3.2. Определение расчетного воздухообмена

Воздухообмен в жилых зданиях считается отдельно для каждой квартиры. При этом за расчетный воздухообмен принимают большую из величин L₁ и L₂, где L₁ – нормируемое количество воздуха, подаваемого в жилые помещения расчетной квартиры, L₂ – нормируемое количество воздуха, которое следует удалять из кухонь, ванных комнат и санузлов.

Расчетное количество подаваемого воздуха L₁ , м³/ч, определяется по нижеприведенным формулам в соответствии с [4, прил. К], [5, табл.9.1]:

– для жилых зданий с расчетной заселенностью квартир менее 20 м² общей площади на человека:

L₁ = 30 F_Ж , (3.1)

где F_Ж – площадь жилых помещений квартиры, м².

– для жилых зданий с расчетной заселенностью квартир более 20 м² общей площади на человека:

L₁ = 30 m, но не менее 0,35V , (3.2)

где m – расчетное количество жителей , V – общий объем квартиры, м³.

Расчетное количество воздуха, удаляемого из вспомогательных помещений L₂ , м³/ч, определяется по формуле

L₂= L_кух + L_ван + L_с.у, (3.3)

где L_кух, L_ван, L_с.у – нормируемое значение количества удаляемого воздуха соответственно из кухонь, ванных комнат и санузлов, принимается по [5, табл.9.1]:

– из ванных, душевых, туалетов, совмещенных санузлов: 25 м³/ч;

– из кухонь с электроплитой: 60 м³/ч;

– из кухонь с газовой плитой: 100 м³/ч;

Для систем естественной вентиляции расчетным считается режим, когда температура наружного воздуха равна 5 °C. Производительность вытяжной вентиляции в теплый период года не нормируется в связи с возможностью осуществления воздухообмена через открытые окна.

Пример 3.1 Рассчитать воздухообмен для трехкомнатной квартиры общей площадью F = 66 м², расчетное количество жителей m = 3чел., высота помещений (от пола до потолка) h = 2,6 м.

Решение.

Расчетная заселенность квартиры 66 : 3 = 22м²/чел.

Определяем величину расчетного воздухообмена по формулам (3.2), (3.3):

L₁ =30 м³/ч × 3 = 90 м³/ч,

L₁ = 0,35 V = 0,35 × F_КВ × h = 0,35 × 66× 2,5 = 57,8 м³/ч,

L₂ = 100 + 25 + 25 =150 м³/ч .

Принимаем за расчетный воздухообмен квартиры большее из полученных значений L = 150 м³/ч (100 м³/ч – удаляется из кухни, по 25 м³/ч – из ванной и туалета).

3.3. Расчет вентиляционных каналов

Целью расчета систем естественной вытяжной вентиляции является определение сечения каналов, обеспечивающих удаление нормируемого количества воздуха при расчетных условиях. Перед началом расчета вычерчивают расчетную схему вентиляции, на которой указывают номера, расход воздуха и длины участков, пример приведен на рис.3.2.

Рис. 3.2 Схема вытяжной вентиляции

Расчет производят в следующей последовательности. Определяют располагаемый перепад давлений для каналов каждого этажа Р_Р, Па, по формуле

Р_Р = h_i  g  (_н - _в), (3.4)

где h_i – высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м; _н , _в –плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м³; принимают _в = 1,21 кг/м³, _н = 1,27 кг/м³ и (плотность наружного воздуха принимают при температуре +5^оС [4].

Рассчитывают требуемую площадь сечения жалюзийной решетки и канала f, м², по формуле

f_ТР = L / 3600 v, (3.5)

где v - скорость воздуха, м/с; рекомендуется принимать от 0,6 до 0,8 м/с.

Принимают стандартный канал и жалюзийную решетку с сечениями наиболее близкими к значению, рассчитанному по формуле (3.4). Основные данные стандартных вентиляционных решеток и размеры кирпичных каналов приведены в прил. Е, Ж.

Уточняют действительную скорость движения воздуха в канале и жалюзийной решетке v, м/c, по формуле

v = L / 3600 f, (3.6)

где f – принятая площадь сечения канала (жалюзийной решетки), м².

Потери давления на трение в кирпичном канале R_тр, Па, определяют по формуле

R_тр =   R  l, (3.7)

где R – удельная потеря давления на трение в стальном канале, Па/м; l – длина канала, м;  - поправочный коэффициент на шероховатость поверхности, для кирпичных каналов  =1,36 [3].

Величина удельных потерь давления на трение R определяется по [3, рис.14.9] или прил.И. Справочные таблицы составлены для круглых воздуховодов, поэтому для воздуховодов прямоугольного сечения необходимо определить соответствующую величину эквивалентного диаметра d_э, мм, т.е. такого диаметра круглого воздуховода, при котором для той же скорости движения воздуха, как и в прямоугольном воздуховоде, удельные потери давления на трение были бы равны.

Эквивалентный диаметр d_э, мм, определяют по формуле

d_э = 2ab /(a +b), (3.8)

где a, b – размеры сторон прямоугольного воздуховода, мм.

Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяют по формуле

, (3.9)

где ξ - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке; v - действительная скорость воздуха в канале, м/с, определяемая по формуле (3.6); Р_дин - динамическое давление, Па.

В курсовой работе принимают следующие значения коэффициентов местных сопротивлений: для жалюзийной решетки ξ = 2, для выходного отверстия вентиляционного канала ξ = 1,3.

Суммарные фактические потери давления Р_ф, Па, вычисляются по формуле

Р_ф = R_тр + Z, (3.10)

где R_тр – см. формулу (3.7); Z – см. формулу (3.9).

Суммарные потери давления Р_ф не должны превышать располагаемый перепад давлений Р_Р, рассчитанный по формуле (3.4). Если это условие не выполняется, то следует увеличить размеры канала и скорректировать расчет.

Пример 3.2. Определить сечение канала и жалюзийной решетки системы естественной вентиляции из кухни, находящейся на верхнем этаже. Расчетный расход воздуха L = 100 м³/ч. Высота канала h = 2,8 м. На кухне установлена газовая плита.

Решение.

Определяем располагаемое давление Р_е, Па, по формуле (3.4):

Р_е = 2,8  9,81(1,27 – 1,21) = 1,64 Па.

При рекомендуемой скорости воздуха по формуле (3.5) определяем требуемое сечение жалюзийной решетки и канала f_, м²:

f = 100 / (3600 0,8) = 0,0347 м².

Принимаем жалюзийную решетку по прил. Ж размером 200300 мм с площадью живого сечения 0,0346 м² и канал по прил. Е размером 140 270 с площадью сечения 0,0378 м².

Уточняем действительную скорость движения воздуха в жалюзийной решетке v_ж.р., м/с, и в канале v_к, м/с, по формуле (3.6):

v_ж.р = 100/ (3600  0,0346) = 0,8 м/с,

v_к = 100/ (3600  0,0378) = 0,73 м/с.

Находим по формуле (3.8) эквивалентный диаметр канала:

d_э = 2 270  140 / (270+ 140) = 184,39 мм,

принимаем ближайший по величине стандартный d_э=180 мм.

По прил. И находим на в колонке d =180 мм при скорости 0,73 м/с удельные потери давления на трение в стальном воздуховоде R = 0,063 Па/м и рассчитываем потери на трение на данном участке R_тр, Па, по формуле (3.6) :

R_тр = 1,36  0,063  2,8 = 0,24 Па.

Рассчитываем потери давления в жалюзийной решетке и канале по формуле (3.9):

Z _ж.р= 2  0,8^{2 .} 1,21 / 2 = 0,774 Па,

Z_к = 1,3 · 0, 73² ·1,21 / 2 = 0,419 Па.

Результаты расчета заносим в табл. 3.1

Т а б л и ц а 3.1