10372

нижней зоны помещения. В высоких помещениях при больших тепловых нагрузках от светильников выпуск воздуха следует предусматривать ниже светильников, а удаление его – под светильниками или через конструкцию светильников.

Впомещениях с высокими витражами при отсутствии нагревательных приборов под ними приточный воздух целесообразно подавать через продольные щели в полу под окнами настилающимися струями. Как правило, в школах и училищах проектируют отдельные системы вентиляции для следующих помещений:

- классных комнат и учебных кабинетов; - актовых залов; - спортивных залов; - столовых;

- кабинетов с препараторскими, оборудованных вытяжными шкафами; - санузлов; - медпункта.

Детские дошкольные учреждения. Во всех климатических районах (кроме северных) для помещений групповых, игровых-столовых необходимо предусматривать периодическое естественное проветривание.

Удаление воздуха из спален, в которых предусмотрено сквозное проветривание осуществляют через групповые помещения. В помещениях для сушки одежды предусматривают местную вытяжку от шкафов с производительностью не менее 10 м3/ч.

При проектировании вентиляции не допускается: применение асбестоцементных воздуховодов; вытяжные воздуховоды из кухни прокладывать через спальни и игровые; вытяжные воздуховоды из медицинских помещений объединять с другими воздуховодами.

Предприятий общественного питания. Схема вентиляции определяется назначением помещений. В обеденных и торговых залах воздух подают в верхнюю зону помещений, а удаляют из верхней зоны и через отверстия (раздаточные окна, двери) в технологические помещения.

Вгорячих цехах (кухнях) и мойках предусматриваются самостоятельные приточновытяжные системы вентиляции - воздух подают в рабочую зону, а удаляют через местные отсосы

ииз верхней зоны.

Предприятия торговли. Помещения магазинов оборудуются системами кондиционирования или вентиляции с механическим побуждением, при этом объем притока должен быть полностью компенсирован вытяжкой. При расчете вентиляции и кондиционирования воздуха количество людей, находящихся в торговых залах, следует определять исходя из площади торгового зала, приходящейся на 1 чел.

В магазинах с различными залами по продаже продовольственных и непродовольственных товаров проектируют отдельные для каждого зала системы кондиционирования и приточно-

вытяжной вентиляции.

Магазины, расположенные в первых этажах жилых или других зданий, должны иметь автономные системы кондиционирования и вентиляции, независимые от системы вентиляции этих зданий.

Кратность воздухообмена в торговых залах магазинов определяют из расчета поглощения избытков тепла от людей, оборудования и солнечной радиации с проверкой на предельно допустимую концентрацию углекислоты.

Тепло- и влаговыделения от покупателей соответствуют легкой работе, а от обслужива-

ющего персонала – работе средней тяжести.

Рециркуляция воздуха допускается в торговых залах магазинов, кроме торговых залов с химическими, синтетическими или иными пахучими веществами и горючими жидкостями, при этом наружный воздух должен подаваться в объеме не менее 20 м3/ч на 1 чел.

Конструктивные решения вентиляционных систем

Основные рекомендации по конструированию, размещению оборудования и прокладке воздуховодов приведены в Своде правил СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондици-

80

онирование воздуха» [2], а также Пособии 7.91 к СНиП 2.04.05-91. Схемы прокладки воздуховодов в здании [27].

Все положения по конструированию вентсистем сводятся к обеспечению нормативного воздухообмена в помещениях при соблюдении архитектурно-конструктивных (прочностных) требований к конструкциям здания.

Вентиляционные каналы в общественных зданиях прокладывают как внутри несущих внутренних стен, так и в виде приставных конструкций к ним. Для устройства приставных каналов используются либо штучные строительные материалы (плиты), либо специальные вентиляционные блоки заводского изготовления.

Устройство вентиляционных каналов в наружных стенах не допускается во избежание конденсации водяных паров из удаляемого воздуха в холодный период года.

Не рекомендуется также располагать вентиляционные каналы в толще стен помещений, имеющих повышенную влажность воздуха.

Минимальное сечение вентиляционных каналов, устраиваемых во внутренних кирпичных стенах (рис. 1.56), 140х140 мм (1/2 кирпича на 1/2 кирпича). Толщину стенок каналов и толщину простенков между одноименными каналами принимают не менее размера полкирпича, а толщину простенков между разноименными каналами – не менее размера кирпича (250 мм). Размеры сечения каналов в кирпичных стенах следует принимать кратными размеру полкирпича (140 мм). Каналы во внутренних кирпичных стенах допускается устраивать на расстоянии не менее 380 мм от дверных проемов и стыков стен.

Внутренние поверхности стенок каналов выполняют гладкими с затиркой швов. При отсутствии кирпичных капитальных внутренних стен делают приставные вентиляционные каналы из блоков или плит (шлакогипсовых и шлакобетонных, бетонных, гипсоволокнистых, шлакобетонных пустотелых, пеноглинистых и пеносиликатных), из асбестоцементных труб, листовой стали, пластмассы. Минимальное сечение каналов 100х150 мм.

Приставные вентиляционные каналы в помещениях с нормальным температурновлажностным режимом выполняют из шлакогипсовых и гипсоволокнистых плит толщиной 35 мм, а в помещениях влажных – из шлакобетонных или бетонных плит толщиной 40 мм или из тонкой листовой стали, окрашенной масляной краской. Приставные каналы располагают у внутренних стен или перегородок, а при необходимости и у наружных стен. В последнем случае между стеной и каналом устраивают воздушную прослойку толщиной не менее 50 мм или утепление.

В современном строительстве для целей вентиляции находят применение специальные вентиляционные бетонные блоки с наклонными каналами (рис. 1.57) и вентиляционные стеновые панели с вертикальными каналами, устанавливаемые в качестве перегородок.

Горизонтальные вентиляционные каналы, соединяющие вентилируемые помещения с вертикальными вытяжными каналами, устраивают подвесными или подшивными. Иногда в качестве каналов используют пустоты бетонного настила перекрытий.

На рис. 1.58 показан вариант исполнения каналов систем вентиляции в многоэтажном здании со сборными горизонтальными коллекторами.

81

а)

б)

в)

г)

Рис. 1.56. Варианты исполнения вентиляционных каналов: а – в кирпичной стене;

б– приставные (пристенные) вертикальные каналы; в – в борозде стены, закрытые плитой;

г– канал приставной у наружной стены; 1 – кирпичная стена; 2 – шлакогипсовая плита; 3 – шту-

катурка; 4 – герметичная воздушная прослойка (или слой утеплителя).

Рис. 1.57. Вентиляционный блок-панель с наклонными каналами 1 – вентиляционный канал; 2 – углубление для установки жалюзийной решетки

При прокладке на чердаках или в неотапливаемых помещениях вытяжных вентиляционных каналов для удаления воздуха из жилых помещений и классов их выполняют из двойных шлакогипсовых плит толщиной каждая 40 мм с воздушной прослойкой между ними толщиной 40 мм, а для удаления воздуха из помещений кухонь, санитарных узлов и домовых прачечных - из шлакобетонных плит.

При наличии чердака или технического этажа вертикальные каналы могут объединяться горизонтальными коллекторами с выпуском воздуха через общую шахту (рис. 1.59).

Если расстояние между крайними каналами не превышает 3 м, то сборный горизонтальный коллектор конструируют с наклонными гранями.

Если расстояние между крайними каналами не превышает 10 м, то коллектор имеет ступенчатое увеличение сечения в сторону шахты.

82

Рис. 1.58. Схема прокладки вентканалов в многоквартирном жилом доме с горизонтальными сборными вентиляционными коллекторами: 1 – вентканал; 2 – вытяжная вентиляционная решетка; 3 – зонт-колпак; 4 – окно лестничной клетки; 5 – входная дверь лестничной клетки; 6 – окно с приточным воздушным клапаном; 7 – горизонтальный сборный коллектор; 8 – входная дверь квартиры

Рис. 1.59. Устройство сборного горизонтального канала в здании с чердаком

Сборные горизонтальные короба в пределах неотапливаемых техэтажей (чердаков) должны выполняться утепленными для предотвращения конденсации влаги.

При прохождении через перекрытие кровли шахта имеет стандартный узел прохода (рис. 1.60), в состав которого входят гильза, набивка (лен или войлок), водоотводящее кольцо в виде диффузора (усеченного конуса).

В жилых зданиях и ряде общественных зданий без чердачных технических этажей вытяжные шахты имеют кирпичный оголовок, в котором устраивают двухсторонний выход в горизонтальном направлении.

83

Рис. 1.60. Узел прохода вентшахты через кровлю здания:

1 – вентшахта;

2 – водоотводящее кольцо;

3 – ж/б стакан;

4 – плита покрытия;

5 – уплотнительная набивка;

6 – кровля;

7 –зонт

При конструировании шахт гравитационных вентсистем в зданиях, имеющих скатную кровлю следует учитывать следующие рекомендации по их размещению (рис. 1.61).

Рис. 1.61. Схема размещения оголовков вентшахт гравитационных систем в зданиях со скатной кровлей

Для зданий с плоской кровлей при определении высоты устья шахты необходимо учитывать высоту снежного покрова. В регионах России она колеблется от 50 до 80 см, поэтому оголовок вентшахты размещают на высоте 1-1,5 м над поверхностью плоской кровли.

1.3.8. Оборудование систем вентиляции

Воздуховоды. Классификация воздуховодов

Всовременных системах вентиляции применяют воздуховоды из различных материалов в зависимости от назначения систем и требований, предъявляемых к материалам и оборудованию.

Воздуховоды классифицируют в зависимости от требований, предъявляемым к ним. Сеть воздуховодов должна обеспечивать прохождение расчетных расходов воздуха при выполнении следующих основных условий: герметичность; минимальные потери напора; нормируемая скорость потока; нормируемый уровень шума; минимальные размеры; тепло- и звукоизоляция.

1. По плотности.

Взависимости от назначения системы для различных её требуются к применению воздуховоды различной плотности. Это вызвано необходимостью обеспечения герметичности систем. Деление по плотности проводят в зависимости от потерь или подсосов воздуха, P, м3/ч на 1 м2 площади воздуховода при определенном избыточном (положительном или отрицательном) статическом давлении воздуха Pст, кПа.

По плотности воздуховоды бывают: нормальной плотности («Н»); плотные («П»).

2. По материалу:

- металлические; - металлопластиковые;

- неметаллические – из полимерных материалов;

84

-гофрированные (гибкие);

-из строительных материалов – встроенные и приставные;

-текстильные.

3. По форме:

-круглого сечения;

-прямоугольного (квадратного) сечения.

4. По способу соединения участков:

а) фланцевые; б) бесфланцевые; в) сварные.

5. По давлению:

-низкого давления – до 900 Па;

-среднего давления – 900…2000 Па;

-высокого давления – более 2000 Па.

6.По скорости воздушного потока:

-низкоскоростные – до 15 м/с;

-высокоскоростные – более 15 м/с.

7.По наличию специальных функций:

-теплоизолированные;

-звукоизолированнные.

Достоинства и недостатки различных типов воздуховодов Круглые воздуховоды:

1)при одинаковой площади сечения создают меньшее аэродинамическое сопротивление, чем прямоугольные;

2)прочнее прямоугольных при одинаковой толщине стенки и одинаковой площади поперечного сечения;

3)требуют для изготовления на 18-20% меньше металла;

4)менее трудоемки в изготовлении.

Прямоугольные воздуховоды:

1)при открытой прокладке лучше вписываются в интерьер общественных зданий;

2)проще размещаются в объемах с ограниченной высотой.

Гибкие воздуховоды:

1)небольшой вес;

2)не нужны отводы, в результате чего воздуховод имеет меньше соединений, что упрощает монтаж.

Однако гибкие воздуховоды создают большое аэродинамическое сопротивление, которое может оказаться чрезмерным при протяженной сети, поэтому их часто применяют лишь в качестве присоединительных патрубков небольшой длины.

Металлопластиковые и полимерные возудховоды:

1)небольшой вес;

2)низкая шероховатость;

3)не требуют дополнительной теплоизоляции при пропуске нагретого и охлажденного

воздуха;

4)эстетичность (хороший внешний вид).

Наиболее распространенные в системах вентиляции и кондиционирования металлические воздуховоды обладают наибольшим пределом огнестойкости.

Рекомендуемый номенклатурный ряд воздуховодов приведен в СП 60.13330.2016 [2]: d = 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 400, 450, 500, 560 и т.д. до 10000 мм.

В зависимости от сечения воздуховодов рекомендуемая толщина металла (для стальных воздуховодов общего назначения) изменяется 0,5-1,0 мм.

85

Унифицированные детали вентиляционных сетей (отводы, переходы, крестовины, тройники и др.) наиболее распространенные в современных системах приведены в каталогах пред- приятий-изготовителей. В большинстве случаев за основы приняты унифицированные детали по ведомственным строительным нормам ВСН 353-86 [28].

Аэродинамический расчет воздуховодов

Аэродинамический расчет систем вентиляции выполняют после расчета воздухообмена, а также решения схемы прокладки воздуховодов и каналов.

Для проведения аэродинамического расчета составляют аксонометрическую схему системы вентиляции. По схеме и планам строительной части проекта определяют протяженность отдельных участков системы.

В большинстве случае в результате аэродинамического расчета решают прямую задачу – подбирают размеры поперечного сечения каналов и воздуховодов и определяют потери давления по участкам и в системе в целом.

Иногда решают обратную задачу – определяют расходы воздуха при известных сечениях воздуховодов и перепадах давления в системе.

Потери давления в системах вентиляции складываются из потерь на трение и потерь в местных сопротивлениях.

Потери давления в системе вентиляции, Па, определяются по (1.72):

Pсети Pлин Pмест ,				(1.72)
где: Pлин – линейные потери давления, Па;
Pмест – потери давления в местных сопротивлениях, Па.
Линейные потери давления, Па, определяются по (1.73):
P	l	P	,	(1.73)
лин	dэкв	дин

где: λ – коэффициент аэродинамического сопротивления трению; l – расчетная длина участка сети, м;

dэкв – эквивалентный диаметр канала на расчетном участке, м; Pдин – динамическое давление сети, Па.

Эквивалентный диаметр прямоугольного канала, м, определяется по (1.74):

	dэкв	2bh	,	(1.74)
		b h

где: b и h – ширина и высота сечения канала, м.

Динамическое давление в сети, Па, определяется по (1.75):

	v2
P			в	,	(1.75)
дин	2

где v – скорость воздуха в канале на расчетном участке, м/с. Скорость воздуха в канале, м/с, определяется по (1.76):

v	L	,	(1.76)
	3600 F

где: F – площадь сечения канала, м2, F= bh;

L – расход воздуха на расчетном участке вентиляционного канала, м3/ч. Коэффициент аэродинамического сопротивления трению определяется по (1.77):

	k	э		68	0,25
0,11						,	(1.77)
dэкв				Re

где: kэ – абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности канала, м; Re – критерий Рейнольдса.

Критерий Рейнольдса определяется по (1.78):

86

Re vdэкв ,

где υ – коэффициент кинематической вязкости воздуха, м2/с.

Потери давления в местных сопротивлениях, Па, определяются по (1.79):

Pмест Z ξм Pдин ,

где ∑ξм – сумма коэффициентов местного сопротивления на расчетном участке [21, 28].

Формула для определения потерь давления в системе в целом имеет вид:

n	m
Pсист Rl Z iмаг	Pобj ,
i 1	j 1

где: R – удельные линейные потери давления сети, Па/м;

n

Rl Z iмаг – сумма сопротивлений участков магистрального направления, Па;

i 1

(1.78)

(1.79)

(1.80)

m

Pобj – сумма потерь давления в оборудовании, находящемся на магистральном направле-

j 1

нии, Па.

То же для каналов, имеющих шероховатость, отличающуюся от стандартного значения:

n	m
Pсист Rlβш	Z iмаг Pобj ,	(1.81)
i 1	j 1

где: βш – коэффициент поправки на шероховатость стенок воздуховода.

Последовательность расчета воздуховодов механических систем вентиляции

Аэродинамический расчет вентиляционной системы выполняют в два этапа: расчет участков основного направления – магистрали и увязка всех остальных участков системы.

Аэродинамический расчет, как правило, выполняют в следующей последовательности.

1. Определяются нагрузки (расход перемещаемого воздуха) отдельных расчетных участ-

ков. Систему разбивают на отдельные участки и определяют расход воздуха на каждом из них. Расходы определяют суммированием расходов на отдельных ответвлениях, начиная с периферийных участков. Значения расхода и длины каждого участка наносят на аксонометрическую схему.

2.Выбор основного (магистрального) направления. Определяют наиболее протяженное направление последовательно расположенных расчетных участков.

3.Нумерация участков магистрали. Участки основного направления нумеруют, начиная

сучастка с меньшим расходом. Расход и длину каждого участка основного направления заносят в таблицу аэродинамического расчета.

4.Определение размеров сечения расчетных участков магистрали. Площадь поперечно-

го сечения расчетного участка, м2, определяют по формуле (1.82):

	Fуч		L	уч	,	(1.82)
			3600 vдоп

где Lуч – расчетный расход воздуха на участке, м3/ч;

vдоп – рекомендуемая скорость движения воздуха на участке, м/с, принимается по таблице 1.14. Рекомендуемые скорости определены экономическими и акустическими требованиями: оптимальные скорости соответствуют минимуму приведенных затрат; из условий снижения уровня шума скорость в механических системах ограничена значениями 10 м/с – для промышленных зданий и 6 м/с – для общественных зданий.

Вряде случаях воздуховоды занимают значительную часть объема помещения, поэтому

вотдельных частях системы принимают максимально допустимые скорости движения воздуха, чтобы сечение воздуховодов было максимально уменьшено.

87

Рекомендуется меньшую скорость принимать на концевых участках системы, постепенно увеличивая ее для других участков магистрали. На участке с большим расходом принимается большая скорость.

Таблица 1.14 Допустимые (рекомендуемые) скорости движения воздуха в системах вентиляции

			Допустимая скорость vдоп, м/с
	№	Наименование участка	гравитационная	механическая система
	п/п			общественные	промышленные
			система
				здания	здания
	1	2	3	4	5
	1	Воздухозаборная	0,5…1,0	2,0…4,0	4,0…8,0
		жалюзийная решетка
	2	Воздухозаборные шахты	1,0…2,0	2,0…6,0	4,0…12,0
	3	Горизонтальные участки	1,0…1,5	5,0…8,0	6,0…12,0
		вентсистем
	4	Вертикальные участки	1,0…1,5	2,0…5,0	6,0…12,0
		вентсистем
		Приточные вентиляционные
	5	решетки у потолка	0,5…1,0	0,5…1,0	2,0…6,0
		(воздухораспределители)
	6	Вытяжные решетки	0,5…1,0	1,0…2,0	2,0…6,0

Полученный результат округляют до стандартных значений, являющихся расчетными, и по стандартной площади находят диаметр d или размеры b и h канала.

Стандартные размеры каналов и воздуховодов различной формы приведены в справочной литературе, как правило, в разделе, содержащем таблицы аэродинамического расчета.

5. Определение фактической скорости. Фактическую скорость определяют по формуле:

	vфакт	Lуч	.	(1.83)
		Fуч.факт

По этой величине вычисляют динамическое давление на участке.

6. Определение потерь давления на трение. По номограммам или по таблицам [23] опре-

деляют R = f (v, d) и βш.

Потери давления на трение на расчетном участке c учетом фактической шероховатости воздуховода равны R, βш, l (заносятся в расчетную таблицу).

7.Определение потерь давления в местных сопротивлениях. Для каждого вида местного сопротивления на участке по таблицам определяют коэффициент местного сопротивления ξi. По Σξi и динамическому давлению по формуле (1.76) определяют потери давления в местных сопротивлениях на участке.

8.Определение потерь давления на расчетном участке и в системе в целом. Потери дав-

ления определяют по формуле 1.72.

9.Увязка всех остальных (параллельных магистральному) участков системы.

Увязку проводят, начиная с самых протяженных ответвлений. Методика увязки ответвлений аналогична расчету участков основного направления. Разница состоит лишь в том, что при увязке каждого ответвления известны потери в нем. Потери от точки разветвления до конца ответвления должны быть равны потерям от этой же точки до конца главной магистрали, т. е.

Rlβш Z отв Rlβш Z парал.уч.маг .

88

Для расчета ответвлений применяется способ последовательного подбора. Размеры сечений ответвлений считаются подобранными и гидравлически «увязанными», если относительная невязка потерь не превышает 10%:

Pотв Pуч.маг	100% 10% .	(1.83)
Pуч.маг

Рекомендуется подбирать сечения ответвлений таким образом, чтобы их сопротивление немного больше или равное сопротивлению параллельного участка магистрали.

Особенности расчета вытяжных гравитационных систем вентиляции

Аэродинамический расчет вытяжных систем вентиляции с естественным побуждением движения воздуха отличается небольшими значениями рекомендуемых скоростей и заданным располагаемым давлением. За расчетное (магистральное), как правило, выбирают наиболее протяженное направление с наименьшим располагаемым давлением (т.е. проходящее через решетку верхнего этажа самой удаленной от вытяжной шахты ветви).

Аэродинамический расчет начинают с определения располагаемого давления верхнего

уровня. Оно определяется по выражению:
Рр = Н (γн – γв),	(1.84)
где: Н – высота от среза вытяжной шахты до оси вытяжной соответствующего этажа, м;
γн, γв – удельный вес наружного и внутреннего воздуха, Н/м3.

Гравитационные системы рассчитываются по средней температуре наружного воздуха за годовой период tн = +5 °С.

Расчетная температура внутреннего воздуха принимается по средней температуре помещения соответствующего этажа.

В отличие от расчета механических систем в гравитационных системам производится

увязка потерь давления на участке с располагаемым давлением на данном этаже:
5%	Pр Pс	100% 100% ,	(1.85)
	Pр

где Рр – располагаемое давление на расчетном этаже здания, Па; Pс – потери давления в системе, Па.

Увязки добиваются изменением живого сечения канала (воздуховода) участка или регулируемой решетки на входе в канал. Установка сужающих устройств в гравитационных системах не рекомендуется.

Расчет и подбор сужающих устройств

Если на ответвлениях механических систем не удается добиться требуемой невязки потерь давления на параллельных участках, применяют различные виды сужающих устройств.

Диафрагма – устройство, предназначенное для уравнивания потерь давления на участках вентсистем посредством изменения сопротивления на одном из направлений. Представляет собой пластину, в которой имеется отверстие сечением меньшим, чем сечение канала. Для удобства монтажа ее устанавливают во фланцевых соединениях (для круглых воздуховодов – шайба, для прямоугольных – лист, перекрывающий часть живого сечения – размер а) (рис.1.62).

Рис. 1.62. Схема установки диафрагмы (1)

Методика расчета сужающего устройства (диафрагмы).

89