Vilken måste lufthastigheten vara i ventilationskanalen enligt tekniska normer

Inomhusklimatet som skapas av ventilationssystem i bostäder eller industrilokaler påverkar människors välbefinnande och arbetsförmåga. För att skapa bekväma levnadsförhållanden har normer utvecklats som bestämmer luftens sammansättning. Håll med om att regelbunden luftväxling är livsviktig.

Vi berättar vilken lufthastighet som bör vara i ventilationskanalen. Vi ger råd om vad som behöver göras för att luftflödet alltid ska förbli fräscht och uppfylla hygienkraven. Hos oss hittar du en detaljerad beskrivning av beräkningsmetoder och en lista över regler för att välja den optimala ventilationskanalen.

Den information som presenteras bygger på data från normativa referensböcker. För praktisk inlärning av beräkningsmetoder ges exempel. Textmaterialet kompletteras med tydliga illustrationer och videor som underlättar förståelsen av det komplexa ämnet.

Vikten av luftväxling för människan

Enligt bygg- och hygiennormer måste varje bostads- eller industrianläggning förses med ett ventilationssystem.

Dess främsta syfte är att upprätthålla luftbalansen och skapa ett gynnsamt inomhusklimat för arbete och vila. Det innebär att atmosfären som människor andas inte ska ha överskott av värme, fukt eller olika typer av föroreningar.

Störningar i ventilationssystemets organisation leder till utveckling av infektionssjukdomar och luftvägssjukdomar, försämrat immunförsvar och för tidig förstöring av livsmedel.

I en alltför fuktig och varm miljö utvecklas sjukdomsframkallande mikroorganismer snabbt, och mögel- och svamphärdar uppstår på väggar, tak och till och med på möbler.

Ventilationsschema i ett tvåvånings privat hus. Ventilationssystemet är utrustat med en till- och frånluftsenergisparande enhet med en värmeåtervinningsenhet som gör det möjligt att återanvända värmen från den luft som lämnar byggnaden.

En av förutsättningarna för att upprätthålla en sund luftbalans är korrekt utformning av ventilationssystemet. Varje del av luftväxlingsnätet måste väljas baserat på rummets volym och luftens egenskaper i det.

Anta att i en liten lägenhet räcker det med en väl fungerande till- och frånluftsventilation, medan det i produktionshallar är obligatoriskt att installera utrustning för mekanisk luftväxling.

Vid byggande av hus, offentliga institutioner och företagslokaler följs följande principer:

• varje rum måste förses med ett ventilationssystem;
• hygieniska luftparametrar måste följas;
• I företag bör man installera anordningar som ökar och reglerar luftväxlingshastigheten; i bostäder – luftkonditioneringsapparater eller fläktar om ventilationen är otillräcklig;
• I lokaler med olika användningsområden (till exempel i vårdavdelningar och operationssalar eller på kontor och i rökrum) måste olika system installeras.

För att ventilationen ska uppfylla de angivna villkoren måste man göra beräkningar och välja utrustning – lufttillförselapparater och luftkanaler.

Vid installation av ett ventilationssystem måste man också välja luftintagsplatser korrekt för att förhindra att förorenade luftströmmar kommer tillbaka in i lokalerna.

Vid utformningen av ett ventilationsprojekt för ett privat hus, ett flervånings bostadshus eller en industrilokal beräknas luftvolymen och platser för installation av ventilationsutrustning bestäms: luftväxlingsaggregat, luftkonditioneringsapparater och luftkanaler.

Luftväxlingseffektiviteten beror på dimensionerna på luftkanalerna (inklusive husets schakt). Låt oss ta reda på vilka normer för lufthastighet i ventilation som anges i sanitetsdokumentationen.

Regler för bestämning av lufthastighet

Lufthastigheten är nära kopplad till begrepp som ljudnivå och vibrationsnivå i ventilationssystemet. Luften som passerar genom kanalerna skapar ett visst ljud och tryck som ökar med antalet svängar och böjar.

Ju högre motstånd i rören, desto lägre lufthastighet och desto högre fläktprestanda. Låt oss titta på normerna för relaterade faktorer.

Nr 1 — sanitära normer för bullernivå

De normer som anges i SNiP (byggnormer) gäller för bostäder (privata och flerfamiljshus), offentliga och industriella lokaler.

I tabellen nedan kan du jämföra normerna för olika typer av lokaler samt områden som angränsar till byggnader.

En del av tabellen från №1 SNiP-2-77 från avsnittet 'Bullerskydd'. De maximalt tillåtna normerna för nattetid är lägre än dagvärdena, och normerna för angränsande områden är högre än för bostäder.

En av anledningarna till de ökade normerna kan vara ett felaktigt utformat kanalsystem.

Ljudtrycksnivåerna visas i en annan tabell:

Vid idrifttagning av ventilations- eller annan utrustning för att säkerställa ett gynnsamt, hälsosamt inomhusklimat, är endast kortvarig överskridning av de angivna bullerparameterna tillåten.

Nr 2 — vibrationsnivå

Fläktarnas effekt är direkt relaterad till vibrationsnivån.

Den maximala vibrationströskeln beror på flera faktorer:

• kanalens dimensioner;
• kvaliteten på packningar som minskar vibrationsnivån;
• tillverkningsmaterial för rören;
• luftflödeshastigheten genom kanalerna.

De normer som bör följas vid val av ventilationsanordningar och vid beräkningar av kanaler visas i följande tabell:

Gränsvärden för lokal vibration. Om de faktiska mätvärdena vid kontroll är högre än normerna, betyder det att kanalsystemet är utformat med tekniska brister som måste åtgärdas, eller att fläktens effekt är för hög.

Lufthastigheten i schakt och kanaler bör inte påverka en ökning av vibrationsvärdena, inte heller de relaterade ljudsvängningsparametrarna.

Nr 3 — luftväxlingsfrekvens

Luftrening sker genom luftväxlingsprocessen, som delas in i naturlig eller forcerad.

I det första fallet sker det genom att öppna dörrar, fönster, ventilationsluckor (kallas luftning) eller helt enkelt genom infiltration via springor i väggfogar, dörrar och fönster. I det andra fallet sker det med hjälp av luftkonditioneringsapparater och ventilationsutrustning.

Luftväxlingen i ett rum, förråd eller verkstad bör ske flera gånger per timme för att luftföroreningsgraden ska vara acceptabel. Antalet byten är luftväxlingsfrekvensen, ett värde som också behövs för att bestämma lufthastigheten i ventilationskanaler.

Luftväxlingsfrekvensen beräknas med följande formel:

N=V/W,

där:

• N – luftväxlingsfrekvens, gånger per 1 timme;
• V – volymen ren luft som fyller rummet på 1 h, m³/h;
• W – rummets volym, m³.

För att slippa ytterligare beräkningar finns genomsnittliga luftväxlingsfrekvenser samlade i tabeller.

Till exempel, för bostäder passar följande tabell över luftväxlingsfrekvens:

Enligt tabellen är frekvent luftbyte i rummet nödvändigt om det kännetecknas av hög luftfuktighet eller lufttemperatur – till exempel i kök eller badrum. Följaktligen, om den naturliga ventilationen är otillräcklig i dessa utrymmen, installeras apparater för forcerad cirkulation.

Vad händer om normerna för luftväxlingsfrekvens inte följs eller följs i otillräcklig utsträckning?

Ett av två kommer att hända:

• Frekvens under norm. Frisk luft slutar ersätta förorenad luft, vilket leder till en ökad koncentration av skadliga ämnen i rummet: bakterier, patogena mikroorganismer, farliga gaser. Mängden syre, viktigt för människans andningssystem, minskar, medan koldioxid ökar istället. Luftfuktigheten stiger till max, vilket riskerar mögelbildning.
• Frekvens över norm. Uppstår om lufthastigheten i kanalerna överskrider normen. Detta påverkar temperaturen negativt: rummet hinner helt enkelt inte värmas upp. Alltför torr luft orsakar hud- och luftvägssjukdomar.

För att luftväxlingsfrekvensen ska motsvara sanitetsnormerna bör man installera, ta bort eller justera ventilationsanordningar och vid behov även byta ut luftkanalerna.

Algoritm för beräkning av lufthastighet

Med hänsyn till ovanstående förhållanden och tekniska parametrar för ett specifikt rum kan man bestämma egenskaperna hos ventilationssystemet samt beräkna lufthastigheten i rören.

Man ska utgå från luftväxlingsfrekvensen, som för dessa beräkningar är det avgörande värdet.

För att specificera flödesparametrarna kan en tabell användas:

Tabellen visar dimensioner för luftkanaler med rektangulärt tvärsnitt, det vill säga deras längd och bredd anges. Till exempel, vid användning av kanaler 200 mm x 200 mm med en hastighet av 5 m/s blir luftflödet 720 m³/h

För att själv utföra beräkningar behöver man känna till rummets volym och normen för luftväxlingsfrekvens för ett rum eller en hall av en given typ.

Till exempel måste man ta reda på parametrarna för en studio med kök med en total volym på 20 m³. Vi tar minimivärdet för luftväxlingsfrekvens för kök – 6. Det innebär att inom 1 timme måste luftkanalerna flytta cirka L = 20 m³ * 6 = 120 m³.

Man måste också känna till tvärsnittsarean för luftkanalerna som är installerade i ventilationssystemet. Den beräknas enligt följande formel:

S = πr² = π/4*D²,

där:

• S — luftkanalens tvärsnittsarea;
• π — talet "pi", en matematisk konstant lika med 3,14;
• r — radien för luftkanalens tvärsnitt;
• D — diametern för luftkanalens tvärsnitt.

Anta att diametern på en rund luftkanal är 400 mm, sätter in det i formeln och får:

S = (3,14*0,4²)/4 = 0,1256 m²

När vi känner till tvärsnittsarean och flödet kan vi beräkna hastigheten. Formeln för att beräkna luftflödeshastigheten:

V = L/3600*S,

där:

• V — luftflödeshastighet, (m/s);
• L — luftflöde, (m³/h);
• S — tvärsnittsarea för luftkanaler (luftledningar), (m²).

Sätter in kända värden, får: V = 120/(3600*0,1256) = 0,265 m/s

För att uppnå erforderlig luftomsättning (120 m³/h) med en rund luftkanal med diametern 400 mm krävs utrustning som kan öka luftflödeshastigheten till 0,265 m/s.

Man bör komma ihåg att de tidigare beskrivna faktorerna – vibrations- och ljudnivåparametrar – är direkt beroende av luftens hastighet.

Om bullret överskrider normala värden måste hastigheten minskas, vilket innebär att tvärsnittet på luftkanalerna måste ökas. I vissa fall räcker det med att installera rör av annat material eller byta ut en böjd kanaldel mot en rak.

Rekommenderade normer för luftväxlingshastighet

Vid upprättandet av en byggnadsprojektering görs beräkningar för varje enskild sektion. I produktionen är det verkstäder, i bostadshus – lägenheter, i ett privat hus – våningsblock eller enskilda rum.

Innan ventilationssystemet installeras är det känt vilka rutter och dimensioner huvudledningarna har, vilken geometri som krävs för ventilationskanaler, och vilken rörstorlek som är optimal.

Man bör inte förvånas över de stora dimensionerna på luftkanaler i offentliga matställen eller andra institutioner – de är dimensionerade för att avlägsna stora mängder använd luft.

Beräkningar relaterade till luftflöden inom bostads- och industribyggnader anses vara bland de mest komplexa, därför måste de utföras av erfarna och kvalificerade specialister.

Rekommenderad lufthastighet i luftkanaler anges i SNiP – den statliga normdokumentationen, och den används som riktlinje vid projektering eller överlämning av objekt.

I tabellen anges de parametrar som ska följas vid installation av ventilationssystem. Siffrorna visar luftmassornas hastighet vid kanaler och galler i vedertagna enheter – m/s.

Det anses att lufthastigheten inomhus inte bör överstiga 0,3 m/s.

Undantag är tillfälliga tekniska omständigheter (t.ex. reparationsarbeten, installation av byggutrustning m.m.) då parametrarna kan överstiga normerna med högst 30 %.

I stora utrymmen (garage, fabriker, lager, hangarer) används ofta två ventilationssystem istället för ett.

Belastningen delas på hälften, och därför väljs luftens hastighet så att den ger 50 % av den totala beräknade luftvolymen (avlägsnande av förorenad eller tillförsel av ren luft).

Vid force majeure uppstår behov av att snabbt ändra luftens hastighet eller helt stoppa ventilationssystemet.

Till exempel, enligt brandskyddskraven minskas lufthastigheten till ett minimum för att förhindra att eld och rök sprids till angränsande rum vid en brand.

För detta ändamål monteras avstängare och ventiler i luftkanalerna och på övergångsställen.

Finesser vid val av ventilationskanal

Med kännedom om resultaten av aerodynamiska beräkningar kan du välja rätt parametrar för luftkanalerna, närmare bestämt diametern för runda och måtten för rektangulära tvärsnitt. Dessutom kan du samtidigt välja en anordning för forcerad lufttillförsel (fläkt) och bestämma tryckförlusterna under luftens förflyttning i kanalen.

Med kännedom om luftflödets storlek och lufthastigheten kan du bestämma vilket tvärsnitt på luftkanalerna som behövs.

För detta används formeln som är inversen till formeln för att beräkna luftflöde:

S = L/3600*V.

Med hjälp av resultatet kan du beräkna diametern:

D = 1000*√(4*S/π),

där:

• D — diametern på luftkanalens tvärsnitt;
• S — tvärsnittsarean för luftkanalerna (luftkanaler), (m²);
• π — talet pi, en matematisk konstant lika med 3,14;.

Det erhållna numret jämförs med fabriksstandarder som godkänts enligt GOST och de produkter med närmast diameter väljs.

Om du behöver välja rektangulära snarare än runda luftkanaler, bör du istället för diametern bestämma längden/bredden på produkterna.

Vid valet utgår man från ungefärligt tvärsnitt med hjälp av principen a*b ≈ S och måttabeller från tillverkarna. Vi påminner om att enligt normerna förhållandet mellan bredd (b) och längd (a) inte får överstiga 1:3.

Luftkanaler med rektangulärt eller kvadratiskt tvärsnitt har en ergonomisk form som gör att de kan installeras tätt mot väggarna. Detta används vid installation av köksfläktar och dolda rör ovanför takhängda konstruktioner eller ovanför köksskåp (melaniner).

Allmänna standarder för rektangulära kanaler: minsta mått – 100 mm x 150 mm, största – 2000 mm x 2000 mm. Runda luftkanaler är bra eftersom de har lägre motstånd och därmed minimal ljudnivå.

På senare tid har man speciellt för inomhusbruk börjat tillverka bekväma, säkra och lätta plastkanaler.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Användbara videoklipp lär dig att arbeta med fysikaliska storheter och hjälper dig att bättre förstå hur ventilationssystemet fungerar.

Video #1. Beräkning av naturliga ventilationsparametrar med hjälp av ett datorprogram:

Video #2. Användbar information om ventilationssystemets utformning i ett privat hus under byggnation:

Artikelinformationen kan användas i informationssyfte och för att bättre förstå ventilationssystemets funktion.

För mer exakta beräkningar av lufthastighet vid projektering av husets installationer rekommenderar vi att du kontaktar ingenjörer som känner till ventilationssystemets detaljer och kan hjälpa dig att välja rätt storlek på luftkanalerna.

Den som vill dela med sig av personliga erfarenheter från installation av luftkanaler, intressanta fakta och specifik information, vänligen skriv kommentarer i blocket nedan. Ställ frågor om kontroversiella punkter. Vi eller sajtens besökare deltar gärna i diskussionen.