Care ar trebui să fie viteza aerului în conducta de ventilație conform normelor tehnice

Microclimatul asigurat de sistemele de ventilație dintr-o încăpere rezidențială sau de producție influențează starea de bine și productivitatea oamenilor. Pentru a crea condiții de viață confortabile, au fost elaborate norme care definesc compoziția aerului. Recunoașteți, schimbul regulat de aer este vital.

Vă vom spune care ar trebui să fie viteza aerului în conductă. Vă vom sfătui ce trebuie făcut pentru ca fluxul de aer să rămână întotdeauna proaspăt și să respecte normele igienice. La noi veți găsi o descriere detaliată a metodelor de calcul și o listă a regulilor pentru alegerea conductei optime.

Informațiile propuse spre consultare se bazează pe date din ghidurile normative. Pentru însușirea practică a metodelor de calcul sunt oferite exemple. Materialul text este completat cu ilustrații sugestive și videoclipuri care facilitează înțelegerea acestui subiect complex.

Importanța schimbului de aer pentru om

Conform normelor de construcție și igienă, fiecare obiectiv rezidențial sau de producție trebuie să fie dotat cu sistem de ventilație.

Scopul său principal este menținerea echilibrului de aer, crearea unui microclimat favorabil pentru muncă și odihnă. Aceasta înseamnă că, în atmosfera pe care o respiră oamenii, nu trebuie să existe un exces de căldură, umiditate sau poluări de diverse tipuri.

Deficiențele în organizarea sistemului de ventilație duc la dezvoltarea bolilor infecțioase și a afecțiunilor sistemului respirator, la scăderea imunității, la deteriorarea prematură a alimentelor.

Într-un mediu excesiv de umed și cald, microorganismele patogene se dezvoltă rapid, pe pereți, tavane și chiar pe mobilier apar focare de mucegai și ciuperci.

Schema de ventilație într-o casă privată cu două etaje. Sistemul de ventilație este echipat cu o unitate de alimentare și evacuare economisitoare de energie cu recuperator de căldură, care permite reutilizarea căldurii aerului evacuat din clădire.

Una dintre condițiile menținerii unui echilibru sănătos al aerului este proiectarea corectă a sistemului de ventilație. Fiecare parte a rețelei de schimb de aer trebuie selectată pe baza volumelor încăperii și a caracteristicilor aerului din aceasta.

Să presupunem că, într-un apartament mic, este suficientă o ventilație de alimentare și evacuare bine reglată, în timp ce în atelierele de producție este obligatorie instalarea de echipamente pentru schimbul forțat de aer.

La construcția de case, instituții publice, ateliere de întreprinderi, se respectă următoarele principii:

• fiecare încăpere trebuie să fie dotată cu un sistem de ventilație;
• trebuie respectați parametrii igienici ai aerului;
• la întreprinderi trebuie instalate dispozitive care măresc și reglează viteza schimbului de aer; în încăperile locative – aparate de aer condiționat sau ventilatoare, în cazul unei ventilații insuficiente;
• în încăperile cu destinații diferite (de exemplu, în saloanele pentru bolnavi și sala de operație sau în birou și camera de fumat) trebuie să fie dotate sisteme diferite.

Pentru ca ventilația să corespundă condițiilor enumerate, este necesar să se efectueze calcule și să se selecteze echipamentul – dispozitivele de alimentare cu aer și canalele de aer.

De asemenea, la instalarea sistemului de ventilație este necesar să se aleagă corect locurile de admisie a aerului, pentru a evita intrarea fluxurilor poluate înapoi în încăperi.

În procesul de elaborare a proiectului de ventilație pentru o casă particulară, o clădire de locuit multietajată sau o încăpere de producție, se calculează volumul de aer și se stabilesc locurile de montare a echipamentului de ventilație: instalații de schimb de aer, aparate de aer condiționat și canale de aer.

Eficiența schimbului de aer depinde de dimensiunile canalelor de aer (inclusiv ale puțurilor de clădire). Să aflăm care sunt normele vitezei fluxului de aer în ventilație, indicate în documentația sanitară.

Reguli de determinare a vitezei aerului

Viteza de mișcare a aerului este strâns corelată cu concepte precum nivelul de zgomot și nivelul de vibrații în sistemul de ventilație. Aerul care trece prin canale creează un anumit zgomot și presiune, care cresc odată cu creșterea numărului de coturi și îndoituri.

Cu cât rezistența în țevi este mai mare, cu atât viteza aerului este mai mică și performanța ventilatorului este mai mare. Să examinăm normele factorilor însoțitori.

№1 — norme sanitare privind nivelul de zgomot

Normativele indicate în SNiP se referă la încăperile de tip locativ (case particulare și blocuri de apartamente), de tip public și de producție.

În tabelul prezentat mai jos, puteți compara normele pentru încăperile de diferite tipuri, precum și pentru teritoriile adiacente clădirilor.

Parte din tabelul №1 SNiP-2-77 din paragraful «Protecția împotriva zgomotului». Normele maxim admise, referitoare la perioada de noapte, sunt mai mici decât valorile de zi, iar normele pentru teritoriile adiacente sunt mai mari decât pentru spațiile locuite.

Una dintre cauzele creșterii normelor adoptate poate fi tocmai un sistem de conducte de aer proiectat incorect.

Nivelurile presiunii sonore sunt prezentate într-un alt tabel:

La punerea în funcțiune a echipamentelor de ventilație sau a altor echipamente legate de asigurarea unui microclimat favorabil și sănătos în încăpere, este permisă doar depășirea pe termen scurt a parametrilor de zgomot menționați.

№2 — nivelul de vibrație

Puterea de funcționare a ventilatoarelor este direct legată de nivelul vibrației.

Pragul maxim de vibrație depinde de mai mulți factori:

• dimensiunile conductei de aer;
• calitatea garniturilor care asigură reducerea nivelului vibrației;
• materialul de fabricație al țevilor;
• viteza fluxului de aer care trece prin canale.

Normele de care trebuie să se țină seama la alegerea dispozitivelor de ventilație și la calculele privind conductele de aer sunt prezentate în tabelul următor:

Valorile maxim admise ale vibrației locale. Dacă la verificare valorile reale sunt mai mari decât normele, înseamnă că sistemul de conducte de aer a fost proiectat cu deficiențe tehnice care trebuie corectate, sau puterea ventilatorului este prea mare.

Viteza aerului în puțuri și canale nu trebuie să influențeze creșterea indicilor de vibrație, precum și asupra parametrilor de oscilație sonoră asociați acestora.

№3 — rata de schimb a aerului

Purificarea aerului are loc datorită procesului de schimb al aerului, care se împarte în natural sau forțat.

În primul caz, se realizează prin deschiderea ușilor, a luminatoarelor, a gurilor de aerisire, a ferestrelor (și se numește aerare) sau pur și simplu prin infiltrare prin fisuri la îmbinările pereților, ușilor și ferestrelor, iar în al doilea caz – cu ajutorul aparatelor de aer condiționat și al echipamentelor de ventilație.

Schimbarea aerului într-o cameră, într-o încăpere auxiliară sau într-un atelier trebuie să aibă loc de mai multe ori pe oră, astfel încât gradul de poluare a maselor de aer să fie admisibil. Numărul de schimburi reprezintă rata de schimb, o mărime necesară și pentru determinarea vitezei aerului în canalele de ventilație.

Rata de schimb se calculează după următoarea formulă:

N=V/W,

unde:

• N – rata de schimb a aerului, ori pe oră;
• V – volumul de aer curat care umple încăperea într-o oră, m³/h;
• W – volumul încăperii, m³.

Pentru a evita efectuarea de calcule suplimentare, valorile medii ale ratei de schimb sunt colectate în tabele.

De exemplu, pentru spațiile locuite se potrivește următorul tabel al ratei de schimb a aerului:

Conform tabelului, schimbarea frecventă a maselor de aer în încăpere este necesară dacă aceasta se caracterizează prin umiditate sau temperatură ridicată – de exemplu, în bucătărie sau baie. În consecință, în cazul ventilației naturale insuficiente în aceste încăperi, se instalează dispozitive de circulație forțată.

Ce se va întâmpla dacă normativele privind rata de schimb a aerului nu vor fi respectate sau vor fi, dar într-o măsură insuficientă?

Se va întâmpla una dintre cele două:

• Rata sub normă. Aerul proaspăt încetează să înlocuiască aerul poluat, ceea ce duce la creșterea concentrației de substanțe nocive în încăpere: bacterii, microorganisme patogene, gaze periculoase. Cantitatea de oxigen, importantă pentru sistemul respirator uman, scade, iar dioxidul de carbon, dimpotrivă, crește. Umiditatea crește la maximum, ceea ce poate duce la apariția mucegaiului.
• Rata peste normă. Apare dacă viteza de deplasare a aerului în canale depășește norma. Aceasta afectează negativ regimul termic: încăperea pur și simplu nu reușește să se încălzească. Aerul excesiv de uscat provoacă boli ale pielii și ale aparatului respirator.

Pentru ca rata de schimb a aerului să corespundă normelor sanitare, trebuie instalate, îndepărtate sau reglate dispozitivele de ventilație, iar la nevoie, și înlocuite conductele de aer.

Algoritmul de calcul al vitezei aerului

Ținând cont de condițiile și parametrii tehnici menționați mai sus ai unei încăperi concrete, se pot determina caracteristicile sistemului de ventilație, precum și calcula viteza aerului în conducte.

Trebuie să ne bazăm pe rata de schimb a aerului, care pentru aceste calcule este valoarea determinantă.

Pentru precizarea parametrilor debitului, va fi util un tabel:

În tabel sunt prezentate dimensiunile conductelor cu secțiune dreptunghiulară, adică sunt indicate lungimea și lățimea acestora. De exemplu, la utilizarea canalelor de 200 mm x 200 mm la o viteză de 5 m/s, debitul de aer va fi de 720 m³/h.

Pentru a efectua calculele în mod independent, trebuie cunoscut volumul încăperii și norma ratei de schimb a aerului pentru camera sau sala de tipul dat.

De exemplu, trebuie aflați parametrii pentru un studio cu bucătărie cu un volum total de 20 m³. Să luăm valoarea minimă a ratei pentru bucătărie – 6. Rezultă că în decurs de 1 oră, canalele de aer trebuie să deplaseze aproximativ L = 20 m³ * 6 = 120 m³.

De asemenea, este necesar să se afle aria secțiunii transversale a conductelor instalate în sistemul de ventilație. Aceasta se calculează după următoarea formulă:

S = πr² = π/4 * D²,

unde:

• S — aria secțiunii transversale a conductei;
• π — numărul „pi”, constantă matematică egală cu 3,14;
• r — raza secțiunii transversale a conductei;
• D — diametrul secțiunii transversale a conductei.

Să presupunem că diametrul unui canal de aer circular este de 400 mm, îl introducem în formulă și obținem:

S = (3,14*0,4²)/4 = 0,1256 m²

Cunoscând aria secțiunii și debitul, putem calcula viteza. Formula de calcul a vitezei fluxului de aer:

V = L/3600*S,

unde:

• V — viteza fluxului de aer, (m/s);
• L — debitul de aer, (m³/h);
• S — aria secțiunii canalelor de aer (conductelor de aer), (m²).

Introducem valorile cunoscute și obținem: V = 120/(3600*0,1256) = 0,265 m/s

Prin urmare, pentru a asigura rata de schimb a aerului necesară (120 m³/h) utilizând un canal de aer circular cu diametrul de 400 mm, va fi necesar să se instaleze un echipament care să permită creșterea vitezei fluxului de aer la 0,265 m/s.

Trebuie reținut că factorii descriși anterior – parametrii nivelului de vibrații și ai nivelului de zgomot – depind direct de viteza de mișcare a aerului.

Dacă zgomotul depășește valorile normale, va trebui să reduceți viteza, prin urmare, să măriți secțiunea conductelor de aer. În unele cazuri, este suficient să instalați țevi din alt material sau să înlocuiți un fragment curbat al canalului cu unul drept.

Norme recomandate pentru viteza schimbului de aer

În timpul elaborării proiectului clădirii, se efectuează calculul fiecărei secțiuni individuale. La producție, acestea sunt ateliere, în clădiri rezidențiale – apartamente, într-o casă privată – blocuri pe etaje sau camere separate.

Înainte de instalarea sistemului de ventilație, se cunosc traseele și dimensiunile magistralelor principale, ce geometrie este necesară pentru canalele de ventilație, ce dimensiune a țevilor este optimă.

Nu trebuie să vă mirați de dimensiunile mari ale conductelor de aer în unitățile de alimentație publică sau în alte instituții – acestea sunt proiectate pentru a evacua o cantitate mare de aer uzat.

Calculele legate de mișcarea fluxurilor de aer în interiorul clădirilor rezidențiale și industriale sunt considerate printre cele mai complexe, prin urmare, ele trebuie efectuate de specialiști experimentați și calificați.

Viteza recomandată a aerului în conductele de aer este specificată în SNiP — documentația normativă de stat, iar la proiectarea sau predarea obiectelor se respectă aceasta.

În tabel sunt indicați parametrii care trebuie respectați la instalarea sistemului de ventilație. Numerele indică viteza de deplasare a maselor de aer pe locurile de instalare a canalelor și grilajelor în unități general acceptate – m/s

Se consideră că în interiorul încăperilor viteza aerului nu trebuie să depășească 0,3 m/s.

Excepții fac circumstanțele tehnice temporare (de exemplu, lucrări de reparații, instalarea utilajelor de construcții etc.), în timpul cărora parametrii pot depăși normele cu maximum 30%.

În încăperi mari (garaje, hale industriale, depozite, hangare) de multe ori funcționează două sisteme de ventilație în loc de unul.

Sarcina se împarte în jumătate, prin urmare, viteza aerului se alege astfel încât să asigure câte 50% din volumul total calculat de deplasare a aerului (eliminarea celui poluat sau alimentarea cu aer curat).

La apariția unor circumstanțe de forță majoră, apare necesitatea unei schimbări bruște a vitezei aerului sau a opririi complete a funcționării sistemului de ventilație.

De exemplu, conform cerințelor de securitate la incendiu, viteza de mișcare a aerului se reduce la minim pentru a preveni răspândirea focului și fumului în încăperile vecine în timpul unui incendiu.

În acest scop, în conductele de aer și pe porțiunile de tranziție se montează separatoare și clapete.

Nuanțe ale alegerii conductei de aer

Cunoscând rezultatele calculelor aerodinamice, se pot selecta corect parametrii conductelor de aer, mai exact – diametrul secțiunilor rotunde și dimensiunile celor dreptunghiulare. În plus, paralel se poate alege dispozitivul de alimentare forțată cu aer (ventilator) și se pot determina pierderile de presiune în timpul deplasării aerului prin canal.

Cunoscând valoarea debitului de aer și valoarea vitezei sale de mișcare, se poate determina ce secțiuni de conducte de aer sunt necesare.

Pentru aceasta se ia formula inversă formulei de calcul al debitului de aer:

S = L/3600*V.

Folosind rezultatul, se poate calcula diametrul:

D = 1000*√(4*S/π),

unde:

• D — diametrul secțiunii conductei de aer;
• S — aria secțiunii canalelor de aer (conductelor de aer), (m²);
• π — numărul „pi”, constantă matematică, egală cu 3,14;.

Numărul obținut se compară cu standardele de fabrică admise conform GOST și se aleg produsele cele mai apropiate ca diametru.

Dacă este necesar să se aleagă conducte de aer dreptunghiulare, nu rotunde, atunci în loc de diametru trebuie determinată lungimea/lățimea produselor.

La alegere, se ghidează după secțiunea aproximativă, folosind principiul a*b ≈ S și tabelele de dimensiuni standard furnizate de producători. Vă reamintim că, conform normelor, raportul dintre lățime (b) și lungime (a) nu trebuie să depășească 1 la 3.

Conductele de aer cu secțiune dreptunghiulară sau pătrată au o formă ergonomică, ceea ce permite instalarea lor lipite de pereți. Acest lucru este folosit atunci când se amenajează hote de casă și se ascund țevile deasupra structurilor suspendate de tavan sau deasupra dulapurilor de bucătărie (mezaninelor).

Standarde general acceptate pentru canalele dreptunghiulare: dimensiuni minime – 100 mm x 150 mm, dimensiuni maxime – 2000 mm x 2000 mm. Conductele de aer rotunde sunt bune deoarece au o rezistență mai mică, prin urmare, au niveluri minime de zgomot.

În ultimul timp, special pentru utilizarea în interiorul apartamentelor, se produc confortabile, sigure și cutii ușoare de plastic.

Concluzii și material video util pe această temă

Videoclipurile utile vă vor învăța să lucrați cu mărimi fizice și vă vor ajuta să vă imaginați mai bine cum funcționează sistemul de ventilație.

Videoclip #1. Calculul parametrilor ventilației naturale cu ajutorul unui program de calculator:

Videoclip #2. Informații utile despre configurarea sistemului de ventilație într-o casă privată în construcție:

Informațiile din articol pot fi utilizate în scop informativ și pentru a vă imagina mai bine funcționarea sistemului de ventilație.

Pentru calcule mai precise ale vitezei aerului la proiectarea comunicațiilor casnice, vă recomandăm să apelați la ingineri care cunosc nuanțele configurației ventilației și vă vor ajuta să alegeți corect dimensiunile conductelor de aer.

Cei care doresc să împărtășească experiența personală obținută la instalarea conductelor de aer, fapte interesante și informații specifice, vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos. Puneți întrebări pe puncte controversate. Noi sau vizitatorii site-ului vom participa cu plăcere în discuție.