из туалетной и ванной комнат. Обособленно выполняются вентиляционные каналы из кухонь (рисунок 3).

Вытяжные отверстия в жилых зданиях располагают на расстоянии 0,5 - 0,7 м от потолка. Вытяжные отверстия снабжаются решетками с подвижными и неподвижными жалюзями. Наименьший размер вытяжной решетки -150x150 мм.

Сборные горизонтальные воздуховоды на чердаке здания (рисунок 4) размещают по железобетонному перекрытию с подстилкой одного ряда плит утеплителя, которые заливают цементным раствором слоем не менее 5 мм. Наименьший размер сборных горизонтальных каналов на чердаках - 200 х 200 мм с уклоном 0,01-0,015 к вытяжной шахте.

Протяженность сборных каналов на чердаках от места присоединения вертикального вытяжного канала до выбросной шахты не должна превышать 8 м, ближайшими по ходу воздуха к вытяжной шахте должны быть вытяжные каналы верхних этажей.

Минимальная высота выброса воздуха над кровлей должна составлять: при скатных кровлях - 0,7 м, но не более чем на 0,5 м выше конька; при плоских кровлях - 0,5 м. выше парапета кровли. Допускается объединение вытяжных вентканалов через 4-5 этажей в высотных зданиях.

7.2Потребные вентиляционные объёмы воздуха и аэродинамический расчет воздуховодов

Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха, содержащего вредные выделения, чистым атмосферным воздухом. Количество воздуха L, подаваемого или удаляемого за 1 ч из помещения, отнесенное к его внутренней кубатуре Vн, принято называть кратностью воздухообмена n. При этом знаком (+) обозначается воздухообмен по притоку, знаком (-) - по вытяжке, т.е.

±n = L/V (12)

В данной курсовой работе определяем расход воздуха через приточные отверстия. Кратность воздухообмена принимается: для кухонь и санузлов – 3,0. Полученные данные заносятся в таблицу 4.

Т а б л и ц а 4 – Потребные вентиляционные объемы воздуха

Номер поме­щения	Поме­щение	Объем помеще­ния, м3	Кратность обменов п		Объем вентиляционного воздуха L, м3/ч		Площадьвоздуховода, м2
			Приток	вытяжка	приток	вытяжка
204	Кухня	45,72	-	3,0	-	137,16	0,063
205	Туалет	3,41	-	3,0	-	10,23	0,005

Расчету воздуховодов (каналов) должна предшествовать следующая расчетно-графическая работа:

1. Компоновка систем вентиляции здания, в одну систему объединяют только одноименные или близкие по назначению помещения.

2. Графическое изображение на планах этажей и чердака (рисунок 3, 4), элементов системы вентиляции (каналов, воздуховодов, вытяжных отверстий и шахт), все системы вентиляции должны быть пронумерованы ВЕ-1, ВЕ-2 и т.д.

3. Вычерчивание аксонометрических схем (рисунок 10) в линиях с изображением внешних очертаний всех элементов систем вентиляции выбирается наиболее удаленный и неблагоприятно расположенный вентиляционный канал, выделяются расчетные участки.

4. На аксонометрической схеме кружочками у выносной черты проставляется номер расчетного участка, над чертой указывается нагрузка участка L, м3/ч, а под чертой длина участка l, м.

5. Задаваясь скоростью движения воздуха в вертикальных воздуховодах, V_доп = 0,6- 0,9 м/с, в горизонтальных -  1,0 м/с, в вытяжных решетках - 0,5 м/с, в вытяжных шахтах -  1,5 м/с, определяют площадь поперечного сечения воздуховода, м2, по участкам:

. (13)

6. 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:

. (14)

Рисунок 10 – Схема системы вентиляции ВЕ-1

7. Вычисляют расчетное располагаемое давление p, Па, для каналов каждого этажа по формуле:

р = g h (_н – _в), (15)

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 5).

Т а б л и ц а 5 – 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

8. Определяют сопротивление системы вентиляции суммированием потерь давления на трения и в местных сопротивлениях участков сети:

, (16)

где R_к – потери давления на 1 м длины воздуховода, Па/м, принимается по номо­грамме (приложение Б); т – поправочный коэффициент для прямоуголь­ных воздуховодов (таблица 6); п – поправочный коэффициент на шероховатость стенок каналов (таблица 7); l – длина участка, м; Z – потери давления в местных сопротивле­ниях, Па,

, (17)

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 поворотом перед входом в шахту – 0,35; для выхода из шахты – 2,5; _д = (²)/2 – динамическое давление, Па, принимается по номограмме (приложение Б).

Т а б л и ц а 6 – 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

Т а б л и ц а 7 – 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

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

d_эк = 2 a b / (a + b), (18)

где a и b - стороны прямоугольного канала, мм.

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

, (19)

если это не выполняется, необходимо изменить площади сечения каналов.

11. Если общие потери давления на всех расчетных участках при минимальных размерах каналов меньше располагаемого давления, тогда предварительные размеры каналов принимают как окончательные. Данные по приведенному аэродинамическому расчету вентиляционных систем сводятся в таблицу 8.

Таблица 8– 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 давления на 1 м канала Rк, Па/м	Поправочный коэффициент для прямоугольных воздуховодов m	Абсолютная шероховатость канала Кэ	Поправочный коэффициент на шероховатость стенок каналов n	Потери давления на трение на участках Rk mnl, Па	Динамическое давление на участках Рд, Па	Сумма коэффициентов местных сопротивлений 	Потери давления в местных сопротивления Z, Па	Общие потери давления на участке (Rk mnl + Z), Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15

В данной курсовой работе проектируются вентканалы для помещений кухонь и санузлов. Аксонометрическая схема системы вентиляции показана на рисунке 10.