Естественная вентиляция осуществляется за счет разного воздушного давления снаружи и внутри дома. Неорганизованная система предполагает поступление свежих потоков через щели в оконных и дверных проемах и зависит от времени года. Организованный способ означает аналогичный способ воздухообмена, но кислород притекает через специальные приспособления для подачи воздуха. Расчет естественной вентиляции требуется, чтобы контролировать кратность воздухообмена в комнате.
Определение естественной вентиляции
За комфортные условия в частном и многоэтажном доме отвечает вентиляция. В многоквартирном секторе предусматриваются вентиляционные стояки и шахты, которые выводят отработанный воздух за пределы строения (на крышу). Для нормализации микроклимата требуется удаление и приток свежих воздушных масс.
В квартирах со старыми рамами из дерева воздух поступает в жилую зону через неплотно прикрытые створки. Современные требования к отделке интерьера ужесточают меры герметизации, и металлопластиковые заполнения проемов со стеклопакетами характеризуются отсутствием щелей. Неприятные запахи из санузла и кухни выводятся через шахту, но внутри квартиры наступает область разрежения, в которой некомфортно чувствуют себя жильцы.
Правильная организация и нормативы
Естественное проветривание отличается разной эффективностью в зимний и летний период. Разница температур удаляющихся и входящих масс вызывает ускорение притока, что характерно для холодного времени. Летом температура за окном выше комнатных значений, скорость воздуха в естественной вентиляции замедляется. Работа воздухоотводящих шахт становится менее результативной.
Нормативные акты и условия расчета систем изложены в документе СНиП 41.01 – 2003 «Отопление, кондиционирование и вентиляция». Требования к работе естественных воздуховодов содержатся и в СП 73.13320 – 2012 «Внутренние санитарно-технические системы зданий». Организация входного потока означает применение специальных клапанов в оконных рамах и стенах строения для оптимизации воздухообмена.
Особенности и применение естественной вентиляции
Воздух в неорганизованных воздуховодах удаляется с помощью тяги в каналах, расположенных обычно в ванной, туалете и кухне. Тяготение возникает пропорционально разнице температур наружной и внутренней атмосферы и высоте стояка от вентиляционной решетки до оголовка трубы на кровле.
Используются сквозные искусственные каналы и клапаны при недостаточной тяге в вентиляционных шахтах:
- проветриватель ставят в наружной стене или раме, устройство увеличивает объем воздуха, но его работа также зависит от климата;
- бризер одновременно очищает и проветривает поступающий воздух с помощью одного или набора фильтров и мембран, монтируется в стене дома;
- к принудительной циркуляции относится установка вентиляторов в окне или стеновой нише.
Играет роль ветреная погода. Если летом открыть фрамугу, струя под напором выдавит воздух в вытяжную шахту. Ветровая нагрузка может использоваться для работы дефлекторов, которые устанавливаются на оголовок и улучшают тягу за счет поворотов. Естественная вентиляция остается самым дешевым способом проветривания, не требует затрат на монтаж и эксплуатацию.
Расчет и формулы
Вычисления по вентиляционной системе заключаются в определении оптимальных условий, в которых воздух поступает и выводится наиболее эффективно.
Расчет естественной вентиляции помещения включает разделы:
- определение скорости потоков;
- вычисление объема воздуха;
- расчет параметров входного отверстия или канала.
При вычислении принимается во внимание кратность воздушного обмена по нормативам, учитываются гигиенические и санитарные нормы, площадь помещения. Есть технические расчеты, которые просчитывают обновление микроклимата, удаление тепла, изменение влажности, степени загрязненности.
Расчет скорости воздуха
Параметр определяется как быстрота движения потока в каждой точке, при этом значение не зависит от направления. В некоторых помещениях есть неоднородные перемещения воздуха, что ведет к потере тепла тела. Принимается среднее значение воздушной скорости, которое выбирается между меньшей и большей охлаждающей результативностью.
Расчет системы вентиляции в части скорости воздуха опирается на кратность обмена и находится по формуле B = M / 3600 · S, где:
- B — скорость перемещающихся масс (м/с);
- M — показатель расходования воздуха (м3/ч);
- S — площадь поперечного сечения воздуховода (м2).
Расход определяется из расчета по 60 м3/час на одного человека, если он беспрерывно находится в комнате и 20 м3/час, если его пребывание считается временным. Такие нормативы прописаны в санитарно-гигиенических правилах.
Расчет объема воздуха
Атмосфера очищается благодаря воздухообмену в помещении. Смена воздушной массы должна быть несколько раз за час, чтобы уровень загрязнения находился в допустимых рамках. Количество замен называется кратностью воздухообмена, на основании которой находится скорость потока.
Показатель кратности можно рассчитывать по формуле N = V / Y, где:
- N — кратность замены воздуха (раз/ч);
- V — количество воздуха, пополняющего комнату за час (м3/ч);
- Y — объем искомого помещения (м3).
Показатель приведен в специальных таблицах, чтобы не рассчитывать его для одинаковых по площади и функциональности комнат.
Рекомендуемая кратность:
- жилые помещения — 3 м3/ч для 1 квадрата площади;
- кухня — 6 – 8 м3/ч;
- ванна, душевая, прачечная — 7 – 9 м3/ч;
- гардероб, кладовка — 1 – 1,5 м3/ч;
- гараж, погреб — 4 – 8 м3/ч.
Если кратность ниже нормы, свежие потоки не будут поступать, и микроклимат не будет обновляться, в нем накопятся вредные микроорганизмы, газы. При увеличении воздухообмена больше положенного атмосфера высушивается, охлаждается, что приводит к болезням дыхательной системы.
Расчет диаметра канала
После определения объема и скорости потока вычисляется сечение отводящего канала.
Диаметр канала вентиляции нежилого помещения подсчитывается по формуле, которая является обратной от вычисления скорости S = B / 3600 · M, где:
- S — площадь (м2);
- B — скорость потока (м/с);
- M — расход (м3/ч).
Результат применяется для вычисления диаметра D = 1000 · √ (4 · S / π), где:
- D — полученный диаметр (м);
- S — расчетная площадь поперечного сечения (м2);
- π — математическое число (3,14).
Результат диаметра сравнивается с параметрами готового изделия и выбирается близкое по размерам изделие. Определение размеров канала, скорости потока и кратности воздухообмена относится к сложным вычислениям, поэтому рассчитать вентиляцию легче всего, обратившись к инженерам-специалистам.
Цель расчета
Правильно подобранный размер вентиляционных шахт, стояков и каналов позволяет уравнивать поступающие и выводящиеся объемы воздуха. В результате уменьшается риск дыхательных заболеваний, улучшается комфорт, сон, повышается работоспособность.
Если при вычислении получается объем приточной массы больше, чем удаляющейся, рекомендуется принимать значение по максимальному индексу. В интернете предлагается онлайн-калькулятор для получения результатов, требуется только подставить индивидуальные значения.
Правильное оборудование воздуховодов
Короба из оцинковки могут быть круглой, квадратной и прямоугольной формы. Трубы чаще ставят для организации приточного потока в производственных и общественных помещениях. Для монтажа используются хомуты, крепящиеся к перекрытию шпильками. Прямоугольные короба подвешивают на жестких траверсах, где высота регулируется контрольной гайкой. Обязательно делаются резиновые прокладки.
Гибкие воздуховоды длиной до 5 м прокладывают без промежуточных опор, трубопроводы большей длины фиксируют подвесами, хомутами на шпильках во избежание прогиба. Несмотря на гибкость, для таких магистралей есть определенные радиусы, больше которых поворачивать трассу не рекомендуется.
